UA126116C2 - Спосіб виготовлення піддона з біонічними структурами для бронебійного снаряда та піддон з біонічними структурами - Google Patents

Abstract

Винахід стосується способу виготовлення піддона (2) для бронебійного снаряда (3), за яким передбачають біонічні структури (5, 6), які формують та виготовляють під час виготовлення піддона (2) за допомогою 3-вимірного способу виготовлення, за яким пошарово утворюють структуру сегментів (2.1, 2.2) піддона (2), при цьому геометричні параметри піддона (2) або сегменти (2.1. 2.2) мають тривимірні параметри. 3-Вимірним способом виготовлення є спосіб 3D-друку або SLS-технологією лазерного спікання. Під час здійснення способу задають розміри, форму та/або об’єм біонічних структур (5, 6) та визначають місце включення біонічних структур (5, 6) всередині піддона та їх кількість. Спосіб виконання піддона виконують шляхом коконного 3D-плетення, при цьому біонічні структури (5, 6) утворюють шляхом операцій з прядильною фільєрою. Крім цього представлено піддон (2) із біонічними структурами (5, 6), які виконані у вигляді стільників, підкосів, раковин, круглих порожнин та їх комбінацій. Матеріалом піддона (2) є легкий метал, метал та/або полімер. Біонічні структури повністю вставлені в піддон (2) та вкриті його матеріалом. Піддон складається щонайменше з двох сегментів піддона (2.1, 2.2). Піддон (2), що заявляється, з бронебійним снарядом (3) знайшов застосування у боєприпасах.

Description

Цей винахід стосується способу виготовлення піддона бронебійного снаряда малого, середнього і великого калібру. Винахід також вводить поняття біонічного піддону зі зниженою вагою, наприклад, шляхом створення глобулярних порожнин у піддоні.

Для досягнення високої бронебійності використовуються так звані кінетичні боєприпаси.

Боєприпас, як правило, складається з металевого бронебійного снаряда (болванки), у переважному варіанті з важкого металу високої міцності і ковкості. Бронебійні снаряди мають форму цвяха або стріли. Їхній калібр менше (бронебійні), ніж у ствола зброї, з якого їх вистрілюють. Щоб можна було стріляти зі ствола зброї, потрібна діафрагма, піддон або обойма, яка оточує бронебійний снаряд і утримує його в центрі ствола.

Задача піддону полягає у тому, щоб підхоплювати бронебійний снаряд під час проходження стволом, надавати йому прискорення, забезпечити його ущільнення до стінки ствола, вести бронебійний снаряд і після виходу з дула без затримок від'єднатися від снаряда.

Задача піддона полягає у тому, аби запобігти прориванню порохових газів зі ствола зброї під час пострілу. Через проектувальні площини піддону під дією тиску газу, що формується внаслідок згорання пороху, прикладається сила, яка прискорює піддон.

Залежно від калібру піддони виготовляють з пластмаси, металу або комбінації цих матеріалів. Чим важчий піддон, тим менше прискорення, а отже й можлива початкова швидкість снаряда. Отже, чим легший піддон, тим вищою буде початкова швидкість снаряда і тим вищою можлива дальність стрільби. При тій самій дальності стрільби можна досягти більшої глибини проникнення / бронебійність бронебійного снаряда. На практиці у боєприпасах бойових танків в якості матеріалу для піддону використовують надміцний алюміній або ущільнений пластик.

Додаткове зниження ваги досягається шляхом створення отворів, шліців тощо.

З патенту ОЕ 19625273 А відомий підкаліберний бронебійний снаряд, чий піддон складається з підсиленого волокном матеріалу. Дно піддона має отвори. Підсиленим волокном матеріалом може бути підсилена вуглецевим волокном пластмаса або підсилений вуглецевим волокном вуглець. Іншими прикладами підсилюючих волокон для пластмас можуть бути арамідні волокна або поліетиленові волокна. Підсилюючими волокнами для металів, таких як алюміній, магній або титан можуть бути, зокрема, волокна АІг2Оз або 51іС.

Піддон для бронебійного снаряду з відділюваним піддоном описаний у патенті ОЕ 2924041

Зо С2. Матеріалом піддону є кераміка або скло з попереднім напруженням (загартуванням).

Загартоване скло або інший керамічний матеріал з відповідними властивостями має дуже високу механічну міцність. Розпад піддону викликається масою, яка кидається на внутрішню стінку піддона. Сама ця маса розміщується у порожнині.

Підкаліберний бронебійний снаряд з повідним пристроєм, що руйнується, описаний у патенті ОЕ 3034471 А1. Для досягнення низької власної ваги при збереженні міцності на стиснення і розтягнення повідний пристрій виготовляють вигляді пресованого виробу з порожнистий скляних кульок з пластиковим зв'язувальним матеріалом або скляним зв'язувальним матеріалом. В якості альтернативи можна назвати піноскло або синтезовані піни.

Піддон згідно з патентом ОЕ 102009049440 А1 відрізняється повністю або, щонайменше, частково виконаною з піно матеріалу конструкцією. Таким піноматеріалом може бути пінометал, такий як піноалюміній, піноцинк, Еоатіпа, при цьому робочий піно матеріал може використовуватися у вигляді шаруватої конструкції з шарами того ж або іншого матеріалу, підсиленого волокном матеріалу або з серцевиною з іншого матеріалу.

У випадку пластмас / волокнистих композитів слід відзначити такі недоліки, як старіння, хімічну сумісність з порохами, чутливість до УФ-випромінювання тощо поряд з високою вартістю виготовлення. Необхідної нечутливості при поводженні з боєприпасами (упущення, вібрація під час перевезення у контейнерах для боєприпасів) досягти проблематично.

В основу винаходу покладена ідея забезпечування достатньої стабільності та інших характеристик піддона або деталей піддона.

Винаходом поставлена задача забезпечити можливість створення некоштовних у виготовленні деталей піддона зі зниженою вагою порівняно з існуючими системами з достатньою витривалістю до впливу навколишнього середовища, при збереженні максимальної початкової швидкості снаряду.

Поставлена задача здійснюється розробленням способу виготовлення піддона бронебійного снаряда малого, середнього і великого калібру та піддоном з біонічними структурами для забезпечення можливості створення некоштовних у виготовленні деталей піддона зі зниженою вагою з достатньою витривалістю до впливу навколишнього середовища, при збереженні максимальної початкової швидкості снаряду, порівняно з існуючими системами.

У згаданому способі у піддоні передбачають біонічні структури, які формують та 60 виготовляють під час виготовлення піддону за допомогою З-вимірного способу виготовлення, за яким пошарово утворюють структуру сегментів піддону, при цьому геометричні параметри піддону або сегменти мають тривимірні параметри.

При цьому тривимірним способом є технологія ЗО-друку або 5І5-технологія лазерного спікання.

Крім того, під час здійснення способу задають розміри, форму та/або об'єм біонічних структур та визначають місце включення біонічних структур всередині піддона та їх кількість.

Варіантом виконання способу є здійснення його шляхом коконного ЗО-плетення, при цьому біонічні структури утворюють шляхом операцій з прядильною фільєрою.

На сьогоднішній день скловолокно склеюють у складні структури при одночасній ламінації полімером, який твердне під дією УФ-випромінювання.

Перевагою способу виконання піддону є те, що піддон або частини чи сегменти піддона з біонічними структурами можна виготовити шляхом лазерного спікання пластмаси. Крім того можна застосовувати лазерне спікання металу, що дає змогу виготовити піддон або частини чи сегменти піддона з біонічними структурами з металу, наприклад, алюмінію. Працювати при цьому можна від легких металів до суперсплавів.

Перевага способу за вищезгаданою заявкою полягає у можливості зміни формування порожнин, тощо. Можна безпосередньо вплинути на розмір і форму (об'єм) порожнин (3-вимірне програмування). Можна також напряму вплинути на кількість і розподіл всередині піддона або сегментів (частин) піддона.

Другою задачею винаходу, що заявляється, є піддон з біонічними структурами, виготовлений за вищезгаданим способом, що заявляється. Біонічні структури виконані у вигляді стільників, підкосів, раковин, круглих порожнин та їх комбінацій. При цьому порожнини можуть бути круглими, кутастими тощо.

Біонічні структури створюються шляхом розтоплювання матеріалу Матеріалом піддону є легкий метал, метал та/або полімер.

Біонічні структури повністю вставлені в піддон та вкриті його матеріалом. Крім того, піддон складається, щонайменше, з двох сегментів. Переважно, піддон складається, щонайменше, з двох сегментів Завдяки біонічним структурам піддон або сегменти піддона мають необхідну міцність і жорсткість для проходження каналу ствола при максимальному зниженні ваги піддона.

Зо Винахід пояснюється за допомогою прикладу виконання з ілюстрацією.

На одній схематичній фігурі показаний боєприпас 1 з піддоном 2 і бронебійним снарядом 3.

Піддон 2 охоплює бронебійний снаряд З і може з'єднуватися з бронебійним снарядом 3, щонайменше, на ділянці кінематичного замикання 4. На ділянці кінематичного замикання 4 може бути присутня різьба (не показана). Піддон 2 може складатися з кількох сегментів 2.1, 2.2, які утримуються разом за допомогою ущільнювальної стрічки і/або провідного пояска (не показаний). Для зменшення ваги на сегментованих піддонах 2.1, 2.2 присутні біонічні структури 5,6.

Піддон 2 або сегменти піддона 2.1, 2.2 можуть бути виготовлені шляхом ЗО-друку або з використанням селективного лазерного спікання. При цьому геометричні параметри сегментів 2.1, 2.2 піддона 2 є тривимірними і надані у вигляді параметрів шарів.

У випадку лазерного спікання металу додатково з геометричних форм виготовляється ливарна модель (не показана). Після цього на основі наявних даних САПР сегментів піддона 2.1, 2.2 (наприклад, у форматі 5ТІ) створюються сегменти піддона 2.1,2.2 шаруватої структури шар за шаром. У шарах здійснюється виїмка ділянок, завдяки чому у сегменти піддона 2.1, 2.2 можна ввести/включити біонічні структури 5, наприклад, глобулярні порожнини 6, визначені за формою, розміром і об'ємом.

При ЗО-друку без ливарної форми здійснюється пошарова побудова сегментів піддона 2.1, 2.2. Для цього використовуються тривимірні дані сегментів піддона 2.1, 2.2 з їхніми біонічними структурами 5, 6 для їх пошарової побудови.

Claims (11)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб виготовлення піддона (2) для бронебійного снаряда (3), за яким передбачають біонічні структури (5,6), які формують та виготовляють під час виготовлення піддона (2) за допомогою тривимірного способу виготовлення, за яким пошарово утворюють структуру сегментів (2.1, 2.2) піддона (2), при цьому геометричні параметри піддона (2) або сегменти (2.1.2.2) мають тривимірні параметри.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що тривимірним способом виготовлення є спосіб 30- друку або 51 5-технологія лазерного спікання.

3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що під час його здійснення задають розміри, форму та/або об'єм біонічних структур (5, 6).

4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що під час його здійснення визначають місце включення біонічних структур (5, 6) всередині піддона та їх кількість.

5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що виконання піддона здійснюють шляхом коконного ЗО-плетення, при цьому біонічні структури (5,6) утворюють шляхом операцій з прядильною фільєрою.

6. Піддон (2), виготовлений за способом за будь-яким з пп. 1-5.

7. Піддон за п. б, який відрізняється тим, що біонічні структури (5, 6) виконані у вигляді стільників, підкосів, раковин, круглих порожнин та їх комбінацій.

8. Піддон за п. 6 або 7, який відрізняється тим, що матеріалом піддона (2) є легкий метал, метал та/або полімер.

9. Піддон за п. 8, який відрізняється тим, що біонічні структури повністю вставлені в піддон (2) та вкриті його матеріалом.

10. Піддон за будь-яким з пп. 6-8, який відрізняється тим, що складається щонайменше з двох сегментів піддона (2.1, 2.2).

11. Боєприпас (1) з піддоном (2) за будь-яким з пп. 6-9, а також з бронебійним снарядом (3). З Бе | а шт Ве сзвоввви Я г МО сни В ша ен о п нн п і п ши КЗ их а ще г СО : СИ: Муюстнтннк Й себя к Е ї з 2 ге у кю ке ОЗ