Результат интеллектуальной деятельности: МЕХАНИЗМ ПОДАЧИ ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬНЫХ ТРУБОК

Изобретение относится к области военной техники и может быть использовано при разработке или модернизации артиллерийских орудий безгильзового заряжания, в основном среднего и крупного калибра.

Степень автоматизации операций заряжания и производства выстрела определяет производительность или скорострельность орудий любого калибра. Имеется техническое решение в котором для орудий крупного калибра предлагается поэтапный контроль исполнения команд на подачу снарядов и выполнения стрельбы (пат. US №4777864, F41F 9/10, от 10.05.1984). В качестве исполнительных устройств механизма заряжания здесь использованы схематические решения на основе пневмогидроприводов, процессоров и соответствующих датчиков. Однако, несмотря на указание калибра орудия и разрешение проблемы заряжания и стрельбы здесь в качестве боеприпаса указан только выстрел унитарного заряжания с гильзовой обтюрацией, а влияние отката обсуждается опосредованно.

В тоже время имеются артиллерийские орудия среднего и большого калибра использующие безгильзовые выстрелы, состоящие из снаряда, метательного заряда и средства для его инициирования (воспламенения) называемого воспламенительной трубкой (запальным патроном). Известна гаубица М777 (см., например, MARINE CORPS TM-10407А-10/1, ARMY ТМ 9-1025-215-10, for М777, April 2005. 1-25; Ok, ch. 2,) с механизмом подачи трубок, размещенным на раме затвора на откатных частях орудия, который приводится в действие вручную, мускульной силой одного из номеров орудийного расчета. Воспламенительные трубки размещают в сменном магазине на раме затвора и подаются на линию досылки пружиной за счет линейного перемещения.

Недостатком указанного устройства является действие перегрузок на воспламенительные трубки, расположенные в магазине на раме затвора, также как и на все элементы, находящиеся на откатных частях во время выстрела. Действие указанных перегрузок может приводить, в зависимости от особенностей конструкции воспламенительных трубок, либо к распатронированию воспламенительных трубок, либо к их самопроизвольному срабатыванию в магазине. Попадание содержимого воспламенительных трубок в корпус магазина при распатронировании создает пожароопасную ситуацию, а также может привести к заклиниванию трубок в корпусе магазина. В случае срабатывания воспламенительной трубки в магазине, неизбежно срабатывание нескольких соседних трубок в магазине, что также влечет за собой риск пожара. Если же распатронированная трубка попадает в патронник затвора, то она не дает форса пламени, достаточного для воспламенения метательного заряда.

Важной проблемой для таких орудий является скорострельность, что предпочтительно достигается, в том числе, механизацией и автоматизацией подачи и заряжания всех элементов выстрела безгильзового заряжания. Такое решение описывается в устройстве заряжания, где для подачи элемента безгильзового заряжания предлагается использовать поток сжатого воздуха (пат. RU №2455607, F41A 9/37, F41A 9/37, от 31.08.2010). Здесь же приводятся обзорная информация по различным силовым приводам, используемым в автоматических системах заряжания. Предложенное решение не затрагивает проблему автоматизации процесса заряжания воспламенительных трубок.

Среди механизмов заряжания воспламенительных трубок в основном встречаются конструкции барабанного и магазинного типа. Например, известно техническое решение в котором для автоматической подачи воспламенительных трубок применяется угловое перемещение запального патрона в положение поджига с выталкиванием ранее использованного патрона (пат. US №6363829, F41A 3/74, от 2.04.2002). Расположение механизма на затворе орудия подвергает такие запальные патроны (или боеприпасы) существенным перегрузкам при откате орудия после выстрела. А результатом их действия может стать нарушение целостности патрона или даже несанкционированное срабатывание (самовозгорание).

В другом техническом решении (пат. US №7845264, F41A 19/13 от 03.05.2007) предложен автоматический механизм подачи воспламенительных патронов для 155 мм орудия, включающий съемный магазин и механические средства для удаления отработанных патронов и подачи рабочих боеприпасов за счет их линейного перемещения в патронник. Расположение механизма на откатных частях орудия приводит к возникновению перегрузок, которые не способствуют сохранению воспламенительных трубок в полном рабочем состоянии, и может привести, в зависимости от особенностей конструкции трубки, к несанкционированному срабатыванию или распатронированию.

Известен также механизм подачи воспламенительных трубок в виде каретки с магазином воспламенительных трубок, досылателя и устройства перемещения каретки в составе артиллерийского орудия безгильзового заряжания, имеющего ствол с казенником, люльку, затвор с патронником (пат. RU №2166164, F41A 1/00, F41A 9/20, F41A 9/34, от. 31.03.2000. Здесь указывается о наличии больших ускорений равных 400-600 g, а при открывании и закрывании затвора еще и дополнительные перегрузки того же порядка величин при расположении магазина с воспламенительными трубками на откатных частях орудия. Поэтому предлагается установить каретку на люльке с возможностью перемещения вдоль оси ствола орудия. Устройство перемещения каретки выполнено в виде двух взаимодействующих упоров, один из которых расположен на казеннике, а другой - на каретке, подпружиненной относительно люльки.

Недостатком известного устройства является необходимость применения клинового затвора с торцевым обтюрирующим узлом, что ограничивает область применения устройства. Имеющиеся конструктивные особенности торцевого обтюрирующего узла снижают безопасность эксплуатации орудия, а также повышают стоимость изготовления. Необходимость выполнения в клине Г-образного канала, предназначенного для передачи форса от воспламенительной трубки к метательному заряду, снижает технологичность изготовления.

Предложено также устройство для подачи боеприпасов, например воспламенительных трубок, взятого в качестве наиболее близкого технического решения, в патронник затвора и которое содержит магазин с подающим лотком, пазом, образующим сектор поворота трубки, сообщенным с каналом выхода трубки, узел кантования со звеном, воздействующим на трубку и имеющим узел кинематической связи с затвором и досылатель (пат. RU №2375661, F41A 9/00, от 15.05.2008). Паз и канал расположены нормально плоскости подающего лотка. Звено воздействия на трубку выполнено в виде рычага имеющего ось поворота. При этом одно из плеч рычага снабжено полкой для воздействия на трубку и продольной стенкой, перекрывающей лоток магазина в нижнем положении звена после досылки трубки. Досылатель является элементом узла кинематической связи звена с затвором и выполнен в виде двуплечего рычага, установленного на магазине, причем одно плечо рычага имеет возможность взаимодействия со звеном для его поворота, а второе - взаимодействия с рамой затвора. Необходимость поворота воспламенительной трубки перед посылом в патронник затвора требует введения дополнительных узлов в конструкцию. Поэтому механизм является достаточно сложным, при этом использует только механику, поэтому он не может подвергаться управляющим воздействиям для контролируемого автоматического заряжания.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение технических возможностей, увеличение срока службы механизма и повышение удобства в эксплуатации артиллерийского орудия.

При реализации заявляемого изобретения достигаемый технический результат заключается в исключения воздействия перегрузок на воспламенительные трубки при выстреле из орудия, реализация возможности автоматической подачи воспламенительных трубок.

Указанный технический результат достигается тем, что механизм для подачи воспламенительных трубок, содержащий магазин с подающим лотком и досылатель, установлен на неоткатных частях орудия безгильзового заряжания.

Предложенное усовершенствование состоит так же в том, что механизм подачи воспламенительных трубок выполнен в виде качающегося рычага с установленными на нем съемным магазином для воспламенительных трубок, досылателя и управляется силовым приводом, воздействующим на него, при чем на рычаге установлены ловушка для стреляных воспламенительных трубок и подпружиненный кулачок для взаимодействия с экстрактором воспламенительной трубки, при этом указанный рычаг смонтирован с возможностью возврата в исходное положение после заряжания воспламенительной трубки перед выстрелом из орудия

Кроме того, силовой привод выполнен в виде пневмоцилиндров или гидроцилиндров.

Кроме того, пневмоцилиндр или гидроцилиндр рычага выполнен с встроенным механизмом стопорения.

Кроме того, в механизме подачи воспламенительных трубок установлены два датчика положения рычага, например, бесконтактных.

Также в механизме подачи воспламенительных трубок предусмотрена пружина или торсион для возврата рычага в исходное положение и пружина досылателя для возврата досылателя в исходное положение после заряжания воспламенительной трубки перед выстрелом из орудия.

Кроме того, для досылки воспламенительных трубок цилиндрической формы на досылателе установлен ограничитель.

Предлагается также подачу рычага в положение заряжания трубок выполнять посредством силового привода, а возврат рычага в исходное положение выполнять за счет усилия пружины.

Кроме того, возврат рычага в исходное положение выполняется пружиной пневмо или гидроцилиндра

В целом компоновочное решение орудия позволяет уменьшить перегрузки, действующие на воспламенительные трубки при выстреле в ~30 раз и более по сравнению с размещением трубок на откатных частях (перегрузки, действующие при выстреле на узлы и детали, расположенные на неоткатных частях, достигают ~20-30 g) и исключить влияние перегрузок, возникающих при закрывании и открывании затвора.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, на которых изображены:

на фиг. 1 - общий вид механизма подачи воспламенительных трубок установленного на ограждений орудия;

на фиг. 2 - вид на механизм подачи воспламенительных трубок;

на фиг. 3 - разрез силового привода, действующего на трубку;

Артиллерийское орудие безгильзового заряжания содержит ствол (на приведенных рисунках не показан) с казенником 1, люльку 2 с ограждением 3, затвор 4 в составе которого имеется узел запирания воспламенительной трубки), установленный на люльке 2 или ограждении 3 (неоткатных частях орудия) механизм подачи воспламенительных трубок 5, включающий качающийся рычаг 6. Механизм подачи воспламенительных трубок 5 связан с источником давления пневматическими или гидравлическими трубопроводами (шлангами) 7 и содержит съемный магазин 8 для воспламенительных трубок 9 и досылатель управляемый силовым приводом (пневмо- или гидроцилиндр) 10. Магазин 8 зафиксирован относительно рычага 6 защелкой (на приведенных рисунках не показана). На штоке досылателя 12 установлена по меньшей мере одна пружина 13 и ограничитель 14 для досылки воспламенительных трубок 9 цилиндрической формы. В состав механизма подачи воспламенительных трубок входят два бесконтактных датчика (не показаны), сигналы с которых в крайних положениях рычага 6 прекращают его движение и служат для передачи управления. На рычаге 6 установлен также приемный лоток 15 (ловушка для стреляных воспламенительных трубок) и подпружиненный кулачок 16 для взаимодействия с экстрактором воспламенительной трубки (входит в состав затвора). Рычаг 6 соединяется с неоткатными частями посредством оси 17 и приводится в движение посредством силового привода (пневмоцилиндра со встроенным стопором в приведенном случае, или гидроцилиндра) 18 и пружины 19 (или торсиона). Пружина 19 может быть закрыта экраном (не показано). В случае использования для возврата в исходное положение пружины пневмо или гидроцилиндра указанная пружина 19 может отсутствовать. Схему управления предлагаемым механизмом можно использовать стандартную, например, предложенную в одном из выше приведенных аналогов, в которой предусмотрены основные действия выполняемые предлагаемым механизмом.

Работает устройство следующим образом.

После выстрела либо перед первым выстрелом затвор открывается, осуществляется заряжание орудия и затвор закрывается, причем узел запирания воспламенительной трубки 9 (входит в состав затвора) остается открытым.

Подача воспламенительной трубки начинается после подачи давления в пневмоцилиндр (гидроцилиндр) со встроенным стопором 18 рычага 6 от внешнего привода по трубопроводам (шлангам) 7, в результате чего в цилиндре 18 выключается встроенный стопор и рычаг 6, преодолевая сопротивление возвратной пружины 19 либо торсиона рычага, опускается на линию досылки и удерживается давлением на линии досылки, то есть таким образом, что ось досылаемой трубки сосна оси патронника (см. фиг. 3), причем при движении рычага 6 на линию досылки происходит взаимодействие кулачка 16 с экстрактором воспламенительных трубок (входит в состав затвора) и осуществляется экстракция стрелянной трубки 9 и ее улавливание приемным лотком 15.

По достижении рычагом 6 линии досылки срабатывает датчик, и давление подается в досылатель 10, в результате чего шток досылателя 12, преодолевая действие возвратной пружины (пружин) досылателя 13, досылает трубку 9 из магазина 8 в патронник, причем в конце досылки ограничитель 14 упирается в ответную деталь затвора 4 (не показана) и останавливает шток досылателя. После чего давление в досылателе 10 сбрасывается, пружина (пружины) 13 возвращает шток досылателя 12 с ограничителем 14 в исходное положение, после чего сбрасывается давление в пневмоцилиндре (гидроцилиндре) со встроенным стопором 18 возвратная пружина 19 (можно сделать это перебросом давления в цилиндре или пружиной, действующей на шток пневмо или гидроцилиндра) поднимает рычаг 6 в исходное положение, причем в верхнем положении цилиндр 18 фиксируется встроенным стопором.

Одновременно осуществляется запирание воспламенительной трубки 9 в патроннике узлом запирания воспламенительной трубки, орудие готово к выстрелу.

На приведенный механизм разработана конструкторская документация и изготовлен опытный образец для проведения испытаний.

Таким образом, заявляемое техническое решение артиллерийского орудия безгильзового заряжания обеспечивает повышение технического уровня за счет установки механизма подачи воспламенительных трубок с обеспечением возможности применения обтюратора де Банжа и повышение безопасности эксплуатации изделия за счет исключения воздействия на воспламенительные трубки перегрузок при выстреле. Кроме того, удобство в эксплуатации достигается уменьшением количества возможных неисправностей, а применение управляемых силовых приводов позволяет повысить скорострельность и автоматизацию процесса стрельбы в дальнейшем.