МАГАЗИН КОРАБЕЛЬНОЙ АРТИЛЛЕРИЙСКОЙ УСТАНОВКИ

Настоящая полезная модель относится к скорострельным автоматическим корабельным артиллерийским установкам среднего калибра. Составной частью этих установок является расположенный под станком артиллерийской установки магазин, в котором хранятся готовые к автоматической стрельбе артиллерийские боеприпасы.
Приоритетным направлением развития современной среднекалиберной корабельной артиллерии является возможность производить пополнение в магазине израсходованного при стрельбе артиллерийского боезапаса, не прерывая стрельбы.
Известен магазин корабельной артиллерийской установки, который выбран прототипом заявляемого устройства (см. патент РФ на изобретение №2607700 «Магазин корабельной артиллерийской установки», опубл. 10.01.2017).
Известный магазин содержит носитель артиллерийских боеприпасов, выполненный в виде барабана, который с помощью кольцевой поворотной опоры крепится к нижней части станка корабельной артиллерийской установки, привод, который во время работы магазина вращает барабан, два элеватора, обеспечивающие двухстороннюю подачу боеприпасов на станок, два перегружателя, которые, совершая челночные перемещения относительно элеваторов, вытесняют на ходу из непрерывно вращающегося барабана очередной выстрел, захватывают его и доставляют в направляющую трубу соответствующего элеватора, и представленное в двух исполнениях устройство загрузки и пополнения в барабане израсходованного при стрельбе артиллерийского боезапаса.
На цилиндрической поверхности барабана выполнены гнезда, в которых расположены вытеснители с обеспечением входа в каждое гнездо одного выстрела в осевом направлении и выхода из него под действием вытеснителя в радиальном направлении.
Перегружатели представляют собой устройство, в состав которого входят звено, выполненное с обеспечением сцепления его с непрерывно вращающимся барабаном, их совместного поворота, последующего разделения и возвращения в исходное положение, и захватно-вытесняющий механизм, выполненный с обеспечением захвата и вытеснения в элеватор выстрела, перегружаемого в элеватор из вращающегося барабана.
Устройство загрузки и пополнения в барабане израсходованного при стрельбе артиллерийского боезапаса представляет собой в первом исполнении подъемник периодического действия, выполненный с возможностью подъема за один ход одного артиллерийского выстрела.
Во втором исполнении устройство загрузки и пополнения в барабане израсходованного при стрельбе артиллерийского боезапаса содержит расположенный под барабаном и подвижно соединенный со станком загрузочный ротор с гнездами для выстрелов, который снабжен автономным приводом и подъемником, способным за один ход перегрузить в барабан из предварительно снаряженного загрузочного ротора все находящиеся в нем боеприпасы.
Таким образом в прототипе можно, теоретически не прекращая стрельбы, загрузить вручную или механизированным способом в заторможенный загрузочный ротор столько боеприпасов, сколько их будет израсходовано к моменту пополнения вращающегося барабана, привести загрузочный ротор в синхронное с барабаном вращение и, совместив между собой пустые гнезда барабана и снаряженные гнезда загрузочного ротора, переместить подъемником в скоростном режиме за один ход все артиллерийские боеприпасы из загрузочного ротора в барабан.
Вместе с тем в прототипе конструктивная схема пополнения частично израсходованного при стрельбе артиллерийского боезапаса имеет недостатки, устранение которых позволит усилить положительный эффект использования вращающегося носителя артиллерийских боеприпасов в системе двусторонней подачи боеприпасов на орудие.
Основные недостатки конструктивной схемы прототипа:
1. Технически сложно надежно обеспечить безопасность пополнения боезапаса во вращающемся барабане, в котором израсходованы не все боеприпасы. Безопасно можно осуществлять только загрузку боеприпасов одновременно во все гнезда барабана.
2. Диаметр расположенного между двумя элеваторами барабана и количество гнезд для боеприпасов, размещенных в барабане в один ряд, обусловлены расстоянием между элеваторами, которое из соображений оптимизации системы двусторонней подачи боеприпасов на орудие предпочтительно иметь минимальным. Указанное препятствие для увеличения диаметра барабана и количества гнезд в нем ограничивает количество выстрелов, которое можно произвести из артиллерийской установки без перерыва в стрельбе на выполнение очередной загрузки боеприпасов в магазин. Следовательно, у прототипа кратковременные перерывы в стрельбе неизбежны.
3. Вторым препятствием увеличению в прототипе диаметра барабана, с целью увеличения количества размещенных в нем боеприпасов, является возрастание при этом момента инерции вращающейся части магазина, что ведет к увеличению динамической ошибки привода горизонтального наведения, и в конечном счете понижает точность стрельбы.
4. Расположение загрузочного ротора с гнездами для выстрелов под барабаном существенно увеличивает вертикальный габарит отделения артиллерийской установки, размещаемого в подпалубном помещении корабля, что противоречит другому приоритетному направлению в развитии современной корабельной артиллерии - обеспечение компактности артиллерийской установки.
5. Сложность конструкции механизмов перегружателей и устройства для загрузки и пополнения боезапаса в его втором исполнении повышает трудоемкость и стоимость изделия и снижает его надежность.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявляемой полезной модели заключается, во-первых, в увеличении количества выстрелов, которое можно произвести из артиллерийской установки без перерыва в стрельбе для пополнения в магазине израсходованного боезапаса, причем динамическая нагрузка на привод горизонтального наведения при этом не увеличится, во-вторых, в существенном сокращении времени, необходимого для полного снаряжения боеприпасами пустого магазина, что позволит совмещать операции полной загрузки магазина с технологическими перерывами в стрельбе для охлаждения ствола.
Для достижения этого технического результата в известном магазине корабельной артиллерийской установки, включающем расположенный под станком этой установки вращающийся носитель артиллерийских боеприпасов, именуемый дальше вращающимся носителем, который посредством кольцевой поворотной опоры соединен с подвесом, прикрепленным к станку с обеспечением вращения этого носителя относительно станка вокруг оси горизонтального наведения артиллерийской установки, два элеватора, обеспечивающие двухстороннюю подачу артиллерийских боеприпасов на станок, два перегружателя, обеспечивающие перемещение артиллерийских боеприпасов из вращающегося носителя в элеваторы, и устройство скоростного снаряжения артиллерийскими боеприпасами вращающегося носителя, именуемое дальше устройством скоростного снаряжения, согласно заявляемой полезной модели вращающийся носитель содержит колесо, соединенное с подвижной обоймой кольцевой поворотной опоры, радиально расположенные лотки, закрепленные на ободе колеса, быстросъемные шаговые конвейеры, установленные на этих лотках с возможностью размещения на каждом из них в ряд нескольких артиллерийских боеприпасов, привод вращения колеса, закрепленный от поворота относительно корпуса корабля - носителя артиллерийской установки, и механический преобразователь, преобразующий вращение колеса в возвратно-поступательные движения тяговых элементов шаговых конвейеров, которые при этом перемещают артиллерийские боеприпасы по соответствующим радиально расположенным лоткам в направлении к центру вращения колеса.
А также согласно заявляемой полезной модели устройство скоростного снаряжения содержит расположенный на одном уровне с вращающимся носителем и закрепленный в корпусе корабля - носителя артиллерийской установки горизонтальный тележечный конвейер, грузонесущие тележки которого выполнены в виде однорядных коробчатых магазинов, емкость каждого из которых равна емкости шагового конвейера вращающегося носителя, и несколько манипуляторов, установленных между двумя ветвями этого тележечного конвейера с возможностью одновременного перемещения ими в шаговые конвейеры этого носителя тех артиллерийских боеприпасов, которые находятся в прилегающей к вращающемуся носителю ветви этого тележечного конвейера.
Заявляемый магазин корабельной артиллерийской установки обладает новыми техническими свойствами, отсутствующими в известном прототипе.
Существенным в заявляемом устройстве является то, что
- вращающийся носитель выполнен в виде колеса с закрепленными на нем радиально расположенными лотками, на каждом из которых установлен быстросъемный шаговый конвейер с возможностью размещения на этом лотке в ряд нескольких артиллерийских выстрелов;
- в процессе вращения колеса артиллерийские боеприпасы на соответствующих радиально расположенных лотках перемещаются по этим лоткам в направлении к центру вращения колеса под действием тяговых элементов шаговых конвейеров;
- привод вращения колеса, закреплен относительно корпуса корабля - носителя артиллерийской установки, следовательно, момент инерции вращающегося носителя не суммируется с моментом инерции поворотной части артиллерийской установки и не является дополнительной динамической нагрузкой для привода горизонтального наведения;
- устройство скоростного снаряжения содержит горизонтальный тележечный конвейер, грузонесущие тележки которого выполнены в виде однорядных коробчатых магазинов, емкость каждого из которых равна емкости шагового конвейера вращающегося носителя;
- система манипуляторов, установленных между двумя ветвями горизонтального тележечного конвейера, обеспечивает одновременную перегрузку артиллерийских боеприпасов из прилегающих к носителю боеприпасов однорядных коробчатых магазинов в шаговые конвейеры вращающегося носителя.
Заявляемое техническое решение, сохраняя преимущества прототипа, всей совокупностью своих существенных признаков позволяет упростить конструкцию и повысить надежность артиллерийской корабельной установки.
Анализ существующей научно-технической и патентной информации показал неизвестность предлагаемой совокупности существенных отличительных признаков. Неизвестными оказались и отдельные существенные признаки. Таким образом, настоящую полезную модель можно считать отвечающей критерию патентоспособности «новизна».
В заявляемом техническом решении имеет место нетрадиционное разрешение проблемы, а именно, закрепление привода вращения колеса относительно корпуса корабля - носителя артиллерийской установки исключает влияние момента инерции вращающейся части магазина на привод горизонтального наведения артиллерийской установки, что существенно уменьшает динамическую ошибку горизонтального наведения, способствует повышению точности стрельбы корабельной артиллерийской установки и позволяет, увеличив в носителе боеприпасов количество мест для боеприпасов, увеличить количество выстрелов, которое можно произвести из артиллерийской установки без перерыва для пополнения израсходованного при стрельбе боезапаса.
Предпочтительным вариантом осуществления настоящей полезной модели является магазин корабельной артиллерийской установки, именуемый дальше «магазин», устройство и работа которого объяснены ниже со ссылкой на приложенные рисунки:
на фиг. 1 показан общий вид магазина;
на фиг. 2 показан вид сверху на магазин;
на фиг. 3 показан вид снизу на магазин;
на фиг. 4 показан магазин, снаряженный артиллерийскими боеприпасами;
на фиг. 5 показан магазин с вращающимся носителем, у которого демонтирована часть быстросъемных шаговых конвейеров;
на фиг. 6 показан вид с частичным вырезом на магазин;
на фиг. 7 показан снаряженный артиллерийскими боеприпасами радиально расположенный лоток с быстросъемным шаговым конвейером;
на фиг. 8 показан в разрезе лоток с быстросъемным шаговым конвейером;
на фиг. 9 и 10 показан вид в перспективе с частичным вырезом на лоток с быстросъемным шаговым конвейером;
на фиг. 11 показан вид в перспективе на магазин с вращающимся носителем, у которого демонтированы быстросъемные шаговые конвейеры и радиально расположенные лотки;
на фиг. 12 показан вид сверху на магазин с вращающимся носителем, у которого демонтированы быстросъемные шаговые конвейеры и радиально расположенные лотки;
на фиг. 13 показан вид снизу на перегружатель снизу;
на фиг. 14 показан вид сверху с частичным вырезом на механический преобразователь;
на фиг. 15 показан вид в перспективе на устройство скоростного снаряжения;
на фиг. 16 показан вид в перспективе на горизонтальный тележечный конвейер;
на фиг. 17 показан вид в перспективе на горизонтальный тележечный конвейер, у которого частично демонтированы грузонесущие тележки;
на фиг. 18, 19, 20 показана конструктивная схема преобразования вращения колеса в возвратно-поступательные движения тяговых элементов шаговых конвейеров;
на фиг. 21 показан вид на магазин сверху в положении готовности к перегрузке артиллерийских боеприпасов из устройства скоростного снаряжения во вращающийся носитель.
1
В состав магазина (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 5) входят подвес 1, который расположен под станком 2 корабельной артиллерийской установки и соединен с этим станком неподвижно, вращающийся носитель артиллерийских боеприпасов, именуемый дальше вращающийся носитель 3, соединенный с подвесом 1 посредством кольцевой поворотной опоры 4 с обеспечением совмещения геометрической оси вращения «О» этого носителя относительно станка 2 с осью горизонтальней наведения «O» артиллерийской установки, два элеватора 5, закрепленные на подвесе 1 с обеспечением двухсторонней подачи артиллерийских боеприпасов на станок 2, два перегружателя 6, закрепленные на этих элеваторах с обеспечением перемещения артиллерийских боеприпасов из вращающегося носителя 3 в элеваторы 5, и устройство скоростного снаряжения вращающегося носителя 3, именуемое дальше устройством скоростного снаряжения 7.
Вращающийся носитель 3 (фиг. 4, фиг. 6, фиг. 7) содержит колесо 8, которое соединено с подвижной обоймой 9 кольцевой поворотной опоры 4, радиально расположенные лотки 10, закрепленные на ободе колеса 8, шаговые конвейеры 11, установленные на лотках 10 с возможностью размещения на каждом лотке 10 в ряд нескольких, например четырех, артиллерийских боеприпасов, привод вращения колеса 8, закрепленный относительно корпуса корабля - носителя артиллерийской установки, выполненный, например, в виде мотор-редуктора 12, и механический преобразователь 13, преобразующий вращение колеса 8 в возвратно-поступательные движения тяговых элементов 14 шаговых конвейеров 11.
Тяговый элемент 14 (фиг. 6, фиг. 7, фиг. 8, фиг. 9, фиг. 10) каждого шагового конвейера 11 представляет собой совокупность двух жестких штанг, подвижной 15 и неподвижной 16, оснащенных каждая подпружиненными обратными клапанами 17, число которых равно числу одновременно перемещаемых этим конвейером артиллерийских выстрелов, и каретки 18, установленной с возможностью возвратно- поступательного движения вдоль радиально-расположенного лотка 10, который является поддерживающей металлоконструкцией этого конвейера, причем неподвижная жесткая штанга 16 закреплена на радиально расположенном лотке 10 посредством замка 19 с возможностью ее быстрого съема, а подвижная жесткая штанга 15 закреплена на каретке 18.
Каретка 18 снабжена возвратной пружиной 20 и двумя роликами 21, установленными на оси 22, закрепленной в каретке 18.
Два перегружателя 6 (фиг. 11, фиг. 12, фиг. 13) для перемещения артиллерийских боеприпасов из вращающегося носителя 3 в элеваторы 5, выполнены каждый в виде закрепленного на соответствующем элеваторе лотка 23, на котором установлен шаговый конвейер 24 с кареткой 25, аналогичный шаговым конвейерам 11 носителя боеприпасов 3. При этом лотки 23 закреплены на соответствующих элеваторах 5 на одном уровне с радиально расположенными лотками 10 вращающегося носителя 3, а привод каретки 25 каждого шагового конвейера 24 содержит мотор-редуктор 26, кривошипно-шатунный механизм 27 и рычаг 28.
Мотор-редуктор 12 (фиг. 4, фиг. 12), выходная шестерня 29 которого находится в зацеплении с зубчатым венцом подвижной обоймы 9 кольцевой поворотной опоры 4, соединен посредством цилиндрического шарнира 30 с ограждающей вращающийся носитель 3 металлоконструкцией 31, которая соединена неподвижно с корпусом корабля-носителя корабельной артиллерийской установки, и зафиксирован от поворота относительно металлоконструкции 31 реактивной тягой 32.
Заметим, если цилиндрический шарнир 30 расположен на оси кольцевой поворотной опоры 4, то мотор-редуктор 12 может быть соединен посредством этого цилиндрического шарнира 30 с подвесом 1 и зафиксирован от поворота относительно металлоконструкции 31 реактивной тягой 32.
Механический преобразователь 13 (фиг. 4, фиг. 5, фиг. 14, фиг. 18, фиг. 19, фиг. 20) содержит два копира 33 и два клапана 34, установленных на подвесе 1 таким образом, чтобы при вращении колеса 8 с этими копирами и клапанами, предварительно переведенными из нейтрального положения в рабочее, взаимодействовали ролики 21. Для этого каждый клапан 34 кинематически связан посредством пружины 35 с соответствующим двигателем, например, с гидроцилиндром 36, предназначенным для перевода этого клапана из нейтрального положения в рабочее.
Устройство скоростного снаряжения 7 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 15, фиг. 21) содержит закрепляемый в корпусе корабля - носителя артиллерийской установки горизонтальный тележечный конвейер 37, несколько манипуляторов 38 и общий привод 39 всех манипуляторов.
Горизонтальный тележечный конвейер 37 (фиг. 16, фиг. 17) включает замкнутую тяговую цепь 40, в которой каждое звено 41 снабжено опорными роликами 42 и ходовым катком 43, направляющие пути 44 для опорных роликов 42 и ходовых катков 43, две звездочки 45, одна из которых приводится во вращение приводом 46, грузонесущие тележки, выполненные каждая в виде однорядного коробчатого магазина 47, снабженного ходовым катком 48 и шарнирно соединенного с соответствующим звеном 41 тяговой цепи 40.
Емкость однорядного коробчатого магазина 47 равна емкости шагового конвейера 11 во вращающемся носителе 3, а направляющие пути 44 для опорных роликов 42 и ходовых катков 43 тяговой цепи 40 выполнены так, чтобы ветвь «В» тяговой цепи 40 огибала вращающийся носитель 3, и находящиеся в этой ветви однорядные коробчатые магазины 47 прилегали к радиально расположенным лоткам 10 вращающегося носителя 3.
Манипуляторы 38, обеспечивающие одновременное перемещение артиллерийских боеприпасов из прилегающих к вращающемуся носителю 3 однорядных коробчатых магазинов 47 в соответствующие шаговые конвейеры 11, установлены внутри конвейера 37 между его двумя ветвями таким образом, чтобы каждый из них находился в створе с соответствующим шаговым конвейером 11 и однорядным коробчатым магазином 47.
Работа снаряженного магазина в составе системы боепитания артиллерийского автомата происходит следующим образом.
Включением мотор-редуктора 12 приводят во вращение колесо 8 с радиально расположенными лотками 10.
Включением гидроцилиндров 36 переводят клапаны 34 из нейтрального положения в рабочее.
В процессе вращения колеса 8 ролики 21 взаимодействуют с соответствующим копиром 33 и соответствующим переведенным в рабочее положение клапаном 34, отклоняя этот клапан и взводя пружину 35. Когда завершается взаимодействие клапана 34 с копиром 33, который удерживает ролик 21 на круговой траектории движения, пружина 35 возвращает клапан 34 в рабочее положение. Возвратный поворот клапана 34 посредством роликов 21, закрепленных в каретке 18, приводит каретку 18 и закрепленную на каретке 18 подвижную жесткую штангу 15, оснащенную подпружиненными обратными клапанами 17, в поступательное движение по радиально расположенному лотку 10 к центру колеса 8. Когда взаимодействие роликов 21 с клапаном 34 завершится, каретка 18 под действием возвратной пружины 20 возвращается в исходное положение. При этом артиллерийские выстрелы под действием тягового элемента 14 шагового конвейера 11 перемещаются скольжением по радиально расположенному лотку 10 на один шаг, а передний из этих выстрелов вытесняется с этого лотка 10 в соответствующий перегружатель 6 на лоток 23. Последующее шаговое перемещение артиллерийских выстрелов по лотку 23 в соответствующий элеватор 5 обеспечивается в каждом шаговом конвейере 24 приводом каретки 25.
Магазин снаряжается артиллерийскими боеприпасами следующим образом. Сначала вручную или механизированным способом заполняют артиллерийскими боеприпасами однорядные коробчатые магазины 47. Затем, предварительно проверив, что клапаны 34 находятся в нейтральном положении, включениями привода вращения колеса 8 и привода 46 горизонтального тележечного конвейера 37 выставляют однорядные коробчатые магазины 47, находящиеся на ветви «В» горизонтального тележечного конвейера 37, и шаговые конвейеры 11 вращающегося носителя 3 так, чтобы они находились в створе с манипуляторами 38. Следующим включением общего привода 39 всех манипуляторов 38 перемещают в шаговые конвейеры 11 одновременно все артиллерийские боеприпасы, находящиеся на ветви «В» горизонтального тележечного конвейера 37.
Если предположить, что вращающийся носитель 3 имеет 36 радиально-расположенных лотков 10, шаговый конвейер 11 вмещает 4 боеприпаса, а горизонтальный тележечный конвейер 37 имеет 36 четырехзарядных коробчатых магазинов 47, то для полной загрузки вращающегося носителя с помощью шести манипуляторов 38 достаточно вышеуказанные операции повторить 5 раз, что займет по времени не более 30 секунд. Заметим, что технологический перерыв в стрельбе для охлаждения ствола артиллерийской установки, с которым можно совместить полную загрузку вращающегося носителя артиллерийскими боеприпасами, длится дольше.