Миномёт

Полезная модель относится к области стрелково-пушечного вооружения и может быть использована для уменьшения времени заряжания и утомляемости расчета за счет сокращения пути перемещения мины при заряжании миномета.
Повышение могущества минометов приводит к увеличению его массово-габаритных характеристик и массы мины. Следствием этого являются увеличение пути доставки мины в положение готовности к выстрелу и времени заряжания для дульнозарядных минометов, сбиваемость наводки и увеличение времени заряжания вследствие изменения положения ствола для минометов, заряжаемых с казенной части.
Для устранения указанных негативных моментов автоматизируют процесс заряжания (например, 240-мм миномет 2С4, 82-мм миномет 2Б9), используют составные стволы (например, MADSEN 51 mm MORTAR Туре Т. 18). Автоматизация процесса заряжания снижает утомляемость расчета, но не приводит к уменьшению пути доставки мины к положению для выстрела и времени его прохождения. Увеличение калибра миномета приводит к необходимости обеспечения надежного скрепления частей составного ствола для противодействия давлению пороховых газов при выстреле.
Эффект от использования полезной модели состоит:
- в уменьшении времени заряжания и подготовки выстрела;
- в снижении утомляемости расчета;
- в обеспечении надежного соединения частей составного ствола при выстреле;
- в обеспечении устойчивости миномета в процессе его заряжания;
- в уменьшении действия момента качающейся части на механизм вертикального наведения.
Существуют конструкции заряжаемых с дульной части минометов, например 120-мм миномет М-120, и конструкции заряжаемых с казенной части минометов, например 160-мм миномет М-160, 240-мм миномет М-240.
Известен миномет (MADSEN 51 mm MORTAR Туре Т. 18), конструкция которого содержит (фиг. 1) разъемную трубу I с верхним I и нижним 2 стволами, устройство размещения II трубы, обеспечивающее управление нижним стволом 2 при подготовке выстрела, стреляющее приспособление III, смонтированное внутри элементов устройства размещения, устройства поворота IV и подъема V ствола, блок опорных элементов с опорной плитой 6 и станинами 7, прицел VI.
а
Устройство размещения II (фиг. 1, 2) содержит корпус 8, соосно размещенный в нем поршень 9, соосно размещенное с ними заднее дно 10, шарнир 11, рукоятку 12, тягу 13, фиксаторы 14 и 15. В корпусе 8 (фиг. 2) на внутренней поверхности выполнена прямоугольная резьба , профильный паз b в правой верхней передней области, опорный элемент 3, являющийся приливом в передней части корпуса 8. Поршень 9 (фиг. 2) содержит прямоугольную резьбу на наружной поверхности, приливы d напередней торцевой поверхности, канал е для размещения ударника. В теле поршня 9 выполнен продольный паз, в котором на оси 16 размещена рукоятка 12. Заднее дно 10 (фиг. 2) посредством резьбы f соединяется с нижним стволом 2, а посредством фиксаторов 14 с цапфами g шарнира 11. Цилиндрические поверхности h заднего дна 10 и i шарнира 11 обеспечивают равномерное распределение силы отдачи по их опорным поверхностям. Задняя торцевая поверхность j шарнира 11 обеспечивает передачу силы отдачи на поршень 9, при этом продольные пазы в фиксаторах 15 исключают ударную нагрузку на цапфы g шарнира 11.
Для обеспечения готовности к заряжанию рукоятка 12 (фиг. 3А) поворачивается вокруг оси 16 вперед до упора в тело корпуса 8 (фиг. 3В), выводя боек из полости заднего дна 10 и шарнира 11. При перемещении рукоятки 12 вправо вниз (фиг. 3С) вместе с ней поршень 9 поворачивается вокруг продольной оси в корпусе 8 и перемещается назад по резьбе, увлекая за собой шарнир 11 с задним дном 10 и нижним стволом 2, разъединяя конусное сопряжение стволов 1 и 2. Далее рукоятка 12 входит в зацепление с тягой 13. При перемещении назад рукоятка 12 смещает тягу 13 (фиг. 3D) по ее продольной оси, отклоняя заднее дно 10 с шарниром 11 на его цапфах g и нижним стволом 2 вправо на угол до 20° (фиг. 3D). В этом положении мина досылается в нижний ствол 2. Запирание канала ствола проводится в обратной последовательности, начиная с согласования продольных осей нижнего 2 и верхнего 1 стволов трубы I.
Реализация конструктивной схемы прототипа для минометов больших калибров приводит к проявлению недостаточной надежности узла запирания частей ствола, невозможности наведения ствола в вертикальной плоскости вследствие большого момента неуравновешенности качающейся части, опрокидывающего момента вследствие отвода ствола вправо. Кроме того, боек ударного механизма размещается в полостях четырех соосных деталей конструкции, а стреляющее приспособление собрано в полой оси вращения устройства размещения, что может привести к отказам стреляющего приспособления или несанкционированному выстрелу.
Целью полезной модели является повышение эффективности функционирования миномета за счет надежного соединения частей ствола при выстреле и их разъединения для заряжания, снижения нагрузки со стороны качающейся части на механизм вертикального наведения, уменьшения времени и пути доставки мины от положения готовности для заряжания до положения готовности к выстрелу, снижения утомляемости расчета.
Эта цель достигается следующими изменениями конструкции прототипа.
1. В устройстве размещения II (фиг. 2) исключены упоры 3, 4 с тягами 5, заднее дно 10, шарнир 11, фиксаторы 14, 15, корпус 8, поршень 9 с рукояткой 12 и тягой 13.
2. Введена муфта 17 (фиг. 4), расположенная соосно со стволом 2 для разъемного соединения стволов 1 и 2. На наружной поверхности задней части верхнегоствола 1 и внутренней поверхности муфты 17 выполнены винтовые нарезы в четырех секторах 1а и 17d соответственно с углом 45°. На приливе 17а муфты 17 выполнен штифт 17b, внутренняя полость муфты 17 выполнена ступенчатой с фаской 17с. На нижнем стволе 2 выполнены бурт 2а проушина 2b, выступ 2с и цапфы 2d.
3. Введен (фиг. 5) корпус 18, в верхнем приливе которого 18а неподвижно закреплен верхний ствол 1, а на нижнем приливе 18b выполнена шаровая опора 18 с для соединения с опорной плитой 19. Корпус 18 в задней части содержит соединитель направляющих с размещенными на нем цапфами 18d для соединения с приводами горизонтального наведения 20 и отверстия 18е под цапфы нижнего ствола 2d. К приливам 18f неразъемно прикреплены патрубки 18g для закрепления силового привода управления 21 стволом 2 на оси 21а. На внутренней стороне направляющих полозков 18h корпуса 18 выполнены поперечные пазы 18j для прохода опорных элементов 24d и 25 с ползунов (фиг. 6) 24 и 25.
4. Введено крепление 22 (фиг. 6) для устройств управления муфтой 17. Оно содержит корпус 22b с шарнирно соединенными с ним захватами 22а и 22с. На корпусе 22b выполнен прилив 22d.
5. Введен блок управления 23 (фиг. 6) муфтой 17, содержащий привод ее линейного перемещения 23а и привод ее углового перемещения 23b.
6. Ползун 24 (фиг. 6) содержит корпус с выемкой 24с, опорные элементы 24d, приливы 24а и 24е с проушинами 24b и 24f. Упор 24g под приливом 24а совмещен с торцевой поверхностью прилива 17а муфты 17.
7. Ползун 25 (фиг. 6) содержит корпус с проемом 25а, проушиной 25b, опорные элементы 25с и приливом 25d, в котором выполнен кулачковый паз 25е.
8. В дне ствола 2 и приливе 18b корпуса 18 собрано стреляющее приспособление (фиг. 5).
Работа устройства.
Перевод миномета в положение для заряжания.
В исходном состоянии (фиг. 6, 7) стволу I и корпусу 18 приводом вертикального наведения 20 придан назначенный угол возвышения. Ствол 2 зафиксирован приводом 21 соосно со стволом 1. Приводами 23а и 23b блока управления 23 муфта 17 установлена в крайнее переднее положения и повернута на 45°. При этом винтовые нарезы на внутренней поверхности муфты 17 и наружной поверхности ствола 1 совмещены боковыми гранями. Исходное состояние отображено на фиг. 7a.
Далее приводом управления 23b ползун 25 отводится в сторону казенной части ствола 2 по направляющим корпуса 18. При этом кулачковый паз 25е в приливе 25d действует на штифт 17b муфты 17 (фиг. 4) и поворачивает ее вокруг оси на 45°. Результат отображен на фиг.7b.
Далее приводом управления 23а ползун 24 с закрепленным на нем приводом управления 23b, ползуном 25 и муфтой 17 отводится в сторону казенной части ствола 2. К концу перемещения опорные элементы ползунов 24 и 25 устанавливаются напротив поперечных пазов 18j в направляющих корпуса 18 и выводятся таким образом из зацепления с ними. Результат отображен на фиг.7с.
Далее приводом управления 21 ствол 2 отводится на угол для заряжания. Результат отображен на фиг. 7d. Конструкция обеспечивает угол поворота ствола 2 во всем диапазоне углов возвышения ствола I.
Далее производится установка мины в полости ствола 2.
Приведение миномета в положение для стрельбы проводится в обратном порядке.
При необходимости заряжание миномета может осуществлять через дульную часть ствола I без разъединения составляющих его стволов 1 и 2.
Устройство целесообразно использовать в роботизированных комплексах вооружения.
Исследование работоспособности полезной модели проведено на полномасштабной трехмерной модели с характеристиками миномета калибра 120 мм образца 1938 года. Оценивались кинематические характеристики процесса заряжания и прочностные характеристики элементов предлагаемой полезной модели. Процесс заряжания для 120-мм миномета содержит этапы обработки мины при ее доставке к дулу ствола, пространственную установку мины, опускание мины и ее вылет при выстреле. Для составного ствола присутствует этап запирания ствола (фиг. 8). Для варианта полезной модели оценивалось сокращение времени только на этапах доставки мины и ее опускания. Некоторые результаты моделирования в системе SolisWorks Motion приведены на фиг. 9. Оценка прочностных свойств полезной модели проведена в системе Ansys. Некоторые результаты приведены на фиг. 10. Исследование процесса функционирования предлагаемой полезной модели позволяет сделать заключение о ее способности удовлетворить требованиям, указанным в цели.