ТАНКОВАЯ ПУШКА
TANK CANNON

Изобретение относится к области военной техники и может быть использовано при разработке или модернизации танковых пушек, например в танках Т-72, Т-80 и Т-90 для повышения их эксплуатационных характеристик.
Ствол танковой пушки является самой недолговечной деталью, что обуславливается интенсивным износом внутренней поверхности ствола. Механизмы износа обсуждаются продолжительное время (см., например, ж. "Оборонная техника", №4, 2017, с. 42-48). При этом ствол подлежит замене при увеличении диаметра канала ствола на 3,3 мм в одном из сечений, предусмотренных Инструкцией по категорированию, или при общем настреле 1000 выстрелов калиберными (осколочно-фугасными, кумулятивными) снарядами, либо 1000 приведенных выстрелов. Для снижения износа используют специальные сорта сталей, сменные вставки, системы непрерывного охлаждения стволов и методы, модифицирующие поверхность канала ствола за счет наносимых покрытий.
Известно эжекторное устройство артиллерийского орудия, содержащее надетый на ствол орудия ресивер, который сообщается с каналом ствола посредством отверстий, выполненных в установленных в стволе соплах. Указанные отверстия выполнены в виде заходной конической части, переходящей в цилиндрическую часть с диаметром d (заявка №2014121532 от 27.05.2014, F41A 13/08). Данное техническое решение направлено на уменьшение загазованности в боевом отделении экипажа танка или орудия. На ограниченный, до 1000 приведенных выстрелов, ресурс ствола по циклической прочности в зоне сопловых отверстий предложенное решение не влияет.
Известны танковые пушки 2А24М, 2А46М-1, 2А46М-4 2А46М-5, устанавливаемые в танках Т-72, Т-80, Т-90, которые имеют ствол без защитного покрытия канала ствола (см. «125-мм танковые пушки 2А46М, 2А46М-1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 2А46М. ТО», Москва, Военное издательство, 1984 г., topwar.ru>57191-tankovye-pushki-2a46m…2a46m-4.html, найдено в Интернете 26.04.17).
Недостатком известного устройства пушек является повышенный износ канала ствола при эксплуатации, ухудшение баллистических характеристик и ограниченный, до 1000 приведенных выстрелов, ресурс ствола по износу канала ствола и циклической прочности в зоне сопловых отверстий. При этом основной износ происходит при выстреле бронебойно - подкалиберными снарядами. В результате из-за наличия износа канала ствола происходит падение начальной скорости снаряда, что влияет на эффективность использования танка.
В другом техническом решении для обеспечения требований по прочности и живучести ствола при повышенных давлениях и температурах горения пороховых газов поверхность первого (от казенного торца трубы) заходного участка, взаимодействующего с ведущим пояском боеприпаса, выполнена криволинейной, плавно сопряженной с поверхностями соседних участков (пат. RU №2311603, F41А 23/28, F41A 21/00, от 23.06.2003). То есть здесь внесены конструктивные изменения только в казенной части ствола, что не позволяет повысить общую циклическую прочность ствола.
Увеличить срок службы ствола предлагалось также путем нанесения покрытия из мелкодисперсных порошков природных минеральных материалов или их смесей, имеющих определенную энергоплотность и вдавливаемых с заданным усилием в канал ствола (пат. RU №2479672, С23С 24/04, F41A 21/22, от 11.11.2011). При эксплуатации покрытие внутренней поверхности ствола необходимо периодически возобновлять через определенное число выстрелов, что существенно повышает затраты на эксплуатацию орудия и свидетельствует о небольшой действенности предлагаемого решения.
Известна также танковая пушка, содержащая ствол с казенной частью и ограждением, расположенный в передней и задней направляющих опорах люльки и соединенный с ней противооткатными устройствами (пат. RU №2269736, F41A 21/00, F41A 25/00, от 20.07.2005). В этом техническом решении внутренние стенки канала ствола покрывают износостойким слоем, а ствол укрывают термозащитным кожухом. Пушка снабжена горловиной, закрепленной на передней части люльки. Передняя направляющая опора размещена в горловине люльки и выполнена из основного и вспомогательного колец. Диаметр основного опорного кольца, расположенного ближе к дульному срезу, меньше диаметра вспомогательного опорного кольца. На стволе выполнены цилиндрическая опорная и конусная поверхности. Цилиндрическая опорная поверхность расположена с возможностью взаимодействия с основным опорным кольцом, а ее рабочая длина перед основным опорным кольцом соответствует длине отката ствола до вылета снаряда. Данное техническое решение может быть принято в качестве прототипа для заявляемой пушки.
Недостатками данного устройства являются ограниченный ресурс ствола до 1000 приведенных выстрелов по циклической прочности в зоне сопловых отверстии эжекторного устройства и падение начальной скорости снаряда вследствие износа канала ствола, особенно при выстреле бронебойно-подкалиберными снарядами. Именно указанная зона эжекторного устройства не позволяет достичь требуемого количества выстрелов при наличии износостойкого покрытия в области казенной части танковой пушки.
В процессе эксплуатации вышеперечисленные недостатки приводят к необходимости демонтажа пушки из объекта на ремонтных предприятиях и, таким образом, надолго выводят из строя боевую машину.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение качества и технических возможностей танковой пушки за счет увеличения срока службы ствола.
При реализации заявляемого изобретения достигаемый технический результат заключается в повышении эффективности поражения целей за счет более стабильных результатов по начальной скорости, бронепробиваемости и кучности боя в течение всего повышенного срока службы танковой пушки.
Указанный технический результат достигается тем, что в танковой пушке, содержащей ствол с износостойким при высоких температурах теплоотражающим покрытием канала ствола, эжекторное устройство, ресивер, термозащитный кожух, затвор, люльку, противооткатные устройства, ограждение, подъемный механизм увеличена толщина стенки ствола, например, в зоне сопловых отверстий эжекторного устройства, а на ограждении установлен дополнительный груз, уравновешивающий усиленный ствол.
Кроме того, стенка ствола в зоне сопловых отверстий увеличена относительно первоначального диаметра на 20-30%, а дополнительный груз установлен на левом щите ограждения.
Выполнение стенки ствола увеличенной толщины на длине охватываемом ресивером или только в зоне сопловых отверстий способствует повышению живучести ствола и обеспечивают увеличение общего срока службы танковой пушки. Ствол усилен в месте наибольших напряжений при стрельбе бронебойно-подкалиберными снарядами. Дополнительный груз, установленный на левом щите ограждения, позволяет уравновесить усиленный ствол. Конструктивное решение по установке дополнительного груза на ограждении позволяет легко его демонтировать. Во время эксплуатации возможна модернизация изделия силами экипажа, который заменит ствол на новый и установит дополнительный груз в течение одной смены без демонтажа башни.
Технические решения с признаками, отличающими заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое техническое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - общий вид танковой пушки, с креплением дополнительного груза на ограждении;
на фиг. 2 - ствол с частично хромированным каналом и каморой с усилением в зоне сопловых отверстий.
Как показано на фиг. 1, танковая пушка содержит ствол 1 термозащитный кожух 2, люльку 3, казенник 4, тормоза откатных частей 5, накатник 6, ограждение 7, на котором слева расположен дополнительно устанавливаемый груз 8.
Ствол 1 снабжен цилиндрической опорной поверхностью 9, сопряженной с конусной поверхностью 10, что показано на фиг. 2.
Внутренняя поверхность канала ствола 11 со стороны каморы 12 покрыта износостойким покрытием, например, хромом на указанном расстоянии а. Термозащитный кожух 2 охватывает наружную поверхность ствола с некоторым зазором. Ресивер 13 надет на трубу и охватывает зону эжекторных отверстий 14 образуя ресиверную полость 15. Толщина стенки ствола 1 в зоне сопловых отверстий 14 увеличена на некотором расстоянии 6, охватывающим зону эжекторных отверстий 14. Увеличение толщины может достигать 20…30% от первоначальных значений. Указанная уровень определен расчетным путем из условий достижения технического результата и минимального влияния увеличения веса в этой зоне на прямолинейность канала ствола. Изменение размеров ствола в области сопловых отверстий учтено в конструкции ресивера. Для уравновешивания усиленного ствола 1 на левом 7 щите ограждения установлен дополнительный груз 8, монтаж которого выполнен в виде болтового крепления. Отметим, что необходимости очень быстро снимать и ставить этот груз нет. Демонтируется он только в том случае если более тяжелый хромированный ствол меняется на более легкий не хромированный.
Работает устройство следующим образом.
При выстреле, например, бронебойно-подкалиберным снарядом, после прохождения отверстий 14 эжекторного устройства обтюрирующим пояском снаряда, часть пороховых газов устремляется в указанные отверстия и заполняет полость ресивера 13. Истечение газов из ствола в полость ресивера 13 будет происходить до момента выравнивания давления в канале ствола 11 и в полости ресивера 15.
Напряжения в стволе в области сопловых отверстий при начале истечения газов в ресивер будут максимальными, так как указанные отверстия являются концентраторами напряжений. За счет увеличения толщины достигается повышение циклической прочности ствола. Увеличение толщины стенок ствола в зоне сопловых отверстий позволяет выровнять срок службы ствола в зоне эжекторного устройства со сроком службы части ствола, покрытой износостойким защитным покрытием. В свою очередь покрытие канала ствола препятствует износу и увеличению диаметра канала ствола, что позволяет сохранить начальную скорость снаряда в течение всего периода эксплуатации ствола.
Следовательно, повышается эффективность поражения целей за счет более стабильных результатов по бронепробиваемости и кучности боя в течение всего срока службы артиллерийского вооружения танка, который увеличился, как показали испытания, в 1,5 раза. При этом расход боеприпасов при выполнении боевых задач уменьшается. Тем самым экспортная привлекательность изделия повысилась. Предложенное техническое решение внесено в техническую документацию и опробовано на полевых испытаниях танковой пушки.
Таким образом, выполнение танковой пушки с хромированным и усиленным стволом, а также доработанное ограждение позволяют использовать предложенные усовершенствования на штатных пушках 2А46М, 2А46М-1, 2А46М-4 2А46М-5, обеспечивая необходимую надежность пушки и увеличение срока эксплуатации объекта без проведения ремонта.