СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРОХОВЫХ ЗАРЯДОВ ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ СНАРЯДОВ, ПОРОХОВЫЕ ЗАРЯДЫ, ИЗГОТАВЛИВАЕМЫЕ В СООТВЕТСТВИИ С ДАННЫМ СПОСОБОМ, И ПОРОХОВОЙ ЭЛЕМЕНТ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЙ ДЛЯ ДАННОГО СПОСОБА
METHOD OF PRODUCING POWDER CHARGES FOR HIGH-VELOCITY PROJECTILES, POWDER CHARGES THUS PRODUCED AND POWDER ELEMENT FOR SAID METHOD

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу, при котором боеприпасы, включающие в себя подкалиберные снаряды стреловидного типа, размещенные в гильзе, в которых составные стреловидные снаряды в своей задней части содержат множество, предпочтительно от шести до восьми, закрепленных стабилизаторов, выступающих в гильзу, образующую часть комплекта артиллерийского выстрела, обеспечивают заполнение корпуса упомянутой гильзы максимально возможным количеством элементов из многоканального пороха, размещенных в продольном направлении корпуса гильзы.
Настоящее изобретение относится также к пороховому элементу, содержащему множество каналов, расположенных поперечно его продольному направлению, и предназначенного для упомянутого способа изготовления пороховых зарядов для подкалиберных стреловидный снарядов, снабженных стабилизирующим оперением и содержащих множество, предпочтительно от шести до восьми неподвижных стабилизаторов.
Настоящее изобретение относится также к пороховому заряду из порохового элемента, содержащего множество каналов, изготовленному в соответствии с любым из упомянутых способов.
Предпосылки к созданию изобретения и известный уровень техники
Подкалиберные, снабженные стабилизирующим оперением высокоскоростные снаряды используются в основном в танковых пушках для поражения танков противника, и их бронебойная способность зависит от скорости снаряда при столкновении с целью. Поскольку скорость снаряда у цели в свою очередь зависит от его начальной скорости, то есть от скорости с какой он вылетает из ствола пушки, то максимальная возможная начальная скорость должна сообщаться снаряду, когда он вылетает из ствола. Это в свою очередь требует пороховых зарядов, обладающих очень высокой энергоемкостью, которые при этом должны еще обладать такими характеристиками, чтобы они сгорали в стволе во время прохождения через него снаряда, не оказывая на ствол давления, которое превышает максимальные допустимые значения для данного ствола.
Фактором, ограничивающим объемы пороха и, следовательно, косвенно, также количество энергии, которая может быть использована для ускорения снаряда в существующем ствольном оружии, является обычно объем имеющегося пространства, которое может занимать пороховой заряд в орудийном стволе. В старых танковых пушках соответствующие пространства для зарядов были приспособлены к геометрическим параметрам боезарядов, которые существовали на момент, когда пушки разрабатывались, и при этом часто в конструкцию закладывалось оптимальное, с точки зрения баллистики, количество пороха. Возможными способами повышения боевых характеристик таких старых пушек могли быть в основном использование более высокоэнергетического топлива, таким образом, увеличение энергоемкости в доступном пространстве уже изготовленного заряда или увеличение плотности порохового заряда, то есть его удельной энергоемкости, или же оба упомянутых способа. Однако последний подход должен реализовываться таким образом, чтобы не нарушить горение порохового заряда так, чтобы оно не становилось неоптимальным с чисто баллистической точки зрения. Пороховой заряд не должен быть более плотным, чем допускает постепенность горения пороха.
До последнего времени пороховые заряды для крупнокалиберного ствольного оружия, такого как танковые пушки и другие артиллерийские орудия, обычно состояли из произвольно расположенных пороховых зерен, имеющих ограниченные размеры, которые могли быть сформованы в виде зерненного порохового элемента с одним или более продольными воспламенительными или запальными каналами, хотя встречались также пороховые заряды, содержащие очень большое количество удлиненных пороховых элементов, каждый из которых содержал большое количество поперечных каналов, которые при горении вдоль их внутренних запальных каналов разделялись по местам прохождения каналов за счет давления газа внутри воспламенительных каналов на более короткие части, которые затем сгорали подобно зерновому трубчатому пороху. Однако пороховые заряды обоих этих типов содержат значительные объемы незаполненного пространства между пороховыми зернами или пороховыми элементами.
Однако в последние годы начался, по меньшей мере, экспериментальный этап усовершенствования старой идеи по изготовлению так называемого многоканального пороха. Данный тип порохового заряда образован пороховым элементом в виде блока, шашки или листа, содержащим очень большое количество параллельных перфорационных каналов, внутреннее расстояние между которыми должно быть вдвое больше расстояния, которое порох, имеющий соответствующий химический состав, будет гореть во время цикла динамического давления в ствольном оружии, для которого предназначен рассматриваемый пороховой заряд, в течение периода времени, который снаряд, выпущенный при помощи порохового заряда, будет затрачивать в стволе после запала порохового заряда. Специалисты в данной области техники называют упомянутое расстояние между двумя такими воспламенительными каналами «е» размером пороха. Таким образом, смысл многоканального пороха заключается в том, что он должен воспламеняться во всех каналах, и что размер «е» должен выбираться таким образом, чтобы по возможности весь порох сгорал, прежде чем снаряд вылетит из ствола.
Многоканальные пороховые заряды совсем непросты для изготовления, поскольку размер «е» для современных по своему химическому составу порохов составляет от 0,5 мм до почти 4 мм, тогда как перфорационные каналы предпочтительно должны иметь диаметр 0,3-1 мм.
Сама теоретическая идея многоканального порохового элемента вовсе не является новой, хотя рассматриваемое изделие стало доступным в ограниченных объемах на рынке только в последнее время. Примерами некоторых более старых решений, которые описывают основные принципы, лежащие в основе многоканального пороха, не сообщая более точной информации о пригодных диаметрах каналов и интервалах между ними, являются US 677527 и GB 16861, выданный в 1895 г. Таким образом, даже в 1890-х гг. некоторые дальновидные инженеры в своих чисто теоретических рассуждениях осознавали преимущества многоканального пороха. С другой стороны, нам не удалось обнаружить данных о том, что эта идея нашла практическое применение.
Пригодный способ и устройство для изготовления многоканальной пороховой шашки описаны в нашем патенте настоящего заявителя SE-518867 (эквивалентом которого является WO-02/083602). Основным свойством многоканального пороха является то, что он горит постепенно, и, следовательно, можно изготавливать пороховые заряды, которые являются очень компактными и соответственно предполагают большой вес заряда и высокую энергоемкость на единицу объема.
Подкалиберные бронебойные высокоскоростные снаряды обычно имеют тонкую стреловидную форму, и вследствие этого они являются относительно длинными, так что в гильзе довольно значительная часть их длины выступает в корпус гильзы и соответственно ограничивает пространство в корпусе гильзы, которое в противном случае могло бы быть использовано для размещения пороха. Кроме того, поскольку снаряды выстреливаются без какого-либо вращения, для управления их траекторией используются прикрепленные к задней части стабилизаторы, которые также ограничивают и разделяют имеющееся в гильзах пространство на множество более мелких частей. Когда пороховые заряды состоят из сыпучего мелкозернистого пороха, последнее обстоятельство не представляет сколько-нибудь серьезной проблемы, но как только появляется желание использовать многоканальный пороховой элемент или другой порох, который сформирован в виде больших компонентов, разделение имеющегося пространства может вызывать определенные проблемы, особенно если требуется обеспечить очень большой вес заряда, когда пороховые заряды, содержащие местами неиспользуемые свободные пространства, становятся неприемлемыми.
Вообще доступность многоканального пороха дает новую возможность для изготовления пороховых зарядов с очень большим весом зарядов, однако в этом случае встает вопрос использования всего имеющегося пространства для пороха, не ограничиваясь тем фактом, что порох присутствует в виде крупных блоках, например в форме шашки, листа или трубчатой формы.
Цель и характеристики настоящего изобретения
Важной задачей настоящего изобретения является создание способа заполнения корпуса гильзы максимально возможным количеством многоканальных пороховых элементов, размещенных в продольном направлении гильзы, при этом упомянутый способ существенно уменьшает и предпочтительно устраняет вышеупомянутые проблемы.
Другой задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного многоканального порохового элемента для изготовления пороховых зарядов для подкалиберных, снабженных стабилизирующим оперением, стреловидных снарядов, при этом упомянутый пороховой элемент существенно уменьшает и предпочтительно устраняет вышеупомянутые проблемы.
Другой задачей настоящего изобретения является создание порохового заряда в соответствии с упомянутым способом, при этом упомянутый пороховой заряд существенно уменьшает и предпочтительно устраняет вышеупомянутые проблемы.
Упомянутые задачи и другие цели, не перечисленные здесь, успешно достигаются посредством признаков, содержащихся в независимых пунктах формулы изобретения. Варианты осуществления настоящего изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Таким образом, настоящее изобретение относится к способу изготовления пороховых зарядов из многоканальных пороховых элементов с обеспечением максимального веса заряда в таких подкалиберных стреловидных снарядах, которые содержат множество, предпочтительно от шести до восьми, закрепленных стабилизаторов, в зависимости от имеющегося для достижения данной цели пространства. Одной областью применения описанного здесь стреловидного снаряда являются противотанковые боеприпасы, такие как противотанковые стреловидные снаряды.
Способ в соответствии с настоящим изобретением отличается тем, что, по меньшей мере, для части порохового заряда, предназначенной для размещения в той части гильзы, в которой размещаются стабилизаторы стреловидного снаряда, выбран многоканальный пороховой элемент, который содержит множество каналов, расположенных поперечно его продольному направлению и имеет поперечное сечение в форме равносторонней трапеции, который приспособлен для размещения в пространстве между стабилизаторами, и размеры поперечного сечения, и углы которой соответствуют друг другу, так что два таких пороховых элемента с их широкими параллельными боковыми поверхностями, расположенными рядом друг с другом, образуют составной двойной пороховой элемент, имеющий поперечное сечение в форме равностороннего шестиугольника.
В соответствии с другими аспектами способа, соответствующего настоящему изобретению:
пороховые элементы, имеющие трапецеидальное поперечное сечение, в реальном пороховом заряде объединяются попарно для образования составных двойных пороховых элементов, имеющих поперечное сечение в форме равностороннего шестиугольника, а также используются раздельно для заполнения остальных пространств между такими составными двойными пороховыми элементами, расположенными сторона к стороне, и между стабилизаторами стреловидного снаряда и внутренней части корпуса гильзы;
пороховые элементы, имеющие трапецеидальное поперечное сечение, объединяются для образования блоков, которые вставляются между соответствующими стабилизаторами стреловидного снаряда;
наружная поверхность блока, обращенная к внутренней поверхности корпуса гильзы, совмещается с криволинейной внутренней поверхностью корпуса гильзы посредством механической обработки.
Настоящее изобретение также охватывает многоканальный пороховой элемент, который предназначена для реализации упомянутого способа и который в соответствии с настоящим изобретением отличается тем, что каждый пороховой элемент имеет поперечное сечение в форме равносторонней трапеции, то есть два таких пороховых элемента с их самыми широкими параллельными боковыми поверхностями, расположенными рядом с друг другом, образуют составной двойной пороховой элемент, имеющий поперечное сечение в форме равностороннего шестиугольника.
Пороховой заряд из многоканальных пороховых элементов отличается также тем, что он изготовлен любым из способов в соответствии с настоящим изобретением.
Преимущества и эффекты настоящего изобретения
В соответствии с настоящим изобретением при изготовлении пороховых зарядов для стреловидных снарядов, содержащих множество, предпочтительно от шести до восьми, стабилизаторов, используется метательный заряд, который включает в себя пороховые элементы, содержащие множество каналов, расположенных поперечно их продольному направлению, при этом размеры поперечного сечения соответствуют пространству между стабилизаторами, поперечное сечение в форме равносторонней трапеции и размеры поперечного сечения, и углы между боковыми кромками поперечного сечения соответствуют друг другу, так что два таких пороховых элемента с их широкими параллельными боковыми поверхностями, плотно прижимающиеся друг к другу, образуют составной двойной пороховой элемент, имеющий поперечное сечение в форме равностороннего шестиугольника. Используемый здесь для упрощения термин поперечное сечение в форме равносторонней трапеции означает, что более короткая параллельная сторона поперечного сечения и его две наклонные боковые стороны равны. Как известно, трапеция имеет две параллельные стороны, одна из которых короче другой, и две боковые стороны, которые могут иметь одинаковую длину, расположенные под наклоном к этим параллельным сторонам. Таким образом, каждый пороховой элемент, соответствующий настоящему изобретению, будет иметь поперечное сечение, соответствующее половине равностороннего шестиугольника.
Как можно видеть на фиг.2, описанные выше пороховые элементы, имеющие трапецеидальное поперечное сечение, могут либо объединяться для образования составных шестиугольных пороховых элементов, либо использоваться отдельно, но в сочетании с составными шестиугольными пороховыми элементами для оптимального заполнения имеющегося пространства между стабилизаторами стреловидного снаряда и внутренней части корпуса гильзы, как проиллюстрировано на чертеже.
Пороховой элемент, являющийся частью настоящего изобретения и необходимый для реализации настоящего изобретения, может быть изготовлен несколькими разными способами. Так, уже существующему многоканальному пороховому элементу, имеющему прямоугольное поперечное сечение, может быть придана требуемая форма посредством вытягивания или другой механической обработки. Ведь доказано, что такая механическая обработка не оказывает существенного влияния на каналы в многоканальном порохе, хотя отходы могут сделать данный способ несколько менее эффективным с экономической точки зрения.
Другим способом изготовления требующегося многоканального порохового элемента может быть обеспечение уже готового сформованного пороха, содержащего множество каналов. В этом случае одним из способов является выполнение перфорации с широкой стороны трапецеидального поперечного сечения так, чтобы перфорированные каналы могли быть выполнены более короткими по направлению к кромкам, что может быть выгодно, поскольку в действительности чем длиннее перфорированные каналы, тем выше риск их повреждения, например сгибания или разрушения. При необходимости при выполнении каналов может быть использована расположенная снизу опора, сконфигурированная в соответствии с трапецеидальным поперечным сечением материала порохового элемента. Другой способ может заключаться в том, чтобы начинать выполнение каналов с той стороны поперечного сечения, которая имеет меньший угол наклона, в этом случае во время выполнения каналов материал порохового элемента может опираться на плоскую поверхность.
Таким образом, настоящее изобретение основано на использовании таких специально сформованных многоканальных пороховых элементов, которые могут объединяться для образования составных двойных пороховых элементов, имеющих поперечное сечение в форме равностороннего шестиугольника, и которые могут быть также использованы для заполнения пространств между такими составными двойными пороховыми элементами и между стабилизаторами стреловидного снаряда и внутренней части корпуса гильзы.
Другие преимущества и эффекты будут понятны из изучения и рассмотрения приведенного ниже подробного описания настоящего изобретения, включая ряд предпочтительных вариантов осуществления, и из пунктов формулы изобретения и прилагаемых чертежей.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение описано более подробно в приведенной ниже формуле изобретения и проиллюстрировано на прилагаемых чертежах, на которых:
фиг.1 изображает схематичный продольный разрез порохового заряда стреловидного снаряда, размещенного в гильзе, в дальнейшем называемого также боеприпасом;
фиг.2 схематично изображает разрез порохового заряда стреловидного снаряда по линии II-II в соответствии с фиг.1, в значительно укрупненном масштабе, в котором для большей наглядности поперечное сечение пороховых элементов, используемых в пороховом заряде, показано только между двумя стабилизаторами стреловидного снаряда.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
Боеприпас с пороховым зарядом стреловидного снаряда, проиллюстрированный на фиг.1, включает в себя корпус 1 гильзы и подкалиберный, снабженный стабилизирующим оперением стреловидный снаряд 3, заключенный в корпус 1 гильзы, а также, по существу, совершенно свободное пространство в пороховом заряде 2 из многоканальных пороховых элементов 11, являющихся отличительной особенностью настоящего изобретения, который заполняет гильзу 1. В проиллюстрированном примере задняя часть 15 снабженного стабилизированным оперением стреловидного снаряда 3 также выступает приблизительно на половину расстояния в гильзу 1, где она соответственно заходит в пространство, которое может быть использовано для размещения порохового заряда 2. Таким образом, оставшаяся часть пространства в гильзе 1 может содержать другой тип порохового заряда. На фиг.1 расположение стреловидного снаряда 3 в гильзе 1 проиллюстрировано только схематично. При альтернативном предпочтительном размещении стабилизированного опереньем стреловидного снаряда 3, показанном штриховыми линиями, задняя часть 15' упомянутого стреловидного снаряда 3 проходит вплоть до нижней части гильзы 1, причем его стабилизаторы 5'-10' расположены справа в задней части стреловидного снаряда 3. В этом случае все зарядное пространство гильзы 1 заполнено многоканальным пороховым элементом 11, являющемся отличительной особенностью настоящего изобретения.
В проиллюстрированном примерном варианте осуществления стреловидный снаряд 3 содержит шесть стабилизаторов, обозначенных ссылочными номерами 5-10, а ссылочный номер 4 относится к бандажу стреловидного снаряда 3, который сбрасывается после пуска. Количество стабилизаторов 5-10, конечно, может изменяться в соответствии с необходимостью, при этом количество стабилизаторов равно, например, четырем или восьми и т.д.
Как можно видеть из фиг.2, в примерном варианте осуществления, проиллюстрированном на данном чертеже, использованы четыре двойных пороховых элемента 12, которые в совокупности образуют шестиугольное поперечное сечение, а также три одинарных пороховых элемента 11, которые заполняют пространство между двумя соседними стабилизаторами (в данном случае обозначенными ссылочными номерами 5 и 10). Эти одинарные и двойные пороховые элементы 11, 12 вместе образуют блок 16. Таким образом, каждый двойной пороховой элемент 12 содержит два соединенных одинарных пороховых элемента 11, имеющих трапецеидальное поперечное сечение. Очевидно, возможны другие альтернативные варианты, однако фактически основное различие заключается в том, что изменяются размеры одинарных пороховых элементов 11 и их количество, при этом принцип, на котором основано устройство, остается неизменным. До тех пор пока используемые пороховые шашки 11 имеют конфигурации, являющиеся отличительной особенностью настоящего изобретения, принцип заполнения остается неизменным.
Как можно видеть из примерного варианта осуществления, проиллюстрированного в фиг.2, рядом с внутренней поверхностью корпуса 1 гильзы имеется некоторое количество мелких промежутков. Однако данные промежутки 13 и 14 могли бы быть полностью устранены, если бы пороховой заряд 2 сначала был сформован вокруг комплекта стабилизаторов 5-10 стреловидного снаряда 3 за пределами гильзы 1, а различные самые крайние пороховые шашки 11, 12 в каждом таком блоке 16 были бы приведены к законченной форме, то есть, по существу, такой же внешней форме, как внутренняя поверхность гильзы 1, прежде чем они будут введены их в гильзу 1, поскольку, как уже показано, многоканальный пороховой элемент выдерживает формование посредством механической обработки без существенного влияния на его функцию.