ДУЛЬНЫЙ ТОРМОЗ
MUZZLE BRAKE

Изобретение относится к области стрелково-пушечного вооружения и может быть использовано для снижения силы отдачи пороховых газов при выстреле и снижения их негативного воздействия на боевой расчет в периоде последействия.
Существуют конструкции наствольных газодинамических устройств, обеспечивающие рассеяние части потока пороховых газов через каналы различной формы в их корпусах при прохождении снаряда и вслед за ним.
Известна конструкция наствольного газодинамического устройства [1], содержащая (фиг.1) ствол 1, корпус 2, размещенный соосно со стволом и скрепленный с ним устройствами фиксации положения 3 и 4 для исключения его осевое перемещение относительно ствола. Ствол 1 (фиг.2) содержит продольные вырезы в верхней и нижней четвертях нормального сечения на всю длину перекрытия корпусом 2. Корпус 2 (фиг.3) содержит цилиндрический кольцевой участок А, конический участок В и цилиндрический участок С, ограниченные вертикально расположенными стенками f, переднюю стенку корпуса Е. Центральная часть стенок f на всю длину корпуса 2 выполнена по радиусу, равному радиусу наружной поверхности ствола 1 на участке сопряжения с корпусом 2. В передней части стенок f выполнены окна g. На участке С корпуса 2 (фиг.3) в передней части выполнены приливы D с окнами h. Для обеспечения жесткости приливы подкреплены продольными ребрами K.
Устройство обеспечивает увеличение значений тянущей силы дульного тормоза и импульса тянущей силы. Положительным свойством конструкции является сохранение условий ведения снаряда в его полости, являющейся частью ствола.
Основными недостатками такой конструкции являются:
- наличие двух тел с профилированными каналами течения пороховых газов, что усложняет их сборку в единую конструкцию и обслуживание в процессе эксплуатации;
- ограниченность времени функционирования пороховых газов в полости надульного газодинамического устройства вследствие принятой схемы их взаимодействия с приливами корпуса 2 (фиг.4), организующими встречное движение газов при истечении в атмосферу, что исчерпывает ресурсы увеличения импульса тянущей силы конструкции.
Целью заявляемого изобретения является упрощение конструкции и увеличение импульса тянущего силы конструкции.
Эта цель достигается следующими изменениями конструкции прототипа.
1. Внутренний диаметр m на участке А и минимальный внутренний диаметр на участках В и С корпуса 2 выполнен (фиг.5) равным калибру ствола d, что исключает необходимость использования в конструкции дульной части ствола прототипа.
2. Корпус повернут вокруг продольной оси на 90 градусов (фиг.5). Такое положение корпуса 2 на участке С предотвращает непосредственное истечение газов в горизонтальных направлениях, являясь инструментом увеличения времени их нахождения в полости тормоза. В горизонтально расположенных стенках f (фиг.5) выполнены окна g, с геометрическими размерами прототипа.
3. На верхней и нижней наружных поверхностях стенок f (фиг.6) от переднего торца длиной l равной 2.6d и шириной и равной 2.9d выполнены Т-образные приливы t со скругленными краями. Это обеспечивает огибающее верхние и нижние грани корпуса 2 на участке С течение газов в плоскости, нормальной к продольной оси корпуса, их встречное движение при истечении в атмосферу, и, как следствие, увеличение времени функционирования газов в полости конструкции (фиг.7). Расстояние х между плоскими горизонтальными гранями приливов равно 1.64d, радиус г скругления равен 0.7d. Высота s образованных приливами окон равна 0.94d.
4. На торцевых гранях приливов t (фиг.8) выполнена передняя стенка у, нормальная к продольной оси тормоза. Задняя стенка z приливов выполнена из двух вертикальных граней, зеркально отраженных относительно продольной вертикальной плоскости корпуса 2. Угол отклонения граней задней стенки от центральной вертикальной плоскости а равен 70 градусов. В передней стенке у выполнено снарядное окно j.
5. Радиальная часть стенок f вместе с опорой Т-образных приливов t удалена от передней стенки на расстояние w (фиг.9), равное 0.4d.
Работа устройства.
При прохождении задней конусной части снаряда начала участка В образуется зазор между корпусом снаряда и внутренней поверхностью переходной области корпуса 2 тормоза, в который поступают на высокой скорости пороховые газы, опережая движение снаряда (фиг.10). При этом в области дульного среза ствола формируется зона глубокого разряжения пороховых газов. Далее газы воздействуют на переднюю стенку у корпуса 2, выходят через окна g и h. Боковые части стенок f совместно с приливами t формирует дополнительное сопротивление движению газов, увеличивая время их функционирования в полости тормоза. Встречное движение газов при выходе из окон g и окон h корпуса 2 обеспечивает формирование зоны высокого статического давления (фиг.11) у передней стенки у и снижение энергии дульной ударной волны. Сформированная таким образом структура поля давления газов обеспечивает поддержание стабильного тянущего усилия в сторону выстрела за счет перепада давления газов на переднюю стенку у корпуса 2 и конусную часть В (фиг.11). Высокая скорость истечения газов формирует в дульной области структуру течения среды, при которой вынос основной энергии газов осуществляется не в сторону расположения орудийного расчета. Изначальная деформация формы потока газов и геометрические характеристики каналов течения обеспечивают поддержание структуры потока с разрушенным центральным ядром при движении снаряда в полости устройства и в периоде последействия.
Оценкой возможностей заявленной конструкции [2, 3] по сравнению с конструкцией прототипа [1] для внутрибаллистического процесса, аналогичного орудию 2А65 и снаряда ОФ425 на периоде исследования Т=0.003 с, определено превышение импульса тянущей силы более чем в 3 раза.
Геометрические характеристики модели изобретения находятся в границах геометрических характеристик прототипа.
По результатам моделирования процесса выстрела можно заключить, что заявленные цели реализуются в предлагаемой конструкции дульного тормоза (фиг.12).
Источники.
1. Наствольное газодинамическое устройство // Патент РФ на изобретение №2705369, 2019. бюл. №31. Дьячков Ю.А., Краснов М.Н., Камшин С.В. и др.
2. Черчиньяни К. Теория и приложения уравнения Больцмана. М: Мир, 1978. - 496 с.
3. Кривовичев Г.В. О расчете течений вязкой жидкости методом решеточных уравнений Больцмана. Компьютерные исследования и моделирование, 2013 т.5 №2 с. 165-178.