RU69225U1

RU69225U1 - ARTILLERY SMALL-BAR

Info

Publication number: RU69225U1
Application number: RU2007131020/22U
Authority: RU
Inventors: Олег Александрович Гулин; Борис Яковлевич Горчаков; Руслан Умарович Есиев; Олег Тимофеевич Чижевский; Владимир Олегович Чмутенко; Радик Шавкятович Хасанов
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр "Прибор"
Priority date: 2007-08-15
Filing date: 2007-08-15
Publication date: 2007-12-10

Abstract

Полезная модель относится к боеприпасам, а более конкретно, к артиллерийским малокалиберным снарядам осколочно-фугасного типа. Известный артиллерийский малокалиберный снаряд содержит головной взрыватель, детонатор которого расположен во взрывчатом наполнении ступенчатой каморы корпуса, медный ведущий поясок и смонтированный в донной полости пиротехнический заряд трассера. Новым является то, что камора корпуса сформирована многопереходным холодным выдавливанием прутковой заготовки, цилиндрическая поверхность которого монолитно связана с ведущим пояском посредством электродуговой наплавки медной присадочной проволоки, а пиротехнический заряд трассера запрессован непосредственно в донную полость, без промежуточных прослоек, при этом в качестве материала корпуса использована низкоуглеродистая сталь, модифицированная алюминием и ванадием. Предложенное техническое решение обеспечило повышение функциональной надежности при сохранении заданного уровня основных характеристик назначения артиллерийских малокалиберных снарядов, технологичность которых повысилась за счет использования более прогрессивных приемов и операций, возможных при предложенных конструктивных особенностях изделия.The utility model relates to ammunition, and more specifically, to artillery small-caliber high-explosive shells. The well-known artillery small-caliber projectile contains a head fuse, the detonator of which is located in the explosive filling of the stepped chamber of the casing, a copper lead belt and a pyrotechnic charge of the tracer mounted in the bottom cavity. What is new is that the casing chamber is formed by multi-junction cold extrusion of a bar stock, the cylindrical surface of which is monolithically connected to the leading girdle by means of electric arc surfacing of a copper filler wire, and the pyrotechnic charge of the tracer is pressed directly into the bottom cavity, without intermediate interlayers, while using the case material as mild steel modified with aluminum and vanadium. The proposed technical solution provided an increase in functional reliability while maintaining a given level of the main characteristics of the designation of artillery small-caliber shells, the manufacturability of which was increased due to the use of more advanced techniques and operations possible with the proposed design features of the product.

Description

Полезная модель относится к боеприпасам, а более конкретно, к артиллерийским малокалиберным снарядам осколочно-фугасного типа.The utility model relates to ammunition, and more specifically, to artillery small-caliber high-explosive shells.

Уровень данной области техники характеризует артиллерийский малокалиберный снаряд к автоматическому гранатомету по патенту RU 2196294, F42В 12/24, 2003 г., который имеет аэродинамическую форму, образованную головным взрывателем обтекаемой конфигурации и запоясковой частью корпуса, выполненной в виде усеченного сужающегося кзади конуса, протяженность которого составляет 0,7-0,9 калибра гранаты. Угол наклона образующей конического хвостовика, имеющего открытую донную полость, оптимизирован в диапазоне 8-10°С.The level of this technical field is characterized by an artillery small-caliber projectile for an automatic grenade launcher according to the patent RU 2196294, F42В 12/24, 2003, which has an aerodynamic shape formed by a streamlined configuration of the head fuse and an arm part made in the form of a truncated cone tapering backwards, the length of which is 0.7-0.9 caliber grenades. The angle of inclination of the generatrix of the conical shank having an open bottom cavity is optimized in the range of 8-10 ° C.

Донная полость сообщается с атмосферой посредством сквозных щелей на конической поверхности хвостовика, через которые воздух набегающего потока проникает вовнутрь, снижая аэродинамическое торможение снаряда на траектории полета к цели.The bottom cavity communicates with the atmosphere through through slots on the conical surface of the shank, through which the air of the incoming flow penetrates inward, reducing the aerodynamic drag of the projectile on the flight path to the target.

На коническом хвостовике снаряда происходит отрыв приграничных потоков, что в совокупности с выравниванием давления внутри полой юбки снижает аэродинамическое сопротивление и, сравнительно со штатной гранатой, имеющей дозвуковую скорость полета, на четверть увеличивает дальность полета.On the conical shank of the projectile, border flows are detached, which, combined with equalization of pressure inside the hollow skirt, reduces aerodynamic drag and, compared with the standard grenade, which has a subsonic flight speed, increases the flight range by a quarter.

Наполненный взрывчатым веществом корпус снабжен медным ведущим пояском, который запрессован в кольцевую канавку на его центрирующем утолщении.The case filled with explosive is equipped with a copper lead belt, which is pressed into the annular groove on its centering thickening.

Характерной особенностью известного снаряда является регулированное дробление утолщенного корпуса посредством сетки рифлений, выполненных на внутренней поверхности. Пересекающиеся рифли образуют ослабленные сечения стенки корпуса и, выполняя функции газового клина продуктов детонации взрывчатого наполнения, служат концентраторами напряжений, вдоль которых, в основном, происходит его разрушение с формированием осколков заданной массы и формы.A characteristic feature of the known projectile is the controlled crushing of the thickened body through a mesh of corrugations made on the inner surface. Intersecting corrugations form weakened sections of the body wall and, acting as a gas wedge of explosive filling detonation products, serve as stress concentrators along which, in the main, its destruction occurs with the formation of fragments of a given mass and shape.

Продолжением описанного достоинства является присущий недостаток - неудовлетворительное фугасное действие из-за относительно большой толщины стенки осколочного корпуса, лимитируемой конструкционной прочностью при запрессовке в радиальную канавку центрирующего утолщения кольца медного ведущего пояска.A continuation of the described advantage is an inherent disadvantage - unsatisfactory high-explosive action due to the relatively large wall thickness of the fragmentation shell, limited by structural strength when the centering thickening of the ring of the copper lead belt is pressed into the radial groove.

При этом объем взрывчатого наполнения дополнительно снижается наличием в донной части глухой полости для аэродинамической стабилизации снаряда на траектории полета.In this case, the volume of explosive filling is further reduced by the presence in the bottom of the blind cavity for aerodynamic stabilization of the projectile along the flight path.

Кроме того, использование снаряда ограничено из-за отсутствия трассирующего устройства, необходимого для визуальной корректировки In addition, the use of the projectile is limited due to the lack of a tracer device necessary for visual adjustment

залпового ведения стрельбы из автоматического оружия.salvo firing from automatic weapons.

Отмеченные недостатки устранены в артиллерийском малокалиберном снаряде по патенту РФ №63049, F42В 12/20, 2007, который по существу и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному осколочно-фугасному трассирующему снаряду.The noted drawbacks are eliminated in the artillery small-caliber projectile according to the patent of the Russian Federation No. 63049, F42В 12/20, 2007, which in essence and the number of matching features is selected as the closest analogue to the proposed high-explosive fragmentation tracer.

Известный снаряд содержит головной взрыватель и взрывчатое наполнение каморы тонкостенного корпуса, в радиальной канавке центрирующего утолщения которого запрессован ведущий поясок, при этом хвостовик корпуса на длине полкалибра выполнен в форме сужающегося кзади усеченного конуса, где в открытой донной полости установлено трассирующее устройство.A well-known projectile contains a head fuse and explosive filling of the chamber of a thin-walled body, in the radial groove of the centering bulge of which a drive belt is pressed, while the body shank along the length of a half-gauge is made in the form of a truncated tapering backwards, where a tracer is installed in the open bottom cavity.

Особенностью этого снаряда является то, что камора под ведущим пояском выполнена ступенчатой с занижением диаметра, ступень которого выбрана из условия, чтобы расстояние от каморы меньшего диаметра до радиальной канавки под набивной ведущий поясок было соизмеримо с толщиной стенки корпуса.A feature of this projectile is that the chamber under the leading belt is made stepwise with understating the diameter, the stage of which is chosen so that the distance from the chamber of smaller diameter to the radial groove under the stuffed leading belt is commensurate with the thickness of the body wall.

Ступенчатая форма каморы формирует утоненную стенку корпуса, что сохраняет требуемую осколочность и дополнительно обеспечивает фугасное действие. Снаряд имеет повышенную полезную нагрузку наполнения в более объемной каморе. Тонкостенный корпус выполнен без рифлений на внутренней поверхности, что технологически проще и дешевле в серийном производстве, при этом он гарантированно дробится на заданное число поражающих элементов.The stepped shape of the chamber forms a thinned wall of the housing, which retains the required fragmentation and additionally provides a high-explosive effect. The projectile has an increased filling payload in a larger chamber. The thin-walled body is made without corrugations on the inner surface, which is technologically simpler and cheaper in mass production, while it is guaranteed to be split into a predetermined number of damaging elements.

Выбранная геометрическая форма хвостовика (укороченной конической части снаряда, имеющего сверхзвуковую скорость полета) совокупно с реактивной струей продуктов сгорания трассирующего устройства, выполняющей функции аэродинамического стабилизатора, улучшают продольную устойчивость снаряда на траектории полета за счет снижения торможения и смещения центра давления за центр масс снаряда с облегченным корпусом, что повышает кучность стрельбы и вероятность поражения цели.The selected geometric shape of the shank (a shortened conical part of the projectile having a supersonic flight speed) together with a jet stream of combustion products of the tracer device acting as an aerodynamic stabilizer improves the longitudinal stability of the projectile on the flight path by reducing drag and shifting the center of pressure beyond the center of mass of the projectile body, which increases the accuracy of fire and the probability of hitting a target.

Трассирующее устройство, воспламеняемое тепловым импульсом от метательного порохового заряда гильзы, обеспечивает целеуказание для мобильной корректировки огня.The tracer, ignited by a heat pulse from the propellant powder charge of the sleeve, provides target designation for mobile fire adjustment.

Форс продуктов горения пиротехнического состава трассирующего устройства, струйно истекающих из донной полости корпуса снаряда, служит дополнительным аэродинамическим стабилизатором продольной устойчивости снаряда на полете, при изменившимся соотношении масс структурных его составляющих.The force of the combustion products of the pyrotechnic composition of the tracer device flowing out from the bottom cavity of the shell of the projectile serves as an additional aerodynamic stabilizer of the longitudinal stability of the projectile in flight, with a changed mass ratio of its structural components.

Трассирующее устройство формируют из готовых шашек, которые на герметике устанавливают в донную полость корпуса.The tracing device is formed from finished pieces, which are installed on the sealant in the bottom cavity of the housing.

Перемычка корпуса между каморой и донной полостью под трассирующее устройство практически исключает радиальные его деформации при напрессовке медного ведущего пояска в канавку типа «ласточкин хвост», которая имеет рифления на дне для повышения сцепления.The body jumper between the chamber and the bottom cavity under the tracer practically eliminates its radial deformations when pressing the copper lead belt into the dovetail groove, which has corrugations at the bottom to increase traction.

Недостатком известного снаряда является неудовлетворительная функциональная надежность из-за возможных случаев срыва медного ведущего пояска в канале ствола при выстреле.A disadvantage of the known projectile is the unsatisfactory functional reliability due to possible cases of failure of the copper lead belt in the barrel when firing.

Кроме того, изготовление этого снаряда в серийном производстве нетехнологично. Использовать прогрессивные технологические приемы не представляется возможным по следующим причинам.In addition, the manufacture of this projectile in serial production is not technologically advanced. It is not possible to use advanced technological methods for the following reasons.

Корпус снаряда изготавливается механическим резанием, потому что штатная снарядная сталь 50 плохо штампуется из-за относительно высокого содержания углерода, которое, ограничивает применение наплавки медного ведущего пояска посредством электродуговой сварки медной присадочной проволоки со стальным корпусом снаряда.The shell body is made by mechanical cutting, because the standard shell steel 50 is poorly stamped due to the relatively high carbon content, which limits the use of surfacing copper lead belt by electric arc welding of a copper filler wire with a steel shell body.

При наплавке пояска (с сопутствующим конвективным теплоотводом циркулирующей через камору воды) происходит нежелательная локальная закалка металла корпуса, частицы которого в общей сварочной ванне распределяются в объеме наплавляемого пояска и всплывают на его поверхность. Твердые включения закаленной стали на фасонированной поверхности медного ведущего пояска оказывают сильное абразивное действие на боевые грани нарезов ствола орудия, что недопустимо.When surfacing the belt (with the accompanying convective heat sink circulating through the chamber of water), an undesirable local hardening of the body metal occurs, the particles of which are distributed in the weld pool in the weld pool and float to its surface. Solid inclusions of hardened steel on the fashioned surface of the copper lead belt have a strong abrasive effect on the combat faces of the rifling of the gun barrel, which is unacceptable.

Прямое прессование пиротехнического состава трассерного устройства неприемлемо из-за неизбежных радиальных деформаций корпуса, что дополнительно ослабит сцепление с напрессованным ведущим пояском.Direct pressing of the pyrotechnic composition of the tracer device is unacceptable due to the inevitable radial deformation of the body, which will further weaken the adhesion to the pressed leading belt.

Задачей, на решение которой направлено настоящая полезная модель, является повышение функциональной надежности более технологичных в серийном производстве артиллерийских малокалиберных снарядов.The task, which the real utility model is aimed at, is to increase the functional reliability of artillery small-caliber shells that are more technologically advanced in the serial production.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном артиллерийском малокалиберном снаряде, содержащем головной взрыватель, детонатор которого расположен во взрывчатом наполнении ступенчатой каморы корпуса, медный ведущий поясок и смонтированный в донной полости пиротехнический заряд трассера, по предложению авторов, камора корпуса сформирована многопереходным холодным выдавливанием прутковой заготовки, цилиндрическая поверхность которого монолитно связана с ведущим пояском посредством электродуговой наплавки медной присадочной проволоки, а пиротехнический заряд трассера запрессован непосредственно в донную полость, без промежуточных прослоек, при этом в качестве материала корпуса использована низкоуглеродистая сталь, модифицированная алюминием и ванадием.The required technical result is achieved by the fact that in the well-known artillery small-caliber projectile containing a head fuse, the detonator of which is located in the explosive filling of the stepped chamber chamber, the copper lead belt and the tracer’s pyrotechnic charge mounted in the bottom cavity are formed by multi-junction cold extrusion of bar stock blanks, the cylindrical surface of which is monolithically connected with the leading girdle by means of electric arc surfacing of copper minutes filler wire, and the pyrotechnic charge tracer is molded directly into the bottom cavity without intermediate layers, wherein as the material of the housing used low carbon steel, aluminum and vanadium modified.

Отличительные признаки обеспечили повышение функциональной надежности при сохранении заданного уровня основных характеристик назначения артиллерийских малокалиберных снарядов, технологичность которых повысилась за счет использования более прогрессивных приемов и операций, возможных при предложенных конструктивных особенностях изделия.Distinctive features ensured an increase in functional reliability while maintaining a given level of the main characteristics of the designation of artillery small-caliber shells, the manufacturability of which was improved by using more advanced techniques and operations possible with the proposed design features of the product.

Монолитная композиция, образованная в общей сварочной ванне при наплавке медного ведущего пояска на корпус снаряда, полностью исключает возможность срыва пояска в канале ствола при выстреле. Процесс автоматической A monolithic composition formed in a common weld pool during surfacing of a copper lead girdle on the shell body completely eliminates the possibility of a girdle breakdown in the barrel bore during firing. Automatic process

электродуговой наплавки медной проволоки на сталь технологически отработан в серийном производстве снарядов.electric arc deposition of copper wire on steel is technologically developed in the serial production of shells.

Наплавку медного ведущего пояска проводят непосредственно на цилиндрическую поверхность корпуса, что, сравнительно с прототипом, исключает формирование радиальной канавки сложного профиля под напрессовку обжимом медного кольца.Surfacing of the copper lead belt is carried out directly on the cylindrical surface of the housing, which, compared with the prototype, eliminates the formation of a radial groove of a complex profile for pressing the crimp of the copper ring.

Для реализации наплавки медного ведущего пояска в качестве материала корпуса снаряда использована низкоуглеродистая сталь, модифицированная алюминием и ванадием, которая не калится при температуре плавления меди и хорошо объемно пластически деформируется.To realize the deposition of a copper lead belt, low-carbon steel modified with aluminum and vanadium was used as the shell material, which does not heat at the melting temperature of copper and is well plastically deformed in bulk.

С целью достижения заданных прочностных характеристик, в частности предела текучести σ₀₂≥65 кг/мм², ступенчатая камора снаряда формируется многопереходным холодным выдавливанием из прутковой заготовки, в результате которого происходит сопутствующий наклеп и упрочнение стали до необходимого уровня, что дополнительно повышает коэффициент использования металла, сравнительно с резанием по прототипу.In order to achieve the specified strength characteristics, in particular, the yield strength σ ₀₂ ≥65 kg / mm ² , the stepwise chamber of the projectile is formed by multi-transition cold extrusion from a bar stock, which results in concomitant steel hardening and hardening to the required level, which further increases the metal utilization rate , compared with cutting on the prototype.

Монолитность крепления медного ведущего пояска на корпусе снаряда позволяет прессовать пиротехнический заряд трассера непосредственно в донную полость, что более производительно и обеспечивает функциональное сцепление с корпусом без промежуточных клеящих и герметизирующих прослоек.The monolithic fastening of the copper lead belt on the shell of the shell allows the tracer to press the pyrotechnic charge directly into the bottom cavity, which is more productive and provides functional adhesion to the body without intermediate adhesive and sealing layers.

В качестве материала для корпуса снаряда использована промышленно выпускаемая низкоуглеродистая сталь 15ФЮА, ГОСТ В.10230.The material used for the shell of the projectile is industrially produced low-carbon steel 15FYUA, GOST V.10230.

Содержание в составе стали алюминия улучшает служебные характеристики изделий, так как алюминий связывает свободный азот, что предотвращает деформационное старение стали корпуса в течение времени хранения.The content of aluminum in the composition of the steel improves the service characteristics of the products, since aluminum binds free nitrogen, which prevents deformation aging of the body steel during storage.

Содержание в составе стали ванадия обеспечивает хорошую свариваемость корпуса с наплавляемой медью ведущего пояска, измельчение зерна для упрочнения при объемной деформации штампованного корпуса, который лучше сцепляется с медью пояска, так как при наплавке исключено газообразование, формирующее поры.The content of vanadium in the composition of the steel ensures good weldability of the body with the weld-on copper of the leading belt, grinding of grain for hardening during volumetric deformation of the stamped body, which better adheres to the copper of the belt, since gas formation forming pores is excluded during surfacing.

Исключение радиальной канавки под набивной медный ведущий поясок позволило дополнительно увеличить объем каморы для взрывчатого наполнения, чем увеличить фугасное действие снаряда.The exclusion of the radial groove under the printed copper lead belt allowed to further increase the volume of the chamber for explosive filling than to increase the high-explosive effect of the projectile.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решается не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы существенных признаков формулы.Therefore, each essential feature is necessary, and their combination in a stable relationship is sufficient to achieve a novelty of quality that is not inherent in the characteristics of disunity, that is, the technical problem posed in the invention is not solved by the sum of effects, but by a new super-effect of the sum of the essential features of the formula.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображен предлагаемый 23 - мм осколочно-фугасный трассирующий снаряд.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows the proposed 23 mm high-explosive fragmentation tracer.

В тонкостенном корпусе 1, содержащем взрывчатое наполнение 2 In a thin-walled enclosure 1 containing explosive filling 2

ступенчатой каморы, установлен головной взрыватель 3.stepped chamber, mounted head fuse 3.

Корпус 1 получают объемным выдавливанием из прутковой заготовки стали 15ФЮА за три перехода холодного выдавливания каморы 2.Case 1 is obtained by volume extrusion from a bar billet of steel 15FYUA for three transitions of cold extrusion of the chamber 2.

На цилиндрической поверхности корпуса 1 посредством электродуговой наплавки сформирован медный ведущий поясок 4.On the cylindrical surface of the housing 1 by means of an electric arc surfacing formed copper lead belt 4.

В донную полость 5 корпуса 1 запрессован пиротехнический состав трассирущего заряда 6 с усилием, в три раза превосходящим давление пороховых газов метательного заряда гильзы. Прессование заряда 6 проводят в специальной матрице на оправке, которые исключают деформирование соединения пояска 4 с корпусом 1.The pyrotechnic composition of the tracer charge 6 is pressed into the bottom cavity 5 of the housing 1 with an force three times higher than the pressure of the powder gases of the propellant charge of the sleeve. Pressing charge 6 is carried out in a special matrix on the mandrel, which exclude deformation of the connection of the girdle 4 with the housing 1.

Хвостовая часть корпуса 1 на длине полкалибра имеет коническое сужение кзади под углом наклона образующей 8-10°С выбранном из условия максимального снижения аэродинамического торможения на траектории полета к цели на сверхзвуковой скорости.The tail of the housing 1 along the length of the half-gauge has a conical narrowing posteriorly at an angle of inclination of the generatrix of 8-10 ° C selected from the condition of maximum reduction of aerodynamic drag on the flight path to the target at supersonic speed.

Функционирует предложенный снаряд следующим образом.The proposed projectile operates as follows.

При выстреле тепловой энергией горящего метательного заряда унитарного артиллерийского патрона воспламеняется пиротехнический состав трассирующего заряда 6, форс продуктов горения которого образует аэродинамический стабилизатор, обеспечивающий продольную устойчивость снаряда на внешней траектории.When thermal energy is fired from a burning propellant charge of a unitary artillery cartridge, the pyrotechnic composition of tracer charge 6 is ignited, the force of the combustion products of which forms an aerodynamic stabilizer that ensures the longitudinal stability of the projectile on an external trajectory.

Пограничный набегающий поток воздуха плавно обтекает коническую хвостовую часть снаряда, не образуя турбулентных завихрений, что не создает торможения движению.A boundary free-flowing air flow smoothly flows around the conical tail of the projectile, without forming turbulent turbulence, which does not slow down the movement.

Реактивная тяга, создаваемая форсом при горении трассирующего заряда 6, дополнительно увеличивает скорость полета снаряда, сравнительно со штатным снарядом.The jet thrust created by force during the burning of tracer charge 6 additionally increases the flight speed of the projectile, compared with a regular projectile.

При встрече с преградой срабатывает головной взрыватель 3, импульсом которого инициируется наполнение 2, детонацией которого корпус 1 дробится на поражающие элементы необходимых фракции и конфигурации.When meeting with an obstacle, a head fuse 3 is triggered, the pulse of which initiates filling 2, the detonation of which body 1 is crushed into the damaging elements of the required fraction and configuration.

При детонации наполнения 2 формируется фронт ударной волны достаточной поражающей мощности.With the detonation of filling 2, a shock front of sufficient shock power is formed.

Испытания стрельбой опытной партии артиллерийских снарядов по полезной модели, которые соответствуют штатным по массо-габаритным показателям, показали заметное повышение показателей назначения и прицельной дальности полета.The shooting tests of the experimental batch of artillery shells according to the utility model, which correspond to the standard ones in terms of mass and dimensions, showed a noticeable increase in the destination and aiming range.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого полезная модель явным образом не следует для специалиста по боеприпасам, показал, что она не известна, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления артиллерийских малокалиберных снарядов заявленной конструкции, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.A comparative analysis of the proposed technical solution with the identified analogues of the prior art, from which the utility model does not explicitly follow for the ammunition specialist, showed that it is not known, and taking into account the possibility of industrial serial production of artillery shells of the claimed design, it can be concluded that patentability criteria.

Claims

1. An artillery small-caliber projectile containing a head detonator, the detonator of which is located in the explosive filling of the stepped chamber chamber, a copper lead belt and a tracer pyrotechnic charge mounted in the bottom cavity, characterized in that the chamber chamber is formed by multi-junction cold extrusion of a bar stock, the cylindrical surface of which is monolithically connected with a leading belt by means of an electric arc surfacing of a copper filler wire, and the tracer pyrotechnic charge is pressed van directly into the bottom cavity without intermediate layers.

2. The projectile according to claim 1, characterized in that as the body material used low carbon steel, modified with aluminum and vanadium.