АВТОМАТ ЗАРЯЖАНИЯ ПУШКИ ТАНКА
TANK GUN AUTOMATIC LOADING MECHANISM

Изобретение относится к области военной техники, в частности к автомату заряжания, установленному в боевом отделении танка.
Прототипом является способ заряжания выстрелами орудия - пусковой установки, установленной в боевом отделении боевой машины, включающий поворот транспортера боевого отделения до совмещения оси вертикально установленного выстрела с плоскостью заряжания, поворот орудия - пусковой установки и выстрела на угол заряжания с обеспечением захвата выстрела с помощью устройства для заряжания и синхронизации угловых скоростей ствола орудия - пусковой установки и выстрела до совпадения их осей, образующих линию досылания, досылание выстрела в канал ствола орудия - пусковой установки, при этом во время поворота орудия - пусковой установки и выстрела осуществляют вхождение носовой части выстрела в камору ствола орудия - пусковой установки с одновременным безударным проскальзыванием выстрела относительно каморы ствола орудия - пусковой установки до установки его на линию досылания, при этом в конце поворота выстрела производят его жесткую фиксацию устройством для заряжания, перед досыланием освобождают выстрел от жесткой фиксации, а досылание выстрела осуществляют на угле заряжания, который приближен к углу стрельбы орудия - пусковой установки на максимальную дальность [Пат. РФ 2403524, МПК F41A 9/38, 2010].
Недостатками прототипа являются:
- сложность конструкция установки, определяемая наличием транспортера, подающего выстрелы;
- большое энергопотребление и значительный момент инерции, обусловленные вращением выстрелов по окружности;
- сложность в эксплуатации, связанная с неудобным заряжанием транспортера внутри танка и обслуживанием большого числа узлов;
- сравнительно большое время заряжания, вызванное необходимостью поворота пушки на угол заряжания.
Задачей изобретения является упрощение конструкции, снижение энергопотребления, повышение надежности и улучшение эксплуатационных характеристик.
Задача решается тем, что автомат заряжания пушки танка, содержащий фиксатор размещенного в магазине выстрела, механизмы вращения и перемещения выстрела в вертикальной и вращения в горизонтальной плоскостях, снабжен платформой поворота в горизонтальной плоскости, механизмами подъема и поворота в вертикальной плоскости, при этом последний выполнен, по крайней мере, в виде двух червяков со скрещивающимися взаимно перпендикулярными осями и червячного колеса, которое жестко закреплено на оси первого червяка, размещенного на платформе и взаимодействующего с зубчатым колесом, которое жестко связано с направляющими этого механизма, и сопряжено со вторым червяком, выполненным со сквозным осевым отверстием, механизм перемещения выстрела выполнен в виде третьего червяка, который размещен в отверстии второго червяка, и червячного колеса, кинематически соединенного с кареткой механизма перемещения, механизм подъема реализован в виде винтовой передачи, винт которой выполнен полым и размещен на втором червяке с возможностью вращения, а гайка выполнена в неподвижном основании.
Ширина торцевой части платформы не меньше хода гайки по винту. Механизм вращения выстрела в горизонтальной плоскости выполнен в виде упрощенной червячной передачи. Червячное колесо, кинематически соединенное с кареткой механизма перемещения, размещено на одной геометрической оси с зубчатым колесом, жестко связанным с направляющими механизма поворота в вертикальной плоскости. Червяк выполнен глобоидным. Червячная передача выполнена самотормозящейся. Вдоль оси третьего червяка выполнено сквозное отверстие. Червяк намагничен в радиальном направлении. Каретка механизма перемещения выполнена с возможностью двустороннего захвата выстрела. Червячное колесо выполнено за одно с первым червяком. Второй и третий червяки выполнены с возможностью осевого перемещения. Червяк выполнен в виде цилиндрического вала с жестко посаженными на нем двумя витыми пружинами, при этом между витками первой пружины размещены витки второй пружины, причем витки пружин соприкасаются. Через сквозное отверстие третьего червяка пропущен трос. Через сквозное отверстие третьего червяка пропущен изолированный трос.
Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.
Снабжение автомата платформой поворота в горизонтальной плоскости, механизмами подъема и поворота в вертикальной плоскости, выполнение последнего, по крайней мере, в виде двух червяков со скрещивающимися взаимно перпендикулярными осями и червячного колеса, которое жестко закреплено на оси первого червяка, размещенного на платформе и взаимодействующего с зубчатым колесом, которое жестко связано с направляющими этого механизма, и сопряжено со вторым червяком, выполненным со сквозным осевым отверстием, упрощает конструкцию устройства и его массогабаритные характеристики. Кроме того, появляется возможность установки привода механизма вне его движущихся частей (на неподвижном основании), что снижает энергопотребление и массогабаритные характеристики устройства, а также упрощает подвод энергии к приводу.
Выполнение механизма перемещения выстрела в виде третьего червяка, размещенного в отверстии второго червяка, и червячного колеса, кинематически соединенного с кареткой механизма перемещения, упрощает конструкцию и ее массогабаритные характеристики.
Реализация механизма подъема в виде винтовой передачи, винт которой выполнен полым и размещен на втором червяке с возможностью вращения, а гайка выполнена в неподвижном основании, упрощает конструкцию, ее массогабаритные характеристики расширяет функциональные возможности за счет перемещения автомата вверх или вниз.
Выполнение ширины торцевой части платформы не меньше хода гайки по винту упрощает конструкцию привода поворота платформы.
Выполнение механизма вращения выстрела в горизонтальной плоскости в виде упрощенной червячной передачи, в которой червяк исполнен в виде цилиндрического вала с жестко посаженными на нем двумя витыми пружинами, витки которых размещены между собой и соприкасаются, позволяет значительно упростить передачу, осуществляющую поворот платформы в горизонтальной плоскости.
Размещение червячного колеса, кинематически соединенного с кареткой механизма перемещения, на одной геометрической оси с зубчатым колесом, жестко связанным с направляющими механизма поворота в вертикальной плоскости, упрощает конструкцию и уменьшает ее весогабаритные характеристики.
Выполнение червяка глобоидным уменьшает весогабаритные характеристики, так как глобоидный червяк может воспринимать большие нагрузки, а червячное колесо, выполненное за одно с первым червяком, уменьшает число деталей и узлов механизма, что упрощает его конструкцию.
Выполнение червячной передачи самотормозящейся позволяет автоматически фиксировать перемещаемые приводами части в нужном положении после отключения двигателя, что упрощает конструкцию и улучшает эксплуатационные характеристики.
Выполнение вдоль оси третьего червяка сквозного отверстия позволяет использовать его в качестве трубы, проводя через нее, например, стержень, кабель или трос, для приведения в действие, например, захвата выстрела. Это улучшает эксплуатационные характеристики и расширяет функциональные возможности.
Намагничивание червяка в радиальном направлении позволяет использовать его при необходимости в качестве датчика угла поворота движущихся частей, разместив при этом рядом с ним, например, геркон или датчик Холла. Это упрощает конструкцию, повышает надежность и расширяет функциональные возможности.
Выполнение каретки механизма перемещения с возможностью двустороннего захвата выстрела уменьшает время заряжания за счет возможного уменьшения угла поворота платформы после заряжания, что в конечном счете улучшает эксплуатационные характеристики.
Выполнение червяков с возможностью осевого перемещения позволяет перемещать поднимать (опускать) автомат при небольшой длине этих червяков, что снижает весогабаритные характеристики.
Пропускание через сквозное отверстие третьего червяка изолированного троса расширяет функциональные возможности за счет дополнительного использования троса в качестве электрического проводника.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен автомат заряжания пушки танка. На фиг. 2 изображен вид А автомата. На фиг. 3 изображен вид Б автомата. На фиг. 4 изображен вариант кассеты для укладки выстрелов.
Автомат заряжания пушки танка содержит стойки 1, закрепленные на имеющей зубчатый венец платформе 2, сопряженной зубчатым венцом с червяком 3, соединенным с первым двигателем (не показан), и установленной с возможностью поворота на полом винте 4, размещенном на червяке 5 с возможностью вращения, помещенном в резьбовое отверстие (гайку) неподвижного основания 6 и соединенном со вторым двигателем (не показан). На стойках с возможностью вращения установлена ось 7, на которой неподвижно закреплены рама 8 и червячное колесо 9, и с возможностью вращения установлены скрепленные вместе ведущая звездочка 10 и червячное колесо 11, сопряженное с червяком 12, соединенным с третьим двигателем (не показан) и установленным с возможностью вращения в червяке 5, который соединен с четвертым двигателем (не показан) и сопряжен с червячным колесом 13, жестко закрепленным на оси червяка 14, размещенного на платформе и взаимодействующего с зубчатым колесом 9. На раме неподвижно закреплены направляющие 15, на которых с возможностью перемещения установлена каретка 16 с двусторонним захватом 17 выстрела 18, который может находиться на поддерживающих роликах 19, закрепленных на направляющих, имеющих на краях ведомые звездочки 20, которые с возможностью вращения установлены на неподвижной оси 21, укрепленной на направляющих, и соединены между собой и с ведомой звездочкой цепью 22, прикрепленной к каретке. Червяк 3 может быть выполнен в виде вала 23, на который напрессованы пружины 24, 25. Выстрелы в танке находятся в кассете 26, сквозь полый червяк 12 может быть пропущен трос 27 (или кабель) для управления, например, захватом 17.
Автомат заряжания пушки танка работает следующим образом.
Для подвода каретки 16 с захватом 17 к выстрелу 18, находящемуся в кассете 26, поворачивают на нужный угол платформу 2 вокруг вертикальной оси путем включения первого двигателя, в результате чего червяк 3 начинает вращаться и поворачивать на винте 4 посредством зубчатого венца платформу 2 вместе со стойками 1 (фиг. 1-3). При этом, поскольку червяки 5, 12 остаются на месте, червячные колеса 13 и 11 своими зубьями будут соответственно скользить по винтовой поверхности указанных неподвижных червяков (обкатываться вокруг них) и поворачиваться. Поскольку угол поворота платформы 2 относительно небольшой, а передаточное отношение от червяков до зубчатых колес, наоборот, большое, то эти колеса будут практически стоять на месте при повороте платформы и, следовательно, не будет вращаться ведущая звездочка 10 и поворачиваться вокруг горизонтальной оси рама 8. Заметим, что при необходимости малозаметный поворот червячных колес можно учесть или скомпенсировать (предотвратить) путем поворота червяков 5, 12 на угол поворота платформы 2 вокруг вертикальной оси. При достижении платформой 2 азимута, определяющего положение нужного выстрела 18 в кассете 26, выключают первый двигатель, обеспечивая за счет самоторможения червячной передачи фиксацию.
Затем производят поворот рамы 8 вокруг горизонтальной оси включением четвертого двигателя, благодаря чему начинает вращаться червяк 5, который посредством червячного колеса 13, червяка 14, зубчатого колеса 9 и оси 7 поворачивает раму 8 на требуемый угол, который равен углу наклона оси выстрела 18 в кассете 26. Заметим, что поскольку червяк 12 и, следовательно, червячное колесо 11 и ведущая звездочка 10 неподвижны, то поворот платформы будет вызывать перемещение цепи 22 (с проскальзыванием ведомых звездочек 20 вокруг осей 21) вместе с кареткой 16 относительно неподвижных направляющих 15, которое при необходимости можно также учесть или скомпенсировать поворотом червяка 12. После этого производят фиксирование рамы путем выключения четвертого двигателя.
Далее при необходимости перемещают платформу 2 по вертикали до совпадения оси заряжаемого выстрела 18 в кассете 26 с его осью, имеющей место при нахождении выстрела на роликах 19 (фиг. 4). Для этого включают второй двигатель, вращающий винт 4 в неподвижном основании 6. В результате платформа 2 перемещается вдоль вертикальной оси и несколько разворачивается вокруг нее за счет перемещения ее зубчатого венца относительно неподвижного червяка 3. Заметим, что если червяки 5, 12 выполнены с возможность перемещения вдоль вертикальной оси, то они должны перемещаться в осевом направлении заодно с платформой 2 (стойками 1), тогда сопряженные с ними колеса останутся неподвижными, и полученное перед этим положение направляющих и каретки сохранится. Если червяки выполнены неподвижными вдоль своей оси, то при вертикальном перемещении платформы 2 колеса 11, 9 будут вращаться, что может потребовать в дальнейшем корректировки положения направляющих и каретки.
Следует заметить, что при управлений автоматом, например контроллером, корректировки могут быть учтены заранее, т.е., например, поворот рамы 8 четвертым двигателем осуществляют с некоторым отклонением от требуемого угла, которое затем компенсируется (ликвидируется) при вертикальном перемещении платформы 2. Однако при неподвижных в продольном направлении червяках требуется большая длина их сопрягаемой с колесами части, что, в конечном счете, увеличивает габариты механизма.
Затем включают третий двигатель и посредством червяка 12 и колеса 11 вращают ведущую звездочку 10 на оси 7, заставляя цепью 22 поворачивать ведомые звездочки 20 и перемещать каретку 16 вдоль направляющих 15 до момента сцепления захвата 17 с выстрелом 18, находящимся в кассете 26. Вслед за этим изменяют направление вращения третьего двигателя, в результате чего каретка 16 начнет двигаться в обратном направлении и перемещать выстрел по роликам 19 вдоль направляющих 15. После полного извлечения выстрела из кассеты описанным методом переводят направляющие с выстрелом в положение, обеспечивающее совпадение оси выстрела на направляющих с осью пушки по азимуту и в вертикальной плоскости, т.е. для получения прямой линии досылания.
Если башня танка находится в движении, то синхронизируют угловые скорости башни и выстрела вращением платформы 2 первым двигателем (червяком 3), после чего осуществляют ввод выстрела в пушку, не прекращая вращения башни.
Если пушка танка наводится на цель, перемещаясь в вертикальной плоскости, то обеспечивают синхронизацию угловых скоростей пушки и выстрела в вертикальной плоскости, для чего включают четвертый двигатель, поворачивающий раму 8 вокруг горизонтальной оси, и третий двигатель, компенсирующий при этом посредством вращения червяка 12, колеса 11 и ведущей звездочки 10 перемещение каретки 16.
При одновременном движении башни и пушки танка синхронизацию их угловых скоростей со скоростью выстрела проводят одновременно. После получения полной синхронизации вводят выстрел в пушку танка.
Заметим, что платформу в зоне червячных передач легко выполнить в виде масляной ванны, что облегчит работу механизмов и улучшит отвод тепла в процессе работы.
Внедрение изобретения позволит создать простой по конструкции, надежный и удобный в эксплуатации автомат заряжания, потребляющий мало энергии и позволяющий заряжать пушку танка в процессе наведения ее на цель.