выстрел унитарного заряжания

Формула изобретения

Выстрел унитарного заряжания, содержащий гильзу с дном и размещенный в ней управляемый снаряд, электровоспламенитель, метательный заряд и форсажную камеру с воспламенителем, отличающийся тем, что выстрел снабжен узлом разрежения, размещенным коаксиально форсажной камере и выполненным в виде жестко прикрепленного к дну гильзы поршня с выступом на торце, со скосом и кольцевой выемкой на его цилиндрической части, и кольцевой вставкой с кольцевым ограничителем, образующим две полости разрежения, причем кольцевая вставка жестко прикреплена ко дну снаряда, а цилиндрическая часть поршня с кольцевой выемкой размещена в первой полости разрежения коаксиально кольцевой вставке до упора своим торцом в кольцевой ограничитель, при этом выступ поршня через кольцевой ограничитель размещен во второй полости разрежения.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к военной технике и может быть использовано в артиллерии для запуска управляемых снарядов.

Известна конструкция боеприпаса, например снаряда или пули, имеющего вещество в зарядном устройстве, которое подвергается эндотермическому превращению, когда боеприпас располагается в стволе орудия при выстреле. Вещество наносится в виде внутреннего покрытия на поверхности гильзы или в полости, закрепленной на дне снаряда в сгораемой или отделяемой оболочке. Это вещество может использоваться при безгильзовом боеприпасе. Размещение на внутренней поверхности гильзы и дне снаряда вещества, поглощающего тепло при сгорании метательнго заряда, позволяет защитить гильзу и дно от высокой температуры [1]

Недостатком этого боеприпаса является его ограниченное применение для неуправляемых снарядов, выдерживающих большие перегрузки, возникающие при больших (до 10 тысяч атмосфер) давлениях при выстреле. Это объясняется большой плотностью заряжания описанного боеприпаса.

Приведенные недостатки устранены в наиболее близкой конструкции унитарного выстрела по технической сущности и достигаемому эффекту - конструкции боеприпаса [1] обеспечивающей перемещение снаряда по трубе перед выстрелом.

Боеприпас содержит размещенный в гильзе снаряд с метательным зарядом, в котором образован канал для размещения снаряда. Боеприпас снабжен усилительной (форсажной) трубой с закрытым торцом, со стороны которого она прикреплена к гильзе, и открытым другим торцом. Труба расположена у дна снаряда внутри осевого канала. В снаряде выполнено кольцевое углубление со стороны его дна. В углублении размещен открытый торец усилительной трубы. На наружной поверхности трубы выполнены кольцевые канавки, а в углублении образован внутренний конический участок, проходящий от дна снаряда ко второй кольцевой канавке, к которой примыкает цилиндрический участок. Труба содержит тонкостенное устройство для ее соединения со снарядом при соприкосновении обеих кольцевых канавок. В трубе установлено устройство для образования газов, обеспечивающих начальное перемещение снаряда из трубы внутри канала. Горячие газы, воздействуя на метательный заряд, поджигают его после перемещения снаряда в увеличенном свободном объеме [2]

Описанная конструкция боеприпаса позволяет увеличить скорость снаряда при относительно низких перегрузках за счет размещения метательного заряда повышенной массы на всей длине гильзы и вокруг снаряда при зажжении его после перемещения снаряда по стволу.

Однако большие поперечные размеры боеприпаса, обусловленные расположением метательного заряда вокруг снаряда по всей длине гильзы не позволяют использовать его в штатной артиллерии, где диаметры снаряда и гильзы близки в поперечном сечении.

Кроме того, баллистические характеристики давление в стволе и дульная скорость снаряда будут нестабильными из-за больших потерь энергии газа в трубе при низких (минусовых) температурах в тонкостенной трубе. Эти же потери при стрельбе на плюсовых температурах будут значительно меньше. Таким образом, в интервале температур боевого использования от 50 С до + 50^oС будет наблюдаться большой разброс баллистических характеристик.

Предлагается выстрел унитарного заряжания, содержащий гильзу с дном и размещенный в ней управляемый снаряд, электровоспламенитель, метательный заряд и форсажную камеру с воспламенителем, снабдить узлом разрежения, размещенным коаксиально форсажной камере и выполненным в виде жестко закрепленного к дну гильзы поршня с выступом на торце, со скосом и кольцевой выемкой на его цилиндрической части, и кольцевой вставке с кольцевым ограничителем, образующим две полости разрежения, причем кольцевая вставка жестко закреплена к дну снаряда, а цилиндрическая часть поршня с кольцевой выемкой размещена в первой полости разрежения коаксиально кольцевой вставка до упора своим торцом в кольцевой ограничитель, при этом выступ поршня через кольцевой ограничитель размещен во второй полости разрежения.

Это позволяет повысить стабильность баллистических характеристик управляемых снарядов путем снижения забросов давления в форсажной камере при начальном перемещении снаряда в стволе при выстреле.

Форсажная камера обеспечивает зажжение воспламенителя и начальное перемещение снаряда за счет взаимодействия с кольцевой вставкой. При этом при разъединении гильзы со снарядом происходит поршневой эффект разрежения под поршнем в полости, куда стравливаются пороховые газы при вскрытии проточки на цилиндрическом участке поршня. Это конструктивное решение снижает начальную перегрузку на снаряд и повышает надежность зажжения метательного заряда значительно большим количеством газов от воспламенителя, дополнительно накопленных в свободной полости под поршнем.

Конструкция предложенного выстрела унитарного заряжания представлена на чертежах, где на фиг.1 показан выстрел в разрезе до начала движения снаряда, на фиг. 2 выстрел после срабатывания воспламенителя.

Выстрел унитарного заряжания включает в себя управляемый снаряд 1, к дну которого жестко прикреплена кольцевая вставка 2, в которой размещен электровоспламенитель 3, электрически соединенный с источником электропитания, и гильзу 4 с дном, в которой предусмотрены метательный заряд 5 и форсажная камера 6 с воспламенителем. Форсажная камера 6 образована перфорированным стаканом 7 и кольцевой вставкой 2. В кольцевой вставке 2 образована двухполостная цилиндрическая камера разрежения 8 и 9 соответственно, разделенная кольцевым ограничителем 10. В полости 8 размещен поршень 11 с цилиндрическим соском 12, выступающим через кольцевой ограничитель 10 во вторую полость 9 камеры разрежения, причем длина В части поршня, размещенного в теле кольцевой вставки, соответствует длине А юбки форсажной камеры б. Поршень 11 со стороны переднего торца выполнен коническим 13 и поджат к ограничителю 10. На цилиндрической поверхности поршня выполнена кольцевая выемка 14. Поршень 11 проходит коаксиально внутри форсажной камеры б и скреплен с гильзой 4.

Работа описанной конструкции выстрела унитарного заряжания заключается в следующем. При подаче электрического импульса от источника электропитания срабатывает электровоспламенитель 3, который своим форсом пламени поджигает воспламенитель форсажной камеры б. Снаряд 1 начинает перемещение в стволе относительно неподвижной гильзы 4. Размещенный в форсажной камере 6 с высокой плотностью заряжания воспламенитель развивает высокое давление. Однако из-за малого относительно диаметра снаряда диаметра форсажной камеры, перегрузка, воздействующая на снаряд, будет невысокой. При этом за счет относительного перемещения кольцевой вставки 2, скрепленной с дном снаряда, и поршня 11, скрепленного с дном гильзы 4, в цилиндрических полостях 8 и 9 создается разрежение. Кольцевая выемка 14 на поршне выходит в полость форсажной камеры 6, что обеспечивает увеличение ее суммарного свободного объема, снижая "пик" давления. Кольцевая выемка 14 обеспечивает также перетекание газов в форсажной камере 6 по ее кольцевому объему, стабилизируя процесс горения воспламенительного состава. При дальнейшем движении увеличивается степень разрежения под поршнем. При подходе поршня своим коническим 13 участком к торцу кольцевой вставки 2 начинает вскрываться форсажная камера 6 в двухполостную камеру разрежения 8 и 9, что обусловлено одинаковыми величинами хода В поршня и длины А юбки форсажной камеры 6. При этом происходит истечение газов из форсажной камеры 6 в двухполостную камеру разрежения 8 и 9 через постепенно увеличивающееся отверстие между телом кольцевой вставки 2 и конусом 13 поршня. К моменту вскрытия форсажной камеры 6 в полость гильзы 4 полностью вскрывается двухполостная камера разрежения 8 и 9. За счет дополнительного объема и разрежения происходит значительное снижение давления в форсажной камере 6, исключая тем самым резкий выброс газов высокого давления в полость гильзы 4. Момент вскрытия форсажной камеры происходит на восходящей ветви кривой давления в стволе. При уменьшении в этот момент влияния дополнительной порции пороховых газов высокого давления на процесс горения метательного заряда достигается стабилизация по величине максимального давления. Переменное сечение вскрываемого в камеру разрежения отверстия обеспечивает растягивание времени перетекания пороховых газов из форсажной камеры 6 в двухполостную камеру разрежения 8 и 9, что обеспечивает возможность организовать направленный поток пороховых газов в сторону от направления движения газов из форсажной камеры 6 в полость гильзы 4. А это снижает их влияние на образование условий эррозионного горения пороховых частиц метательного заряда.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет стабилизировать давление в стволе, что позволяет использовать предложенную конструкцию для запуска из артиллерийского орудия управляемых снарядов, чувствительных к перегрузкам.