СТВОЛ ДЛЯ МИНОМЁТА
MORTAR TUBE

Изобретение относится к артиллерийскому вооружению сухопутных войск, в частности к дульнозарядным минометам.
Известен советский миномет 2Б14-1, ствол которого содержит трубу с внутренним каналом и со своей наружной поверхностью, казенник с шаровой опорой и снабженный ударником с бойком, размещенными на его внутренней поверхности, принятый в качестве прототипа, (см., например, wwww.arms-expo.ru. миномет 2Б14-1).
Существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются следующие, ствол миномета содержит трубу с внутренним каналом и со своей наружной поверхностью, и казенник с шаровой опорой и снабженный ударником с бойком, размещенными на его внутренней поверхности.
Недостатком известного устройства является то, что ствол миномета имеет значительную длину, (20 калибров), затрудняющую транспортировку и переноску его в разобранном виде, и обслуживание в собранном виде.
Технической задачей, на решение которой направлен заявляемый ствол для миномета является уменьшение его длины для облегчения транспортировки и переноски его в разобранном виде, и обслуживания в собранном виде.
Для достижения названного технического результата, труба ствола телескопически подвижно, с кольцевым зазором, помещена в дополнительную направляющую трубу, снабженную в верхней своей части неподвижно закрепленной крышкой с отверстием для прохода наружной поверхности трубы ствола, а в нижней своей части содержащую неподвижно закрепленной казенник с шаровой опорой и снабженный ударником с бойком, причем труба ствола, в своем нижнем положении опирающаяся на внутреннюю поверхность казенника, выполнена с поршнем, жестко закрепленным на ее наружной поверхности, в ее нижней части, и перекрывающим кольцевой зазор между наружной поверхностью трубы ствола и направляющей трубой, причем площадь поперечного сечения кольцевого зазора между наружной поверхностью трубы ствола и направляющей трубой выполнена больше, чем площадь поперечного сечения внутреннего канала трубы ствола, а между поршнем и внутренней поверхностью казенника выполнен зазор, а труба ствола, расположенная ниже поршня снабжена сквозными окнами, своей суммарной площадью больше, чем площадь поперечного сечения внутреннего канала трубы ствола, а ниже сквозных окон, внутренний канал трубы ствола снабжен упорами для стабилизаторов мины, причем боек с частью ударника размещены во внутреннем канале трубы ствола и выше упоров для стабилизаторов мины.
Отличительными признаками заявляемого ствола для миномета является то, что труба ствола телескопически подвижно, с кольцевым зазором, помещена в дополнительную направляющую трубу, снабженную в верхней своей части неподвижно закрепленной крышкой, с отверстием для прохода наружной поверхности трубы ствола, а в нижней своей части содержащую неподвижно закрепленной казенник с шаровой опорой и снабженный ударником с бойком, причем труба ствола, в своем нижнем положении опирающаяся на внутреннюю поверхность казенника, выполнена с поршнем, жестко закрепленным на ее наружной поверхности, в ее нижней части, и перекрывающим кольцевой зазор между наружной поверхностью трубы ствола и направляющей трубой, причем площадь поперечного сечения кольцевого зазора между наружной поверхностью трубы ствола и направляющей трубой выполнена больше, чем площадь поперечного сечения внутреннего канала трубы ствола, а между поршнем и внутренней поверхностью казенника выполнен зазор, а труба ствола, расположенная ниже поршня снабжена сквозными окнами, своей суммарной площадью больше, чем площадь поперечного сечения внутреннего канала трубы ствола, а ниже сквозных окон, внутренний канал трубы ствола снабжен упорами для стабилизаторов мины, причем боек с частью ударника размещены во внутреннем канале трубы ствола и выше упоров для стабилизаторов мины.
Заявляемый ствол для миномета может найти применение в минометных подразделениях сухопутных войск.
Сущность заявляемого изобретения поясняется упрощенными чертежами, на которых изображены:
На фиг. 1 - фронтальный разрез ствола для миномета, положение его частей в момент удара мины об боек ударника, но метательный заряд еще не воспламенился.
На фиг. 2 - фронтальный разрез ствола для миномета, положение его частей в промежуточный момент выстрела, в конце движения подвижного ствола.
На фиг. 3 - фронтальный разрез ствола для миномета, положение его частей в окончательный момент выстрела, когда мина покидает подвижный ствол, который изображен с линией разрыва.
Ствол для миномета, содержит трубу 1 с внутренним каналом 2 и со своей наружной поверхностью 3. Также он содержит казенник 4 с шаровой опорой 5 и снабженный ударником 6 с бойком 7, расположенными на его внутренней поверхности. Труба ствола 1 телескопически подвижно, с кольцевым зазором 8, помещена в дополнительную направляющую трубу 9, снабженную в верхней своей части неподвижно закрепленной, например, с помощью резьбы, крышкой 10 с отверстием 11 для прохода наружной поверхности 3 трубы ствола 1. К нижней части дополнительной направляющей трубы 9, присоединен, например, с помощью резьбы, казенник 4 с шаровой опорой 5 и снабженный ударником 6 с бойком 7, расположенными на его внутренней поверхности. Труба ствола 1 выполнена с поршнем 12, жестко закрепленным, например, с помощью резьбы на ее наружной поверхности 3 в ее нижней части. Этот поршень 12 перекрывает кольцевой зазор 8 между наружной поверхностью 3 трубы ствола 1 и внутренней поверхностью направляющей трубы 9. Площадь поперечного сечения кольцевого зазора 8 между наружной поверхностью 3 трубы ствола 1 и внутренней поверхностью направляющей трубы 9 выполнена больше, чем площадь поперечного сечения внутреннего канала 2 трубы ствола 1. На нижней части наружной поверхности поршня 12 выполнена его выступающая часть 13, которая перекрывает полностью все сквозные отверстия 14, выполненные на верхней части направляющей трубы 9. Эти сквозные отверстия 14 нужны для выхода воздуха, сжимаемого в кольцевом зазоре 8, при движении подвижного ствола 1 с поршнем 12 вверх. На нижней части трубы ствола 1, ниже поршня 12, выполнены сквозные окна 15, суммарная площадь которых должна быть больше площади поперечного сечения внутреннего канала 2 трубы ствола 1. Ниже сквозных окон 15 расположены предохранительные упоры 16 для стабилизаторов мины 17, удерживающие ее от выпадания из внутреннего канала 2 трубы ствола 1 в казенник 4, как при стрельбе, так и при снимании невыстрелевшей мины с бойка 7 ударника 6 при осечке, когда ствол необходимо поднимать вверх. При опущенном стволе 1 в направляющей трубе 9, перед заряжанием миномета, нижний конец трубы ствола 1, соприкасается с внутренней поверхностью казенника 4. Боек 7 с частью ударника 6, закрепленные на внутренней поверхности в казенника 4, размещены во внутреннем канале 2 ствола 1 и выше предохранительных упоров 16, т.е. выше нижней кромки сквозных окон 15.
После заряжания, мина 17 под собственным весом, пройдя всю длину внутреннего канала 2 трубы ствола 1, ударяется о боек 7 ударника 6 казенника 4. (См. Фиг. 1) При ударе о боек 7, нижние кромки стабилизаторов мины 17 не должна касаться предохранительных упоров 16. Срабатывает зарядный патрон, и пороховые газы через окна 15 начинают заполнять объем, ограниченный поршнем 12, со своей выступающей частью 13, внутренней поверхностью казенника 4 и миной 17, находящейся во внутреннем канале 2 трубы ствола 1. Т.к. площадь поперечного сечения кольцевого зазора 8 между наружной поверхностью 3 трубы ствола 1 и внутренней поверхностью направляющей трубы 9 выполнена больше, чем площадь поперечного сечения внутреннего канала 2 трубы ствола 1, то и усилие от пороховых газов, действующее на поршень 12, будет больше усилия, действующего на мину 17. Когда это усилие превысит вес трубы ствола 1, с поршнем 12, вместе с весом мины 17, поршень 12 со стволом 1 и неподвижно в стволе 1 находящейся миной 17 начнет двигаться вверх. Т.К. мина под собственным весом может двигаться на всей длине внутреннего канала 2 трубы ствола 1, то и ствол 1 может свободно двигаться относительно неподвижной мины, соприкасающейся с бойком 7 ударника 6, пока предохранительные упоры 16 не коснутся нижних кромок стабилизаторов мины 17. При помощи движения ствола 1 вверх, мина 17 отходит от бойка 7 ударника 6 и, поддерживаемая предохранительными упорами 16 за нижние кромки своих стабилизаторов, получает скорость, равную скорости самого движущегося ствола 1. (См. фиг. 2) Поршень 12, дойдя до верхней крышки 10, закрепленной на дополнительной направляющей трубе 9, например, с помощью резьбы, остановится вместе со стволом 1. Все давление пороховых газов перейдет на мину 17, которая начнет двигаться по внутреннему каналу 2 трубы ствола 1, пока не покинет его. Выстрел произошел, остатки пороховых газов от зарядного патрона вылетели следом за миной 17, на поршень 12 пороховые газы больше не давят. Все пространство под поршнем 12 в направляющей трубе 9, через освободившийся от мины 17 внутренний канал 2 трубы ствола 1 стало сообщаться с атмосферой. (См. фиг. 3) Газов, поднявших ствол 1 вместе с поршнем 12 вверх, нет и вся труба ствола 1 вместе с поршнем 12 под собственным весом телескопически опускается вниз, пока нижний конец трубы ствола 1, не соприкоснется с внутренней поверхностью казенника 4. Ствол готов к новому заряжанию. Опускание ствола 1 с поршнем 12 под собственным весом будет, когда зазоры между направляющей трубой 9 и поршнем 12, между наружной поверхностью 3 трубы ствола 1 и отверстием 11 в верхней крышке 10, будут (0,5-1,0) мм. Во время выстрела при упоре поршня 12 в верхнюю крышку 10 все отверстия 14 должны быть закрыты выступающей частью 13 поршня 12. Появляющийся перед этим закрыванием замкнутый объем кольцевого зазора 8 в направляющей трубе 9, между движущимся вверх поршнем 12 и верхней крышкой 10 используется в качестве газового амортизатора, смягчающего удар поршня 12 в верхнюю крышку 10. Форма, размеры и количество отверстий 14 определяется опытным путем. Для устранения влияния вылетающего воздуха из отверстий 14 на обслуживающий расчет в момент выстрела, все отверстия 14 закрыты цилиндрическим экраном, концентрически с зазором, закрепленным на внешней поверхности направляющей трубы 9, или верхней крышки 10 (на чертежах не показано). Если вылетающий воздух из отверстий 14 направить вдоль направляющей трубы 9 вверх, а цилиндрический экран, при этом, заглушить сверху, оставив открытой только нижнюю часть цилиндрического экрана, обращенную в сторону казенника, то этот экран можно использовать в качестве дульного тормоза, уменьшающего давление ствола миномета через шаровую опору 5 на опорную плиту, (на чертежах не показана), в момент выстрела. Применяя для дульного тормоза, в качестве рабочего тела воздух, вместо горячих пороховых газов, повышается безопасность обслуживания заявляемого ствола. Выполнение сквозных окон 15, суммарной своей площадью больше площади поперечного сечения внутреннего канала 2 трубы ствола 1, нужно для того, чтобы исключить дросселирование пороховых газов при их переходе из нижней части внутреннего канала 2 трубы ствола 1 в полость между поршнем 12 и казенником 4.. И чтобы при этом не было нарушения равномерности заполнения пороховыми газами заминного пространства под поршнем 12. И чтобы мина 17 не начинала своего движения во внутреннем канале 2 трубы ствола 1 раньше движения самого поршня 12 со стволом 1. Расположение предохранительных упоров 16 в самой нижней части ствола 1 необходимо для удержания мины за концевую часть стабилизаторов от ее выпадения из внутреннего канала 2 трубы ствола 1 в сторону казенника 4, при движении ствол 1 вверх. Дополнительный метательный заряд, размещаемый на стабилизаторах мины 17, не выступает за их концевые части, и, поэтому, не будет касаться упоров 16. Объем заминного пространства под поршнем определяется формой внутренней полости казенника 4 и формой нижней части поршня 12. Т.к. при движении ствола сквозь отверстие в верхней крышке, он на своем дульном срезе не имеет никакой дополнительной опоры для предотвращения поперечных перемещений в конце его хода, то высота поршня должна быть не менее чем 1,5 диаметра внутреннего канала трубы ствола. При стрельбе миной, снаряженной максимальным метательным зарядом, она может начать свое движение внутри ствола одновременно с движением самого подвижного ствола с поршнем. В таких случаях, при остановке движения подвижного ствола с поршнем в конце его хода, мина должна проходить не более половины длины внутреннего канала трубы ствола. Это достигается опытным путем за счет изменения площади сечения кольцевого поршня, его наружного диаметра. При этом условии, стреляя миной с нормальным метательным зарядом, движения мины в подвижном стволе одновременно с началом движения самого ствола не будет.
Геометрический расчет, без учета внутренней баллистики, показывает, что если вес подвижного ствола с поршнем в два раза превышает вес мины, то ширина кольцевого зазора, (разница между наружным и внутренними радиусами поршня), должна быть не менее 37% от калибра мины. Если вес подвижного ствола с поршнем в три раза превышает вес мины, то ширина кольцевого зазора, должна быть не менее 50% от калибра мины.
Длина ствола нужна для сообщения мине необходимой скорости. В заявляемом стволе мина получает начальную скорость, оставаясь неподвижной в движущемся стволе, которая дальше увеличивается до необходимой величины при движении мины в остановившемся стволе. Это позволяет сокращать длину подвижного ствола, на (40-45)%, не уменьшая его внешних баллистических характеристик, чего нет у прототипа.
Заявляемый ствол для дульнозарядного миномета снабжается всеми необходимыми, присоединяемыми к нему, принадлежностями для его эксплуатации: опорной плитой, лафетом-двуногой, амортизаторами ствола, прицелом, приспособлением, исключающем двойное заряжание, и т.д. Он может найти применение в минометных подразделениях сухопутных войск.