МЕТАТЕЛЬНЫЙ ЗАРЯД МИНОМЕТНОГО ВЫСТРЕЛА
PROPELLANT CHARGE OF MORTAR ROUND

Изобретение относится к области военной техники, более конкретно к устройству метательных зарядов минометного выстрела. Известные в настоящее время метательные заряды минометных выстрелов состоят из основных воспламенительных зарядов, размещаемых в перфорированной трубке стабилизатора мины, и дополнительных зарядов в картузах из ткани или в жестких сгорающих картузах, закрепляемых на трубке стабилизатора. Основной воспламенительный заряд размещается в бумажной гильзе с металлическим цоколем, в котором установлен капсюль-воспламенитель. Основной воспламенительный заряд состоит из тонкосводного ленточного баллиститного пороха, навески воспламенителя из дымного ружейного пороха, отделенного от навески ленточного баллиститного пороха диафрагмой из нитропленки. Гильза запыжовывается картонными пыжами и закатывается по торцу (см. "Временные таблицы стрельбы 82-мм миномета 2Б14-1 (2Б14) для равнинных и горных условий ВТС №96", Военное издательство МО СССР, 1984 г., с.211-212 (прототип); "120-мм миномет обр. 1938 г. Руководство службы". Военное издательство МО СССР, М., 1969, с.142-143).
Процесс выстрела происходит следующим образом. При наколе бойком капсюля-воспламенителя происходит его срабатывание, в результате которого воспламеняется навеска воспламенителя из дымного ружейного пороха. Под действием пороховых газов и раскаленных частиц происходит воспламенение и горение ленточного баллиститного пороха в условиях замкнутого объема бумажной гильзы. При достижении определенного уровня давления происходит прорыв стенок гильзы по отверстиям стабилизатора и воспламенение дополнительного заряда, установленного на трубку стабилизатора. Под действием образующихся пороховых газов происходит движение мины по каналу ствола.
В настоящее время при разработке новых метательных зарядов для минометных выстрелов повышенного могущества необходимо увеличивать массу как дополнительных зарядов, так и основных воспламенительных зарядов, чтобы обеспечить повышенные тактико-технические характеристики. Увеличение массы основных воспламенительных и дополнительных зарядов приводит к увеличению длины стабилизатора мины, а соответственно, и длины гильзы с основным зарядом.
Попытки использования баллиститного ленточного пороха с воспламенителем из дымного ружейного пороха, размещаемого у капсюля-воспламенителя в удлиненной гильзе по прототипу (метательный заряд с основным воспламенительным зарядом к 82-мм метательному заряду инд. 54-Ж-832ДУ), не дали положительных результатов.
Наблюдается большой разброс величин максимального и среднего давлений, а также случаи отдельных выскоков максимального давления, которые приводят к разрыву стабилизаторов мины при стрельбе из миномета при температуре "минус" 50°С.
Такие явления повышения давления объясняются в книге М.Е.Серебрякова "Внутренняя баллистика". М.: Оборонгиз, 1949 г., возникающими ударными волнами давления при горении заряда, сосредоточенного в одном конце длинной каморы.
Кроме этого, для ленточных зарядов из баллиститного пороха возможно повышение уровня давления в трубке стабилизатора в результате его дробления, которое может привести даже к разрыву трубки стабилизатора при стрельбе основным воспламенительным зарядом при температуре "минус" 50°С.
В то же время для таких зарядов характерно снижение уровня давления в трубке стабилизатора мины при температуре 50°С по сравнению с температурой 15°С, что приводит к снижению баллистических характеристик при стрельбе только основным воспламенительным зарядом и к увеличению разброса баллистических характеристик при стрельбе с дополнительным зарядом ввиду дестабилизации его воспламенения.
Целью данного изобретения является создание конструкции метательного заряда, в котором удлиненный в 2 раза по сравнению со штатным (прототипом) основной воспламенительный заряд обеспечивает в интервале температур 50 - "минус" 50°С в стабилизаторе мины:
- устранение выскоков давления;
- снижение разброса величины максимального и среднего давления;
- выравнивание уровня максимального давления в интервале температур 50°С-"минус" 50°С.
Обеспечение перечисленных выше требований позволяет стабилизировать условия воспламенения дополнительного заряда и, как следствие, работу выстрела в целом, в том числе при стрельбе только основным воспламенительным зарядом в рабочем диапазоне температур.
Предлагается техническое решение, которое обеспечивает надежную работу удлиненного основного воспламенительного заряда из ленточного баллиститного пороха, с отношением длины гильзы к диаметру, находящимся в пределах 5,5-6,5.
Положительный эффект достигается:
- разделением навески ленточного пороха на 2 пучка (полузаряда);
- разделением воспламенителя из дымного ружейного пороха на две части, одна из которых массой 60-70% размещается у капсюля-воспламенителя между двумя диафрагмами из нитропленки, а вторая - в тканевом картузе между двумя пучками (полузарядами) ленточного баллиститного пороха;
- использованием пыжа-компенсатора из полиэтилена или пенополистирола, размещенным в верхней части основного воспламенительного заряда;
- размещением во внутренней полости стабилизатора бумажной трубки, перекрывающей верхние отверстия, по диаметру и толщине стенок равной толщине стенок и диаметру бумажной гильзы основного воспламенительного заряда, в случае когда длина основного заряда составляет 0,75÷0,9 длины внутренней полости стабилизатора.
Совокупность перечисленных признаков позволяет устранить недостатки прототипа за счет следующих факторов:
- снижение интенсивности воздействия воспламенителя на навеску ленточного баллиститного пороха в начальной стадии воспламенения основного воспламенительного заряда за счет разделения воспламенителя на две части, обеспечивающие последовательное воспламенение двух полузарядов тонкосводного ленточного баллиститного пороха;
- гашения возникающих волн давления в начальной стадии воспламенения основного воспламенительного заряда за счет применения пыжа-компенсатора;
- поддержания стабильного уровня давления в начальный период в результате размещения в свободной зоне внутренней полости стабилизатора мины бумажной трубки, перекрывающей отверстия перфорации.
На рисунке (фиг.) показана конструкция предлагаемого метательного заряда минометного выстрела.
В указанной конструкции основной воспламенительный заряд состоит из удлиненной бумажной гильзы 4, в металлическом цоколе которой установлен капсюль-воспламенитель 1, навески тонкосводного баллиститного пороха, разделенной на два полузаряда 5, между которыми установлена часть дополнительного воспламенителя 6 из дымного ружейного пороха. Основная навеска дополнительного воспламенителя 3 массой 60-70% от общей массы расположена у капсюля-воспламенителя 1 и отделена от него и нижнего полузаряда 5 диафрагмами из нитропленки 2. Гильза запыжована пыжом-компенсатором 7. В верхней части внутренней полости стабилизатора 9 установлена бумажная трубка 8, по диаметру и толщине стенок соответствующая размерам удлиненной гильзы 4. Снаружи на стабилизаторе установлены дополнительные пакеты 10 минометного метательного заряда.
Работа предлагаемого метательного заряда минометного выстрела происходит следующим образом.
При наколе бойком капсюля-воспламенителя 1, расположенного в металлическом цоколе удлиненной бумажной гильзы 4, происходит его срабатывание, после чего горячие частицы и газы прорывают диафрагму 2 из нитропленки и воспламеняют навеску 3 дымного ружейного пороха массой 60-70% от общей массы воспламенителя. Образующиеся при воспламенении газы и горячие частицы с некоторой задержкой, связанной с прорывом диафрагмы 2, отделяющей навеску дымного ружейного пороха от навески тонкосводного баллиститного пороха 5, воспламеняют его и, продвигаясь через слой пороховых баллиститных лент, достигают второй навески дымного ружейного пороха, которая воспламеняется и зажигает вторую навеску тонкосводного ленточного пороха 6. Возникающая волна давления от продуктов воспламенения пороха и горения навесок воспламенителя гасится с помощью пыжа-компенсатора 7 из полиэтилена или пенополистирола. Одновременно происходит распыжовка гильзы и отток продуктов горения в свободную полость трубки стабилизатора. Наличие бумажной вставки 8 позволяет поддерживать уровень давления в полости до величины давления, при которой происходит пробитие отверстий перфорации. После пробития перфорации начинается истечение пороховых газов, образующихся при горении основного воспламенительного заряда, в ствол миномета и воспламенение дополнительного заряда 10. В результате начинается движение мины по каналу ствола.
Разделение воспламенителя на две навески и размещение нижней навески между двумя диафрагмами из нитропленки обеспечивает устойчивое постепенное воспламенение навески ленточного баллиститного пороха, а наличие второй дополнительной навески воспламенителя в тканевом картузе поддерживает устойчивый режим воспламенения верхнего полузаряда ленточного баллиститного пороха.
В результате применения двух пучков тонкосводного баллиститного пороха, разделенных навеской дымного ружейного пороха в тканевом картузе, осуществляется постепенное воспламенение и снижается степень дробления тонкосводного баллиститного пороха, особенно при отрицательной температуре, и обеспечивается стабильный уровень давления в трубке стабилизатора.
Введение в конструкцию основного воспламенительного заряда пыжа-компенсатора из полиэтилена или пенополистирола позволяет снизить интенсивность воздействия ударной волны, возникающей при воспламенении удлиненного заряда в начальной стадии процесса воспламенения.
В процессе стендовых испытаний разработанной конструкции было установлено, что при соотношении длины гильзы к диаметру 5,5÷6,5 и длины воспламенительного заряда 0,75÷0,9 длины внутренней полости стабилизатора отсутствуют выскоки давления в каморе стабилизатора в рабочем диапазоне температур 50 - "минус" 50°С. Произошло выравнивание уровней максимального и среднего давлений в стабилизаторе в диапазоне температур 50 - "минус" 50°С и снижение разброса величин максимального и среднего давлений в стабилизаторе мины, о чем свидетельствуют данные, представленные в таблице.
Результаты стендовых испытаний
Температура, °С
Давление, кгс/см<sup>2</sup>
r<sub>Pm</sub>, кгс/см<sup>2</sup>
15
P<sub>m.ср.</sub>=639
P<sub>m.нб.</sub>=778
68,6
P<sub>m.нм.</sub>=488
(10,7%)
ΔP<sub>m.</sub>=290
50
P<sub>m.ср.</sub>=666
P<sub>m.нб.</sub>=844
75,3
P<sub>m.нм.</sub>=475
(11,3%)
ΔP<sub>m.</sub>=369
"минус" 50
P<sub>m.ср.</sub>=608
P<sub>m.нб.</sub>=857
60,7
P<sub>m.нм.</sub>=488
(10,0%)
ΔP<sub>m.</sub>=369
Проверка данной конструкции метательного минометного заряда стрельбой из миномета 2Б24 подтвердила его работоспособность во всем интервале рабочих температур и баллистическую стабильность как до, так и после эксплуатационных испытаний. Конструкция метательного заряда удовлетворяет предъявляемым техническим требованиям.