УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ СТВОЛОВ СИСТЕМ СТРЕЛКОВО-ПУШЕЧНОГО ВООРУЖЕНИЯ
DEVICE TO COOL BARRELS OF SMALL ARMS AND CANNON ARMAMENT SYSTEMS

Предлагаемое изобретение относится к области вооружения, а именно к конструкциям устройств для охлаждения стволов систем стрелково-пушечного вооружения.
Нагрев ствола при стрельбе в системах стрелково-пушечного вооружения имеет целый ряд нежелательных последствий. Среди них основным является самосрабатывание взрывателя снаряда патрона, оставленного в патроннике после интенсивной стрельбы, что ведет к выводу оружия из строя.
Существуют системы стрелково-пушечного вооружения с водяным охлаждением ствола. Водяное охлаждение нашло применение в станковых пулеметах Виккерса, Шварцлозе, Дрейзе и др.
Известна конструкция охлаждающего устройства станкового пулемета системы Максима образца 1910 года (см. «Материальная часть стрелкового оружия» под редакцией академика А.А.Благонравова. ОБОРОНГИЗ НКАП. Москва, 1946 г.).
Общий вид (в разрезе) и вид справа прототипа предлагаемого устройства охлаждения стволов представлены на фиг.1 и 2 соответственно.
Конструктивно охлаждающее устройство выполнено в виде кожуха 3 (фиг.1), охватывающего ствол 5, предназначенного для размещения в нем охлаждающей жидкости (воды), с выполненной в верхней его части пароотводной трубкой 2 и снабженного заливным и сливным отверстиями 7 (фиг.2) и 6 (фиг.1), соответственно, которые закрываются пробками, а также пароотводным отверстием 4, соединенным с пароотводной трубкой 2. На пароотводной трубке установлена подвижная муфта 1, перекрывающая паровыпускные отверстия в пароотводной трубке, в зависимости от угла склонения оружия, с целью исключения выплескивания воды из кожуха.
Работает охлаждающее устройство следующим образом:
при стрельбе наружная поверхность ствола постоянно омывается водой, которая заполняет кожух до пароотводной трубки, в кожухе создается поверхность раздела охлаждающей жидкости и ее паров.
При нагреве воды до кипения происходит превращение ее в пар, который собирается в зоне расположения пароотводящей трубки и удаляется через нее из кожуха в атмосферу.
Недостатками указанной конструкции являются:
- невозможность работать в различных положениях в пространстве, т.к. устройство из трубок, обеспечивающее отвод пара из кожуха, должно обязательно находиться в зоне пара;
- необходимость обеспечения естественной сепарации пара;
- удаление из кожуха охлаждающего устройства пара с высокой степенью влажности;
- большие поперечные габариты кожуха, обусловленные требованием обеспечения естественной сепарации пара;
- влияние силы тяжести на работоспособность устройства, что также обусловлено необходимостью естественной сепарации;
- ограничение отводимых тепловых потоков, так как при интенсивном процессе кипения, при больших тепловых потоках сильная парогенерация делает затрудненным вывод пара из кожуха устройства охлаждения.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности устройства охлаждения стволов систем стрелково-пушечного вооружения.
Указанная задача достигается тем, что в устройстве для охлаждения стволов систем стрелково-пушечного вооружения, содержащем охватывающий ствол кожух, образующий полость, наполненную жидким охладителем, и снабженный заливным отверстием с пробкой, новым является то, что выполнен с несколькими полостями, обеспечивающими фазовый переход охладителя из жидкого состояния в парообразное, и снабжен клапанным устройством, установленным на выходе проточных каналов, выполненных по всей длине внешней поверхности ствола (за исключением казенной части), и коллектором между клапанным устройством и проточными каналами. Проточные каналы выполнены в сочетании продольных и винтовых канавок. Полость винтовых каналов, образованная самими винтовыми канавками и внутренней поверхностью трубы, составной частью кожуха, насаженной на ствол, заполнена жидким охладителем.
Эффективность устройства для охлаждения стволов систем стрелково-пушечного вооружения повышается путем увеличения его паропроизводительности и сокращения времени запуска устройства путем изменения динамики перемещения пара в нем.
Данное изобретение поясняется чертежами, фиг.3, 4.
На фиг.3 - общий вид предлагаемого устройства охлаждения стволов в разрезе, где 3 - кожух, 5 - ствол, 7 - заливное отверстие с пробкой, 8 - коллектор, 9 - клапанное устройство, 10 - гайка, 11 - труба, 12 - продольные канавки, 13 - винтовые канавки.
На фиг.4 - поперечный разрез предлагаемого устройства охлаждения, где 4 - ствол, 9 - клапанное устройство, 10 - гайка, 14 - втулка, 15 - пружина, 16 - шарик.
Устройство для охлаждения стволов систем стрелково-пушечного вооружения, фиг.3, содержит кожух 3, охватывающий ствол 5 в зоне патронника, заполненный охлаждающей жидкостью, трубу 11, являющуюся составной частью кожуха и разделенную гайкой 10, в которой на выходе винтовых канавок 13 расположено клапанное устройство 9, фиг.4, состоящее из шарика 16, пружины 15 и втулки 14. На внешней поверхности ствола выполнены продольные 12 и винтовые 13 канавки, образующие вместе с трубой проточные каналы. Полость каналов до клапанного устройства также заполнена охлаждающей жидкостью.
В районе расположения клапанного устройства в гайке выполнены проточки, образующие коллектор 8, соединяющий клапанное устройство с проточными каналами.
Работает охлаждающее устройство следующим образом: тепло от разогретого в результате стрельбы ствола передается омывающей его охлаждающей жидкости, находящейся в кожухе и проточных каналах, состоящих из продольных и винтовых канавок. Жидкость нагревается до температуры кипения, зависящей от давления, на которое настроено клапанное устройство.
Процесс кипения охлаждающей жидкости начинается в проточных каналах (в зоне наиболее высокой температуры).
Пароводяная смесь, имея возможность быстрого перемещения по продольным канавкам, поступает в полость кожуха, смешивается с жидкостью, находящейся в ней, ускоряя тем самым процесс закипания и начало парогенерации в кожухе (зона патронника). С парогенерацией давление внутри кожуха и полостей каналов повышается. Открывается клапанное устройство и пароводяная смесь из заднего коллектора через клапанное устройство попадает в передний коллектор и через него дросселируется по продольным каналам, где подсушивается и ускоренным путем выбрасывается в атмосферу. При этом от ствола, в дульной его части, отбирается тепло.
Использование в конструкции охлаждающего устройства проточных каналов по всей внешней поверхности ствола, соединенных через коллектор и клапанное устройство между собой и кожухом, позволяет повысить эффективность охлаждающего устройства, что достигнуто:
- увеличением паропроизводительности охлаждающего устройства за счет увеличения площади теплосъема, что достигнуто путем расположения проточных каналов по всей внешней поверхности ствола;
- ускорением времени запуска охлаждающего устройства за счет быстрого закипания и начала парогенерации в зоне проточных винтовых каналов на стволе;
- снижением инерционного действия охлаждающего устройства за счет отсутствия дополнительного термического сопротивления в виде дополнительной трубы, которая отделяет полость кожуха с охладителем от ствола.
Вышеперечисленные конструктивные отличия предлагаемого устройства охлаждения стволов дают технико-экономический эффект.
Технико-экономический эффект предлагаемого изобретения состоит в следующем:
- увеличение быстродействия охлаждающего устройства;
- увеличение паропроизводительности.
Все это позволяет увеличить потоки отводимого тепла от стволов, а следовательно, ужесточить режим стрельбы оружия и повысить ресурс стволов.