Артиллерийский снаряд
Полезная модель относится к военной технике и может быть использована при разработке и модернизации боеприпасов артиллерийско-стрелкового вооружения. Предложена конструкция артиллерийского снаряда, содержащего корпус с центрирующими утолщениями и ведущим пояском, выполненным заедино с корпусом и из его материала, в виде совокупности кольцевых канавок, разделенных кольцевыми выступами, объем этих кольцевых выступов, находящийся выше уровня центрирующих утолщений, меньше объема кольцевых канавок, находящегося ниже уровня центрирующих утолщений, а на поверхности вершин кольцевых выступов ведущего пояска сформированы чередующиеся перфорационные углубления или кольцевые канавки. Также для улучшения функционирования ведущего пояска предлагаемого артиллерийского снаряда применены антифрикционные покрытия и составы. Предлагаемая конструкция артиллерийского снаряда позволяет снизить давление в контакте «ведущий поясок снаряда - ствол орудия» при вхождении ведущего пояска в нарезы канала ствола и уменьшить сопротивление движению снаряда по каналу ствола, что позволяет снизить износ канала ствола орудия и увеличить дальность стрельбы.
Полезная модель относится к военной технике и может быть использована при разработке и модернизации боеприпасов артиллерийско-стрелкового вооружения.
Известна конструкция артиллерийского снаряда, содержащая корпус с центрирующими утолщениями и сплошной медный ведущий поясок (см. Э.К. Ларман «Проектирование и производство артиллерийских систем», 4.1, Военное издательство, М, 1949, стр. 258, рис. 97).
Недостатком этого артиллерийского снаряда является наличие высокого давления в контакте «ведущий поясок снаряда - ствол орудия» и образование «бахромы» от сноса к задней кромке ведущего пояска значительного объема материала от деформации ведущего пояска полем нареза канала ствола орудия при вхождении ведущего пояска в нарезы канала ствола орудия.
Известна так же конструкция артиллерийского снаряда, содержащего корпус с центрирующими утолщениями и медный ведущий поясок с желобками (кольцевыми канавками) (см. там же стр.260, рис.99), дно которых расположено выше центрирующих утолщений корпуса снаряда, т.е. глубина желобков ведущего пояска меньше глубины нареза канала ствола орудия. При вхождении в нарезы канала ствола орудия материал ведущего пояска, указанного артиллерийского снаряда, деформируемый полем нареза, размещается в желобках, предотвратив, тем самым, образование «бахромы».
Однако и в этом артиллерийском снаряде ведущий поясок начинает взаимодействовать с полем нареза по всей своей ширине еще до окончания процесса врезания пояска в нарезы канала ствола орудия, что вызывает высокое давление в контакте «ведущий поясок снаряда - ствол орудия».
Наиболее близким к предлагаемому артиллерийскому снаряду является, принятый за прототип, артиллерийский снаряд к нарезному оружию (см. патент RU 2382325 C2, F42B 14/02, F42B 30/08, 21.01.2008), содержащий корпус, цилиндрическая часть которого выполняет функцию центрирующих утолщений, с ведущим пояском, выполненным из материала корпуса в виде последовательности соосных с ним кольцевых выступов (гребней), разделенных кольцевыми канавками, глубина кольцевых канавок не меньше рабочей высоты ведущего пояска, а объем каждой канавки выбран из условия свободного размещения вытесняемого в них при выстреле во время формирования ведущих выступов материала выступов, что приводит к отсутствию «бахромы». Для дополнительного снижения износа ствола на поверхность выступов стального ведущего пояска наносится антифрикционное покрытие. Данная конструкция артиллерийского снаряда полностью исключает демонтаж ведущего пояска за дульным срезом орудия. Применение в качестве материала ведущего пояска материала корпуса снаряда (стали 20) повысило нагрузочную способность ведущих выступов и, как следствие, привело к увеличению дальности и кучности стрельбы. Исключение из конструкции ведущего пояска меди и операций, связанных с изготовлением, контролем и монтажом ведущего пояска как отдельного элемента, снизило трудоемкость изготовления корпуса снаряда на 7-10%.
Однако и для указанного артиллерийского снаряда проблема снижения давления в контакте «ведущий поясок снаряда - ствол орудия» остается актуальной, несмотря на то, что при формировании боевых выступов на ведущем пояске этого артиллерийского снаряда уменьшен объем материала кольцевых выступов деформируемых полями нарезов, обеспечено свободное, без заклинивания течение этого материала в кольцевые канавки, на поверхность кольцевых выступов ведущего пояска нанесено антифрикционное покрытие. Наличие высокого давления в контакте «ведущий поясок снаряда - ствол орудия» связано с тем, что механические характеристики стали, материала из которого сформированы кольцевые выступы ведущего пояска этого артиллерийского снаряда, по сравнению с медью, материалом штатных ведущих поясков, намного выше, что является причиной наличия довольно высокого давления в контакте «ведущий поясок снаряда - ствол орудия» при врезании, повышенного износа заходной части канала ствола и заметного сопротивления движению снаряда по каналу ствола.
Задача, решаемая предлагаемой полезной моделью, заключается в снижении давления в контакте «ведущий поясок снаряда - ствол орудия» при вхождении ведущего пояска артиллерийского снаряда в нарезы канала ствола и уменьшении сопротивления движению снаряда по каналу ствола.
Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом артиллерийском снаряде, содержащем корпус с центрирующими утолщениями и ведущим пояском, выполненным заедино с корпусом и из его материала, в виде совокупности кольцевых канавок, разделенных кольцевыми выступами, причем объем этих кольцевых выступов, находящийся выше уровня центрирующих утолщений, меньше объема кольцевых канавок, находящегося ниже уровня центрирующих утолщений, на поверхности вершин кольцевых выступов ведущего пояска сформированы чередующиеся перфорационные углубления или кольцевые канавки.
Также задача достигается тем, что в предлагаемом артиллерийском снаряде, содержащем корпус с центрирующими утолщениями и ведущим пояском, выполненным заедино с корпусом и из его материала, в виде совокупности кольцевых канавок, разделенных кольцевыми выступами, причем объем этих кольцевых выступов, находящийся выше уровня центрирующих утолщений, меньше объема кольцевых канавок, находящегося ниже уровня центрирующих утолщений, на поверхность вершин кольцевых выступов ведущего пояска, на которой сформированы чередующиеся перфорационные углубления или кольцевые канавки, нанесено антифрикционное покрытие.
Также задача достигается тем, что в предлагаемом артиллерийском снаряде, содержащем корпус с центрирующими утолщениями и ведущим пояском, выполненным заедино с корпусом и из его материала, в виде совокупности кольцевых канавок, разделенных кольцевыми выступами, причем объем этих кольцевых выступов, находящийся выше уровня центрирующих утолщений, меньше объема кольцевых канавок, находящегося ниже уровня центрирующих утолщений, чередующиеся перфорационные углубления или кольцевые канавки, находящиеся на поверхности вершин кольцевых выступов ведущего пояска, заполнены антифрикционным составом.
Также задача достигается тем, что в предлагаемом артиллерийском снаряде, содержащем корпус с центрирующими утолщениями и ведущим пояском, выполненным заедино с корпусом и из его материала, в виде совокупности кольцевых канавок, разделенных кольцевыми выступами, причем объем этих кольцевых выступов, находящийся выше уровня центрирующих утолщений, меньше объема кольцевых канавок, находящегося ниже уровня центрирующих утолщений, кольцевые канавки ведущего пояска, находящиеся между кольцевыми выступами этого пояска, на поверхности вершин которых сформированы чередующиеся перфорационные углубления или кольцевые канавки, заполнены антифрикционным составом.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена конструкция предлагаемого артиллерийского снаряда; на виде А фиг. 1 - фрагмент корпуса артиллерийского снаряда с центрирующим утолщением и ведущим пояском, выполненным заедино с корпусом и из его материала и состоящим из кольцевых канавок, разделенных кольцевыми выступами, на поверхности вершин которых сформированы чередующиеся кольцевые канавки; на фиг. 2 - фрагмент кольцевого выступа ведущего пояска с чередующимися перфорационными углублениями на вершине; на фиг. 3 - фрагмент кольцевого выступа ведущего пояска с чередующимися кольцевыми канавками на вершине и нанесенным на нее антифрикционным покрытием; на фиг. 4 - фрагмент кольцевого выступа ведущего пояска, на вершину которого нанесено антифрикционное покрытие и на ней сформированы чередующиеся кольцевые канавки, которые заполнены антифрикционным составом; на фиг. 5 - фрагмент корпуса предлагаемого артиллерийского снаряда с центрирующим утолщением и ведущим пояском, выполненным заедино с корпусом и из его материала и состоящим из кольцевых канавок, разделенных кольцевыми выступами, на вершинах которых сформированы чередующиеся кольцевые канавки, с кольцевой канавкой между кольцевыми выступами ведущего пояска, заполненной антифрикционным составом; на фиг. 6, 7, 8 - поэтапные схемы взаимодействия ведущего пояска предлагаемого артиллерийского снаряда с каналом ствола орудия в процессе выстрела (при формировании впадины между боевыми выступами на ведущем пояске).
Предлагаемый артиллерийский снаряд (фиг. 1) имеет корпус 1 с ведущим пояском 2 и центрирующими утолщениями 3; центрирующие утолщения 3 (вид А фиг. 1), расположенные на корпусе 1, имеют диаметр d (калибр снаряда), ведущий поясок 2, состоит из совокупности кольцевых канавок 4, разделенных кольцевыми выступами 5, которые выполнены заедино с корпусом 1 и из его материала, объем VK кольцевых канавок 4 ведущего пояска 2, расположенный ниже уровня центрирующих утолщений 3 (ниже диаметра d) превосходит объем VB материала кольцевых выступов 5 ведущего пояска 2, расположенный выше уровня центрирующих утолщений 3 (выше диаметра d) (VK>VB), на поверхности вершин 6 выступов 5 сформированы чередующиеся кольцевые канавки 7; на поверхности вершин 6 (фиг. 2) выступов 5 сформированы чередующиеся перфорационные углубления 8; на поверхность вершин 6 (фиг. 3) кольцевых выступов 5 с чередующимися кольцевыми канавками 7 нанесено антифрикционное покрытие 9; на поверхность вершин 6 (фиг. 4) кольцевых выступов 5 нанесено антифрикционное покрытие 9, а чередующиеся кольцевые канавки 7, находящиеся на этой поверхности, заполнены антифрикционным составом 10; кольцевая канавка 4 (фиг. 5) между кольцевыми выступами 5, на поверхности вершин 6 которых сформированы чередующиеся кольцевые канавки 7, ведущего пояска 2, расположенного на корпусе 1 предлагаемого артиллерийского снаряда, заполнена антифрикционным составом 11; корпус 1 (фиг. 6) предлагаемого артиллерийского снаряда с опорой центрирующими утолщениями 3 на поля нарезов 12 размещен в канале ствола 13 орудия, первый по ходу движения кольцевой выступ 5 с чередующимися кольцевыми канавками 7 на вершинной поверхности 6 запирает в заходном конусе 14 канал ствола 13 орудия; второй по ходу движения кольцевой выступ 5 (фиг. 7) с чередующимися кольцевыми канавками 7 на вершинной поверхности 6 упирается в заходный конус 14 канала ствола 13 орудия, в кольцевой канавке 4 между кольцевыми выступами 5 и поверхностью заходного конуса 14 сформировалась замкнутая полость 15, первый по ходу движения кольцевой выступ 5 деформирован коническим скатом 16 поля нареза 12, материал этого выступа 5, находящийся ниже конического ската 16 поля нареза 12 поступил в кольцевые канавки 4; из-за продвижения по каналу ствола 13 (фиг. 8) кольцевые выступы 5 деформированы коническим скатом 16 поля нареза 12 канала ствола 13 орудия, объем замкнутой полости 15, сформировавшийся в кольцевой канавке 4 и ограниченный кольцевыми выступами 5 и поверхностью канала ствола 13, уменьшился за счет поступления в нее материала кольцевых выступов 5, находящегося выше уровня поля нареза 12 канала ствола 12 орудия, и самого поля нареза 12.
Предлагаемый артиллерийский снаряд функционирует следующим образом:
- артиллерийский снаряд (фиг. 1), содержащий корпус 1 с центрирующими утолщениями 3 и ведущий поясок 2, состоящий из совокупности кольцевых канавок 4 (вид А фиг. 1) разделенных кольцевыми выступами 5, которые выполнены заедино с корпусом 1 и из его материала, с опорой центрирующими утолщениями 3 на поля нарезов 12 (фиг. 6) помещен в канал ствола 13, кольцевой выступ 5 с чередующимися кольцевыми канавками 7 или перфорационными углублениями 8 (фиг. 2) на его вершинной поверхности 6, запирает заходный конус 14 канала ствола 13 орудия, обеспечивая обтюрацию пороховых газов; при выстреле корпус 1 (фиг. 7) предлагаемого артиллерийского снаряда начинает движение по каналу ствола 13 орудия, второй по ходу движения кольцевой выступ 5 на поверхности вершин 6 которого выполнены чередующиеся кольцевые канавки 7, упирается в заходный конус 14 канала ствола 13 орудия, формируя замкнутую полость 15 в кольцевой канавке 4, ограниченную кольцевыми выступами 5 и поверхностью заходного конуса 14 канала ствола 13 орудия, материал первого по ходу движения кольцевого выступа 5, деформируемый заходным конусом 14, а в последующем и коническими скатами 16 полей нарезов 12, перемещается в чередующиеся кольцевые канавки 7 на поверхности вершин 7, в дальнейшем по мере заполнения чередующихся кольцевых канавок на поверхности вершины 6 кольцевого выступа 5 конические скаты 16 полей нарезов 12 начинают деформировать срединную часть этого кольцевого выступа 5, формируя впадины между боевыми выступами на ведущем пояске, материал кольцевого выступа 5, деформируемый коническими скатами 16 полей нарезов 12, свободно, без заклинивая, т.к. объем VK кольцевых канавок 4 ведущего пояска 2, расположенных ниже уровня центрирующих утолщений 3 превосходит объем VB материала кольцевых выступов 5 ведущего пояска 2, расположенных выше уровня центрирующих утолщений 3 (V K>VB), перемещается в кольцевые канавки 4 (фиг. 8), деформирование второго и последующих кольцевых выступов 5 ведущего пояска 2 происходят аналогично описанному выше;
- нанесение антифрикционного покрытия 9 (фиг. 3) на поверхность вершин 6 кольцевых выступов 5 ведущего пояска 2 предлагаемого артиллерийского снаряда (фиг. 1), на которых сформированы чередующиеся кольцевые канавки 7 или перфорационные углубления 8 (фиг. 2), улучшает процесс формирования впадины между боевыми выступами на ведущем пояске (фиг. 6, 7 и 8) при врезании, улучшает течение материала кольцевых выступов 5 ведущего пояска, деформируемого заходным конусом 14, а в последующем и коническими скатами 16 полей нарезов 12, в кольцевые канавки 4, снижает трение в контакте «ведущий поясок снаряда - ствол орудия»;
- заполнение антифрикционным составом 11 (фиг. 4) чередующихся кольцевых канавок 7 или перфорационных углублений 8 (фиг. 2), сформированных на поверхности вершин 6 кольцевых выступов 5 ведущего пояска 2 предлагаемого артиллерийского снаряда (фиг. 1) приводит к тому что, при врезании в процессе формирования впадины между боевыми выступами на ведущем пояске (фиг. 6, 7 и 8) в зоне контакта ведущего пояска снаряда со стволом орудия формируются микрополости с антифрикционным составом 10, находящимся под высоким давлением, из которых этот состав поступает к контактирующим поверхностям ствола и ведущего пояска, формируя разделительно-смазывающую среду, что улучшает формирование впадины между боевыми выступами на ведущем пояске, улучшает течение материала кольцевых выступов 6 ведущего пояска в кольцевые канавки 4 при их деформировании в заходном конусе 14, а в последующем и коническими скатами 16 полей нарезов 12, разгружает контактирующие поверхности, снижает трение между ними;
- заполнение кольцевой канавки 4, находящейся между кольцевыми выступами 5 с чередующимися кольцевыми канавками 7 или перфорационными углублениями 8 (фиг. 2) на их вершинах 6, ведущего пояска 2 предлагаемого артиллерийского снаряда (фиг. 1) антифрикционным составом 11 (фиг. 5) приводит к тому, что в процессе формирования впадины между боевыми выступами на ведущем пояске (фиг. 6, 7 и 8) при врезании антифрикционный состав 11 запирается в замкнутой полости 15, сформировавшейся в кольцевой канавке 4, ограниченной кольцевыми выступами 5 ведущего пояска и заходным конусом 14 канала ствола 13 орудия, дальнейшее продвижение корпуса 1 предлагаемого артиллерийского снаряда по каналу ствола 13 орудия уменьшает объем этой полости 15, где заперт антифрикционный состав 11 (за счет поступления в нее материала кольцевых выступов 5, деформируемых полями нарезов и самих полей нарезов 12), что вызывает рост давления в этой полости и вытеснение антифрикционного состава 11 к контактирующим поверхностям ствола и ведущего пояска, формируя разделительно-смазывающую их среду, что заметно улучшает процесс формирования впадины между боевыми выступами на ведущем пояске, улучшает течение материала кольцевых выступов 5 ведущего пояска в кольцевые канавки 4, разгружает контактирующие поверхности и снижает трение между ними.
Таким образом, предлагаемый артиллерийский снаряд, содержащий корпус с центрирующими утолщениями и ведущим пояском, выполненным заедино с корпусом и из его материала, в виде совокупности кольцевых канавок, разделенных кольцевыми выступами, причем объем этих кольцевых выступов, находящийся выше уровня центрирующих утолщений, меньше объема кольцевых канавок, находящегося ниже уровня центрирующих утолщений, формированием на поверхности вершин кольцевых выступов ведущего пояска чередующихся перфорационных углублений или кольцевых канавок, снижающих объем деформируемого материала кольцевых выступов при формировании на них боевых выступов в процессе врезания, обеспечивает меньший уровень давления в контакте «ведущий поясок снаряда - ствол орудия», т.к. это давление прямо пропорционально объему деформируемого материала, а уменьшение контактного давления приводит к снижению сопротивления движению снаряда по каналу ствола, т.к. сопротивление движению прямо пропорционально контактному давлению. Применение антифрикционного покрытия поверхности вершин кольцевых выступов ведущего пояска приводит к улучшению процесса формирования впадины между боевыми выступами на ведущем пояске, улучшает течение материала кольцевых выступов ведущего пояска в кольцевые канавки, снижает трение в контакте «ведущий поясок снаряда - ствол орудия», что также способствует снижению давления в контакте «ведущий поясок снаряда - ствол орудия» и сопротивления движению снаряда по каналу ствола орудия. Применение антифрикционных составов для заполнения чередующихся перфорационных углублений или кольцевых канавок на вершинной поверхности кольцевых выступов ведущего пояска, а так же и для заполнения кольцевых канавок между кольцевыми выступами ведущего пояска способствует образованию в зоне контакта «ведущий поясок снаряда - ствол орудия» саморегулирующей фрикционно-адаптированной пары, что заметно снижает трение в контакте «ведущий поясок снаряда - ствол орудия» и также способствует снижению давления в контакте «ведущий поясок снаряда - ствол орудия» и сопротивления движению снаряда по каналу ствола орудия.
Кроме того, конструкция предлагаемого артиллерийского снаряда позволяет:
- повысить дальность стрельбы за счет прироста начальной скорости снаряда, полученного за счет снижения сопротивления движению снаряда по каналу ствола орудия в процессе выстрела;
- снизить в целом износ канала ствола орудия и боевых выступов ведущего пояска артиллерийского снаряда, так как антифрикционный состав под повышенным давлением поступает в зону контакта «ведущий поясок снаряда
- ствол орудия» и принудительно смазывает эти контактирующие поверхности в процессе выстрела.
1. Артиллерийский снаряд, содержащий стальной корпус с центрирующими утолщениями и ведущим пояском, выполненным заедино с корпусом и из его материала, в виде совокупности кольцевых канавок, разделенных кольцевыми выступами, причем объем этих кольцевых выступов, находящийся выше уровня центрирующих утолщений, меньше объема кольцевых канавок, находящегося ниже уровня центрирующих утолщений, отличающийся тем, что на поверхности вершин кольцевых выступов ведущего пояска сформированы чередующиеся перфорационные углубления или кольцевые канавки.
2. Артиллерийский снаряд по п.1, отличающийся тем, что на поверхность вершин кольцевых выступов ведущего пояска нанесено антифрикционное покрытие.
3. Артиллерийский снаряд по п.2, отличающийся тем, что чередующиеся перфорационные углубления или кольцевые канавки, находящиеся на поверхности вершин кольцевых выступов ведущего пояска, заполнены антифрикционным составом.
4. Артиллерийский снаряд по п. 3, отличающийся тем, что кольцевые канавки ведущего пояска, находящиеся между кольцевыми выступами этого пояска, заполнены антифрикционным составом.
