АРТИЛЛЕРИЙСКИЙ СНАРЯД К НАРЕЗНОМУ ОРУЖИЮ
ARTILLERY SHELL FOR RIFLED GUN

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно к артиллерийским снарядам, стабилизируемым вращением.
Известен патрон по патенту RU 2206053 C1 от 29.03.2002 г., содержащий снаряд с набивным медным ведущим пояском. Для установки ведущего пояска на корпусе снаряда выполнена специальная кольцевая канавка. Наличие канавки снижает прочность корпуса и неизбежно приводит при выстреле к повышенной деформации оболочки снаряда в зоне ведущего пояска и образованию значительных сил сопротивления, препятствующих движению снаряда по каналу ствола. Заторможенное движение снаряда влечет за собой повышение давления пороховых газов в заснарядном пространстве.
Известен принятый за прототип снаряд к нарезному оружию по патенту RU 2382325 C1 от 21.01.2008 г. Ведущий поясок снаряда выполнен в виде кольцевых выступов, разделенных кольцевыми канавками, и составляет с корпусом из стали единое целое. Замена медного ведущего пояска на сопоставимый с ним по ширине двугребенчатый стальной ведущий поясок позволил повысить нагрузочную способность ведущего пояска.
Недостатком данного технического решения является отсутствие условий по обеспечению оптимального функционирования гребенчатого ведущего пояска, так как при фиксированной ширине гребенчатого пояска и завышенном количестве его кольцевых гребней образующиеся при формировании направляющих выступов материалы могут свободно и в то же время полностью заполнить кольцевые канавки. В результате движущийся снаряд будет испытывать большую силу механического трения, так как распираемый при выстреле корпус гранаты через свой ведущий поясок будет большим радиальным усилием прижиматься к каналу ствола. Результатом заторможенного движения снаряда будет увеличение давления в канале ствола.
Основной задачей, решаемой изобретением, является уменьшение давления пороховых газов в заснарядном пространстве при условии сохранения параметров заряжания и начальной скорости снаряда за счет оптимизации: условий заполнения кольцевых канавок ведущего пояска материалами гребней, места расположения ведущего пояска, толщины стенки корпуса в срединной части пояска.
Технический результат достигается тем, что в артиллерийском снаряде к нарезному оружию, имеющем стальной корпус, снаряжение, ведущий поясок, составляющий с корпусом единое целое и выполненный в виде чередующихся кольцевых канавок и гребней, деформируемых при выстреле каналом ствола с образованием направляющих выступов и заполненных пороховыми газами кольцеобразных емкостей, разделенных по месту полей нарезов вытесненными в рабочую часть кольцевой канавки материалами от ограничивающих ее рабочих частей гребней, новым является то, что:
- между вытесненными в канавку материалами на ширину поля канала ствола образован окружной зазор с обеспечением беспрепятственного подвода пороховых газов из донной части кольцеобразной емкости к полям канала ствола, для чего шаг гребней составляет не менее 0,05 калибра, а отношение площадей продольных сечений рабочих частей канавки и предшествующего ей гребня - не менее 1,25;
- между каналом ствола и пояском также сформирован окружной зазор с обеспечением беспрепятственного доступа пороховых газов из заснарядного пространства к канавкам ведущего пояска, для чего ведущий поясок расположен впереди дна корпуса, а толщина стенки корпуса в срединной части пояска составляет не более 0,15 калибра.
На фиг.1 показан снаряд с двугребенчатым ведущим пояском.
На фиг.2 показан фрагмент продольного разреза ведущего пояска в увеличенном масштабе.
На фиг.3 показана схема формирования направляющих выступов на двугребенчатом ведущем пояске.
Предлагаемый снаряд состоит из полого корпуса 1 с дном 2, снаряжения 3, ведущего пояска, выполненного непосредственно из материала корпуса 2 в виде последовательно и соосно расположенных, например, двух кольцевых выступов 4 и 5 (гребней), разделенных кольцевой канавкой 6. Размеры выступов 4 и 5 выполнены с обеспечением их прочности при взаимодействии с профилем канала ствола, образуемого нарезами 7 и полями 8. Шаг 9 выступов 4 и 5 составляет не менее 0,05 калибра, а отношение продольных сечений рабочих частей 10 и 11 соответственно канавки 6 и предшествующего ей гребня 4 - не менее 1,25. Пренебрегая малым объемом материала 12, вытесняемого в канавку 6 от следующего за ней гребня 5, данные соотношения являются достаточными для обеспечения при выстреле окружного зазора 13 между вытесненными в канавку 6 материалами 12 и 14 и обеспечивают таким образом подвод пороховых газов из донной части кольцеобразной емкости 6 в зону контакта 15 и 16 указанных материалов с полями 8 нарезов канала ствола.
Устройство работает следующим образом.
При выстреле силой давления пороховых газов снаряд ускоренно движется по каналу ствола. От продольных и центробежных перегрузок корпус 1 увеличивается в диаметре, особенного его наиболее нагруженная придонная часть. Во время прохождения гребенчатым ведущим пояском пульного входа канала ствола его первоначальный профиль 17 незначительно деформируется нарезами 7 на высоту 18. Основная же деформация производится скатом полей 8 на высоту 19 с образованием ведущих выступов 20 и 21. При этом пороховые газы постепенно заполняют кольцевую канавку 6, а вытесненные в нее материалы 12 и 14 располагаются относительно друг друга с гарантированным зазором 13, обеспечивая тем самым беспрепятственный доступ пороховых газов высокого давления к полям 8 канала ствола.
Формирование в донной части канавки 6 открытой по месту расположения полей 8 нарезов ствола полости высокого давления позволяет создать силу, равномерно сжимающую в радиальном направлении стенку корпуса 1, расположенную в зоне ведущего пояска. В результате между каналом ствола и гребенчатым пояском создается окружной зазор 22, заполненный пороховыми газами и подпитываемый ими из заснарядного пространства на всем пути движения снаряда по стволу. Данное обстоятельство уменьшает механическое трение в фрикционной паре «Ведущий поясок-Канал ствола», что способствует уменьшению давления газов в заснарядном пространстве. Одновременно с этим пороховые газы в указанной полости высокого давления выполняют роль поршневого кольца, затрудняющего чрезмерный прорыв пороховых газов через окружной зазор 22.
2
Факт снижения давления в канале ствола без ущерба для начальной скорости снаряда и максимальной дальности стрельбы, а также ресурса ствола подтвержден экспериментально при отработке 30-мм гранатометного выстрела ГПД-30 с осколочно-фугасной гранатой, имеющей двугребенчатый ведущий поясок. Полученный резерв по давлению в размере ~200÷250 кг/см позволил под штатный гранатомет АГС-30 создать в габаритно-массовых параметрах штатного выстрела ГПД-30 новый выстрел ГПД-30М с увеличенной на ~19% дальностью стрельбы.
Отмеченная выше конструкция реализована также в 57-мм гранатометном выстреле.
Положительные результаты всесторонних исследований и натурных стрельбовых испытаний 30- и 57-мм выстрелов позволяют гарантировать применение предлагаемого технического решения на снарядах других калибров.
Источники информации
7
1. Патент РФ №2206053, МПК F42B 5/02, приор. 29.03.2002.
7
2. Патент РФ №2382325, МПК F42B 14/02, F42B 30/08, приор. 21.01.2008 - прототип.