RU2154796C1 - Charge to artillery gun - Google Patents

Abstract

FIELD: ammunition, in particular, design of artillery charges of grain powders. SUBSTANCE: in the known charge the weighed portion of grain powder is formed with a gravimetric density of not less than 0.36 of the powder density; the grains of the weighed portion are made with relation between the diameter of the ducts and the thickness of the burning arch equal to 0.31 to 1.22. EFFECT: enhanced safety of the rate growth of pressure of powder gases, enhanced stability of burning and lower spread of shell muzzle velocities, enhanced close grouping of shots by 20 to 22%. 2 dwg

Description

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к конструкции артиллерийских зарядов, и может найти широкое применение при производстве артиллерийских зарядов из зерненых порохов. The invention relates to ammunition, in particular to the design of artillery charges, and can find wide application in the production of artillery charges from granular gunpowders.

Особенность зарядов из зерненых порохов состоит в том, что они применяются для комплектации выстрелов как унитарного, так и раздельно-гильзового заряжания. При этом, известно что особенностью зерненых порохов является наличие в зернах внутренних каналов. The peculiarity of charges from granular powders is that they are used to complete shots of both unitary and separate-shell loading. Moreover, it is known that the peculiarity of granular powders is the presence of internal channels in the grains.

Известен заряд к минометному выстрелу (см. Шагов Ю.В. "Взрывчатые вещества и пороха" МО СССР, М., 1976 г., с. 114-115), состоящий из навески ленточного пороха. The charge for a mortar shot is known (see Stepov Yu.V. "Explosives and gunpowder" of the USSR Ministry of Defense, M., 1976, p. 114-115), consisting of a sample of belt gunpowder.

Такие заряды, содержащие навеску ленточного пороха, позволяют обеспечить надежное функционирование боеприпасов в минометных орудиях, т.е. короткоствольных артиллерийских системах и работающих при небольших давлениях. Such charges containing a weight of gunpowder, ensure the reliable functioning of ammunition in mortar guns, i.e. short-barreled artillery systems and operating at low pressures.

Недостатком этого технического решения, как показывает практика, является сложность применения таких зарядов для артиллерийских систем, имеющих большую длину ствола (пушки, гаубицы). То есть, ленточные пороха, имея большую начальную поверхность горения, обеспечивают при движении снаряда по каналу значительной длины (порядка 45-30 калибров) максимальное давление в каморе орудия, которое может достигнуть величины, опасной для прочности ствола. The disadvantage of this technical solution, as practice shows, is the difficulty of using such charges for artillery systems having a long barrel length (guns, howitzers). That is, the tape gunpowder, having a large initial combustion surface, provides when the projectile moves along a channel of considerable length (about 45-30 calibers), the maximum pressure in the chamber of the gun, which can reach a value that is dangerous to the strength of the barrel.

Задачей данного технического решения являлось создание заряда, работающего при небольших давлениях для короткоствольных систем без предъявления требования по функционированию в длинноствольных артиллерийских системах при больших давлениях. The objective of this technical solution was to create a charge operating at low pressures for short-barreled systems without presenting a requirement for functioning in long-barreled artillery systems at high pressures.

Общим признаком с предлагаемой авторами конструкцией заряда является наличие навески пороха. A common sign with the design of the charge proposed by the authors is the presence of a sample of gunpowder.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является заряд, содержащий навеску зерненого пороха (см. Жуков И.И. и др. "Артиллерийское вооружение", М., 1975 г., с. 55), принятый авторами за прототип. The closest in technical essence and the achieved technical result is a charge containing a sample of granular gunpowder (see Zhukov II and other "Artillery weapons", M., 1975, p. 55), adopted by the authors as a prototype.

Как видно из этого технического решения, применение зерненых порохов в заряде обеспечивает максимальное рабочее давление в расчетных пределах в каморе ствола длиной 45-50 калибров. As can be seen from this technical solution, the use of granular powders in the charge provides the maximum working pressure within the design limits in the barrel chamber with a length of 45-50 calibers.

К причинам, препятствующим достижению указанного технического результата при использовании известного заряда, принятого авторами за прототип, относится то, что максимальное рабочее давление пороховых газов в расчетных пределах обеспечивается за счет применения в заряде зерненого пороха, но при этом не обеспечивается в достаточной степени безопасная скорость нарастания давления, требуемая стабильность горения и малый разброс начальных скоростей снаряда. The reasons that impede the achievement of the specified technical result when using the known charge adopted by the authors for the prototype include the fact that the maximum working pressure of the powder gases in the calculated range is ensured by the use of granular powder in the charge, but the rate of rise is not sufficiently safe pressure, the required stability of combustion and a small dispersion of the initial velocity of the projectile.

Таким образом, задачей данного технического решения (прототипа) является обеспечение максимального давления в расчетных пределах без обеспечения безопасной скорости нарастания давления пороховых газов, требуемой стабильности горения и малого разброса начальных скоростей снаряда. Thus, the objective of this technical solution (prototype) is to provide maximum pressure in the design limits without ensuring a safe rate of increase of pressure of the powder gases, the required stability of combustion and a small dispersion of the initial velocity of the projectile.

Общим признаком с предлагаемым авторами зарядом является наличие навески зерненого пороха. A common sign with the charge proposed by the authors is the presence of a sample of granulated gunpowder.

В отличие от прототипа в предлагаемом авторами заряде навеска пороха сформирована с гравиметрической плотностью не менее 0,36 плотности пороха, при этом зерна навески выполнены с соотношением диаметра каналов к толщине горящего свода равным 0,31-1,22. Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом. Unlike the prototype, in the charge proposed by the authors, the gunpowder sample is formed with a gravimetric density of not less than 0.36 gunpowder density, while the sample grain is made with a ratio of channel diameters to burning arch thickness of 0.31-1.22. It is this that allows us to conclude that there is a causal relationship between the totality of the essential features of the claimed technical solution and the achieved technical result.

Указанные признаки, отличительные от прототипа и на которые распространяется испрашиваемый обьем правовой охраны, во всех случаях достаточны. The indicated features distinguishing from the prototype and to which the requested scope of legal protection applies are sufficient in all cases.

Задачей предполагаемого изобретения является создание заряда к артиллерийскому орудию, обеспечивающего безопасную скорость нарастания давления, требуемую стабильность горения и малый разброс начальных скоростей снаряда. The objective of the proposed invention is the creation of a charge to an artillery gun, providing a safe rate of increase in pressure, the required stability of combustion and a small dispersion of the initial velocity of the projectile.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном заряде, содержащем навеску зерненого пороха, особенность заключается в том, что навеска пороха сформирована с гравиметрической плотностью не менее 0,36 плотности пороха, при этом зерна навески выполнены с соотношением диаметра каналов к толщине горящего свода равным 0,31-1,22. The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in a known charge containing a sample of granular gunpowder, the peculiarity is that the sample of gunpowder is formed with a gravimetric density of at least 0.36 gunpowder density, while the grain of the sample is made with a ratio of channel diameter to thickness burning arch equal to 0.31-1.22.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между ними позволяют, в частности, за счет:
- формирования навески пороха с гравиметрической плотностью не менее 0,36 плотности пороха обеспечить безопасную скорость нарастания давления в каморе артиллерийского орудия. Известно, что гравиметрическая плотность характеризует массу заряда при заданном объеме и заданной плотности пороха определяемой формой, размерами зерен и плотностью их размещения в навеске. В навеске пороха, сформированной с гравиметрической плотностью менее 0,36 плотности пороха, в начальный момент воспламенения заряда чрезмерная скорость распространения форса огня в межзерновом пространстве приводит к резкому росту давления пороховых газов с последующим быстрым распадом и дроблением пороховых зерен. При этом максимальное давление пороховых газов выходит за пределы допустимого, что может вызвать нарушение прочности, ствола и разрушение артиллерийской системы;
выполнения зерен навески с соотношением диаметра каналов к толщине горящего свода равным 0,31-1,22 обеспечить заданную стабильность горения зарядам, как следствие малый разброс начальных скоростей снаряда. При выполнении зерен навески с соотношением диаметра каналов к толщине горящего свода мене 0,31 в момент воспламенения зерна пороха, когда давление в каморе орудия незначительное и скорость горения невысока, вследствие невозможности прохождения форса огня через каналы пороховых зерен на всю длину, происходит регрессивное горение. Это крайне нежелательное явление приводит к значительному падению рабочего давления и как следствие к уменьшению начальных скоростей снаряда и заданной дальности стрельбы.A new set of structural elements, as well as the presence of connections between them, allow, in particular, due to:
- the formation of a sample of gunpowder with a gravimetric density of at least 0.36 gunpowder density to ensure a safe rate of increase in pressure in the chamber of the artillery gun. It is known that gravimetric density characterizes the mass of a charge for a given volume and a given powder density determined by the shape, grain size and density of their placement in the sample. In a sample of gunpowder formed with a gravimetric density of less than 0.36 gunpowder density, at the initial moment of ignition of the charge, the excessive propagation speed of the force of fire in the intergranular space leads to a sharp increase in the pressure of the powder gases with subsequent rapid decay and crushing of the powder grains. In this case, the maximum pressure of the powder gases is beyond the permissible, which can cause a violation of the strength of the barrel and the destruction of the artillery system;
the implementation of the grain grains with a ratio of the diameter of the channels to the thickness of the burning arch equal to 0.31-1.22 to provide the specified stability of the burning charges, as a result of a small spread of the initial velocity of the projectile. When grains of a sample with a ratio of the diameter of the channels to the thickness of the burning arch are less than 0.31 at the moment of ignition of the gunpowder grain, when the pressure in the gun chamber is insignificant and the burning rate is low, due to the impossibility of the force of fire passing through the channels of the powder grains to the full length, regression combustion occurs. This extremely undesirable phenomenon leads to a significant drop in working pressure and, as a result, to a decrease in the initial velocity of the projectile and the given firing range.

При выполнении зерен навески с соотношением диаметра каналов к толщине горящего свода более 1,22 происходит значительное увеличение поверхности горения с преждевременным разрушением пороховых зерен, что приводит к нестабильности горения заряда в целом. Это вызывает значительные колебания рабочих давлений и как следствие разброс начальных скоростей снаряда с ухудшением кучности стрельбы. When performing grain samples with a ratio of the diameter of the channels to the thickness of the burning arch more than 1.22 there is a significant increase in the combustion surface with premature destruction of the powder grains, which leads to instability of the combustion of the charge as a whole. This causes significant fluctuations in working pressures and, as a consequence, a spread in the initial velocity of the projectile with a deterioration in the accuracy of fire.

Вышеуказанные признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и не известны из уровня техники в процессе проведения патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизны". The above features distinguishing the proposed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions and are not known from the prior art in the process of conducting patent research, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "novelty."

Исследуя уровень техники в ходе проведения патентного поиска по всем видам сведений, доступных в странах бывшего СССР и зарубежных странах, обнаружено, что предлагаемое техническое решение явным образом не следует из известного на сегодня уровня техники, следовательно, можно сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень". Studying the level of technology during the patent search on all types of information available in the countries of the former USSR and foreign countries, it was found that the proposed technical solution does not explicitly follow from the prior art, therefore, we can conclude that the criterion of "inventive step" "

Сущность изобретения заключается в том, что заряд к артиллерийскому орудию, содержащий навеску зерненого пороха, в отличие от прототипа, согласно изобретению имеет навеску пороха, сформированную с гравиметрической плотностью не менее 0,36 плотности пороха, при этом зерна навески выполнены с соотношением диаметра каналов к толщине горящего свода равным 0,31-1,22. The essence of the invention lies in the fact that the charge to an artillery gun containing a sample of granular gunpowder, in contrast to the prototype, according to the invention has a sample of gunpowder formed with a gravimetric density of at least 0.36 gunpowder density, while the grain of the sample is made with a ratio of channel diameters to the thickness of the burning arch is equal to 0.31-1.22.

На фиг.1 изображена навеска пороха; на фиг.2 - зерно навески с диаметром канала d и толщиной горящего свода 2е₁.Figure 1 shows a sample of gunpowder; figure 2 - grain samples with a channel diameter d and the thickness of the burning arch 2E ₁ .

Вышеописанное устройство работает следующим образом. The above device operates as follows.

Заряд размещают в каморе орудия. После срабатывания средства воспламенения форс огня поступает в навеску и омывает как наружную поверхность, так и проникает во внутренние каналы зерен, при этом происходит воспламенение заряда с обеспечением требуемой скорости нарастания давления в каморе орудия и заданной стабильности горения. The charge is placed in the gun chamber. After the ignition means is activated, the force of the fire enters the hitch and bathes both the outer surface and penetrates into the internal channels of the grains, while the ignition of the charge occurs, ensuring the required rate of increase in pressure in the gun chamber and the desired combustion stability.

Выполнение заряда в соответствии с изобретением уменьшает разброс начальных скоростей снаряда и как следствие повышает кучность стрельбы на 20-22%, за счет оптимального значения гравиметрической плотности пороха навески, а также оптимальных конструкторских параметров зерен навески, обеспечивающих требуемую стабильность горения навески пороха и тем самым стабильные баллистические характеристики, что существенно повышает эффективность стрельбы в целом. The charge in accordance with the invention reduces the dispersion of the initial velocity of the projectile and as a result increases the accuracy of firing by 20-22%, due to the optimal gravimetric density of the gunpowder powder, as well as the optimal design parameters of the grains of the sample, providing the required stability of the combustion of the sample powder and thereby stable ballistic characteristics, which significantly increases the overall shooting efficiency.

Изобретение может быть использовано при разработке различных зарядов, в том числе для артиллерийских выстрелов. The invention can be used in the development of various charges, including for artillery rounds.

Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов зарядов, выполненных в соответствии с изобретением. The indicated positive effect is confirmed by tests of prototypes of charges made in accordance with the invention.

В настоящее время разработана конструкторская документация, проведены государственные испытания, намечено серийное производство. At present, design documentation has been developed, state tests have been carried out, and mass production is scheduled.

Claims (1)

Заряд к артиллерийскому орудию, содержащий навеску зерненого пороха, отличающийся тем, что навеска пороха сформирована с гравиметрической плотностью не менее 0,36 плотности пороха, при этом зерна навески выполнены с соотношением диаметра каналов к толщине горящего свода, равным 0,31 - 1,22. A charge for an artillery gun containing a sample of granular gunpowder, characterized in that the sample of gunpowder is formed with a gravimetric density of at least 0.36 gunpowder density, while the grain of the gun is made with a ratio of the diameter of the channels to the thickness of the burning arch, equal to 0.31 - 1.22 .

Images