заряд к артиллерийскому орудию

Формула изобретения

Заряд к артиллерийскому орудию, содержащий навеску зерненого пороха, отличающийся тем, что навеска пороха сформирована с гравиметрической плотностью не менее 0,36 плотности пороха, при этом зерна навески выполнены с соотношением диаметра каналов к толщине горящего свода, равным 0,31 - 1,22.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к конструкции артиллерийских зарядов, и может найти широкое применение при производстве артиллерийских зарядов из зерненых порохов.

Особенность зарядов из зерненых порохов состоит в том, что они применяются для комплектации выстрелов как унитарного, так и раздельно-гильзового заряжания. При этом, известно что особенностью зерненых порохов является наличие в зернах внутренних каналов.

Известен заряд к минометному выстрелу (см. Шагов Ю.В. "Взрывчатые вещества и пороха" МО СССР, М., 1976 г., с. 114-115), состоящий из навески ленточного пороха.

Такие заряды, содержащие навеску ленточного пороха, позволяют обеспечить надежное функционирование боеприпасов в минометных орудиях, т.е. короткоствольных артиллерийских системах и работающих при небольших давлениях.

Недостатком этого технического решения, как показывает практика, является сложность применения таких зарядов для артиллерийских систем, имеющих большую длину ствола (пушки, гаубицы). То есть, ленточные пороха, имея большую начальную поверхность горения, обеспечивают при движении снаряда по каналу значительной длины (порядка 45-30 калибров) максимальное давление в каморе орудия, которое может достигнуть величины, опасной для прочности ствола.

Задачей данного технического решения являлось создание заряда, работающего при небольших давлениях для короткоствольных систем без предъявления требования по функционированию в длинноствольных артиллерийских системах при больших давлениях.

Общим признаком с предлагаемой авторами конструкцией заряда является наличие навески пороха.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является заряд, содержащий навеску зерненого пороха (см. Жуков И.И. и др. "Артиллерийское вооружение", М., 1975 г., с. 55), принятый авторами за прототип.

Как видно из этого технического решения, применение зерненых порохов в заряде обеспечивает максимальное рабочее давление в расчетных пределах в каморе ствола длиной 45-50 калибров.

К причинам, препятствующим достижению указанного технического результата при использовании известного заряда, принятого авторами за прототип, относится то, что максимальное рабочее давление пороховых газов в расчетных пределах обеспечивается за счет применения в заряде зерненого пороха, но при этом не обеспечивается в достаточной степени безопасная скорость нарастания давления, требуемая стабильность горения и малый разброс начальных скоростей снаряда.

Таким образом, задачей данного технического решения (прототипа) является обеспечение максимального давления в расчетных пределах без обеспечения безопасной скорости нарастания давления пороховых газов, требуемой стабильности горения и малого разброса начальных скоростей снаряда.

Общим признаком с предлагаемым авторами зарядом является наличие навески зерненого пороха.

В отличие от прототипа в предлагаемом авторами заряде навеска пороха сформирована с гравиметрической плотностью не менее 0,36 плотности пороха, при этом зерна навески выполнены с соотношением диаметра каналов к толщине горящего свода равным 0,31-1,22. Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.

Указанные признаки, отличительные от прототипа и на которые распространяется испрашиваемый обьем правовой охраны, во всех случаях достаточны.

Задачей предполагаемого изобретения является создание заряда к артиллерийскому орудию, обеспечивающего безопасную скорость нарастания давления, требуемую стабильность горения и малый разброс начальных скоростей снаряда.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном заряде, содержащем навеску зерненого пороха, особенность заключается в том, что навеска пороха сформирована с гравиметрической плотностью не менее 0,36 плотности пороха, при этом зерна навески выполнены с соотношением диаметра каналов к толщине горящего свода равным 0,31-1,22.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между ними позволяют, в частности, за счет:

- формирования навески пороха с гравиметрической плотностью не менее 0,36 плотности пороха обеспечить безопасную скорость нарастания давления в каморе артиллерийского орудия. Известно, что гравиметрическая плотность характеризует массу заряда при заданном объеме и заданной плотности пороха определяемой формой, размерами зерен и плотностью их размещения в навеске. В навеске пороха, сформированной с гравиметрической плотностью менее 0,36 плотности пороха, в начальный момент воспламенения заряда чрезмерная скорость распространения форса огня в межзерновом пространстве приводит к резкому росту давления пороховых газов с последующим быстрым распадом и дроблением пороховых зерен. При этом максимальное давление пороховых газов выходит за пределы допустимого, что может вызвать нарушение прочности, ствола и разрушение артиллерийской системы;

выполнения зерен навески с соотношением диаметра каналов к толщине горящего свода равным 0,31-1,22 обеспечить заданную стабильность горения зарядам, как следствие малый разброс начальных скоростей снаряда. При выполнении зерен навески с соотношением диаметра каналов к толщине горящего свода мене 0,31 в момент воспламенения зерна пороха, когда давление в каморе орудия незначительное и скорость горения невысока, вследствие невозможности прохождения форса огня через каналы пороховых зерен на всю длину, происходит регрессивное горение. Это крайне нежелательное явление приводит к значительному падению рабочего давления и как следствие к уменьшению начальных скоростей снаряда и заданной дальности стрельбы.

При выполнении зерен навески с соотношением диаметра каналов к толщине горящего свода более 1,22 происходит значительное увеличение поверхности горения с преждевременным разрушением пороховых зерен, что приводит к нестабильности горения заряда в целом. Это вызывает значительные колебания рабочих давлений и как следствие разброс начальных скоростей снаряда с ухудшением кучности стрельбы.

Вышеуказанные признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и не известны из уровня техники в процессе проведения патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизны".

Исследуя уровень техники в ходе проведения патентного поиска по всем видам сведений, доступных в странах бывшего СССР и зарубежных странах, обнаружено, что предлагаемое техническое решение явным образом не следует из известного на сегодня уровня техники, следовательно, можно сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения заключается в том, что заряд к артиллерийскому орудию, содержащий навеску зерненого пороха, в отличие от прототипа, согласно изобретению имеет навеску пороха, сформированную с гравиметрической плотностью не менее 0,36 плотности пороха, при этом зерна навески выполнены с соотношением диаметра каналов к толщине горящего свода равным 0,31-1,22.

На фиг.1 изображена навеска пороха; на фиг.2 - зерно навески с диаметром канала d и толщиной горящего свода 2е₁.

Вышеописанное устройство работает следующим образом.

Заряд размещают в каморе орудия. После срабатывания средства воспламенения форс огня поступает в навеску и омывает как наружную поверхность, так и проникает во внутренние каналы зерен, при этом происходит воспламенение заряда с обеспечением требуемой скорости нарастания давления в каморе орудия и заданной стабильности горения.

Выполнение заряда в соответствии с изобретением уменьшает разброс начальных скоростей снаряда и как следствие повышает кучность стрельбы на 20-22%, за счет оптимального значения гравиметрической плотности пороха навески, а также оптимальных конструкторских параметров зерен навески, обеспечивающих требуемую стабильность горения навески пороха и тем самым стабильные баллистические характеристики, что существенно повышает эффективность стрельбы в целом.

Изобретение может быть использовано при разработке различных зарядов, в том числе для артиллерийских выстрелов.

Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов зарядов, выполненных в соответствии с изобретением.

В настоящее время разработана конструкторская документация, проведены государственные испытания, намечено серийное производство.