МЕТАТЕЛЬНЫЙ ЗАРЯД МИНОМЁТНОГО ВЫСТРЕЛА
MORTAR ROUND PROPELLANT CHARGE

Изобретение относится к области военной техники, а более конкретно к устройству метательных зарядов (МЗ) минометного выстрела. Известные в настоящее время МЗ минометных выстрелов состоят из основных зарядов (ОЗ), размещаемых в перфорированной камере стабилизатора мины, и дополнительных зарядов (ДЗ) в картузах из ткани или в жестких сгорающих картузах (ЖСК), закрепляемых на стабилизаторе мины. ОЗ размещается в бумажной гильзе с металлическим цоколем, в котором установлен капсюль-воспламенитель. ОЗ состоит из тонкосводного ленточного баллиститного пороха, навески воспламенителя из дымного ружейного пороха (ДРП), отделенного от навески ленточного баллиститного пороха диафрагмой из нитропленки. Гильза запыжовывается картонными пыжами и закатывается по торцу (см. «Временные таблицы стрельбы 82-мм миномета 2Б14-1 (2Б14) для равнинных и горных условий ВТС №96». М., Военное издательство МО СССР, 1984, с. 211-212; «120-мм миномет обр. 1938 г. Руководство службы». М., Военное издательство МО СССР, 1969, с. 142-143).
Процесс выстрела происходит следующим образом. При наколе бойком капсюля-воспламенителя происходит его срабатывание, в результате которого воспламеняется навеска воспламенителя из ДРП. Под действием пороховых газов и раскаленных частиц происходит воспламенение и горение ленточного баллиститного пороха в условиях замкнутого объема бумажной гильзы. При достижении определенного уровня давления происходит прорыв стенок гильзы по отверстиям стабилизатора и воспламенение ДЗ, установленного на стабилизаторе. Под действием образующихся пороховых газов происходит движение мины по каналу ствола.
В настоящее время при разработке новых МЗ для минометных выстрелов повышенного могущества необходимо увеличивать массу как ДЗ, так и массу ОЗ, чтобы обеспечить повышенные тактико-технические характеристики (ТТХ). Увеличение массы ОЗ и ДЗ приводит к увеличению длины стабилизатора мины, а соответственно и длины гильзы с ОЗ.
Известен метательный заряд минометного выстрела (патент №2449236 МПК F42В/00 - прототип), содержащий в бумажной гильзе длиной 130-мм две навески ленточного пороха НБЛ-11, разделенные между собой дополнительным воспламенителем из ДРП-2 в тканевом картузе, а также навеску ДРП-2 в донной части гильзы. Перед испытаниями в трубку стабилизатора мины дополнительно вставляется бумажная трубка, выполненная из материала, аналогичного материалу гильзы, перекрывающая верхние отверстия перфорации стабилизатора. Однако данная конструкция оказалась достаточно сложной и трудоемкой для изготовления, что сделало ее весьма нетехнологичной и увеличило цену заряда в целом.
Кроме того, результаты стендовых испытаний, имитирующие горение ОЗ в камере стабилизатора мины, показали различие уровня максимального давления по длине камеры, причем наибольшее давление наблюдается в верхней части ОЗ. Такая неравномерность давлений приводит к некоторой нестабильности максимального давления в камере стабилизатора мины и возможности возникновения аномальных случаев его функционирования.
Наиболее трудоемкой операцией при сборке ОЗ является вставка ленточного пороха НБЛ-11 в гильзу. Перед взвешиванием навески приходится проводить отбор ленточек требуемой длины. Чтобы вставить навеску в гильзу, ее приходится скручивать в пучок при помощи специальной пленки. После этого пучок в пленке вставить в гильзу и осторожно извлечь пленку так, чтобы навеска пороха осталась в гильзе. При этом часть навески из пленки может выпасть, и приходится всю операцию начинать заново. То же и с верхним пучком, только с той лишь разницей, что пучок вставляется не в пленку, а в пыж-компенсатор с подрезанными лепестками.
Также крайне нетехнологичным является использование в конструкции ОЗ дополнительного воспламенителя в тканевом картузе между двумя пучками НБЛ-11. Крохотный картуз не поддается шитью на машинке, поэтому его приходится шить вручную. Не менее трудоемким процессом является размещение навески ДРП-2 в узкое горлышко уже готового картуза, в которое едва проходит носик самой маленькой воронки. Была попытка заменить данный картуз на колпачок из нитропленки, однако проведенные испытания положительного результата не дали.
Установка перед испытаниями в стабилизатор мины дополнительно перед установкой заряда бумажной трубки, в свою очередь, снижает технологичность снаряжения выстрела. Очень велика вероятность того, что снаряжающий забудет вставить эту трубку, что приведет к неправильной работе заряда и ухудшению баллистических характеристик. Данное утверждение было неоднократно подтверждено в ходе отработки заряда.
Кроме того, в настоящее время цена на ленточку НБЛ-11 существенно увеличена за счет того, что предприятие, ее изготавливающее, приостановило производство, а разконсервация стоит немалых денег, учитывая малый объем поставки требуемого пороха. В результате стоимость заряда существенно возрастает как за счет того, что часть технологических операций практически не поддается механизации и автоматизации, так и из-за высокой стоимости пороха НБЛ-11.
Целью данного изобретения является создание более технологичной, дешевой, баллистически эффективной и стабильной конструкции МЗ по сравнению с прототипом, в котором удлиненный в 2 раза по сравнению со штатным ОЗ обеспечивает в интервале температур от плюс 50 до минус 50°С в стабилизаторе мины:
- отсутствие выскоков давления;
- малый разброс величины максимального давления;
- малый градиент максимального давления в интервале температур от плюс 50 до минус 50°С.
Предлагается техническое решение, которое обеспечивает надежную и баллистически эффективную работу, снижение трудоемкости сборки и цены удлиненного ОЗ с отношением длины гильзы к диаметру в пределах 5,5÷6,5.
Положительный эффект достигается:
- использованием в качестве центрального воспламенительного устройства (ЦВУ) стальной перфорированной трубки на всю длину гильзы с отношением площади перфорации ЦВУ к площади общей поверхности 0,030÷0,035;
- использованием крупнозерненого дымного пороха (КЗДП), размещенного в стальной перфорированной трубке ЦВУ, массой 5,0÷5,5% от общей массы пороха в ОЗ;
4
- использованием ЦВУ с соотношением внутреннего диаметра трубки ЦВУ и гильзы основного заряда (ОЗ) не более 0,35, при котором обеспечивается требуемая вместимость и плотность заряжания как дымного пороха воспламенителя, так и пороха ОЗ, и отношением толщины стенки ЦВУ к плотности заряжания дымного пороха воспламенителя не более 0,51 см/г, при котором выполняется условие требуемой прочности ЦВУ;
- использованием в качестве пороха ОЗ мелкозерненого пироксилинового одноканального пороха МЮДМфл с использованием флегматизатора марки ТГМ-3, интенсивность газообразования которого за счет правильно подобранного соотношения интенсивности газообразования воспламенителя из дымного пороха и площади истечения газов из ЦВУ обеспечивает стабильную работу основного заряда в условиях ограниченной вместимости по размерам ЦВУ.
Совокупность перечисленных признаков позволяет устранить недостатки прототипа за счет следующих факторов:
- использование более дешевого и доступного сыпучего пороха одной марки в насыпной конструкции заряда;
- более одновременное воспламенение пороховой массы вследствие передачи форса огня по всей длине гильзы за счет использования ЦВУ на всю длину гильзы;
- использование мелкозерненого пироксилинового пороха, флегматизированного ТГМ-3.
На чертеже показана конструкция предлагаемого метательного заряда минометного выстрела.
В указанной конструкции основной воспламенительный заряд состоит из дюралевой втулки 1, в металлическом цоколе которой установлен капсюль-воспламенитель 2, бумажных внутренней 3 и наружной 4 трубок, ЦВУ 5 с обклейкой 6. В ЦВУ засыпана навеска воспламенителя 7 из КЗДП-2 массой 5,0-5,5% от общей массы пороха ОЗ. Сверху ЦВУ 5 закрыто кружком 8 из бумаги. В свободное пространство ОЗ засыпана навеска нового пороха МЮДМфл 9. Гильза запыжована картонными пыжами 10, сверху уложен ярлык 11 с номером партии изделия.
Работа предлагаемого метательного заряда минометного выстрела происходит следующим образом.
При наколе бойком капсюля-воспламенителя 2, расположенного в дюралевой втулке 1, происходит его срабатывание, после чего горячие частицы и газы воспламеняют навеску КЗДП-2 7 в ЦВУ 5. Образующиеся при воспламенении газы и горячие частицы при достижении определенного давления в ЦВУ 5 пробивают обклейку 6 и кружок 8, воспламеняют через отверстия навеску сыпучего пороха МЮДМфл 9. Давление внутри гильзы возрастает до уровня давления, при котором происходит пробитие отверстий перфорации бумажных трубок 3 и 4 и распыжовка гильзы по пыжам 10. После пробития перфорации начинается истечение пороховых газов, образующихся при горении основного воспламенительного заряда, в ствол миномета и воспламенение дополнительных зарядов, надетых на трубку стабилизатора. В результате начинается движение мины по каналу ствола.
Улучшение технологичности сборки основного заряда и уменьшение цены метательного заряда в целом достигается за счет применения более дешевого и доступного сыпучего пороха одной марки, исключения из конструкции заряда дополнительной бумажной трубки за счет увеличения длины гильзы и дополнительного воспламенителя в тканевом картузе.
Более одновременное по сравнению с прототипом воспламенение пороховой массы вследствие передачи форса огня по всей длине гильзы обеспечивается за счет применения в конструкции ОЗ ЦВУ в виде стальной перфорированной трубки высотой 119 мм с отношением площади перфорации к общей площади поверхности 0,030÷0,035, а также за счет применения в качестве дополнительного воспламенителя крупнозерненого дымного пороха (КЗДП), размещенного в трубке ЦВУ.
Улучшение баллистической эффективности и стабильности работы ОЗ достигается за счет применения в качестве пороха ОЗ мелкозерненого пироксилинового одноканального пороха МЮДМфл, флегматизированного ТГМ-3, интенсивность газообразования которого за счет правильно подобранного соотношения интенсивности газообразования воспламенителя из дымного пороха и площади истечения газов из ЦВУ обеспечивает стабильную работу основного заряда в условиях ограниченной вместимости по размерам ЦВУ.
В процессе стендовых испытаний разработанной конструкции ОЗ было установлено, что применение более дешевого сыпучего пороха МЮДМфл в совокупности с применением ЦВУ в виде стальной перфорированной трубки обеспечивает требуемый уровень максимального давления в стабилизаторе мины при отсутствии выскоков давления, малом разбросе величины наибольшего и среднего давлений и малом градиенте максимального давления в интервале температур от плюс 50 до минус 50°С, о чем свидетельствуют данные, представленные в таблице 1. Результаты испытаний из баллистической установки МБУ-82 при температуре плюс 15°С на №0 для мины массой 4,7 кг приведены в таблице 2.
Проверка данной конструкции метательного минометного заряда стрельбой из баллистической установки МБУ-82 как до эксплуатационных испытаний, так и после них подтвердила его работоспособность и обеспечение требуемой начальной скорости снаряда (82±2 м/с). Конструкция метательного заряда удовлетворяет предъявляемым техническим требованиям.