RU214077U1 - Projectile stabilization device in the bore of a tank gun - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к боеприпасам танковых гладкоствольных пушек. Снаряд содержит корпус с кольцевой канавкой и снабжен устройством стабилизации при движении в канале ствола танковой пушки, компенсирующим неравномерный износ и температурное расширение ствола пушки, выполненным в виде переднего и заднего обтюрирующих поясков, при этом задний обтюрирующий поясок изготовлен из полимерного материала и имеет отверстия, а передний обтюрирующий поясок состоит из выполненных за одно тарельчатого металлического кольца, изготовленного из мягкого металла и полимерного упругодеформируемого в радиальном направлении кольца, обращенных в сторону донной части снаряда и подвижного металлического кольца. Внешний диаметр заднего обтюрирующего пояска тарельчатого металлического и полимерного упругодеформируемого в радиальном направлении кольца больше калибра снаряда. Выгорание заднего обтюрирующего пояска позволяет создать газовый подвес при движении снаряда по каналу ствола и обеспечить его центрирование. Давление пороховых газов и подвижного металлического кольца на тарельчатое металлическое кольцо, а также давление металлического кольца на полимерное упругодеформируемое в радиальном направлении кольцо при движении снаряда по каналу ствола приводят к увеличению диаметра последних, что позволяет компенсировать неравномерный износ и температурное расширение канала ствола, уменьшить интенсивность износа внутренней поверхности ствола.

The utility model relates to ammunition for tank smoothbore guns. The projectile contains a body with an annular groove and is equipped with a device for stabilizing when moving in the bore of the tank gun, which compensates for uneven wear and thermal expansion of the gun barrel, made in the form of front and rear obturator belts, while the rear obturator belt is made of polymer material and has holes, and the front obturating belt consists of a single plate-shaped metal ring made of soft metal and a polymer elastically deformable ring in the radial direction, facing the bottom of the projectile and a movable metal ring. The outer diameter of the posterior obturating band of the dish-shaped metal and polymeric elastically deformable ring in the radial direction is greater than the caliber of the projectile. The burnout of the rear obturator belt allows you to create a gas suspension when the projectile moves along the bore and ensure its centering. The pressure of powder gases and the movable metal ring on the plate-shaped metal ring, as well as the pressure of the metal ring on the polymer elastically deformable ring in the radial direction, when the projectile moves along the bore, lead to an increase in the diameter of the latter, which makes it possible to compensate for uneven wear and thermal expansion of the bore, to reduce wear intensity inner surface of the trunk.

Description

Полезная модель относится к технике боеприпасов и может быть использована для модернизации конструкции существующих артиллерийских снарядов или производства новых, применяемых при стрельбе из гладкоствольных танковых пушек.The utility model relates to ammunition technology and can be used to modernize the design of existing artillery shells or to produce new ones used when firing from smoothbore tank guns.

В настоящее время для стрельбы из танковых пушек применяются снаряды, имеющие обтюрирующие устройства в виде медных поясков, расположенных в кольцевых канавках в корпусе снаряда. При движении снаряда по каналу ствола обтюрирующие устройства взаимодействуют с внутренней поверхностью канала ствола и центрируют снаряд в его полости.At present, for firing from tank guns, shells are used that have obturator devices in the form of copper belts located in annular grooves in the shell body. When the projectile moves along the bore, obturating devices interact with the inner surface of the bore and center the projectile in its cavity.

При выстреле воздействие высокотемпературных продуктов горения порохового заряда на внутреннюю часть канала ствола приводит к термопластическому износу и температурному расширению канала ствола пушек. Температурное расширение ствола и износ увеличивается с каждым последующим выстрелом. Причем износ канала ствола происходит не равномерно по длине ствола, также этому процессу способствует электрохимическая коррозия стального ствола после взаимодействия с остатками меда (от обтюрирующих поясков) после выстрела.When fired, the impact of high-temperature combustion products of the powder charge on the inside of the barrel bore leads to thermoplastic wear and thermal expansion of the gun bore. Thermal expansion of the barrel and wear increases with each successive shot. Moreover, the wear of the barrel bore does not occur evenly along the length of the barrel, and this process is also facilitated by the electrochemical corrosion of the steel barrel after interaction with the remnants of honey (from obturating belts) after the shot.

Вследствие этого диаметр внутренней поверхности канала ствола, определяющий калибр оружия, становится больше, при этом происходит увеличение зазора Δ между обтюрирующим устройством снаряда и внутренней поверхностью канала ствола (фиг. 1), а в местах неравномерного износа канала ствола данный эффект приобретает более выраженный характер. В результате увеличиваются поперечные колебания снаряда и происходит дестабилизация снаряда при движении в канале ствола, снижение давления пороховых газов, эффективность выстрела. Ударное воздействие корпуса снаряда на ствол увеличивает его износ, снижает живучесть канала ствола. Кроме того, при выходе снарядов из канала ствола они приобретают большие углы нутации а (фиг. 1), движение снарядов на траектории становится менее устойчивым и, как следствие, внешнебаллистические характеристики оружия (начальная скорость снаряда, дальность стрельбы и точность) ухудшаются.As a result, the diameter of the inner surface of the bore, which determines the caliber of the weapon, becomes larger, while there is an increase in the gap Δ between the obturator of the projectile and the inner surface of the bore (Fig. 1), and in places of uneven wear of the bore, this effect becomes more pronounced. As a result, the transverse oscillations of the projectile increase and the projectile destabilizes when moving in the bore, the pressure of the powder gases decreases, and the effectiveness of the shot. The impact of the projectile body on the barrel increases its wear and reduces the survivability of the barrel bore. In addition, when the projectiles leave the bore, they acquire large nutation angles a (Fig. 1), the movement of the projectiles on the trajectory becomes less stable and, as a result, the external ballistic characteristics of the weapon (muzzle velocity, firing range and accuracy) deteriorate.

Ведущие устройства широко используются в конструкции артиллерийских снарядов (на пример в [1]), однако дополнительные элементы, стабилизирующие снаряд при движении в канале ствола путем компенсации температурного расширения и неравномерного износа ствола пушек до настоящего времени не использовались.Leading devices are widely used in the design of artillery shells (for example, in [1]), however, additional elements that stabilize the projectile while moving in the bore by compensating for thermal expansion and uneven wear of the gun barrel have not yet been used.

Близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является авиационный артиллерийский снаряд с устройством компенсации температурного расширения ствола пушки [2], содержащий корпус с кольцевыми канавками, баллистический наконечник, шашку, центрирующее утолщение, медный ведущий поясок, свинцовое уплотнительное кольцо и донный взрыватель, и снабженный устройством компенсации температурного расширения ствола пушки, выполненным в виде кольца из меди или полимера, установленного путем запрессовки в кольцевую выточку центрирующего утолщения.Close in technical essence to the proposed technical solution is an aviation artillery projectile with a device for compensating for the thermal expansion of the gun barrel [2], containing a body with annular grooves, a ballistic tip, a checker, a centering thickening, a copper leading belt, a lead sealing ring and a bottom fuse, and equipped with a device for compensating for the thermal expansion of the gun barrel, made in the form of a copper or polymer ring, installed by pressing a centering thickening into an annular groove.

Недостатком описанного боеприпаса является то, что наружный диаметр устройства компенсации температурного расширения канала ствола (передний обтюрирующий поясок) формируется при врезании в канал ствола и далее остается постоянным при движении. Диаметр же канала ствола вследствие неравномерного износа переменен по длине ствола, что приводит к появлению зазора между обтюрирующим пояском и каналом ствола и нарушению работы устройства компенсации.The disadvantage of the described ammunition is that the outer diameter of the device for compensating for the thermal expansion of the barrel bore (front obturator belt) is formed when cutting into the bore and then remains constant during movement. The diameter of the barrel bore due to uneven wear is variable along the length of the barrel, which leads to the appearance of a gap between the obturator band and the bore and disruption of the compensation device.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является артиллерийский снаряд с устройством стабилизации для гладкоствольной пушки [3], содержащий корпус снаряда с устройством стабилизации при движении в канале ствола, которое состоит из переднего и заднего обтюрирующих поясков, каждый из которых состоит из двух плоских колец подвижного металлического и полимерного упругодеформируемого в радиальном направлении жестко закрепленного.The closest in technical essence to the proposed technical solution is an artillery projectile with a stabilization device for a smoothbore gun [3], containing a projectile body with a stabilization device when moving in the bore, which consists of front and rear obturator belts, each of which consists of two flat movable metal and polymer rings, elastically deformable in the radial direction, rigidly fixed.

Недостатком данного боеприпаса является то, что ввиду низкой температуростойкости полимерного материала, из которого изготовлено плоское неподвижное полимерное кольцо, значительных давлений и температур, воздействующих на него со стороны пороховых газов, возможно прогорание полимерного кольца и пробой пороховых газов между стенками снаряда и внутренней поверхности ствола.The disadvantage of this ammunition is that due to the low temperature resistance of the polymer material from which the flat stationary polymer ring is made, the significant pressures and temperatures acting on it from the side of the powder gases, the polymer ring may burn out and the breakdown of the powder gases between the walls of the projectile and the inner surface of the barrel.

Проблемой, решаемой данной полезной моделью является недостаточная устойчивость движения снаряда в канале ствола вследствие температурного расширения и неравномерного износа канала ствола пушки, быстрого износа или прогорания полимерных обтюрирующих устройств.The problem solved by this utility model is the insufficient stability of the movement of the projectile in the bore due to thermal expansion and uneven wear of the gun bore, rapid wear or burnout of polymer obturator devices.

Данная проблема решается путем использования в конструкции снаряда устройства стабилизации при движении в канале ствола путем компенсации температурного расширения и неравномерного износа ствола танковой пушки, выполненным в виде переднего и заднего обтюрирующих поясков, задний обтюрирующий поясок представляет собой кольцо, изготовленное из полимерного материала с отверстиями, а передний обтюрирующий поясок состоит из выполненных за одно тарельчатого металлического кольца, изготовленного из мягкого металла, например меди и полимерного упругодеформируемого в радиальном направлении кольца, обращенных в сторону донной части снаряда и подвижного металлического кольца, при этом внешний диаметр заднего обтюрирующего пояска, тарельчатого металлического и полимерного упругодеформируемого в радиальном направлении кольца больше калибра снаряда.This problem is solved by using in the design of the projectile a stabilization device when moving in the bore by compensating for thermal expansion and uneven wear of the tank gun barrel, made in the form of front and rear obturator belts, the rear obturator belt is a ring made of polymer material with holes, and the front obturating belt consists of a plate-shaped metal ring made in one piece, made of soft metal, for example, copper and a polymer elastically deformable ring in the radial direction, facing the bottom of the projectile and a movable metal ring, while the outer diameter of the rear obturating belt, plate-shaped metal and polymer elastically deformable in the radial direction of the ring is larger than the caliber of the projectile.

На фиг. 2 изображено устройство стабилизации снаряда в канале ствола танковой пушки, состоящее из снаряда 1 с устройством стабилизации при движении в канале ствола танковой пушки 2. Устройство стабилизации снаряда в канале ствола танковой пушки состоит из переднего и заднего обтюрирующих поясков. Задний обтюрирующий поясок выполнен в виде кольца 3 из полимерного материала с сквозными отверстиями 4, выполненными параллельно оси снаряда. Отверстия предназначены для пропуска пороховых газов во внутренний объем между передним и задним обтюрирующими поясками, внутренней поверхностью канала ствола и наружной поверхностью снаряда, способствованию сгоранию кольца 3 и возникновению газового подвеса в полости между передним и задним обтюрирующими поясками, внутренней поверхностью канала ствола и наружной поверхностью снаряда. Передний обтюрирующий поясок состоит из выполненных за одно тарельчатого металлического кольца 5 и полимерного упругодеформируемого в радиальном направлении кольца 6 обращенных в сторону донной части снаряда, а также подвижного металлического кольца 7. На фиг. 3-5 поясняется работа устройства стабилизации снаряда в канале ствола танковой пушки.In FIG. 2 shows a device for stabilizing a projectile in the bore of a tank gun, consisting of a projectile 1 with a stabilization device when moving in the bore of a tank gun 2. The device for stabilizing a projectile in the bore of a tank gun consists of front and rear obturator belts. The rear obturating belt is made in the form of a ring 3 made of a polymeric material with through holes 4 made parallel to the axis of the projectile. The holes are designed to pass powder gases into the internal volume between the front and rear obturator bands, the inner surface of the barrel bore and the outer surface of the projectile, to facilitate the combustion of ring 3 and the occurrence of a gas suspension in the cavity between the front and rear obturator bands, the inner surface of the barrel bore and the outer surface of the projectile . The front obturating belt consists of a plate-shaped metal ring 5 made in one piece and a polymer ring 6 elastically deformable in the radial direction facing the bottom of the projectile, as well as a movable metal ring 7. In Fig. 3-5, the operation of the projectile stabilization device in the bore of a tank gun is explained.

В исходном положении (фиг. 2) наружный диаметр заднего полимерного обтюрирующего кольца и наружный диаметр выполненных за одно тарельчатого металлического кольца 5 и полимерного упругодеформируемого в радиальном направлении кольца 6 больше диаметра канала ствола, что обеспечивает начальную обтюрацию в процессе заряжания снаряда в танковую пушку.In the initial position (Fig. 2), the outer diameter of the rear polymer obturation ring and the outer diameter of the plate-shaped metal ring 5 and the polymer elastically deformable ring 6 made in one piece are greater than the diameter of the barrel bore, which ensures the initial obturation in the process of loading the projectile into the tank gun.

При выстреле, под действием сил давления пороховых газов снаряд 1 совершает ускоренное поступательное движение (V) вдоль канала ствола 2. При этом пороховые газы Р_Г воздействуют на торцовую часть заднего обтюрирующего пояска и через отверстия 4 в нем попадают в полость между передним, задним обтюрирующими поясками и внутренней поверхностью канала ствола, наружной поверхностью снаряда. Через определенный промежуток времени задний обтюрирующий поясок 3 под воздействием пороховых газов сгорает, однако за счет образовавшегося в полости между передним обтюрирующим пояском, внутренней поверхностью канала ствола и наружной поверхностью снаряда давления пороховых газов образуется эффект газового подвеса, снаряд сохранит центрирование в канале ствола.When fired, under the action of the pressure forces of the powder gases, the projectile 1 performs an accelerated translational motion (V) along the bore 2. In this case, the powder gases R _G act on the end part of the rear obturator belt and through the holes 4 in it enter the cavity between the front, rear obturator belts and the inner surface of the bore, the outer surface of the projectile. After a certain period of time, the rear obturator band 3 burns out under the influence of powder gases, however, due to the powder gas pressure formed in the cavity between the front obturator band, the inner surface of the bore and the outer surface of the projectile, the effect of gas suspension is formed, the projectile will retain centering in the bore.

В то же время под действием сил инерции (Р) подвижное металлическое кольцо 7 переднего обтюрирующего пояска совершит поступательное движение Р в сторону, противоположную направлению движению снаряда 1, воздействует на полимерное упругодеформируемое в радиальном направлении кольцо 6, сжимает его, а также воздействует в осевом направлении на тарельчатое металлическое кольцо 5 (фиг. 4) в противоположном движению снаряда направлении, что способствует раскрытию тарельчатого металлического кольца 5 - увеличению его наружного диаметра.At the same time, under the action of inertia forces (P), the movable metal ring 7 of the front obturating belt will make a translational movement P in the direction opposite to the direction of movement of the projectile 1, acts on the polymer elastically deformable ring 6 in the radial direction, compresses it, and also acts in the axial direction on the plate-shaped metal ring 5 (Fig. 4) in the direction opposite to the movement of the projectile, which contributes to the opening of the plate-shaped metal ring 5 - an increase in its outer diameter.

Раскрытию тарельчатого металлического кольца 5 также будет способствовать воздействие давления пороховых газов со стороны донной части снаряда, что в итоге повлечет более плотное прижатие торцовой части тарельчатого металлического кольца 5 к внутренним стенкам канала ствола 2 танковой пушки. При этом полимерное упругодеформируемое в радиальном направлении кольцо 6 под воздействием подвижного металлического кольца будет стремиться расшириться в радиальном направлении, температурное воздействие пороховых газов увеличит пластичность полимера, что в итоге приведет к заполнению возможных дефектов в канале ствола, которые не были перекрыты тарельчатым металлическим кольцом 5, материалом полимерного упругодеформируемого в радиальном направлении кольца 6. В результате в процессе выстрела осуществляется прижим тарельчатого металлического кольца 5 к внутренней поверхности канала ствола, а в случае возникновения не перекрытых зазоров заполнение их материалом полимерного упругодеформируемого в радиальном направлении кольца 6, что позволяет гарантированно компенсировать неравномерности износа канала ствола 2 танковой пушки, не допустить пробития пороховых газов за передний обтюрирующий поясок, максимально эффективному использованию энергии пороховых газов, увеличению устойчивости движения снаряда в канале ствола при выстреле (фиг. 5).The opening of the poppet-shaped metal ring 5 will also be facilitated by the pressure of powder gases from the side of the bottom of the projectile, which will ultimately lead to a tighter pressing of the end part of the poppet-shaped metal ring 5 to the inner walls of the barrel bore 2 of the tank gun. In this case, the polymer ring 6, which is elastically deformable in the radial direction, under the influence of the movable metal ring, will tend to expand in the radial direction; the material of the polymer elastically deformable in the radial direction of the ring 6. As a result, during the shot, the plate-shaped metal ring 5 is pressed against the inner surface of the barrel bore, and in the event of uncovered gaps, they are filled with the material of the polymer elastically deformable in the radial direction of the ring 6, which makes it possible to compensate for uneven wear bore 2 of the tank gun, to prevent the penetration of powder gases behind the front obturator belt, the most efficient use of the energy of powder gases, increasing the stability of the movement projectile in the bore when fired (Fig. 5).

Использование разработанного устройства позволит компенсировать неравномерный износ внутренней поверхности канала ствола танковой пушки и температурное расширение, в результате чего увеличивается устойчивость движения снаряда в канале ствола при выстреле, эффективность использования энергии пороховых газов.The use of the developed device will make it possible to compensate for the uneven wear of the inner surface of the tank gun bore and thermal expansion, as a result of which the stability of the movement of the projectile in the bore when fired, the efficiency of using the energy of powder gases increases.

ЛитератураLiterature

1. Боеприпасы к авиационным пушкам и пулеметам. / Справочное пособие для специалистов войсковых частей М.: Военное издательство МО СССР 1997 г.1. Ammunition for aircraft guns and machine guns. / Reference manual for specialists of military units M .: Military publishing house of the USSR Ministry of Defense, 1997

2. Патент РФ №2357199, кл. F42B 14/02.2. RF patent No. 2357199, class. F42B 14/02.

3. Патент РФ №192402, кл. F42B 14/02.3. RF patent No. 192402, class. F42B 14/02.

Claims (1)

Артиллерийский снаряд, содержащий корпус с кольцевыми канавками, устройство стабилизации снаряда в канале ствола танковой пушки, выполненного в виде переднего и заднего обтюрирующих поясков, отличающийся тем, что задний обтюрирующий поясок выполнен в виде кольца, изготовленного из полимерного материала с отверстиями, а передний обтюрирующий поясок состоит из выполненных за одно тарельчатого металлического кольца, изготовленного из мягкого металла и полимерного упругодеформируемого в радиальном направлении кольца, обращенных в сторону донной части снаряда, а также подвижного металлического кольца, при этом внешний диаметр заднего обтюрирующего пояска, тарельчатого металлического и полимерного упругодеформируемого в радиальном направлении кольца больше калибра снаряда.Artillery projectile containing a body with annular grooves, a projectile stabilization device in the bore of a tank gun, made in the form of front and rear obturator bands, characterized in that the rear obturator band is made in the form of a ring made of a polymer material with holes, and the front obturator band consists of a plate-shaped metal ring made in one piece, made of soft metal and a polymer elastically deformable ring in the radial direction, facing towards the bottom of the projectile, as well as a movable metal ring, while the outer diameter of the rear obturator belt, plate-shaped metal and polymer elastically deformable in the radial direction rings are larger than the caliber of the projectile.

Images