Магазин корабельной артиллерийской установки
SHIPBOARD ARTILLERY MOUNT MAGAZINE

Настоящее изобретение относится к скорострельным автоматическим корабельным артиллерийским установкам среднего калибра. Составной частью таких установок является система боепитания артиллерийского автомата, в которой подача выстрелов в боевое отделение установки производится двумя элеваторами с двух сторон артиллерийского автомата, причем готовые к автоматической стрельбе выстрелы хранятся в магазине, расположенном под станком артиллерийской установки.
Известна корабельная 76 мм артиллерийская установка АК-176 (см. Артиллерийская корабельная установка АК-176, Инструкция по эксплуатации, Военное издательство Министерства обороны СССР, Москва, 1982), в которой магазин выполнен в виде двух цепных горизонтальных конвейеров, смонтированных на подвесной платформе, прикрепленной к станку снизу. Перегрузка очередного выстрела из каждого конвейера в соответствующий элеватор производится при остановленном конвейере, следовательно, весь массив выстрелов, которые загружены в магазин, разгоняется и тормозится в каждом цикле шаговой подачи. Если такую известную схему магазина применить в установке калибра 100 мм и выше, то инерционные нагрузки, возникающие в приводных механизмах магазина при высокой скорострельности артиллерийского автомата, становятся настолько значительными, что вероятность безотказной работы установки существенно снижается.
th
Известна 127-мм одноствольная универсальная палубно-башенная артиллерийская установка Мк45 (смотри «The Naval Institute Guide To The Ships and Aircraft of the U.S. Fleet, 19 Edition» Норман Полмар), в которой магазин барабанного типа укомплектован подготовленными к немедленной стрельбе унитарными выстрелами, размещенными вертикально. Во время стрельбы магазин, расположенный в подбашенном отделении, непрерывно пополняется заряжающим устройством, к которому выстрелы подаются вручную. Элеватор, подающий выстрелы в боевое отделение установки, расположен на оси вращения станка, что типично для артиллерийских установок, имеющих невысокую максимальную скорострельность порядка 20 выстр. /мин. Однако установка элеватора на оси вращения станка делает невозможной двустороннюю подачу выстрелов на качающийся артиллерийский автомат, которую широко применяют как наиболее доступный и эффективный способ боепитания скорострельного артиллерийского автомата.
Известен магазин артиллерийской корабельной установки, который выбран прототипом заявляемого устройства (см. патент РФ на изобретение №2533947, опубл. 27.11.2014). Магазин этой установки содержит два элеватора, осуществляющие двустороннюю подачу выстрелов в боевое отделение установки, и два вращающихся барабана с обоймами для выстрелов, выполняющими также функцию направляющих труб упомянутых элеваторов Преимущество магазина барабанного типа в сравнении с магазином конвейерного типа определяется теми общеизвестными преимуществами, которые отличают вращательную кинематическую пару от поступательной. Но поскольку в прототипе вращающиеся барабаны используются также для направления выстрелов при подъеме их элеватором, то шаговые повороты барабанов чередуются с остановками на время подъема очередного выстрела соответствующим элеватором. Следовательно, разгоны и торможения снаряженных выстрелами барабанов и сопутствующие инерционные нагрузки имеют место также и в выбранном прототипе.
Заметим, что в прототипе загрузку и пополнение боезапаса, готового к автоматической стрельбе, можно производить только при неподвижной поворотной части артиллерийской установки, останавливая стрельбу на время загрузки и пополнения боезапаса.
Задачи настоящего изобретения - обеспечить инерциальный (без разгонов и торможений) режим переносного движения выстрелов во вращающемся барабане магазина и возможность производить загрузку и пополнение боезапаса, готового к автоматической стрельбе, не прерывая стрельбы, что является приоритетным направлением развития современной среднекалиберной корабельной артиллерии.
Поставленные задачи решены следующим образом: известный магазин корабельной артиллерийской установки, содержащий вращающийся барабан и два элеватора, расположенные под станком этой установки, согласно заявляемому изобретению снабжен двумя перегружателями, приводом, выполненным с обеспечением непрерывного равномерного вращения этого барабана в процессе стрельбы, и устройством загрузки и пополнения боезапаса, готового к автоматической стрельбе, причем вращающийся барабан соединен со станком посредством кольцевой поворотной опоры, закрепленной на днище станка с обеспечением совмещения осей вращения этого барабана и станка, а на цилиндрической поверхности этого барабана выполнены гнезда, в которых расположены вытеснители, соединенные с этим барабаном подвижно с обеспечением входа выстрелов в гнезда в осевом направлении и выхода из них под действием вытеснителей в радиальном направлении, при этом перегружатели выстрелов выполнены каждый в виде четырехзвенного коромыслово-ползунного механизма, в состав которого входят опора, закрепленная на днище станка, коромысло, шатун, ползун и неподвижно соединенная с ползуном перегрузочная обойма, которая оснащена механизмом воздействия на вытеснители вращающегося барабана, опорно-сцепным механизмом и захватно-вытесняющим механизмом, причем оси шарниров, соединяющих между собой звенья четырехзвенного коромыслово-ползунного механизма, расположены вертикально, ползун установлен в направляющей, которая выполнена с обеспечением кругового перемещения перегрузочной обоймы вокруг вращающегося барабана, опорно-сцепной механизм выполнен с обеспечением сцепления этой обоймы с непрерывно вращающимся барабаном, их совместного поворота, последующего разделения и возвращения перегрузочной обоймы в исходное положение, а захватно-вытесняющий механизм выполнен с обеспечением захвата и вытеснения в элеватор выстрела, перегружаемого в элеватор из вращающегося барабана, а устройство загрузки и пополнения боезапаса, готового к автоматической стрельбе, выполнено с обеспечением поперечного перемещения выстрела при входе в это устройство и продольного перемещения при выходе из него.
Также согласно заявляемому изобретению устройство загрузки и пополнения боезапаса, готового к автоматической стрельбе, может быть выполнено в виде, по крайней мере, одного подъемника периодического действия, установленного неподвижно в подпалубном помещении корабля с обеспечением подачи выстрела в осевом направлении в гнездо вращающегося барабана, который при этом стопорится от поворота относительно этого подъемника.
Также согласно заявляемому изобретению устройство загрузки и пополнения боезапаса, готового к автоматической стрельбе, может включать расположенный под вращающимся барабаном загрузочный ротор с гнездами, выполненный с обеспечением входа выстрелов в гнезда загрузочного ротора в радиальном направлении и выхода из них в гнезда вращающегося барабана в осевом направлении, и подъемник, выполненный в виде двухступенчатого коромыслово-ползунного механизма, в состав которого входят направляющая труба, соединенная верхним концом неподвижно с днищем станка, ползуны первой и второй ступеней, установленные на направляющей трубе, а также два коромысла и четыре шатуна, соединяющие эти ползуны между собой и с направляющей трубой, при этом ползун первой ступени соединен с направляющей трубой посредством двух гидроцилиндров, ползун второй ступени соединен посредством кольцевой поворотной опоры с нажимным диском, зубья которого входят в гнезда загрузочного ротора, а сам загрузочный ротор соединен с направляющей трубой посредством кольцевой поворотной опоры, закрепленной на нижнем конце направляющей трубы, и снабжен приводом вращения этого ротора синхронно с вращающимся барабаном.
Заявляемое устройство в сравнении с прототипом имеет существенные отличия и обладает новыми техническими свойствами, отсутствующими в известных автоматических артиллерийских установках среднего калибра.
Существенным в заявляемом устройстве является то, что вращающийся барабан магазина имеет привод непрерывного равномерного вращения, и в состав магазина входят два перегружателя, которые, совершая челночные перемещения относительно элеваторов, вытесняют на ходу из непрерывно вращающегося барабана очередной выстрел, захватывают его и доставляют в направляющую трубу элеватора, и устройство загрузки и пополнения боезапаса, готового к автоматической стрельбе. Причем наличие в устройстве загрузки и пополнения боезапаса, готового к автоматической стрельбе, загрузочного ротора, который подвижно соединен со станком и снабжен автономным приводом и подъемником, позволит загрузить выстрелы в заторможенный загрузочный ротор вручную или механизированным способом, затем привести загрузочный ротор в синхронное с вращающимся барабаном вращение и, совместив между собой соответствующие гнезда барабана и загрузочного ротора, переместить выстрелы подъемником из загрузочного ротора в барабан, не прекращая стрельбы. Таким образом, повышаются характеристики боевого применения корабельной артиллерийской установки.
Заявляемое техническое решение, сохраняя преимущества прототипа, всей совокупностью своих существенных признаков обеспечивает инерциальность переносного движения выстрелов в магазине и повышает за счет этого вероятность безотказной работы корабельной артиллерийской установки.
Анализ существующей научно-технической и патентной информации показал неизвестность предлагаемой совокупности существенных 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 перемещение выстрелов из барабана в элеваторы магазина происходит в процессе непрерывного равномерного вращения этого барабана. Для специалиста такое решение логически не следует из известного технического уровня развития корабельных артиллерийских установок среднего калибра. Таким образом, предлагаемое изобретение отвечает критерию «изобретательский уровень».
Устройство и работа заявляемого магазина корабельной артиллерийской установки, который дальше именуется «магазин», поясняются рисунками:
на фиг. 1 показан общий вид магазина с устройством загрузки и пополнения боезапаса в первом исполнении;
на фиг. 2 показан общий вид магазина с устройством загрузки и пополнения боезапаса во втором исполнении;
на фиг. 3 показан общий вид магазина без устройства загрузки и пополнения боезапаса;
на фиг. 4 показан вытеснитель вращающегося барабана в исходном и отклоненном положениях;
на фиг. 5 показан вид сверху на магазин;
на фиг. 6 показаны элеваторы и перегружатели магазина;
на фиг. 7 показан перегружатель магазина;
на фиг. 8 показано первое исполнение устройства загрузки и пополнения боезапаса;
на фиг. 9. показано второе исполнение устройства загрузки и пополнения боезапаса.
Заявляемый магазин содержит вращающийся барабан 1, именуемый дальше «барабан 1», который с помощью кольцевой поворотной опоры 2 крепится к нижней части станка 3 корабельной артиллерийской установки, привод 4, который во время работы магазина вращает барабан 1 безостановочно с постоянной скоростью, вытеснители 5, два элеватора 6, два перегружателя 7 и устройство 8 загрузки и пополнения боезапаса, готового к автоматической стрельбе, представленное в двух исполнениях. На цилиндрической поверхности барабана 1 выполнены гнезда 9, каждое из которых оборудовано двумя створками 10, открывающимися наружу. Каждый вытеснитель 5 расположен в соответствующем гнезде 9 и соединен с барабаном 1 подвижно при помощи опоры 11, закрепленной на барабане 1, и двух коромысел 12 и 13 с обеспечением поступательного перемещения вытеснителя 5 из гнезда 9 в радиальном направлении наружу. Каждая опора 11 имеет пружинный толкатель 14 и выступ 15, посредством которого перегружатель 7 стыкуется с барабаном 1. Коромысло 12 имеет рычаги 16 и 17. Каждый вытеснитель 5 оснащен подпружиненным клоцем 18.
Элеваторы 6 крепятся к станку 3 под соответствующими окнами в нем, через которые выстрелы подаются в боевое отделение корабельной артиллерийской установки. Подпружиненные клапаны 19 установлены у входа в окно в корпусе элеватора 6, через которое в него подается выстрел. На корпусе элеватора 6 установлен упор 20 и направляющая 21 с копиром 22.
Каждый перегружатель 7 содержит перегрузочную обойму 23, коромысло 24, шатун 25, ползун 26, помещенный в направляющую 21 и соединенный неподвижно с перегрузочной обоймой 23, и пружинный возвратный механизм 27, который крепится к станку 3 и к коромыслу 24. Коромысло 24 крепится шарнирно к опоре 28 на днище станка 3, при этом перегрузочная обойма 23 с ползуном 26, коромысло 24, шатун 25, пружинный возвратный механизм 27 и опора 28 образуют коромыслово-ползунный механизм. Перегрузочная обойма 23 представляет собой сварную конструкцию для размещения одного выстрела в процессе перегрузки, оснащенную механизмом воздействия на вытеснители 5 барабана 1, опорно-сцепным механизмом и захватно-вытесняющим механизмом. В состав опорно-сцепного механизма входит поворотный упор 29, установленный на перегрузочной обойме 23, электромагнит 30 и стопор 31. Механизм воздействия на вытеснители 5 содержит толкатель 32 с возвратной пружиной 33 и рычаг 34. Захватно-вытесняющий механизм состоит из верхнего 35 и нижнего 36 захватов, соединенных подпружиненной тягой 37, стопора 38, электромагнитов 39 и 40, подпружиненных рычагов 41 и 42, кинематически соединенных между собой с обеспечением совместного движения установленных на концах этих рычагов упоров 43.
Устройство 8 загрузки и пополнения боезапаса, готового к автоматической стрельбе, в первом исполнении представляет собой подъемник периодического действия, который содержит вертикальную раму 44 с направляющими 45, колесную тележку 46 с кронштейном 47, установленную в направляющих 45 с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения с помощью цепного привода 48, и направляющую трубу 49, в стенке которой выполнено входное окно для выстрела 50 с обратными клапанами 51. В стенке вертикальной трубы 49 выполнена также прорезь 52 для кронштейна 47, в котором закреплен толкатель 53.
Устройство 8 загрузки и пополнения боезапаса во втором исполнении содержит загрузочный ротор 54 с гнездами для выстрелов, расположенный под барабаном 1, и подъемник 55, выполненный в виде двухступенчатого коромыслово-ползунного механизма. Количество и расположение гнезд одинаково для загрузочного ротора 54 и барабана 1. В состав двухступенчатого коромыслово-ползунного механизма входят направляющая труба 56, соединенная верхним концом неподвижно с днищем станка 6, ползуны 57 и 58 соответственно первой и второй ступени, выполненные в виде втулок, установленных на направляющей трубе 56 с возможностью поступательного перемещения, два коромысла 59 и 60 и четыре шатуна 61, 62, 63 и 64, соединяющие ползун 57 первой ступени и ползун 58 второй ступени между собой и с направляющей трубой 56. Ползун 57 первой ступени соединен также с направляющей трубой 56 посредством двух гидроцилиндров 65, а на ползуне 58 второй ступени закреплен с помощью кольцевой поворотной опоры 66 нажимной диск 67 с зубьями 68, которые входят в гнезда загрузочного ротора 54. При этом сам загрузочный ротор 54 соединен с направляющей трубой 56 посредством кольцевой поворотной опоры 69, закрепленной на нижнем конце направляющей трубы 56, и снабжен приводом 70, выполненным с обеспечением синхронного вращения загрузочного ротора 54 и барабана 1 при совмещении гнезд барабана и ротора.
Заявляемый магазин корабельной артиллерийской установки работает следующим образом.
Перед началом работы в гнезда 9 барабана 1 с помощью устройства 8 загрузки и пополнения боезапаса, готового к автоматической стрельбе, загружаются снизу выстрелы и удерживаются в гнездах 9 подпружиненными клоцами 18. Приводом 4 барабан 1 приводится в непрерывное равномерное вращение. Перегрузочные обоймы 23 находятся под действием пружинных возвратных механизмов 27 в исходном положении на определенном удалении от элеваторов 6.
При поступлении сигнала о подаче выстрела в элеватор 6 из определенного гнезда 9 барабана 1 электромагнит 30 приводит поворотный упор 29 в положение стыковки, в котором он фиксируется стопором 31. Поворотный упор 29 взаимодействует с выступом 15 опоры 11 на барабане 1, и перегрузочная обойма 23 приводится в движение. Ползун 26 движется по направляющей 21, обеспечивая перемещение перегрузочной обоймы 23 по дуге к элеватору 6. При этом рычаг 34, перемещаясь по копиру 22, воздействует на толкатель 32, который нажимает рычаг 17 и отклоняет коромысло 12 с вытеснителем 5. Вытеснитель 5, удерживающий клоцем 18 выстрел, перемещает выстрел через открывающиеся створки 10 из гнезда 9 в перегрузочную обойму 23. Сразу после этого срабатывает электромагнит 39, поворачивающий захваты 35 и 36, которые фиксируются в нижнем положении стопором 38. После прохождения рычагом 34 копира 22, пружина 33 возвращает толкатель 32 в начальное положение, а пружинный толкатель 14 возвращает коромысло 12 с вытеснителем 5 в гнездо 9 барабана 1, выстрел при этом остается в захватах 35, 36 перегрузочной обоймы 23. На конечном этапе перемещения перегрузочной обоймы 23 рычаг 41, взаимодействуя с упором 20, отклоняется. Вместе с рычагом 41 поворачивается рычаг 42, и упоры 43 вытесняют выстрел в элеватор 6. При этом рычаг 42 опускает стопор 31 и поворотный упор 29 возвращается в начальное положение. Элеватор 6 поднимает выстрел в боевое отделение, а перегружатель 7 возвращается в исходное положение при помощи пружинного возвратного механизма 27.
В первом исполнении устройства 8 загрузка и пополнение боезапаса производится при остановленном барабане 1. В направляющую трубу 49 выстрел загружается вручную через окно 50 и удерживается там клапанами 51. Цепной привод 48 перемещает колесную тележку 46, выстрел толкателем 53 поднимается в гнездо 9, где он удерживается подпружиненным клоцем 18.
Во втором исполнении устройства 8 загрузка очередного или пополнение предыдущего боезапаса производится во время стрельбы, по мере того, как расходуется размещенный в барабане 1 боезапас предыдущей загрузки. Предварительно застопоренный загрузочный ротор 45 заполняется выстрелами вручную или с использованием соответствующих автоматических устройств. Затем загрузочный ротор 45, приведенный приводом 61 в синхронное с барабаном 1 вращение, совмещают с барабаном 1 таким образом, чтобы заполненные гнезда загрузочного ротора 45 находились под соответствующими пустыми обоймами 9. При срабатывании гидроцилиндров 65 ползун 58 с установленным на нем нажимным диском 67 с зубьями 68 перемещается вверх, осуществляя таким образом одновременный подъем всех выстрелов, находящихся в загрузочном роторе 45.