СНАРЯД И СПОСОБ СБОРКИ СНАРЯДА

Предлагаемое изобретение относится к вооружению, в частности к снарядам и способам их сборки.

Известен снаряд [1], содержащий отсеки, корпуса которых телескопически соединены между собой и скреплены радиальными винтами. При сборке этого снаряда корпуса отсеков устанавливают телескопически относительно друг друга, предварительно произведя угловую ориентацию, а затем скрепляют между собой радиальными винтами.

Недостатком данной конструкции является то, что при больших стартовых перегрузках возможно повреждение элементов снаряда, в частности взрывателя и заряда боевой части, заряда реактивного двигателя (если снаряд снабжен реактивным двигателем), а также аппаратуры управления, электронных блоков, рулевого привода (если снаряд управляемый) и т.д. Особенно этот эффект проявляется в снарядах, выстреливаемых из ствола пушки, где перегрузки достигают 2000-3000 g. Объясняется этот эффект наличием зазоров между корпусами отсеков, образующихся из-за разброса допусков на изготовление корпусов и винтов и приводящих при выстреле к резкому удару между отсеками, способному разрушить находящиеся в них элементы. Эффективность боевого применения уменьшается. Усиление крепления элементов снаряда приводит к увеличению габаритов и веса всего снаряда, а зачастую и усложнению его блоков, например взрывателя, боевой части, реактивного двигателя, аппаратуры управления (если они имеются на снаряде) и т.д. Все это также снижает эффективность. При сохранении же весовых и габаритных характеристик снаряда приходится уменьшать вес заряда боевой части, а значит, и его мощность, а при наличии на снаряде реактивного двигателя - также его мощность или время работы, т.е. уменьшать среднюю скорость полета или дальность стрельбы. Эффективность не возрастает. Данная конструкция снаряда не позволяет повысить эффективность, а следовательно, и способ его сборки также не обеспечивает ее повышение.

Наиболее близким по конструкции к предлагаемому техническому решению является ракетный снаряд [2] , содержащий отсеки с корпусами, резьбовую втулку - образного продольного сечения с резьбой на противоположных концах, установленную между корпусами отсеков и телескопически скрепленную с ними по резьбе. Со стороны большего диаметра втулки резьба выполнена с внутренней стороны, а меньшего - с наружной. При сборке данного снаряда отсеки соединяют между собой через - образную в продольном сечении резьбовую втулку, стыковывая их по резьбе.

Недостатком этого ракетного снаряда является то, что торцы отсеков и опорные поверхности втулки контактируют между собой не по всему диаметру торцевой поверхности, а как максимум по трем местам (участкам). За счет же телескопичности соединения и того, что очень трудно добиться идеальной перпендикулярности торцов корпусов отсеков и опорных поверхностей резьбовой втулки относительно их оси, нередко контактирование происходит по одному месту (участку), каким-либо образом выступающему за торцевые взаимодействующие поверхности. Из этого следует, что между отсеками в осевом направлении присутствует определенный зазор. Ликвидировать этот зазор за счет подтягивания по резьбе не всегда удается, так как при подтягивании увеличивается трение между торцевыми поверхностями стыкуемых сборок, которое препятствует дальнейшему подтягиванию. При старте снаряда (выстреле) выступающие места резко сминаются (т.к. площадь их контакта невелика), и происходит резкий удар, способный разрушить находящиеся внутри снаряда элементы. При этом нагрузка при ударе обычно распределяется по диаметру неравномерно. Следовательно, возникает изгибающий момент, способный также повредить рабочие элементы. Следует также отметить, что при неравномерности приложения ударной нагрузки повышается вибрация, которая также может привести к поломке элементов снаряда. Все это снижает эффективность боевого использования. Также недостатком данного снаряда является отсутствие обеспечения угловой ориентации стыкуемых отсеков между собой. Обеспечить относительную угловую ориентацию отсеков между собой можно за счет постановки (при соответствующей подборке для каждого снаряда) компенсационных прокладок (колец), но при этом регулировка носит ступенчатый характер и приходится выбирать либо точное угловое расположение отсеков относительно друг друга и наличие какого-то зазора между резьбовой втулкой и стыкуемым отсеком, либо выборку этого зазора за счет проворота до упора втулки с предварительно стыкованным с ней отсеком относительно второго стыкуемого отсека, но при этом не удается добиться точной угловой ориентации отсеков относительно друг друга. Наличие зазора в соединении, как отмечалось выше, приводит к снижению эффективности. Отсутствие угловой ориентации отсеков относительно друг друга часто вызывает конструктивные трудности, усложнение элементов снаряда, да и самого снаряда в целом, что приводит к увеличению габаритов и веса, снижению надежности. Все это в конечном итоге ухудшает эффективность. Из вышеизложенного следует, что данная конструкция снаряда не позволяет повысить эффективность, а следовательно, и способ его сборки также не обеспечивает ее повышение.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности за счет снижения ударной нагрузки при выстреле при одновременном обеспечении угловой ориентации отсеков между собой, а также улучшение качества сборки.

Данная задача достигается тем, что в снаряде, содержащем отсеки с корпусами, резьбовую втулку с резьбой на противоположных концах, установленную между корпусами и телескопически скрепленную с ними по резьбе, на втулку между торцами корпусов отсеков телескопически установлено кольцо со сквозным щелевидным пазом, расположенным тангенциально цилиндрической поверхности кольца, причем резьба на концах втулки выполнена на ее наружной цилиндрической поверхности и противоположного направления, а на внутренней околоторцевой поверхности корпусов отсеков выполнена ответная резьба, при этом между резьбами на втулке под сквозным тангенциальным пазом кольца выполнен паз, а между внутренней частью одного из отсеков и втулкой расположен эластичный элемент, при этом рабочий диапазон поджатия эластичного элемента равен не менее половины шага резьбы втулки со стороны эластичного элемента, причем на наружной цилиндрической околоторцевой поверхности корпусов отсеков со стороны кольца со сквозным тангенциальным пазом могут быть нанесены ориентирующие отметки, а в способе сборки снаряда, включающем соединение корпусов отсеков через промежуточную резьбовую втулку, в нем в начале стыковки отсеков через промежуточную резьбовую втулку в один из корпусов стыкуемых отсеков наживляют внутреннюю резьбовую втулку с наружными противоположно направленными резьбами на концах, при этом на втулку телескопически устанавливают наружное кольцо со сквозным тангенциальным пазом, наживляют корпус второго стыкуемого отсека на свободный конец резьбовой втулки, и ориентируют отсеки относительно друг друга с последующей фиксацией, затем производят стягивание отсеков относительно друг друга вращением резьбовой втулки с кольцом, а после дополнительно подтягивают внутреннюю резьбовую втулку, при этом перед стыковкой одного из стыкуемых отсеков между ним и резьбовой втулкой устанавливают эластичный элемент с рабочим диапазоном поджатия, равным не менее половины шага резьбы втулки со стороны стыкуемого отсека, причем ориентирование корпусов отсеков относительно друг друга могут производить при суммарном расстоянии между торцами кольца и стыкуемых отсеков не более половины суммы шагов резьбы на концах резьбовой втулки.

Положительный эффект обеспечивается снижением ударной нагрузки при выстреле за счет повышения "жесткости" соединения отсеков снаряда, обеспечиваемого максимальным поджатием торцoв корпусов отсеков в направлении друг друга, а также "подрессориванием" части элементов снаряда.

Предлагаемoе изобретениe поясняeтся фиг. 1-4.

На фиг. 1 изображен снаряд 1, содержащий отсеки 2 и 3 с корпусами 4 и 5 соответственно, резьбовую втулку 6 с резьбой 7 и 8 (фиг. 2) на противоположных концах 9 и 10, установленную между корпусами и телескопически скрепленную с ними по резьбе. На втулку между торцами 11 и 12 корпусов 4 и 5 отсеков 2 и 3 соответственно телескопически установлено кольцо 13 со сквозным щелевидным пазом 14, расположенным тангенциально цилиндрической поверхности 15 кольца 13 (фиг. 2-4). Резьба на концах втулки выполнена на ее наружной цилиндрической поверхности 16 противоположного направления, а на внутренней околоторцевой поверхности корпусов отсеков выполнена ответная резьба. Между резьбами на втулке под сквозным пазом кольца выполнен паз 17. Между же внутренней частью 18 одного из состыкованных отсеков и втулкой расположен эластичный элемент 19 (фиг. 1,2,4). Он может быть выполнен из резины, полиуретана и т. д. , т.е. из материала, обладающего эластичными свойствами, и иметь форму кольца, как показано на фиг. 2,4, круга или же иметь сложную геометрическую форму, обеспечивающую ему лучший контакт с контактируемыми деталями и блоками. При этом эластичный элемент может располагаться как спереди резьбовой втулки, так и сзади, а также спереди и сзади, т.е. эластичных элементов, расположенных около резьбового кольца, может быть два. Наибольший эффект достигается при расположении эластичного элемента спереди резьбового кольца, т.е. когда внутренняя часть отсека, расположенного впереди резьбового кольца, "подрессоривается" эластичным элементом. Но даже если эластичный элемент располагается сзади резьбового кольца, то он также позволяет снизить нагрузки, в том числе и вибрационные, действующие на внутреннюю часть отсека, расположенного сзади резьбового кольца. Рабочий диапазон "a" поджатия эластичного элемента со стороны резьбового кольца относительно противоположного торца этого элемента равен не менее половины шага резьбы втулки со стороны эластичного элемента (фиг. 4). На наружной цилиндрической околоторцевой поверхности 20 и 21 корпусов отсеков со стороны кольца со сквозным тангенциальным пазом могут быть нанесены, как изображено на фиг. 3, ориентирующие отметки 22 и 23, выполненные, например, в виде рисок 24 и 25. На фиг. 4 изображен снаряд во время сборки, в котором стыкуемые корпуса отсеков сориентированы между собой, при этом суммарное расстояние, равное сумме зазоров "в" и "c" между торцами кольца и стыкуемых отсеков, равно не более половины суммы шагов резьбы на концах резьбовой втулки.

Снаряд работает следующим образом. При выстреле ударная нагрузка воздействует на задний отсек. Через него ударная нагрузка распространяется к передним отсекам. Исключение "зажатия" при сборке промежуточной резьбовой втулки торцами стыкуемых отсеков позволяет максимально "жестко" поджать корпуса отсеков в направлении друг друга и соответственно снизить вероятность удара между отсеками при старте. Следовательно, удается снизить величину перегрузок, действующих на снаряд и его элементы. Эластичный же элемент, расположенный между внутренней частью отсека и втулкой, позволяет еще более снизить величину перегрузок, в том числе и вибрационных. Обеспечивается это тем, что на снаряде на втулку между торцами корпусов отсеков телескопически установлено кольцо со сквозным щелевидным пазом и выполнением резьбы на концах втулки на ее наружной цилиндрической поверхности противоположного направления, а также расположением между внутренней частью отсека и резьбовой втулкой эластичного элемента. При этом рабочий диапазон "а" поджатия эластичного элемента равен не менее половины шага резьбы втулки со стороны эластичного элемента. Если же рабочий диапазон поджатия эластичного элемента будет менее половины шага резьбы втулки со стороны эластичного элемента, то не будет обеспечиваться с необходимыми параметрами "подрессоривание" внутренней части отсека или же при остановке свинчивания отсеков в рабочем диапазоне поджатия эластичного элемента не будет обеспечиваться угловая ориентация отсеков относительно друг друга. Продольную длину эластичного элемента в свободном состоянии необходимо выбирать так, чтобы после свинчивания отсеков и резьбовой втулки величина поджатия эластичного элемента при обеспечении угловой ориентации отсеков относительно друг друга попадала в рабочий диапазон поджатия эластичного элемента. Верхнее значение рабочего диапазона поджатия эластичного элемента выбирается из конструктивных соображений. Все вышеперечисленное дает возможность упростить элементы снаряда (узлы крепления зарядов боевой части, реактивного двигателя, электронных элементов, осей блока рулевого привода, если они имеются на снаряде и т.д.) и снизить их вес и занимаемый объем. Снижение веса и объема элементов позволяет без увеличения общего объема и веса снаряда увеличить объем и вес, "выделяемый" для боевой части или реактивного двигателя (если он имеется на снаряде) и соответственно повысить мощность боевой части или же увеличить среднюю скорость полета снаряда или его возможную дальность стрельбы. Все это позволяет повысить эффективность.

Сборка снаряда производится следующим образом. Отсеки снаряда и его детали подготавливают к сборке. Следует отметить, что сборку необходимо вести в стенде, имеющем два ложемента, расположенных соосно и имеющих возможность перемещаться относительно друг друга. Один из отсеков устанавливают в один из ложементов и закрепляют в нем. Торец закрепленного корпуса отсека, предназначенный для стыковки с резьбовой втулкой, должен быть обращен в сторону второго ложемента. При необходимости производят сборочные операции, касающиеся данного отсека (например, закрепление каких-либо элементов внутри отсека). Закончив со сборкой закрепленного в первом ложементе отсека, на него наживляют внутреннюю резьбовую втулку с наружными противоположно направленными резьбами. При этом, если между данным отсеком и резьбовой втулкой должен быть установлен эластичный элемент, то перед наживлением резьбовой втулки устанавливают этот эластичный элемент так, чтобы он потом расположился между внутренней частью отсека и резьбовой втулкой. Далее на втулку телескопически устанавливают наружное кольцо со сквозным тангенциальным пазом и наживляют корпус второго стыкуемого отсека на свободный конец резьбовой втулки. При этом наживление второго стыкуемого отсека может производиться как вращением самого отсека, так и резьбовой втулки, но в любом случае необходимо обеспечить такое вхождение резьбы резьбовой втулки в стыкуемые отсеки, которое обеспечит положение паза на наружной поверхности резьбовой втулки примерно посередине между отсеками. При дальнейшем стягивании отсеков вращением резьбовой втулки это обеспечит автоматическое попадание паза втулки под паз кольца, установленного на нее (при одинаковом шаге противоположно направленных резьб на концах втулки). Далее производят ориентацию отсеков снаряда относительно друг друга, разворачивая какой-либо из ориентируемых отсеков относительно другого. Для ориентации могут быть использованы, как приведено на чертежах, риски или точки, которые предварительно наносят на околоторцевую наружную поверхность стыкуемых отсеков со стороны кольца со сквозным тангенциальным пазом. Также для этого могут быть использованы какие-либо выступы на стыкуемых отсеках (например, выступающие боковые сопла реактивного двигателя, если он имеется на снаряде), которыми они могут опереться в специальные упоры на ложементах, обеспечивающих определенное угловое положение отсеков относительно друг друга. Наиболее целесообразно вести ориентирование корпусов отсеков относительно друг друга при суммарном расстоянии между торцами кольца и стыкуемых отсеков не более половины суммы шагов резьбы на концах резьбовой втулки, т.к. при этом обеспечивается минимальный ход отсеков друг к другу при дальнейшем их свинчивании. При суммарном расстоянии между торцами кольца и стыкуемых отсеков не более половины суммы шагов резьбы на концах резьбовой втулки эластичный элемент может иметь уже некоторое поджатие либо находиться еще в свободном состоянии, как изображено на фиг. 4. Это зависит от материала эластичного элемента и его механических свойств. Главное, чтобы после подтягивания резьбовой втулки поджатие эластичного элемента попало бы в его рабочий диапазон. После угловой ориентации отсеков относительно друг друга их фиксируют, закрепив в ложементах сборочного стенда. Следует отметить, что фиксацию отсеков следует производить так, чтобы ложементы имели ход в сторону друг друга не менее хода отсеков друг к другу при последующем вращении резьбовой втулки. Далее производят стягивание отсеков относительно друг друга вращением резьбовой втулки с кольцом, имеющим тангенциальный паз. Для этого на снаряде кольцо разворачивают относительно резьбовой втулки так, чтобы тангенциальный паз кольца стал над пазом втулки, расположенным на ее наружной поверхности. Следует отметить, что стягивание отсеков через резьбовую втулку следует производить специальным ключом, содержащим ручку и дугообразную головку с выступом на конце внутренней стороны дугообразной головки, при этом выступ на дугообразной головке по боковой поверхности со стороны ручки по высоте должен быть двухступенчатым. Ступень выступа с меньшей высотой может быть съемной. Специальный ключ ступенью выступа с большей высотой заводят в паз резьбовой втулки, а ступенью с меньшей высотой - в тангенциальный паз кольца и вращают резьбовую втулку с кольцом до упора. Далее выводят ступень выступа с меньшей высотой из зацепления с кольцом (если ступень выступа с меньшей высотой выполнена съемной, то можно ее снять) и, сохраняя зацепление ступени выступа с большей высотой с пазом на наружной поверхности втулки, производят дополнительное подтягивание резьбовой втулки до упора. При выполнении на специальном ключе ступени выступа с меньшей высотой несъемной ступень выступа с большей высотой и глубину паза на наружной поверхности резьбовой втулки необходимо выполнять с учетом обеспечения зацепления за паз резьбовой втулки как при зацеплении ступени выступа с меньшей высотой за кольцо с тангенциальным сквозным пазом, так и при выведении ступени с меньшей высотой из зацепления с кольцом. Для упрощения сборки на снаряде может быть выполнено несколько взаимосвязанных пар: паз на наружной поверхности резьбовой втулки - сквозной тангенциальный паз кольца. После подтягивания резьбовой втулки можно проводить дальнейшие сборочные операции.

При дополнительном подтягивании резьбовой втулки повышается "жесткость" соединения отсеков, которая обеспечивается незначительным подмятием торцов корпусов отсеков и расположенного между ними кольца с тангенциальным пазом. Увеличивается площадь контакта и соответственно уменьшается вероятность возможного удара при выстреле. Это достигается как конструкцией снаряда, так и способом его сборки.

Предложенный снаряд и способ его сборки позволяют повысить эффективность за счет снижения ударной нагрузки при выстреле при одновременном обеспечении угловой ориентации отсеков между собой, а также улучшения качества сборки, достигаемого повышением "жесткости" соединения отсеков снаряда, обеспечиваемого максимальным поджатием торцов корпусов отсеков в направлении друг друга, а также "подрессориванием" части элементов снаряда.

Источники информации
1. В.С. Князьков, В.В. Рожков "Боевые ракеты".- М.: издательство ДОСААФ СССР, 1977, с. 135, рис. 28.

2. В.Д. Куров, Ю.М. Должанский "Основы проектирования пороховых ракетных снарядов".- M.: Оборонгиз, 1961, с. 11, фиг. 1.7.