Результат интеллектуальной деятельности: Откатное устройство-2

Изобретение относится к артиллерии и предназначено для орудий, установленных на летательных аппаратах или легкой бронетехнике.

Известны откатные и откатно-накатные устройства в артиллерии, см., например, пат. № RU 2363908. Недостатком любого из существующих откатных устройств (далее «откатник») является достаточно большое усилие отката, или же, при увеличении длины откатника, - большой вес откатника. Кроме того, усилие отката гидравлических откатников неравномерно - при большой скорости ствола в начальной фазе отката оно больше за счет неравномерности гидравлического сопротивления.

Задачей и техническим результатом изобретения является уменьшение силы отката, равномерное усилие отката и оптимальная скорость наката.

Смысл изобретения - «сверхдлинный» откат, достигающий или превышающий длину самого ствола (сила отката обратно пропорциональна его длине).

Для этого данный откатник имеет гидравлический телескопический принцип действия. Он содержит несколько входящих один в другой телескопических цилиндров, снабженных ограничителями хода и уплотнениями, причем один из крайних цилиндров соединен предохранительным клапаном сжатия с расширительным бачком.

Ограничителем хода цилиндров наружу должна быть выступающая реборда на конце цилиндра, входящем в другой цилиндр (далее «поршень-ограничитель»), взаимодействующая с обращенной внутрь ребордой более толстого цилиндра. А ограничителем хода цилиндров внутрь может быть выступающая реборда на свободном (то есть не входящем в другой цилиндр) конце цилиндра.

Такие телескопические гидравлические цилиндры известны в других областях техники, например гидроцилиндр подъема кузова на автомобиле Камаз. Для некоторых орудий этот гидроцилиндр может быть применен без всяких переделок.

Так как цилиндры при продольной нагрузке на них (то есть при откате) складываются неравномерно (сначала - самый тонкий), то для амортизации ударов цилиндров друг о друга на их свободном конце имеется реборда, с одной и/или с другой стороны наружной части которой имеется амортизатор в виде упругого кольца. Кроме самого толстого цилиндра - на стороне его реборды, не обращенной к соседнему цилиндру, располагать амортизатор не имеет смысла (на другой стороне - можно).

Чтобы цилиндры не выскочили друг из друга, на их конце, входящем в другой цилиндр, имеется ограничитель хода, являющийся как бы поршнем. Чтобы при откате не возникло явления «разрыва жидкости», этот поршень-ограничитель не должен быть герметичным, или между ним и ребордой более толстого цилиндра должна быть воздушная полость (в последнем случае при сжатии откатника в этих полостях давление газа уменьшится).

Чтобы упомянутая воздушная полость со временем не стравилась в атмосферу через уплотнение, внутренняя часть реборды цилиндра не должна повторять форму ограничителя. Например, реборда - плоская, ограничитель - конусный. В этом случае какой-то свободный объем всегда останется.

Возможен и другой вариант - поршень-ограничитель герметичный, а упомянутая выше воздушная полость сообщается с атмосферой. Но этот вариант подвержен загрязнениям. Если только не снабдить его соединенным с полостью воздушным мешком.

Расширительный бачок может быть традиционной для артиллерии поршневой конструкцией. Но может быть применена более герметичная конструкция, когда расширительный бачок имеет, как обычно, газовую и гидравлическую полости, разделенные мембраной или сильфоном. Эта конструкция может быть применена и на не телескопических гидравлических откатниках.

Для возможности наката может быть применен клапан наката, расположенный параллельно клапану сжатия и перепускающий жидкость в обратную сторону. Но проще и, что важно, рациональнее сделать параллельно клапану сжатия простое отверстие, причем, расположенное в тарелке самого клапана сжатия. Эта конструкция может быть применена и на не телескопических гидравлических откатниках.

Для защиты открытых частей цилиндров от загрязнения они могут быть закрыты эластичными гофрированными чехлами.

На эскизе упрощенно показан данный откатник, где: 1 - четыре входящих один в другой коаксиальных цилиндра, 2 - реборда на свободном конце каждого цилиндра, выступающая внутрь и наружу (на самом тонком цилиндре - только наружу, так как имеется торец, а на самом толстом цилиндре - только внутрь), 3 - амортизаторы в виде эластичных колец, 4 - поршень-ограничитель на трех самых тонких цилиндрах (на самом толстом он не нужен, так как имеется дно). Для возможности сборки цилиндров наружная часть реборды должна быть на резьбе.

Самый толстый цилиндр соединен через клапан сжатия 5 с расширительным бачком 6. Может быть соединен самый тонкий, но это менее рационально. В тарелке клапана сжатия имеется отверстие (без № позиции). В расширительном бачке имеются две полости - гидравлическая (внизу на эскизе) и газовая (вверху), разделенные мембраной 7.

Работает откатник так: при выстреле ствол воздействует на самый тонкий цилиндр 1, и тот входит в более толстый цилиндр. То, что ствол сначала воздействует на самый тонкий цилиндр, очень рационально, так как скорость ствола в этой фазе отката максимальна. А учитывая, что гидравлическое сопротивление повышается с увеличением скорости движения жидкости, то воздействие сначала на цилиндр с меньшей площадью поперечного сечения, затем - на цилиндр с несколько большей площадью, затем - на цилиндр с еще большей площадью сглаживает силу отдачи откатника.

Удары цилиндров между собой сглаживаются амортизаторами 3.

Последовательно входя друг в друга, цилиндры 1 вытесняют жидкость через клапан сжатия 5 в расширительный бачок 6. Мембрана 7 при этом прогибается и сжимает газ в газовой полости расширительного бачка. Газ уже имел повышенное по сравнению с атмосферным давление, и поэтому после отката газ вытесняет жидкость обратно в цилиндры, обеспечивая накат. При этом жидкость имеет непостоянное давление - в начальной фазе наката, когда давление в газовой полости максимально, давление жидкости больше, а в конечной фазе оно минимально. Имеющееся в тарелке клапана сжатия 5 отверстие при этом обеспечивает оптимальную скорость наката - сначала она больше, а по мере приближения к полному накату она уменьшается, что обеспечивает почти безударную постановку орудия в исходное положение. Разумеется, диаметр отверстия подбирается для обеспечения оптимального наката.