СИСТЕМА РАЗМЕЩЕНИЯ И ПОДАЧИ БОЕЗАПАСА КОРАБЕЛЬНОЙ АРТИЛЛЕРИЙСКОЙ УСТАНОВКИ
SYSTEM OF PLACEMENT AND SUPPLY OF AMMUNITION FOR SHIP ARTILLERY INSTALLATION

Заявляемое изобретение относится к корабельным артиллерийским установкам среднего калибра с системой односторонней или двухсторонней подачи выстрелов в артиллерийский автомат.
Перспективным направлением развития корабельных артиллерийских установок, предназначенных для вооружения кораблей разного водоизмещения, в том числе и малоразмерных кораблей, является расширение возможности их боевого применения за счет увеличения боезапаса готовых к автоматической стрельбе выстрелов, размещаемого на артиллерийской установке в ее подбашенном отделении.
Известен магазин боеприпасов барабанного типа для корабельной артиллерийской установки (см. патент РФ на изобретение №2607700 «Магазин корабельной артиллерийской установки», опубл. 10.01 2017), который содержит расположенный под поворотным станком этой установки барабан, на цилиндрической поверхности которого выполнены одноместные расположенные в один ряд гнезда для выстрелов, два элеватора, прикрепленные к станку, и выполняющая функцию накопителя система автоматической подачи (САП), представленная в двух исполнениях.
САП во втором исполнении содержит расположенный под барабаном и подвижно соединенный с поворотным станком загрузочный ротор с гнездами для выстрелов, который снабжен автономным приводом поворота и подъемником, способным за один ход переместить в барабан из предварительно снаряженного загрузочного ротора все находящиеся в нем боеприпасы.
Наряду с положительным результатом, который может быть получен при осуществлении известного технического решения, оно имеет недостатки, основным из которых является необходимость часто прерывать стрельбу для пополнения в барабане израсходованного боезапаса. Неизбежность таких перерывов обусловлена ограниченным количеством одноместных гнезд, которые могут быть расположены в один круговой ряд на цилиндрической поверхности барабана.
Известна система размещения и подачи боезапаса корабельной артиллерийской установки, которая выбрана прототипом заявляемой системы (см. патент РФ на изобретение №2754236 «Магазин боеприпасов корабельной артиллерийской установки», опубл. 30.08.2021 Бюл. №25). Прототип содержит двухместный подвес, барабан, снабженный приводом поворота, поворотный накопитель, выполненный в виде платформы, подъемник периодического действия и два расположенных внутри барабана элеватора, снабженных каждый досылателем. Барабан и поворотный накопитель расположены внутри двухместного подвеса один над другим для размещения в каждом части боезапаса. Двухместный подвес выполнен в виде пространственной фермы, которая верхним поясом неподвижно соединена с основанием корабельной артиллерийской установки, закрепляемым в барбете корабля. В центре пространственной фермы находится цилиндрическая обечайка, прикрепленная радиально расположенными стержнями к нижнему поясу этой фермы. Барабан выполнен сборным из четного числа радиально расположенных многоместных обойм, неподвижно соединенных между собой ступицей, установленной посредством кольцевой поворотной опоры на цилиндрической обечайке двухместного подвеса. Привод поворота, выполненный с обеспечением поворотов ступицы в следящем режиме с заданной скоростью относительно поворотного станка, закреплен в двухместном подвесе. На платформе установлены радиально расположенные в створе с многоместными обоймами выдвижные кассеты, имеющие одинаковую с многоместными обоймами вместимость. В каждой многоместной обойме артиллерийские выстрелы расположены в вертикальном положении в один прямолинейный ряд, который в процессе стрельбы перемещается шаговым подавателем в направлении к соответствующему элеватору. При этом передний в ряду выстрел вытесняется из многоместной обоймы на линию действия досылателя, который досылает выстрел в элеватор. Таким образом, обеспечивается стрельба короткими очередями, в промежутках между которыми пара многоместных обойм, в которых израсходованы боеприпасы, сменяется парой снаряженных многоместных обойм, для чего привод поворота переводится в режим поворота на заданный угол относительно поворотного станка. В течение этого поворота стрельба прекращается.
Наряду с положительными результатами, которые могут быть получены при осуществлении технических решений прототипа, он имеет существенные недостатки:
- отсутствует возможность стрельбы непрерывными очередями;
- двухместный подвес, выполненный в виде пространственной фермы с цилиндрической обечайкой в центре, загораживает доступ к расположенным внутри этой фермы барабану и платформе поворотного накопителя, что значительно усложняет их сборку, техническое обслуживание и ремонт;
- барабан выполнен сборным из четного числа радиально расположенных многоместных обойм, неподвижно соединенных между собой ступицей, следовательно, получить доступ к двум элеваторам, расположенным внутри барабана, можно только после частичной разборки барабана.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявляемой системы, заключается в том, что, сохраняя положительные свойства прототипа, она способна выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения с возможностью стрельбы непрерывными очередями и обеспечением поддержания и восстановления работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта.
Для достижения этого технического результата в известной системе размещения и подачи боезапаса корабельной артиллерийской установки, включающей подвес, расположенный под поворотным станком артиллерийской установки, питатель и накопитель, вмещающие каждый часть боезапаса, и подсистему подачи боезапаса на поворотный станок, причем питатель содержит круговой массив радиально расположенных коробчатых магазинов, снабженных шаговыми подавателями, поворотную ступицу, с которой коробчатые магазины соединены неподвижно, и закрепленный относительно корпуса корабля привод поворотной ступицы, выполненный с обеспечением ее вращения относительно поворотного станка с заданной угловой скоростью, накопитель содержит поворотную платформу с радиально расположенными на ней выдвижными кассетами, привод поворотной платформы и подъемник периодического действия для перемещения выстрелов из накопителя в питатель, а подсистема подачи боезапаса на поворотный станок, которая может быть односторонней или двухсторонней, содержит соответственно один или два цепных элеватора, снабженных каждый досылателем выстрела в направляющую трубу элеватора, приводной двигатель и один или два раздаточных редуктора, кинематически связанных каждый механическими передачами постоянно с ведущей звездочкой цепного элеватора и его досылателем и попеременно с шаговыми подавателями коробчатых магазинов, сменяющих по очереди друг друга, согласно заявляемому изобретению подвес выполнен разделенным на верхнюю и нижнюю части, соединенные между собой подвижно с возможностью относительного поворота, при этом верхняя часть подвеса прикреплена к поворотному станку, нижняя часть подвеса закреплена от поворота относительно барбета корабля реактивными тягами, каждый цепной элеватор и его досылатель установлены на верхней части подвеса, поворотная ступица питателя и поворотная платформа накопителя установлены с возможностью поворота на нижней части подвеса, коробчатые магазины выполнены с обеспечением размещения в них выстрелов в два ряда и перемещения под действием шагового подавателя двух рядов одновременно, а неподвижное соединение коробчатых магазинов с поворотной ступицей выполнено быстроразъемным, кроме того, каждый цепной элеватор снабжен также приемником, который содержит принимающий захват, выполненный с обеспечением удерживания одновременно двух выстрелов, подаваемых в этот захват шаговым подавателем соответствующего коробчатого магазина, и челнок, который кинематически связан постоянно механическими передачами с раздаточным редуктором, причем механические передачи, кинематически связывающие с этим редуктором челнок и шаговый подаватель, преобразуют непрерывное вращение входных звеньев этих передач в прерывистые с остановками возвратно-поступательные движения челнока и шагового подавателя, при этом челнок захватывает одновременно два удерживаемых принимающим захватом выстрела и поочередно перемещает их на линию досылания, а шаговый подаватель совершает два шаговых движения подряд, накапливая при этом в приемнике боезапас, обеспечивающий непрерывность стрельбы при смене коробчатого магазина в течение выстоя его шагового подавателя.
В системе размещения и подачи боезапаса корабельной артиллерийской установки согласно заявляемому изобретению челнок приемника каждого цепного элеватора содержит два шарнирных двухкоромысловых четырехзвенника, горизонтальный и вертикальный, причем шатун горизонтального четырехзвенника служит стойкой для вертикального четырехзвенника, снабженного подпружиненными клапанами, установленными на его шатуне с обеспечением захвата ими двух выстрелов, удерживаемых принимающим захватом приемника этого цепного элеватора.
В системе размещения и подачи боезапаса корабельной артиллерийской установки согласно заявляемому изобретению механическая передача, преобразующая непрерывное вращение вала раздаточного редуктора в непрерывное возвратно-поворотное движение досылателя цепного элеватора, выполнена в виде кривошипно-коромыслового механизма, в котором этот досылатель выполняет функцию коромысла.
В системе размещения и подачи боезапаса корабельной артиллерийской установки согласно заявляемому изобретению механические передачи, преобразующие непрерывное вращение соответствующего вала раздаточного редуктора в прерывистые с остановками возвратно-поступательные движения шатунов шарнирных двухкоромысловых четырехзвенников выполнены соответственно в виде прерывисто-зубчатого кривошипно-коромыслового механизма и кулачкового механизма.
В системе размещения и подачи боезапаса корабельной артиллерийской установки согласно заявляемому изобретению механическая передача, преобразующая непрерывное вращение соответствующего вала раздаточного редуктора в прерывистые с остановками возвратно-поступательные движения шагового подавателя коробчатого магазина, выполнена в виде прерывисто-зубчатого механизма.
В системе размещения и подачи боезапаса корабельной артиллерийской установки согласно заявляемому изобретению поворотная платформа накопителя выполнена складной и содержит ступицу, сопрягаемую посредством кольцевой поворотной опоры с нижней частью подвеса, и шарнирно соединенные со ступицей радиально расположенные лотки, выполненные с обеспечением размещения в них выдвижных кассет.
Заявляемая система размещения и подачи боезапаса корабельной артиллерийской установки обладает новыми техническими свойствами, отсутствующими в известном прототипе, и имеет в сравнении с прототипом следующие существенные отличия:
- подвес выполнен разделенным на верхнюю и нижнюю части, соединенные между собой подвижно с возможностью относительного поворота, при этом верхняя часть подвеса прикреплена к поворотному станку, нижняя часть подвеса закреплена от поворота относительно барбета корабля реактивными тягами, каждый цепной элеватор и его досылатель установлены на верхней части подвеса, поворотная ступица питателя и поворотная платформа накопителя установлены с возможностью поворота на нижней части подвеса;
- коробчатые магазины выполнены с обеспечением размещения в них выстрелов в два ряда и перемещения под действием шагового подавателя двух рядов одновременно, а неподвижное соединение коробчатых магазинов с поворотной ступицей выполнено быстроразъемным, что обеспечивает упрощенное крепление и отъем их при техническом обслуживании и ремонте артиллерийской установки;
- каждый цепной элеватор снабжен приемником, который содержит принимающий захват, выполненный с обеспечением удерживания одновременно двух выстрелов, подаваемых в этот захват шаговым подавателем соответствующего коробчатого магазина, и челнок, который кинематически связан постоянно механическими передачами с раздаточным редуктором подсистемы подачи боезапаса на поворотный станок;
- механические передачи, кинематически связывающие с раздаточным редуктором челнок приемника и шаговый подаватель коробчатого магазина, преобразуют непрерывные вращения входных звеньев этих передач в прерывистые с остановками возвратно-поступательные движения челнока и шагового подавателя, при этом челнок захватывает одновременно два удерживаемых принимающим захватом выстрела и поочередно перемещает их на линию досылания, а шаговый подаватель совершает два шаговых движения подряд, накапливая при этом в приемнике боезапас, обеспечивающий непрерывность стрельбы при смене коробчатого магазина в течение выстоя его шагового подавателя.
Указанные существенные отличия заявляемой системы обеспечивают:
- во-первых, возможность стрельбы непрерывными очередями, благодаря периодическому накапливанию в приемнике цепного элеватора запаса из четырех выстрелов (два выстрела в принимающем захвате и два выстрела в челноке приемника), достаточного для боепитания артиллерийского автомата в течение смены коробчатого магазина, в котором боеприпасы израсходованы;
- во-вторых, удобство сборки магазина боеприпасов и доступность всех его узлов для технического обслуживания и ремонта.
Анализ существующей научно-технической и патентной информации показал неизвестность предлагаемой совокупности существенных отличительных признаков. Неизвестными оказались и отдельные существенные признаки. Таким образом, настоящее изобретение можно считать отвечающим критерию патентоспособности «новизна».
В заявляемом техническом решении имеет место нетрадиционное разрешение проблемы, а именно, возможность стрельбы непрерывной очередью обеспечивается прерывистой с остановками подачей выстрелов в приемник цепного элеватора.
Нетрадиционным техническим решением является также конструкция подвеса, полученная подвижным соединением между собой посредством кольцевой поворотной опоры двух частей подвеса, верхняя из которых неподвижно соединена с поворотным станком, нижняя закреплена реактивными тягами от поворота относительно барбета корабля.
Для специалиста такие решения логически не следует из известного технического уровня развития артиллерийских корабельных установок среднего калибра. Таким образом, заявляемое изобретение отвечает критерию «изобретательский уровень».
Осуществление заявляемого изобретения возможно с одним или с двумя цепными элеваторами, в зависимости от принятой в подсистеме подачи боезапаса на поворотный станок односторонней (с одним элеватором) или двухсторонней (с двумя элеваторами) схемы подачи боеприпасов на артиллерийский автомат.
Устройство и работа системы размещения и подачи боезапаса корабельной артиллерийской установки с двумя цепными элеваторами объяснены ниже со ссылкой на приложенные рисунки:
на фиг. 1 показана корабельная артиллерийская установка (КАУ) с системой размещения и подачи боезапаса;
на фиг. 2 показана в разрезе система размещения и подачи боезапаса КАУ;
на фиг. 3 показан разделенный на две части подвес;
на фиг. 4 показаны подвижное соединение верхней и нижней частей повеса между собой и неподвижные соединения их соответственно с поворотным станком и с барбетом корабля;
на фиг. 5 показано неподвижное соединение коробчатых магазинов с поворотной ступицей питателя;
на фиг. 6 показан коробчатый магазин, снабженный шаговым подавателем и быстроразъемным устройством крепления;
на фиг. 7 показан накопитель;
на фиг. 8 показан подъемник периодического действия, оборудованный рабочим органом вильчатого типа;
на фиг. 9 показано размещение на верхней части подвеса составных элементов подсистемы подачи боезапаса на поворотный станок;
на фиг. 10 показан цепной элеватор;
на фиг. 11 показан вид в плане на элеватор, снабженный приемником и досылателем, и на снабженный шаговым подавателем коробчатый магазин в положении, когда он находится в створе с принимающим захватом приемника;
на фиг. 12 показан в перспективе общий вид подсистемы подачи боезапаса на поворотный станок;
на фиг. 13 показан вид А на подсистему подачи боезапаса на поворотный станок;
на фиг. 14 показан вид Б на подсистему подачи боезапаса на поворотный станок;
на фиг. 15 показан челнок приемника;
на фиг. 16 показан в разрезе раздаточный редуктор подсистемы подачи боезапаса на поворотный станок;
на фиг. 17 показаны механические передачи, кинематически соединяющие раздаточные редукторы с исполнительными звеньями элеваторов, досылателей, приемников и шаговых подавателей.
Система размещения и подачи боезапаса корабельной артиллерийской установки включает подвес 1, расположенный под поворотным станком 2 корабельной артиллерийской установки, питатель 3 и накопитель 4, вмещающие каждый часть боезапаса, и подсистему 5 подачи боезапаса на поворотный станок 2.
Подвес 1 выполнен разделенным на две части: верхнюю 6 и нижнюю 7, подвижно соединенные между собой посредством кольцевой поворотной опоры 8 с возможностью относительного поворота. При этом верхняя часть 6 подвеса 1 прикреплена к поворотному станку 2, нижняя часть 7 подвеса 1 закреплена реактивными тягами 9 от поворота относительно барбета корабля 10.
Питатель 3 содержит круговой массив радиально расположенных коробчатых магазинов 11, снабженных шаговыми подавателями 12, поворотную ступицу 13, установленную посредством кольцевой поворотной опоры 14 на нижней части 7 подвеса 1, и закрепленный на нижней части 7 подвеса 1 привод поворота 15, выполненный с обеспечением вращения поворотной ступицы 13 относительно поворотного станка 2 с заданной угловой скоростью.
Коробчатые магазины 11, неподвижно соединенные с поворотной ступицей 13 посредством быстроразъемного устройства крепления 16 с обеспечением упрощенного отъема при техническом обслуживании и ремонте артиллерийской установки, выполнены с обеспечением размещения в них выстрелов в два ряда и перемещения под действием шагового подавателя 12 двух рядов одновременно.
Накопитель 4 может содержать складную поворотную платформу 17 с радиально расположенными на ней в створе с коробчатыми магазинами 11 выдвижными кассетами 18, имеющими одинаковую с этими магазинами вместимость, привод поворота 19 и подъемник периодического действия 20.
Складная поворотная платформа 17 содержит поворотную ступицу 21, установленную посредством кольцевой поворотной опоры 22 на нижней части 7 подвеса 1, и шарнирно соединенные с этой ступицей радиально расположенные лотки 23, выполненные с обеспечением размещения в них выдвижных кассет 18.
Подъемник периодического действия 20 оборудован рабочим органом 24 вильчатого типа, выполненным с обеспечением перемещения выстрелов из выдвижных кассет 18 в соответствующие коробчатые магазины 11.
Подсистема 5 подачи боезапаса на поворотный станок 2 содержит два цепных элеватора 25, снабженных каждый досылателем 26 и приемником 27, приводной двигатель 28 и два раздаточных редуктора 29, кинематически соединенных с приводным двигателем 28 посредством трансмиссии 30.
Каждый цепной элеватор 25 содержит направляющую трубу 31 и ведущую звездочку 32.
Приемник 27 содержит принимающий захват 33, выполненный с обеспечением удерживания одновременно двух выстрелов, подаваемых в этот захват шаговым подавателем 12 соответствующего коробчатого магазина 11, и челнок 34, предназначенный для перемещения выстрелов, удерживаемых принимающим захватом 33, на линию досылания в направляющую трубу 31 цепного элеватора 25.
Челнок 34 содержит два шарнирных двухкоромысловых четырехзвенника, горизонтальный 35 и вертикальный 36, причем шатун 37 горизонтального четырехзвенника 35 служит стойкой для вертикального четырехзвенника 36, а шатун 38 вертикального четырехзвенника 36, выполняющий функцию выходного звена челнока 34, снабжен подпружиненными клапанами 39 и 40, установленными на шатуне 38 с обеспечением захвата двух выстрелов, удерживаемых принимающим захватом 33.
Каждый раздаточный редуктор 29 имеет вал 41, приводящий во вращение непосредственно приводную звездочку 32 цепного элеватора 25, и валы 42, 43 и 44, выполняющие функцию входных звеньев механических передач соответственно 45, 46, 47 и 48, кинематически соединяющих раздаточный редуктор 29 соответственно с досылателем 26, шатуном 37 горизонтального четырехзвенника 35, шатуном 38 вертикального четырехзвенника 36 и шаговым подавателем 12 соответствующего коробчатого магазина 11.
Механическая передача 45, выполненная в виде кривошипно-коромыслового механизма, в котором досылатель 26 выполняет функцию коромысла, преобразует непрерывное вращение вала 42 в непрерывное возвратно-поворотное движение досылателя 26.
Механическая передача 46, выполненная в виде прерывисто-зубчатого кривошипно-коромыслового механизма, преобразует непрерывное вращение вала 43 в прерывистые с остановками возвратно-поступательные движения шатуна 37 горизонтального четырехзвенника 35.
Механическая передача 47, выполненная в виде кулачкового механизма, преобразует непрерывное вращение вала 43 в прерывистые с остановками возвратно-поступательные движения шатуна 38 вертикального четырехзвенника 36.
Механическая передача 48, выполненная в виде прерывистого зубчатого механизма, преобразует непрерывное вращение вала 44 в прерывистые с остановками возвратно-поступательные движения шагового подавателя 12 коробчатого магазина 11.
Снаряжение боеприпасами системы размещения и подачи боезапаса производится по предварительно разработанной схеме размещения в коробчатых магазинах 11 питателя 3 и в выдвижных кассетах 18 накопителя 4 готовых к автоматической стрельбе артиллерийских выстрелов разного боевого назначения.
Снаряжение боеприпасами системы размещения и подачи боезапаса начинается загрузкой артиллерийских выстрелов в выдвижные кассеты 18 накопителя 4 и приведением приводом поворота 19 складной поворотной платформы 17 и подъемника периодического действия 20 в согласованное положение, при котором рабочий орган 24 вильчатого типа находится в створе с двумя выдвижными кассетами 18.
Приводом поворота 15 приводят питатель 3 в согласованное положение с накопителем 4, при этом коробчатые магазины 11 находятся в створе с выдвижными кассетами 18.
Подъемником периодического действия 20 выстрелы из двух выдвижных кассет 18, которые находятся в створе с рабочим органом 24 вильчатого типа, перемещают в коробчатые магазины 11, после чего возвращают подъемник 20 в исходное положение и повторяют вышеуказанные операции перегрузки артиллерийских выстрелов из накопителя 4 в питатель 3 до его полного снаряжения.
Заканчивают снаряжение системы размещения и подачи боезапаса повторной загрузкой артиллерийских выстрелов в выдвижные кассеты 18 накопителя 4, подготавливая проведение операции подпитки расходуемой части боезапаса, которой снаряжен питатель 3.
Работа подсистемы 5 подачи боезапаса на поворотный станок 2 заключается в обеспечении подачи боеприпасов двумя цепными элеваторами 25 в соответствующие расположенные на поворотном станке 2 приемники системы боепитания артиллерийского автомата корабельной артиллерийской установки.
Работа системы размещения и подачи боезапаса начинается включением привода поворота 15, при этом два диаметрально разнесенных коробчатых магазина 11, снаряженных выстрелами одинакового боевого назначения, приводятся в створ с принимающими захватами 33 приемников 27 цепных элеваторов 25, после чего привод поворота 15 переходит в режим синхронного слежения за приводом горизонтального наведения артиллерийской установки, удерживая в процессе горизонтального наведения артиллерийского автомата два указанных коробчатых магазина 11 в положении покоя относительно поворотного станка 2.
При стрельбе непрерывной очередью цепные элеваторы 25 и досылатели 26 работают непрерывно, обеспечивая заданный темп стрельбы, а шаговые подаватели 12 и челноки 34 работают прерывисто с остановками, обеспечивая прерывистую подачу выстрелов из двух диаметрально расположенных коробчатых магазинов 11 в приемники 27 цепных элеваторов 25 и накопление в приемнике 27 запаса из четырех выстрелов (два выстрела в принимающем захвате 33 и два выстрела в челноке 34), чтобы при смене коробчатых магазинов 11, в которых израсходованы боеприпасы, не прерывалась подача выстрелов в цепные элеваторы 25.
В течение выстоя шаговых подавателей 12, который наступает в каждом цикле прерывистой подачи выстрелов из двух диаметрально расположенных коробчатых магазинов 11 в приемники 27 цепных элеваторов 25, привод поворота 15 перемещает очередную пару снаряженных коробчатых магазинов 11 в согласованное положение с приемниками 27 и сразу переходит в синхронный режим слежения за приводом горизонтального наведения, обеспечивая стрельбу непрерывной очередью.
Частота непрерывных возвратно-поворотных движений досылателя 26 определяет темп непрерывной стрельбы.
Удобство технического обслуживания и ремонта узлов и механизмов заявляемой системы размещения и подачи боезапаса корабельной артиллерийской установки обеспечивается открытым доступом к обслуживаемому оборудованию и неподвижным соединением коробчатых магазинов 11 с поворотной ступицей 13 посредством быстроразъемного устройства крепления 16, выполненного с обеспечением упрощенного крепления и отъема коробчатых магазинов.