Миномёт Староверова - 4 /варианты/
STAROVEROV-4 MORTAR /VERSIONS/

Изобретение относится к артиллерии, точнее - к минометам. Изобретение образует новый подкласс минометов.
Известны минометы «классической» схемы. Они обладают малой дальностью и точностью стрельбы. Известны казнозарядные минометы, см. например, патент №RU 2293941, но наличие затвора утяжеляет, усложняет и удорожает конструкцию, а также приводит к утечке пороховых газов и к уменьшению скорострельности.
Для того чтобы победить в минометной дуэли с минометчиками противника, желательно иметь повышенную дальность и кучность выстрелов.
Задача и технический результат изобретения - повышение кучности стрельбы без ухудшения боевых и эксплуатационных качеств миномета.
В классическом дульнозарядном миномете ствол, как известно, имеет больший диаметр, нежели мина. Это сделано с целью выхода сжимаемого миной воздуха из глухого ствола. Однако это позволяет мине при вылете из ствола отклоняться от продольной оси ствола, что обуславливает большое рассеивание стрельбы.
ВАРИАНТ 1. Для того чтобы мина при выстреле двигалась точно по оси ствола, данный миномет имеет на внутренней поверхности ствола один или несколько продольных пазов для выпуска воздуха. А внутренний диаметр ствола при этом уменьшен по сравнению с «классикой». При этом мина при выстреле движется по стволу, имеющему практически такой же диаметр (зазор 0-0,05 мм и определяется только точностью технологии), и поэтому не может отклониться от направления оси ствола.
Для того чтобы меньше ослаблять прочность ствола, желательно иметь много мелких пазов, нежели один крупный. При числе пазов более 20-25 ствол становится очень похож на нарезной ствол с той разницей, что нарезы не спиральные, а продольные. И выполняться они могут тем же инструментом.
Работает такой миномет так: мина опускается в ствол, движется вниз, воздух при этом выходит через паз/пазы. Достигнув дна ствола, мина накалывается на капсуль и выстреливается. Движение мины происходит точно по оси ствола.
ВАРИАНТ 2. Предыдущий вариант не самый рациональный. В данном варианте миномет имеет на внутренней поверхности ствола один или несколько продольных пазов для выпуска воздуха, которые в передней части ствола (здесь и далее все направления даны относительно направления выстрела) имеют одну суммарную площадь поперечного сечения, затем эта площадь увеличивается, а на расстоянии от дна ствола (точнее - от капсуля), большем, чем расстояние от заднего конца мины до миделя мины, паз/пазы обрываются.
Следует отметить, что изменение проходного сечения паза/пазов может осуществляться как изменением глубины паза/пазов, так и изменением ширины паза/пазов.
Работа этого варианта описана ниже.
ВАРИАНТ 3. Этот вариант еще более эффективен. В нем ствол на четырех участках имеет разное сечение. Миномет имеет по длине ствола на внутренней его поверхности четыре участка с разным поперечным сечением: в передней части ствола (здесь и далее все направления даны относительно направления выстрела) около дула ствол имеет круглое сечение с диаметром, равным диаметру мины, или с зазором, меньшим 0,2 мм (это вопрос технологии), следующий участок имеет один или несколько продольных пазов для выпуска воздуха, которые имеют некую суммарную площадь поперечного сечения, на следующем участке эта площадь увеличивается, и на расстоянии от дна ствола (точнее - от капсуля), большем, чем расстояние от заднего конца мины до миделя мины (точнее - до уплотнительных канавок), паз/пазы обрываются.
Данный вариант в разрезе показан на фиг. 1, причем глубина паза для наглядности показана утрированно. Показан ствол 1, паз 2 в стволе и мина 3 в ее нижнем положении, при котором она накалывается на капсуль.
Работает этот миномет так: мина опускается в ствол и начинает опускаться по участку 1 и сжимать находящийся в стволе воздух. Будем считать, что зазор между миной и стволом равен 0, и утечки воздуха на этом участке нет. Мина будет опускаться до тех пор, пока давление воздуха в стволе не уравновесит ее вес. Рассчитаем этот участок: при вертикальном положении ствола для 120 мм миномета площадь ствола равна 113,1 кв.см, вес мины 16 кг, значит равновесное избыточное давление в стволе равно 16:113,1=0,1414 атм. При наклоне ствола на 45 градусов это давление уменьшится до 0,10 атм. То есть остаточный объем составит 91%, то есть мина может опуститься на 9% длины ствола (считая не по хвостовику, а по миделю мины, то есть - по ее уплотнительным канавкам). Это длина первого от дула участка.
Затем мина попадает на второй участок, где появляется паз небольшого сечения, позволяющий воздуху выходить через него, а мине позволяющий опускаться ниже в ствол. Мина плавно опускается до третьего участка.
На третьем участке проходное сечение паза/пазов увеличивается, воздух выходит более свободно, и мина набирает скорость, нужную для надежного срабатывания капсуля.
Набрав эту скорость, мина входит в четвертый участок, в котором нет паза. Так как воздух больше не имеет возможности выходить из задней части ствола, то в первом приближении будем считать, что мина на этом участке не ускоряется и не тормозится, а сохраняет набранную скорость.
Мина накалывается на капсуль, давление в стволе резко повышается, и мина начинает движение вверх. При этом до достижения третьего участка пороховые газы из ствола не выходят (для этого и был задуман четвертый участок).
Далее мина входит в третий участок и происходит некоторая потеря пороховых газов, сравнимая с минометом «классической» конструкции.
На втором участке поперечное сечение паза/пазов резко уменьшается (в 3-4 раза), и потери пороховых газов также резко уменьшаются.
Наконец, мина входит в первый участок, в котором нет паза, и потери пороховых газов опять прекращаются. Вследствие уменьшения общих потерь пороховых газов данный миномет будет стрелять дальше, чем такой же миномет «классической» конструкции.
Примерно так же работает миномет по варианту 2, за исключением первого участка.
ВАРИАНТ 4. Но можно еще более сократить потери пороховых газов. Для этого надо во время выстрела перекрыть самый плохой третий участок паза. Для этого миномет имеет в стволе в районе паза один или несколько шпеньков, имеющих возможность перекрывать в одном или нескольких местах паз в самом широком его месте, причем шпеньки приводятся в действие газовым цилиндром от пороховых газов непосредственно или через систему рычагов. Диаметр шпеньков должен быть равен или чуть больше ширины паза в этом месте.
Этот вариант в разрезе показан на фиг. 2. В четвертом участке ствола имеется газовый цилиндр с поршнем 4, через два коромысла 5 и 6 давящий на три шпенька 7 (показано очень упрощенно). Разумеется, прочность всех деталей должна быть достаточной для выдерживания давления выстрела.
Работает этот вариант так: мина опускается в ствол и проходит все четыре участка так же, как в варианте 3. При выстреле пороховые газы давят на поршень 4, который через коромысло 5 давит на коромысло 6 и на три шпенька 7, вводя их в паз 2. Наличие шпеньков значительно уменьшает утечки пороховых газов через этот паз.
Четвертый вариант имеет скорее теоретический интерес, так как конструкция оружия сильно усложняется, и миномет теряет основные свои достоинства - простота, дешевизна, безотказность. Проще увеличить на 0,5% навеску пороха и компенсировать тем самым некоторую потерю пороховых газов.
Можно примерно оценить, что уменьшение потерь пороховых газов в варианте 3 по сравнению с «классикой» составит в 3-4 раза. Ожидаемое увеличение дальности выстрела - 5-10%. Пользоваться этим надо так: допустим, минометы противника стреляют на 7 км, а наши - на 7,5 км. Для уничтожения минометной батареи противника надо расположить свои минометы на расстоянии 7,2-7,3 км от батареи противника и безнаказанно расстрелять ее.
У второго и третьего вариантов миномета есть небольшой недостаток - из-за уменьшившейся средней скорости падения мины в стволе практическая скорострельность может уменьшиться на 5-10%.