МАГАЗИН БОЕПРИПАСОВ КОРАБЕЛЬНОЙ АРТИЛЛЕРИЙСКОЙ УСТАНОВКИ

Настоящая полезная модель относится к скорострельным корабельным артиллерийским установкам среднего калибра, составной частью которых является магазин боеприпасов, выполненный в виде вращающегося барабана, расположенного под поворотным станком артиллерийской установки в подбашенном отделении корабля.
Перспективным направлением развития скорострельной корабельной артиллерийской установки среднего калибра является введение системы автоматической подачи, именуемой дальше САП, в состав магазина боеприпасов, с целью увеличения размещаемого на артиллерийской установке боезапаса, обеспечения автоматического снаряжения магазина и пополнения в нем боезапаса в процессе стрельбы.
На малоразмерном корабле дефицит свободных площадей ограничивает возможности расширения подбашенного отделения, поэтому повышенные требования предъявляются к компактности САП.
Известен магазин боеприпасов барабанного типа для корабельной артиллерийской установки, который выбран прототипом заявляемого устройства (см. патент РФ на изобретение №2607700 «Магазин корабельной артиллерийской установки», опубл. 10.01.2017).
Известный магазин корабельной артиллерийской установки содержит расположенный под поворотным станком этой установки барабан, на цилиндрической поверхности которого выполнены одноместные расположенные в один ряд гнезда для выстрелов, два элеватора, прикрепленные к станку с обеспечением двухсторонней подачи боеприпасов на станок, и САП, представленную в двух исполнениях.
Барабан находится между элеваторами и соединен с поворотным станком посредством снабженной приводом поворота кольцевой опоры, закрепленной на днище станка с обеспечением совмещения осей вращения этого барабана и поворотного станка. В гнездах барабана расположены подаватели с обеспечением входа выстрела в каждое гнездо в осевом направлении и выхода из него в радиальном направлении под действием подавателя, приводимого в движение вращением барабана.
САП в первом исполнении представляет собой подъемник периодического действия, выполненный с возможностью подъема за один ход одного артиллерийского выстрела.
САП во втором исполнении содержит расположенный под барабаном и подвижно соединенный с поворотным станком загрузочный ротор с гнездами для выстрелов, который снабжен автономным приводом поворота и подъемником, способным за один ход переместить в барабан из предварительно снаряженного загрузочного ротора все находящиеся в нем боеприпасы.
Благодаря расположению в прототипе загрузочного ротора под барабаном не требуется дополнительных площадей в подпалубном помещении корабля-носителя для размещения САП.
Однако, наряду с положительным результатом, который может быть получен при осуществлении заложенных в прототипе технических решений, прототип имеет недостатки, основным из которых является необходимость часто прерывать стрельбу для пополнения в барабане израсходованного боезапаса. Неизбежность таких перерывов обусловлена ограниченным количеством одноместных гнезд, которые могут быть расположены в один ряд на цилиндрической поверхности барабана.
Известно, что ствол скорострельного автомата корабельной артиллерийской установки требуется периодически охлаждать, прерывая стрельбу на нормированное для конкретного ствола время.
Чтобы воспользоваться возможностью решить проблему пополнения боезапаса в барабане, совмещая по времени процесс пополнения боезапаса с процессом охлаждения ствола, казалось, достаточно было бы увеличить в прототипе диаметр барабана и количество одноместных гнезд, расположенных в один ряд на цилиндрической поверхности барабана.
Однако есть два препятствия к такому очевидному способу увеличения в прототипе вместимости барабана.
Первым препятствием к увеличению в прототипе диаметра барабана является размещение барабана между элеваторами, так как по соображениям оптимизации двухсторонней подачи боеприпасов на орудие расстояние между этими элеваторами предпочтительно иметь минимальным.
Вторым препятствием к увеличению в прототипе диаметра барабана является возрастание при этом момента инерции вращающейся части артиллерийской установки и динамической погрешности привода горизонтального наведения, что в конечном счете снижает точность стрельбы.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявляемой полезной модели, заключается в увеличении вместимости барабана при существенном уменьшении динамической нагрузки на привод горизонтального наведения, что позволит совмещать по времени операции снаряжения барабана выстрелами с технологическими перерывами в стрельбе для охлаждения ствола.
Для достижения этого технического результата в известном магазине боеприпасов корабельной артиллерийской установки, включающем расположенные под поворотным станком этой установки барабан, снабженный приводом поворота, два элеватора, закрепленные в поворотном станке, и систему автоматической подачи, именуемую дальше САП, которая содержит расположенные под барабаном накопитель и подъемник периодического действия, согласно заявляемой полезной модели барабан выполнен сборным из четного числа радиально расположенных многоместных обойм и установлен посредством кольцевой поворотной опоры на подвесе, который неподвижно соединен с основанием корабельной артиллерийской установки, закрепляемым в барбете корабля, каждая многоместная обойма оборудована подпружиненными клапанами и шаговым подавателем для удерживания и шагового перемещения в направлении к соответствующему элеватору ряда выстрелов, два элеватора расположены внутри барабана, находятся в его диаметральной плоскости и снабжены каждый досылателем выстрела в элеватор, а привод поворота барабана, выполненный с обеспечением в процессе горизонтального наведения артиллерийской установки синхронных поворотов барабана и поворотного станка с одинаковой угловой скоростью, закреплен в упомянутом подвесе.
В магазине боеприпасов корабельной артиллерийской установки накопитель может быть выполнен в виде имеющей форму сектора платформы, закрепляемой в подбашенном отделении корабля, на которой установлены радиально расположенные в створе с многоместными обоймами барабана выдвижные кассеты, имеющие каждая одинаковую с многоместной обоймой вместимость.
В магазине боеприпасов корабельной артиллерийской установки накопитель может быть выполнен в виде поворотной платформы, на которой установлены радиально расположенные в створе с многоместными обоймами барабана выдвижные кассеты, имеющие каждая одинаковую с многоместной обоймой вместимость, поворотная платформа установлена посредством кольцевой поворотной опоры на упомянутом подвесе и снабжена приводом поворота, закрепленным в этом подвесе.
В магазине боеприпасов корабельной артиллерийской установки подъемник периодического действия может быть оборудован выполненным в виде веера рабочим органом вильчатого типа.
Заявляемый магазин боеприпасов имеет в сравнении с прототипом существенные отличия и обладает новыми техническими свойствами, отсутствующими в известном прототипе.
Существенным в заявляемом магазине боеприпасов является то, что барабан выполнен сборным из радиально распложенных и скрепленных между собой многоместных обойм, а два элеватора находятся внутри барабана - это позволяет увеличить диаметр барабана в пределах габаритного размера барбета корабля и существенно, в сравнении с прототипом, увеличить вмещаемый основным барабаном боезапас.
Существенно, что кольцевые поворотные опоры барабана и поворотной платформы накопителя, а также приводы их поворота, закреплены в подвесе, соединенном неподвижно с основанием корабельной артиллерийской установки. В результате уменьшается момент инерции вращающейся части артиллерийской установки, уменьшается динамическая погрешность привода горизонтального наведения, и в конечном счете повышается точность стрельбы.
Существенно, что привод поворота барабана выполнен с обеспечением в процессе горизонтального наведения артиллерийской установки синхронных поворотов барабана и поворотного станка. При этом барабан и поворотный станок вращаются с одинаковой угловой скоростью, а два элеватора находятся в створе с соответствующей парой многоместных обойм барабана.
Этим обеспечивается практически неограниченная возможность селективного питания артиллерийского автомата корабельной артиллерийской установки боеприпасами необходимого боевого назначения.
Заявляемое техническое решение, сохраняя преимущества прототипа, всей совокупностью своих существенных признаков повышает тактико-технические характеристики и степень автоматизации корабельной артиллерийской установки, создает условия для внедрения безлюдной технологии стрельбы.
Анализ существующей научно-технической и патентной информации показал неизвестность предлагаемой совокупности существенных отличительных признаков. Неизвестными оказались и отдельные существенные признаки. Таким образом, настоящую полезную модель можно считать отвечающей критерию патентоспособности «новизна».
В заявляемом техническом решении имеет место нетрадиционное разрешение проблемы, а именно, увеличение момента инерции барабана в его снаряженном состоянии не приводит к увеличению динамической нагрузки на привод горизонтального наведения корабельной артиллерийской установки.
Предпочтительными для осуществления заявляемой полезной модели являются два варианта магазина боеприпасов, включающие соответствующие подвесы и САП. Устройство и работа этого магазина объяснены ниже со ссылкой на приложенные рисунки:
на фиг. 1 показан вариант магазина боеприпасов с облегченной САП;
на фиг. 2 показан вариант магазина боеприпасов с основной САП;
на фиг. 3 показаны поворотный станок с элеваторами и основание корабельной артиллерийской установки;
на фиг. 4 показан узел крепления элеваторов, снабженных досылателями, к поворотному станку;
на фиг. 5 показан одноместный подвес, соединенный с основанием корабельной артиллерийской установки;
на фиг. 6 показан двухместный подвес, соединенный с основанием корабельной артиллерийской установки;
на фиг. 7 показана установка барабана в двухместном подвесе;
на фиг. 8 показана установка поворотного накопителя в двухместном подвесе;
на фиг. 9 показан второй вариант магазина боеприпасов в разрезе;
на фиг. 10 показана установка барабана и платформы поворотного накопителя на центральной опоре подвеса;
на фиг. 11 показан вид на барабан сверху;
на фиг. 12 показан барабан в сборе, у которого часть многоместных обойм демонтированы;
на фиг. 13 показан барабан в сборе, у которого демонтированы шаговые подаватели;
на фиг. 14 показаны в перспективе два элеватора, расположенные в диаметральной плоскости внутри барабана, представленного двумя многоместными обоймами;
на фиг. 15 показан вид сверху на два элеватора и две многоместные обоймы барабана, расположенные в диаметральной плоскости, и на привод шаговых подавателей и двух досылателей;
на фиг. 16 показан вид сбоку на элеватор и расположенную в створе с ним многоместную обойму;
на фиг. 17 показан в перспективе элеватор, снабженный досылателем;
на фиг. 18 показан вид сверху на привод досылателя;
на фиг. 19 показана платформа и выдвижные кассеты поворотного накопителя;
на фиг. 20 показан САП в облегченном исполнении.
В состав магазина боеприпасов корабельной артиллерийской установки входят расположенные под поворотным станком 1 барабан 2, снабженный приводом поворота 3, два элеватора 4 и система автоматической подачи выстрелов в барабан 2 в облегченном или основном исполнениях, именуемых соответственно САП 5 и САП 6.
Барабан 2, выполненный сборным из четного числа радиально расположенных многоместных обойм 7, неподвижно соединенных между собой ступицей 8, установлен посредством кольцевой поворотной опоры 9 на несущей металлоконструкции, неподвижно соединенной с основанием 10 корабельной артиллерийской установки, закрепляемым в барбете корабля. Эта металлоконструкция имеет два исполнения, именуемые дальше одноместный подвес 11 и двухместный подвес 12, совместимые соответственно с САП 5 и САП 6.
Привод поворота 3, выполненный с обеспечением в процессе горизонтального наведения артиллерийской установки периодических поворотов барабана 2 на заданный угол относительно поворотного станка 1 и синхронных поворотов барабана 2 вместе с поворотным станком 1, содержит мотор-редуктор 13, закрепленный в соответствующем совместимым с САП подвесе (одноместном 11 или двухместном 12).
Два элеватора 4 расположены внутри барабана 2, находятся в его диаметральной плоскости и снабжены каждый досылателем выстрела в элеватор, именуемым дальше досылатель 14.
Каждая многоместная обойма 7 содержит несущий лоток 15, подпружиненные клапаны 16 и упоры 17, удерживающие на лотке 15 несколько расположенных в ряд выстрелов, и шаговый подаватель 18 для перемещения ряда выстрелов по лотку 15 в направлении соответствующего элеватора 4. При этом две многоместные обоймы 7 барабана 2 находятся в створе с досылателями 14 двух элеваторов 4.
Каждый шаговый подаватель 18 содержит каретку 19, которая оснащена подпружиненными обратными клапанами 20 и установлена в несущем лотке 15 с возможностью возвратно-поступательного перемещения ее рычагом 21, который установлен в несущем лотке 15 с возможностью взаимодействия с приводом 22 шаговых подавателей 18.
Каждый досылатель 14 содержит два захвата, соответственно верхний 23 и нижний 24, удерживающие выстрел, перемещаемый в соответствующий элеватор 4 из многоместной обоймы 7, которая находится при этом в створе с этим элеватором, и две досылающие створки 25, которые приводятся в движение приводом 22 шаговых подавателей 18 посредством кинематической связи, соединяющей досылающие створки 25 с приводом 22 шаговых подавателей 18. Указанная кинематическая связь содержит два рычага 26, две тяги 27 и два зубчатых сектора 28.
Привод 22 шаговых подавателей 18 содержит два двигателя 29, закрепленные в поворотном станке 1, и два рычага 30, взаимодействующие каждый в процессе стрельбы с рычагами 21 соответствующих подавателей 18. Каждый рычаг 30 соединен с соответствующим двигателем 29 и соответствующим зубчатым сектором 28.
САП 5 содержит закрепляемые в подбашенном отделении корабля подъемник периодического действия 31 и стационарный накопитель, выполненный в виде имеющей форму сектора платформы 32, на которой установлены радиально расположенные в створе с многоместными обоймами 7 выдвижные кассеты 33, имеющие каждая одинаковую с многоместной обоймой 7 вместимость.
Подъемник периодического действия 31 оборудован выполненным в виде веера рабочим органом вильчатого типа 34.
САП 6 содержит закрепляемый в подбашенном отделении корабля подъемник периодического действия 31 и поворотный накопитель, выполненный в виде платформы 35, на которой установлены радиально расположенные в створе с многоместными обоймами 7 выдвижные кассеты 33, имеющие каждая одинаковую с многоместной обоймой 7 вместимость.
Платформа 35 установлена посредством кольцевой поворотной опоры 36 на двухместном подвесе 12 и снабжена приводом поворота, содержащим мотор-редуктор 37, который закреплен в двухместном подвесе 12.
Работа магазина боеприпасов, в состав которого входит САП 5, начинается с разработки схемы размещения в барабане 2 боеприпасов разного боевого назначения. Эта схема вводится в бортовой компьютер системы управления стрельбой, и согласно этой схеме боеприпасы загружаются в выдвижные кассеты 33, расположенные на платформе 32. Приводом поворота 3, содержащим мотор-редуктор 13, многоместные обоймы 7 барабана 2 приводят в согласованное положение с выдвижными кассетами 33. Подъемником периодического действия 31 перемещают боеприпасы с платформы 32 в барабан 2. Поворачивая барабан 2 на заданный угол, повторяют несколько раз операции загрузки боеприпасов в выдвижные кассеты 33 и последующего перемещения их в барабан 2.
Работа магазина боеприпасов, в состав которого входит САП 6, также начинается с разработки схемы размещения в барабане 1 боеприпасов разного боевого назначения. Схема размещения вводится в бортовой компьютер системы управления стрельбой, и согласно этой схеме боеприпасы загружаются в выдвижные кассеты 33, установленные на платформе 35. Приводом поворота 3 и приводом поворота, содержащим мотор-редуктор 37, приводят в согласованное положение многоместные обоймы 7 барабана 2 и выдвижные кассеты 33 на платформе 35. Подъемником периодического действия 31 перемещают часть боезапаса с платформы 35 в барабан 2. Поворачивая барабан 2 и платформу 35 на заданный угол, повторяют несколько раз операцию перемещения боеприпасов с платформы 35 в барабан 2.
В процессе горизонтального наведения артиллерийской установки привод поворота 3, работающий в следящем режиме, обеспечивает синхронное вращение барабана 2 и поворотного станка 1 с одинаковой угловой скоростью. При этом два элеватора 4 находятся в створе с двумя многоместными обоймами 7, снаряженными одинаковыми боеприпасами соответствующего боевого назначения. Запуская в соответствующей очередности двигатели 29, приводят в движение шаговые подаватели 18 и досылающие створки 25. При этом выстрелы в указанных многоместных обоймах 7 перемещаются последовательно на один шаг в направлении соответствующих элеваторов 4, и одновременно происходит досылка в каждый элеватор очередного выстрела.