RU2382325C2 - Artillery projectile for rifled gun - Google Patents

Abstract

FIELD: weapons.

SUBSTANCE: invention relates to ammunition aerodynamically neutral spin stabilised projectiles. Projectile drive belt is made from steel and represents circular ledges separated by circular grooves, the belt being integrated with casing. Belt width does not exceed the width of similar copper drive belt of standard projectile. Circular ledge cross section features square or trapezoidal shape with profile angle not exceeding 40° and circular groove depth exceeding 1.05 to 2.5 times of drive belt work height. Note that maximum static force required to produce said steel vs that for copper drive belts does not exceed 1.2 ratio.

EFFECT: increased range of fire at projectile standard sizes.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно к артиллерийским снарядам, стабилизируемым вращением.The invention relates to ammunition, and more particularly to rotation-stabilized artillery shells.

Как показывает практика, возможности повышения эффективности нарезной артиллерии, связанные с увеличением дальности стрельбы, в значительной степени ограничиваются прочностью сформировавшихся боевых выступов на ведущем пояске при движении снаряда в канале ствола и надежностью закрепления пояска на корпусе во время полета снаряда.As practice shows, the possibilities of increasing the effectiveness of rifled artillery associated with an increase in the firing range are largely limited by the strength of the formed combat protrusions on the leading belt when the projectile moves in the barrel and the reliability of securing the belt on the hull during the flight of the projectile.

В качестве материала для ведущего устройства применяется в основном красная медь, что можно считать эталонным.As the material for the master device, mainly red copper is used, which can be considered a reference.

Увеличение мощности дальнобойной артиллерии вынудило поставить вопрос о применении более прочных материалов для ведущих поясков. В связи с этим появились снаряды с поясками из никелевой меди и из более прочного и дешевого мягкого железа (см. книгу Г.М. Третьяков. «Боеприпасы артиллерии». Воениздат, М, 1940, с.187-188).The increase in the power of long-range artillery forced to raise the question of the use of more durable materials for leading belts. In this regard, there were shells with belts made of nickel copper and of more durable and cheaper soft iron (see the book by G. M. Tretyakov. “Ammunition of artillery.” Military Publishing House, M, 1940, p. 188-188).

Ведущие пояски ряда современных снарядов изготавливаются из высокопрочных термостойких термопластов. Такие ведущие пояски уменьшают износ канала ствола, увеличивают начальную скорость снаряда, стабилизируют внутрибаллистические характеристики патронов. Главное, что пластмассовые пояски дешевле медных и стальных, получаемых методом порошковой металлургии (см. книгу В.И.Бакалов, Е.А.Слуцкий. «Современные малокалиберные пушки стран армий НАТО». М., 1990, с.180).The leading belts of a number of modern shells are made of high-strength heat-resistant thermoplastics. Such leading belts reduce wear on the bore, increase the initial velocity of the projectile, and stabilize the ballistic characteristics of the cartridges. The main thing is that plastic belts are cheaper than copper and steel, obtained by powder metallurgy (see the book by V. I. Bakalov, E. A. Slutsky. “Modern small-caliber guns of the countries of the NATO armies.” M., 1990, p. 180).

Общим конструктивным недостатком известных снарядов с указанными ведущими поясками является наличие на их наружной поверхности концентратора напряжений в виде глубокой относительной толщины стенки снаряда кольцевой канавки, служащей для закрепления данных поясков.A common structural drawback of the known shells with the said leading belts is the presence on their outer surface of the stress concentrator in the form of a deep relative thickness of the shell wall of the annular groove, which serves to fix these belts.

Как правило, указанные канавки располагаются в наиболее нагруженной при выстреле придонной части снаряда, что неизбежно приводит к повышенной деформации серединной поверхности оболочки снаряда в зоне ведущего пояска и, как следствие этого, нежелательной ее вибрации в момент покидания снаряда ствола орудия в результате быстрого снятия нагрузок и появления обратных по знаку напряжений и деформаций. Это увеличивает начальные нутационные колебания снаряда и его аэродинамическое сопротивление, что негативно впоследствии сказывается на максимальной дальности стрельбы и кучности боя.As a rule, these grooves are located in the bottom part of the projectile most loaded during firing, which inevitably leads to increased deformation of the middle surface of the shell of the shell in the zone of the driving belt and, as a result, of its unwanted vibration at the moment of leaving the shell of the gun as a result of rapid removal of loads and the appearance of reverse sign of stress and strain. This increases the initial nutational oscillations of the projectile and its aerodynamic drag, which subsequently affects the maximum firing range and accuracy of the battle.

Известен принятый за прототип патрон по патенту RU 2206053, МПК F41B 5/02, приор. 29.03.2002, содержащий снаряд с медным ведущим пояском. Для закрепления ведущего пояска на корпусе снаряда выполнена специальная кольцевая канавка. Недостатком данной конструкции является наличие в корпусе указанной канавки, снижающей прочность наиболее нагруженной при выстреле части корпуса. Кроме того, из-за выполнения наружной поверхности ведущего пояска гладкой при выстреле в запоясковой части снаряда формируется «бахрома» из материала пояска, способная разворачиваться пороховыми газами в период последействия в асимметричную «звездочку», уменьшая, тем самым, дальность полета и кучность боя. Кроме того, при выходе из канала ствола снаряд своей «бахромой» также может неравномерно цеплять за нарезы дульной части ствола, вызывая дополнительные и нежелательные нутационные возмущения, негативным образом влияющие на указанные выше показатели эффективности. Наличие ведущего пояска, как отдельного элемента снаряда, и операций, связанных с его изготовлением и монтажом, увеличивают трудоемкость изготовления корпуса снаряда. К недостаткам данной конструкции относятся также высокая стоимость используемой в ведущем пояске дефицитной меди, возможность демонтажа пояска за дульным срезом, трудность контроля качества крепления пояска и утилизации снарядов.Known adopted for the prototype cartridge according to patent RU 2206053, IPC F41B 5/02, prior. 03/29/2002, containing a shell with a copper lead belt. To fix the leading belt on the shell of the shell made a special annular groove. The disadvantage of this design is the presence in the body of the specified groove, which reduces the strength of the most loaded part of the body when fired. In addition, due to the outer surface of the leading belt being smooth when fired, a “fringe” is formed from the material of the belt, which is able to unfold with powder gases during the aftereffect into an asymmetric “star” during firing, thereby reducing the flight range and the accuracy of the battle. In addition, when exiting the bore, a projectile with its “fringe” can also unevenly cling to the muzzle of the barrel, causing additional and undesirable nutational disturbances that negatively affect the above performance indicators. The presence of a leading belt, as a separate element of the shell, and operations associated with its manufacture and installation, increase the complexity of manufacturing the shell body. The disadvantages of this design also include the high cost of the scarce copper used in the leading belt, the possibility of dismantling the belt behind the muzzle, the difficulty in controlling the quality of the fastening of the belt and disposal of shells.

Так, для стрельбы из гранатомета АГС-30 ранее применялись выстрелы ГПД-30 с осколочно-фугасной гранатой. Для придания гранате гироскопической устойчивости она традиционно снабжена медным ведущим пояском. Поясок имеет ширину 2,8 мм, а его фиксация на корпусе гранаты осуществляется путем запрессовки в специально выполненную канавку глубиной 1,5 мм, что составляет 0,4 толщины стенки корпуса гранаты. Вынужденное утонение указанной стенки приводило к значительному повышению деформации серединной поверхности оболочки гранаты в зоне ведущего пояска и, как следствие этого, к образованию на пояске длинной «бахромы», уменьшающей дальность стрельбы и ухудшающей показатели кучности боя. Максимальная дальность стрельбы гранатой указанной конструкции составляла 2100 м, что на 100 м меньше аналогичной дальности лучших зарубежных гранатометов.So, for firing from an AGS-30 grenade launcher, GPD-30 shots with a high-explosive fragmentation grenade were previously used. To give the grenade gyroscopic stability, it is traditionally equipped with a copper lead belt. The belt has a width of 2.8 mm, and its fixation on the grenade body is carried out by pressing into a specially made groove 1.5 mm deep, which is 0.4 of the wall thickness of the grenade body. The forced thinning of this wall led to a significant increase in the deformation of the middle surface of the grenade shell in the zone of the leading belt and, as a result, to the formation of a long “fringe” on the belt, which reduces the firing range and worsens the accuracy of the battle. The maximum range of a grenade of this design was 2100 m, which is 100 m less than the same range of the best foreign grenade launchers.

Основной задачей изобретения является повышение максимальной дальности стрельбы при условии сохранения габаритных размеров штатного снаряда, в частности, ширины его ведущего пояска, а главное - живучести канала ствола.The main objective of the invention is to increase the maximum firing range while maintaining the overall dimensions of the standard projectile, in particular, the width of its leading belt, and most importantly - the survivability of the barrel.

Технический результат достигается тем, что в артиллерийском снаряде к нарезному оружию, содержащем стальной корпус и ведущий поясок:The technical result is achieved by the fact that in an artillery shell to a rifled weapon containing a steel body and a leading belt:

- ведущий поясок составляет с корпусом единое целое и выполнен в виде кольцевых выступов, разделенных кольцевыми канавками;- the lead belt is integral with the body and is made in the form of annular protrusions separated by annular grooves;

- ширина стального ведущего пояска не более ширины аналогичного медного ведущего пояска штатного снаряда;- the width of the steel lead belt is not more than the width of a similar copper lead belt of a standard projectile;

- кольцевые выступы в продольном сечении имеют прямоугольную или трапецеидальную форму с углом профиля не более 40°;- annular protrusions in a longitudinal section have a rectangular or trapezoidal shape with a profile angle of not more than 40 °;

- глубина кольцевых канавок в 1,05-2,5 больше рабочей высоты ведущего пояска;- the depth of the annular grooves of 1.05-2.5 is greater than the working height of the driving belt;

- отношение максимальных статических усилий, затрачиваемых на формирование рабочих выступов стального и медного поясков не превышает 1,2;- the ratio of the maximum static efforts spent on the formation of the working protrusions of the steel and copper belts does not exceed 1.2;

- на поверхность стального ведущего пояска нанесено антифрикционное покрытие.- an antifriction coating is applied to the surface of the steel driving belt.

Изобретение поясняется графическими материалами, где:The invention is illustrated by graphic materials, where:

на фиг.1 показан артиллерийский снаряд к нарезному оружию с частичным выровом по месту расположения, например, двугребенчатого пояска трапецеидальной формы;figure 1 shows an artillery shell for rifled weapons with a partial cut-out at the location, for example, a two-ribbed trapezoidal belt;

на фиг.2 показан в увеличенном масштабе фрагмент корпуса снаряда.figure 2 shows on an enlarged scale a fragment of the shell of the shell.

Предлагаемый артиллерийский снаряд состоит из корпуса 1 и последовательно выполненных на нем и соосно с ним кольцевых выступов 2 (гребней), разделенных кольцевыми канавками 3. При этом ширина 4 стального гребенчатого пояска соответствует ширине аналогичного медного ведущего пояска штатного снаряда, а отношение максимальных статических усилий, затрачиваемых на формирование рабочих выступов стального и медного ведущих поясков, не превышает 1,2. Кроме того, глубина 5 кольцевых канавок не меньше рабочей высоты 6 ведущего пояска, а объем каждой канавки выбран из условия свободного размещения в них вытесняемого при выстреле во время формирования ведущих выступов 2 материала гребней. Для дополнительного снижения износа ствола на поверхность стального ведущего пояска наносится антифрикционное покрытие. Гребенчатый ведущий поясок может изготавливаться из материала корпуса как резанием, так и альтернативным резанию способом, а именно пластическим деформированием, в частности, холодным накатыванием с помощью ролика.The proposed artillery shell consists of a casing 1 and annular protrusions 2 (ridges) sequentially executed on it and coaxially with it, separated by annular grooves 3. Moreover, the width 4 of the steel comb belt corresponds to the width of a similar copper lead belt of a standard projectile, and the ratio of maximum static forces spent on the formation of the working protrusions of the steel and copper leading belts does not exceed 1.2. In addition, the depth of 5 annular grooves is not less than the working height 6 of the driving belt, and the volume of each groove is selected from the condition of free placement of the ridges material displaced during the formation of the leading protrusions 2 during the formation of leading ridges. To further reduce barrel wear, an antifriction coating is applied to the surface of the steel drive belt. The ridge leading belt can be made of the body material either by cutting or by alternative cutting methods, namely plastic deformation, in particular, cold rolling using a roller.

Устройство работает следующим образом. После прохождения гребенчатым ведущим пояском пульного входа канала ствола боевая грань нарезов последовательно вдавливается в гребни 2, образуя на них ведущие выступы формой, ответной нарезам канала ствола. Вытесняемый полем нарезов материал гребней свободно размещается в соответствующем месте кольцевых канавок 3, обеспечивая, тем самым, образование «бахромы» минимальной длины, что является одним из необходимых условий для вылета снаряда из ствола с минимальными возмущениями, а следовательно, возможностью увеличения дальности стрельбы.The device operates as follows. After the combed leading belt passes through the bullet hole of the barrel channel, the battle face of the rifling is successively pressed into ridges 2, forming leading protrusions on them with a shape corresponding to the rifling of the barrel channel. The ridge material displaced by the rifling field is freely placed in the corresponding place of the annular grooves 3, thereby ensuring the formation of a “fringe” of minimum length, which is one of the necessary conditions for the projectile to escape from the barrel with minimal disturbances, and hence the possibility of increasing the firing range.

Введение указанных технических решений, например, в конструкцию штатного 30-мм гранатометного выстрела ГПД-30 обеспечило при сохранении живучести ствола гранатомета АГС-30 увеличение максимальной дальности стрельбы, в сравнении со штатным образцом, на ~100 м, ликвидировав отставание отечественного гранатометного комплекса АГС-30 от лучших зарубежных, аналогов по одной из главных тактико-технических характеристик - максимальной дальности стрельбы. Достигнуто это путем замены медного ведущего пояска шириной 2,8 мм на сопоставимый с ним по ширине двугребенчатый стальной ведущий поясок, выполненный непосредственно из материала корпуса гранаты - стали 20. При этом, кольцевые выступы в продольном сечении имеют вид равнобокой трапеции с углом профиля 35°, глубина кольцевых канавок превышает рабочую высоту ведущего пояска в 1,5 раза, а усилия статического продавливания медного и стального гребенчатого поясков через канал ствола на участке формирования ведущих выступов составляют 1500 и 1600 кгс соответственно. При нанесении на поверхность стального пояска антифрикционного покрытия максимальное усилие статического продавливания снижается как минимум до 1300 кг, что, как показала практика, благоприятно сказывается на живучести канала ствола.The introduction of the indicated technical solutions, for example, in the design of the standard 30-mm grenade launcher GPD-30 provided, while maintaining the survivability of the barrel of the AGS-30 grenade launcher, an increase in the maximum firing range, by comparison with the standard model, by ~ 100 m, eliminating the backlog of the domestic AGS-grenade launcher system 30 from the best foreign analogues in one of the main tactical and technical characteristics - maximum firing range. This was achieved by replacing the copper lead belt 2.8 mm wide with a two-ribbed steel lead belt comparable in width to it, made directly from the material of the grenade body - steel 20. Moreover, the ring protrusions in the longitudinal section have the appearance of an isosceles trapezoid with a profile angle of 35 ° , the depth of the annular grooves exceeds the working height of the leading girdle by 1.5 times, and the forces of static pressing of the copper and steel ridge girdles through the bore in the section of the formation of the leading protrusions are 1500 and 1600 kgf accordingly. When applying an antifriction coating to the surface of a steel belt, the maximum force of static punching is reduced to at least 1300 kg, which, as practice has shown, favorably affects the survivability of the bore.

Таким образом, переход на стальной гребенчатый поясок позволил исключить из конструкции дефицитную и дорогостоящую медь, повысить нагрузочную способность ведущего пояска, что важно для нормального его функционирования в изношенном стволе. Это также упростило утилизацию корпусов снарядов и исключило размеднитель из состава боевого заряда, а главное, обеспечило увеличение максимальной дальности стрельбы, уменьшило технический разброс гранат, увеличило как минимум в 1,2 раза живучесть канала ствола. Кроме того, выполнение ведущего пояска непосредственно из материала корпуса снаряда уменьшает трудоемкость его изготовления на 7-10%.Thus, the transition to a steel comb belt made it possible to exclude scarce and expensive copper from the structure and increase the load capacity of the drive belt, which is important for its normal functioning in a worn barrel. It also simplified the disposal of shells and eliminated the demilitar from the combat charge, and most importantly, ensured an increase in the maximum firing range, reduced the technical dispersion of grenades, and increased the survivability of the barrel channel by at least 1.2 times. In addition, the implementation of the leading belt directly from the material of the shell body reduces the complexity of its manufacture by 7-10%.

Аналогичные результаты получены и при отработке нового 57-мм выстрела ВОФ-57 с осколочно-фугасным снарядом.Similar results were obtained when testing a new 57-mm round VOF-57 with a high-explosive fragmentation projectile.

Положительные результаты всесторонних исследований и натурных стрельбовых испытаний в калибре 30 и 57 мм позволяют гарантировать на снарядах других калибров замену штатных медных ведущих поясков на дешевые стальные гребенчатые с увеличением живучести канала ствола.The positive results of comprehensive studies and full-scale shooting tests in the caliber of 30 and 57 mm make it possible to guarantee replacement of full-time copper driving belts with cheap steel comb belts on shells of other calibers with increasing survivability of the barrel bore.

Claims (2)

1. Артиллерийский снаряд к нарезному оружию, содержащий стальной корпус и ведущий поясок, отличающийся тем, что ведущий поясок выполнен из стали в виде кольцевых выступов, разделенных кольцевыми канавками, и составляет с корпусом единое целое, ширина стального ведущего пояска не более ширины аналогичного медного ведущего пояска штатного снаряда, кольцевые выступы в продольном сечении выполнены прямоугольной или трапецеидальной формы с углом профиля не более 40°, при этом глубина кольцевых канавок в 1,05-2,5 больше рабочей высоты ведущего пояска, а отношение максимальных статических усилий, затрачиваемых на формирование рабочих выступов упомянутых стального и медного ведущих поясков, не превышает 1,2.1. An artillery projectile for a rifled weapon, comprising a steel casing and a leading belt, characterized in that the leading belt is made of steel in the form of annular protrusions separated by annular grooves and is a single unit with the body, the width of the steel leading belt is not more than the width of a similar copper leading a belt of a standard projectile, annular protrusions in a longitudinal section are rectangular or trapezoidal with a profile angle of not more than 40 °, while the depth of the annular grooves is 1.05-2.5 greater than the working height of the guide along ska, and the ratio of the maximum static effort expended on the formation of lobes of said leading steel and copper belts, does not exceed 1.2. 2. Снаряд по п.1, отличающийся тем, что на поверхность стального ведущего пояска нанесено антифрикционное покрытие. 2. The projectile according to claim 1, characterized in that an antifriction coating is applied to the surface of the steel driving belt.

Images