ДУЛЬНЫЙ ТОРМОЗ СБОРНОЙ КОНСТРУКЦИИ
PREFABRICATED STRUCTURE MUZZLE BRAKE

Изобретение относится к области вооружения, а именно к дульным тормозам артиллерийского орудия.
Известен дульный тормоз, содержащий узел крепления на ствол оружия, камеру со снарядным окном, которая сообщена с каналом ствола в его дульной части и снабжена внутренними перегородками с отверстиями для прохождения снаряда, сопло, соединяющее с атмосферой внутреннее пространство камеры, выполнено с профилем расширяющейся кольцевой щели, соединяющей с атмосферой внутреннее пространство камеры перед первой по ходу снаряда перегородкой, и снабжено элементами, соединяющими в единый узел детали надульного устройства (патент RU №2228504 МПК F41A 21/00, опубл. 10.05.2004). Из камеры пороховой газ до того момента, пока снаряд не прошел через снарядное окно может истекать только через сопло, которое формирует реактивную струю порохового газа, направленную к казенной части ствола, чем обеспечивается тяговое усилие, направленное на уменьшение импульса отдачи. После вылета снаряда пороховой газ имеет возможность истекать через сопло и через снарядное окно одновременно. Через снарядное окно газ истекает, проходя через систему внутренних перегородок с большим газодинамическим сопротивлением, что обеспечивает его малую скорость на выходе из снарядного окна и его преимущественное истечение через сопло. Недостатком описанного устройства является действие ударной звуковой нагрузки на боевой расчет, что применительно к артиллерийскому орудию затрудняет работу людей и, в том числе, уменьшает скорость перезаряжания.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является дульный тормоз отката ствола артиллерийского орудия, включающий корпус, шесть несущих стержней, пакет тарелей, комплект мерных вставок и крепежных гаек; корпус выполнен в виде мощного патрубка со скругленной передней частью, внутренней нарезкой для навинчивания на дульную часть артиллерийского ствола и шестью продольными проушинами для крепления несущих стержней; каждая тарель снабжена центральным окном, диаметр которого равен калибру орудия, и шестью встроенными патрубками с отверстиями для одевания тарели на несущие стержни, отличающийся тем, что рабочие поверхности входящих (внутренних) частей всех тарелей в разрезе имеют одинаковый угол наклона по отношению к газовому потоку, равный 5-7°, рабочие поверхности выходных (наружных) частей тарелей имеют переменный угол обратного наклона, изменяющийся в диапазоне от 45 до 90°, расстояние между тарелями к выходу из дульного тормоза постепенно увеличивается. Двигаясь в межтарельных полостях тормоза, пороховые газы описывают плавные траектории и вытекают из полостей практически в обратном направлении (патент RU 2447390 МПК F41A 21/32, опубл. 14.08.2017). Недостатком описанного устройства является существенная сложность изготовления тарелей и сборки дульного тормоза, состоящего из шести несущих стержней и большого множества вставок и гаек. В подобных конструкциях практически невозможно обеспечить соосность всех тарелей и жесткость конструкции в целом. Еще одним недостатком является избыточное давление в ударной волне на местах орудийного расчета, обусловленное направлением потока пороховых газов большей частью тарелей в сторону казенной части ствола.
Предлагаемое изобретение направлено на уменьшение ударной звуковой нагрузки на боевой расчет, на упрощение изготовления тарелей и дульного тормоза в целом с одновременным повышением жесткости конструкции.
Это достигается тем, что дульный тормоз сборной конструкции, навинчиваемый на ствол, содержит размещенные внутри корпуса тарели с центральным окном для прохождения снаряда, расстояние между тарелями переменное, равномерно увеличивающееся по мере приближения к дульному срезу тормоза. Тарели, имеющие форму усеченных пустотелых конусов, заостренных в сторону противоположную направлению вылета снаряда, снабжены перпендикулярной потоку передней стенкой в области центрального отверстия. Корпус дульного тормоза содержит жестко соединенные между собой литые детали - ствольный корпус при помощи резьбы соединяющий дульный тормоз со стволом и выходной корпус, предназначенный для закрепления внутри него тарелей, имеющих центральное отверстие для вылета снаряда, при этом выходной корпус, представляющий собой усеченный конус, заостренный в направлении вылета снаряда, имеет боковые окна для выхода пороховых газов, отделяемые друг от друга продольными перегородками. Жесткое соединение между ствольным и выходным корпусом может быть осуществлено при помощи резьбы, а жесткое закрепление конических тарелей внутри выходного корпуса - переходной посадкой с последующим привариванием в зоне посадочных мест, имеющихся на продольных перегородках выходного корпуса.
В частных вариантах изобретения тарели, жестко закрепленные на внутренних поверхностях выходного корпуса, имеют изменяющуюся величину конусности, уменьшающуюся в направлении движения снаряда.
Такое устройство рассеивает давление и звуковую волну, образованные в канале ствола, обеспечивая снижение давления в ударной волне на местах орудийного расчета за счет того, что пороховые газы не направляются назад относительно направления выстрела и их истечение происходит веерообразно. Пороховые газы ударяются о перпендикулярную потоку переднюю стенку каждой тарели, что создает импульс силы направленной против движения откатных частей. Конусообразные тарели обладают большей жесткостью в сравнении с плоскими перегородками, при этом они проще в изготовлении в сравнении с тарелями криволинейного профиля и могут быть получены гибкой листового материала без применения сложных технологических операций. Выходной корпус дульного тормоза имеет уменьшение диаметра в направлении среза дульного тормоза, поэтому конусообразные тарели естественным образом ограничены в перемещении в этом направлении. После последовательного размещения тарелей в посадочных местах перегородок выходного корпуса соответствующего диаметра и неподвижного закрепления их, например, при помощи сварки, дульный тормоз приобретает дополнительную жесткость без применения трудоемких технологических операций.
На фиг.1 представлен чертеж дульного тормоза, а именно вид на дульный срез тормоза и продольный разрез А-А дульного тормоза и части ствола. На фиг.2 изображен дульный тормоз в разобранном виде с разнесенными деталями.
Дульный тормоз содержит закрепленные внутри него тарели, расстояние между которыми переменное, равномерно увеличивающееся по мере приближения к дульному срезу тормоза, отличающийся тем, что ствольный корпус 1 и выходной корпус 2 образуют между собой неподвижное соединение; конусообразные тарели 3, 4, 5, которые совместно со ствольной частью и выходной частью корпуса формируют расширительные камеры 6, 7, 8, 9 и центральный канал 10, снабжены поверхностью 11, которая совместно с поверхностью 12 выходного корпуса расположена под углом близким к 90° по отношению к направлению потока газов, выходящих через центральное окно. Выходной корпус 2, выполненный литым, состоит из большого кольца 13 с резьбой для навинчивания на ствольный корпус и малого кольца 14, соединенных между собой по меньшей мере двумя продольными перегородками 15 с выполненными на их внутренних поверхностях посадочными местами для закрепления тарелей 3, 4 и 5. В разрезе рабочие поверхности выходных частей конусообразных тарелей имеют острый угол наклона относительно направления выхода потока через центральное окно уменьшающийся по мере приближения к дульному срезу тормоза, в частном варианте изобретения, в диапазоне от 75 до 45° с шагом 5-10°.
Работает устройство - дульный тормоз сборной конструкции - следующим образом. При выстреле снаряд под давлением пороховых газов двигается по каналу ствола. Сила давления, представляющая собой ударную волну, направлена на переднюю поверхность первой тарели, имеющую угол наклона к потоку близкий к 90°. Пороховой газ, поступающий из-за днища снаряда в первую расширительную камеру, ударяясь в перпендикулярную потоку переднюю стенку первой тарели, создает импульс силы направленной против движения откатных частей. Затем, газы прошедшие через расширительную камеру, выбрасываются наружу под острым углом к направлению стрельбы, не вызывая превышение звукового давления на артиллерийский расчет больше допускаемого предела. Аналогичные процессы происходят при истечении порохового газа через вторую и последующие расширительные камеры, при том, что пороховые газы теряют давление и часть энергии при взаимодействии с первой и каждой последующей тарелью. Конусность тарелей равномерно уменьшается от первой к последующим по мере отдаления от дульного среза ствола, то есть при взгляде на продольный разрез дульного тормоза стенки тарелей образуют угол с осью канала ствола, значение которого последовательно уменьшается в по мере приближения к дульному срезу тормоза.
Благодаря этому, во-первых, проходное сечение каждой расширительной камеры увеличивается на пути продвижения пороховых газов между тарелями, что способствует рассеиванию энергии пороховых газов, во-вторых, поток газов выходит не в одном направлении, а веерообразно, что дополнительно рассеивает звуковую волну. Эффективность рассеивания газов и противодействия откату будет зависеть от количества тарелей и образованных ими расширительных каналов.
Ударная нагрузка на перпендикулярные потоку передние стенки тарелей уменьшает скорость отката ствола, а направленный веерообразно в сторону от места расположения расчета рассеянный выпуск газов значительно уменьшает газовую и звуковую нагрузку на боевой расчет.