БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО МЕТАНИЯ ОСКОЛКОВ
BALLISTIC INSTALLATION FOR HIGH-SPEED FRAGMENTATION THROWING

Изобретение относится к оборонной технике, а именно к изменению конструкции боеприпасов и разработки новых методов их испытания
В настоящее время одной из наиболее актуальных задач, стоящих перед оборонно-промышленным комплексом, является разработка боеприпасов, обладающих повышенной стойкостью к опасным внешним воздействиям. Эта задача является комплексной, так как требует создания принципиально новых малочувствительных взрывчатых составов, изменения конструкции боеприпасов и разработки новых методов их испытания.
Одним из основных видов испытаний таких боеприпасов является их испытание на стойкость к прострелу легким осколком массой 18,6 г со скоростью в момент удара 2500±90 м/с. Для обеспечения требуемой скорости осколка могут быть использованы баллистические стволы или установки.
Отсутствие в Российской Федерации таких баллистических стволов не позволяет проводить испытания перспективных боеприпасов в соответствии с международными нормами. В этой связи встал вопрос о разработке отечественного устройства для метания осколков с такими скоростями. Были рассмотрены различные известные способы высокоскоростного метания.
Проведенный анализ показал, что газокумулятивные заряды, ускорители на жидком водороде, легкогазовые пушки, электротермические, электроплазменные, электростатические ускорители, хотя и обеспечивают получение скоростей до 160000 м/с, но только для элементов с размером, не превышающим микроны, и массой - единицы мг. Рельсотрон, способный разогнать элементы требуемой формы до нужных скоростей, отличается чрезвычайной высокой сложностью конструкции, энергоемкостью и низкой надежностью, что значительно осложняет его использование для проведения испытаний.
Поэтому для обеспечения требуемой скорости осколка было решено использовать установку с баллистическим стволом, в которой метание осколка осуществляется за счет пороховых газов высокоэнергетических порохов.
Высокие скорости метания достигаются при использовании ствольных пороховых баллистических установок, например, [1, 2]. Однако достигаемые при этом скорости метания объектов сопоставимы со скоростями летящих артиллерийских снарядов, т.е. не более 1000 м/с.
В связи с этим разработана конструкция баллистической установки, обеспечивающая метание осколка заданной массой и скоростью. Известно, что для обеспечения требуемой скорости в каморе ствола необходимо создать давление порядка 480 МПа при ее длине около 9000 мм [3].
В основе разработанной установки лежат штатные стволы зенитной пушки АЗП-57 калибра 57 мм, разработанной в середине 1940-х годов. Штатный снаряд имеет начальную скорость 1000 м/с. Для изготовления установки предлагается использовать стволы от орудий, подлежащих списанию по причине износа канала ствола. Это обусловлено необходимостью последующей обработки внутренней поверхности канала до диаметра 60 мм, при этом будут удалены существующие нарезы с целью придания каналу ствола гладкой поверхности, что необходимо для достижения максимально возможной скорости движущемуся по нему снаряду.
По исполнению установка для метания осколков представляет собой сборную конструкцию, которая показана на рисунке 1.
Установка состоит из ствола с зарядной каморой 1, промежуточного ствола 2, оконечной части ствола 3, соединительных разъемных муфт 4, опоры казенной части ствола 5, промежуточных опор 6, опоры 7 оконечной части ствола, основания 8 и затвора 9 с системой предохранения.
Три штатных ствола зенитной пушки предварительно обрабатываются и соединяются между собой. Ствол с зарядной каморой укорачивается со стороны дульного среза на 900 мм. Убирается наиболее тонкостенная часть ствола, которая является менее устойчивой при воздействии пороховых газов давлением более 480 МПа в момент выстрела. У промежуточного ствола обрезается зарядная камора и наиболее тонкостенная часть ствола. Оконечная часть ствола установки изготавливается по аналогии с промежуточной частью, с сохранением тонкостенной части ствола от дульного среза в связи с уменьшением давления пороховых газов на срезе в момент выстрела.
Общая длина ствола проектируемой установки составляет 9300 мм. Для исключения его колебаний в местах соединений, а также в казенной и оконечной части устанавливаются опоры, монтируемые с помощью болтового соединения к основанию, представляющему собой цельнометаллическую конструкцию, изготавливаемую из двутавра, обеспечивающего необходимую жесткость конструкции установки в момент выстрела, а также при ее транспортировке.
Схема стыкового соединения стволов с использованием муфты показана на рисунке 2.
Для более плотного и надежного соединения торцовые части стволов обрабатываются на конус. При их соединении с использованием специальной разъемной муфты в месте стыка стволов обеспечивается посадка с натягом. Муфта устроена таким образом, что при ее установке соединяемые ею части ствола стягиваются как в поперечном, так и в продольном направлениях.
Затвор установки выполнен на основе модернизации штатного затвора пушки АЗП-57 и обеспечивает надежное запирание канала ствола при выстреле.
Производство выстрела из установки осуществляется с использованием заранее собранного унитарного патрона, состоящего из штатной гильзы, капсюльной втулки, усиленного порохового заряда из высокоэнергетических марок порохов и снаряда (рисунок 3). Снаряд - это осколок, находящийся в секторном поддоне. Поддон изготавливается из фторосодержащих полимерных композиций, обладающих достаточной прочностью и высокими антифрикционными свойствами.
Установка собранного унитарного выстрела в зарядную камору, его досылание, запирание затвора и взведение ударника осуществляется вручную. Выстрел выполняется дистанционно с использованием тросового механизма снятия блокировки и спуска ударного механизма.
Проведенные теоретические расчеты показали, что такая конструкция установки для высокоскоростного метания осколков с целью испытания боеприпасов с повышенной стойкостью к опасным внешним воздействиям соответствует международным нормам и правилам в части, касающейся возможности обеспечения в момент удара по испытываемому боеприпасу осколка массой 18,6 г скорость свыше 2500 м/с.
Список использованных источников
1. Шестаков, А.Н. Баллистическая установка: патент на изобретение / А.Н. Шестаков, О.Л. Игнатов, И.Я. Снимщиков, Е. А. Половников, Ю.А. Драгунов, М.Н. Сабаев. - RU 2526574 С2; заявл. 22.11.12; опубл. 27.05.14.
2. Соколов, О.А. Способ метания из ствольной пороховой баллистической установки: патент на изобретение / О.А. Соколов. Е.Ю. Сорокина. -RU 2613639 С1; заявл. 16.10.15; опубл. 21.03.17.
3. Баллистические установки и их применение в экспериментальных исследованиях / Под ред. Н.А. Златина. - М.: Наука, 1974.