Результат интеллектуальной деятельности: СТАБИЛИЗАТОР АРТИЛЛЕРИЙСКОГО СНАРЯДА

Предлагаемое изобретение относится к области оборонной техники, в частности к стабилизаторам артиллерийских снарядов, как управляемых, так и неуправляемых.

Известен снаряд с устройством, стабилизирующим на полете [1]. В хвостовой части снаряда укреплены симметрично относительно продольной оси снаряда два пера или более, раскрывающихся на полете. Перья крепятся к корпусу снаряда на шарнирах, благодаря чему могут поворачиваться из сложенного положения в раскрытое. На корпусе снаряда, кроме того, устанавливаются пружины кручения, обеспечивающие перевод крыльев из сложенного положения в раскрытое и их фиксацию в раскрытом положении. Один конец пружины кручения упирается в корпус снаряда, а другой в перо. Ось крепления пружины смещена относительно оси крепления пера. На задней кромке пера имеется прорезь, в которую при раскрытии пера заходит изогнутый конец пружины, фиксирующий перо.

При досылании снаряда в ствол орудия клоц штатного досылателя контактирует непосредственно с концевыми кромками сложенных перьев. При этом из-за скошенных назад концевых кромок оперения взаимодействие досылателя с каждым из перьев снаряда осуществляется лишь по точке. Ввиду малой площади контактирования это может привести к подмятию задних кромок перьев, а также к деформации оси крепления пера.

Известен стабилизатор для управляемых снарядов [2], который является прототипом предлагаемого изобретения. Стабилизатор выдерживает высокие нагрузки, возникающие при старте снаряда, обеспечивает стабилизацию снаряда на начальном участке после его выхода из канала ствола и свободное вращение снаряда на остальной траектории полета. Стабилизатор установлен на блоке, который может свободно вращаться относительно корпуса снаряда, и заблокирован при помощи запирающего механизма от вращения на начальном участке траектории полета. Стабилизатор выполнен в виде нескольких поворотных аэродинамических поверхностей, которые при старте снаряда удерживаются в сложенном положении, а затем раскрываются при определенных условиях.

В стабилизаторе задние кромки аэродинамических поверхностей выполнены прямыми и при заряжании досылатель орудия опирается на всю заднюю кромку, что несколько снижает нагрузки, действующие в этот момент на аэродинамические поверхности снаряда.

Однако при нахождении снаряда на линии досыла возможно такое угловое расположение аэродинамических поверхностей его стабилизатора, при котором клоц досылателя, имеющий относительно небольшую ширину, будет находиться между смежными аэродинамическими поверхностями и заряжание будет невозможно из-за отсутствия контакта досылателя со снарядом.

При движении снаряда по стволу орудия аэродинамические поверхности снаряда удерживаются в сложенном положении и большая их часть выступает за корпус снаряда. В момент прохождения снарядом дульного тормоза возможно такое взаимное расположение стабилизатора снаряда и дульного тормоза, при котором полость, образованная двумя смежными аэродинамическими поверхностями. и аналогичная ей противоположная полость окажутся у окон дульного тормоза, а смежные им аналогичные полости - напротив глухой стенки. При этом, когда происходит резкий спад давления пороховых газов метательного заряда в заснарядной области, на выступающих за корпус частях аэродинамических поверхностей возникает перепад давления, обусловленный их несимметричным обтеканием пороховыми газами. Несимметрия обтекания характеризуется тем, что из образованных выступающими за корпус частями аэродинамических поверхностей полостей, расположенных непосредственно напротив окон дульного тормоза, стравливание газов происходит быстрее, чем из аналогичных полостей, располагающихся напротив глухой стенки. При большой величине перепада давления возможна пластическая деформации консольно закрепленных аэродинамических поверхностей снаряда. Даже при упругой деформации, если изгиб аэродинамических поверхностей достаточно велик, возможен их удар о стенки выходного отверстия дульного тормоза.

Нарушение аэродинамической формы стабилизатора, как при досылании снаряда в ствол орудия, так и при прохождении им дульного тормоза, а также повышенные начальные возмущения снаряда при выходе из дульного тормоза орудия ведут к снижению надежности функционирования снаряда в целом.

Задачей, решаемой данным изобретением, является повышение надежности функционирования артиллерийского снаряда за счет предохранения аэродинамических поверхностей его стабилизатора от деформаций при действии нагрузок в момент заряжания снаряда в ствол орудия и в момент прохождения им дульного тормоза. Это достигается тем, что в стабилизаторе артиллерийского снаряда, содержащем шарнирно закрепленные на корпусе снаряда с обеспечением возможности разворота по направлению движения аэродинамические поверхности, выполненные выступающими за торец снаряда, на концах аэродинамических поверхностей стабилизатора образованы фигурные вырезы с зацепом и наклонной поверхностью, в которых установлено кольцо так, что наклонные поверхности вырезов аэродинамических поверхностей расположены внутри кольца, а зацепы вырезов - с внешней стороны, в радиальных пазах, сформированных на заднем торце кольца, при этом часть аэродинамических поверхностей до вырезов размещена в пазах, выполненных на переднем торце кольца, симметрично пазам заднего торца, а задний торец кольца выступает за концы аэродинамических поверхностей стабилизатора.

Кольцо с выступающим за концы аэродинамических поверхностей торцом используется в качестве опорного элемента при заряжании, что позволяет исключить непосредственный контакт клоца досылателя с кромками сложенных аэродинамических поверхностей, предохраняя тем самым их от деформации при досылании.

Для исключения деформации аэродинамических поверхностей стабилизатора при прохождении снарядом дульного тормоза орудия на переднем торце кольца предусмотрены пазы, в которых размещается часть аэродинамических поверхностей до вырезов. В случае определенного взаимного расположения окон дульного тормоза и аэродинамических поверхностей стабилизатора снаряда, когда обтекание аэродинамических лопастей пороховыми газами метательного заряда становится несимметричным, на выступающих за корпус снаряда частях аэродинамических поверхностей возникает перепад давления. При этом плоскости смежных аэродинамических поверхностей, изгибаясь навстречу друг другу, будут прижиматься к боковым поверхностям передних пазов кольца, и их прогиб будет ограничен только величиной зазора между аэродинамической поверхностью и пазом. Большую часть нагрузки будет воспринимать часть кольца между смежными аэродинамическими поверхностями, а деформации самих аэродинамических поверхностей будут упругими.

Кольцо установлено в образованных на концах аэродинамических поверхностей фигурных вырезах, причем зацепы вырезов удерживают кольцо от перемещений, а наклонные поверхности вырезов создают при развороте аэродинамических поверхностей по направлению движения дополнительную осевую силу, способствующую наравне с силами набегающего потока отделению кольца от стабилизатора снаряда на траектории.

На фиг.1 представлен общий вид стабилизатора артиллерийского снаряда; на фиг.2 - вид на стабилизатор со стороны заднего торца снаряда; на фиг.3 схематично показано взаимное расположение аэродинамических поверхностей стабилизатора артиллерийского снаряда и окон дульного тормоза орудия, при котором возникает их несимметричное обтекание пороховыми газами метательного заряда. Стрелками показано направление движения газов при их стравливании в дульном тормозе орудия.

Стабилизатор артиллерийского снаряда содержит аэродинамические поверхности 1, шарнирно закрепленные с обеспечением возможности их разворота по направлению движения на корпусе снаряда с помощью осей 2. В сложенном положении часть аэродинамических поверхностей располагается в пазах корпуса, а часть их выступает за торец снаряда. На концах аэродинамических поверхностей 1 образованы фигурные вырезы а с зацепом b и наклонной поверхностью с, в которых установлено кольцо 3. При этом наклонные поверхности с вырезов а расположены внутри кольца 3, а зацепы b - с внешней стороны кольца, в радиальных пазах d, сформированных на заднем торце е кольца 3. Часть аэродинамических поверхностей 1 до вырезов а размещена в пазах f, выполненных на переднем торце кольца 3 симметрично пазам d. Задний торец кольца 3 выступает за концы аэродинамических поверхностей 1 стабилизатора (размер g).

При заряжании клоц досылателя, ударяя по периферийной части выступающего за концы сложенных аэродинамических поверхностей 1 торца “е” кольца 3, сообщает снаряду начальный импульс, необходимый для его досылания в ствол орудия. При этом отсутствует непосредственный контакт досылателя с тонкими задними кромками аэродинамических поверхностей 1, а все усилие равномерно распределяется по кольцу 3 и передается на снаряд.

В момент выхода снаряда в дульный тормоз 4 артиллерийской системы происходит резкий спад давления пороховых газов метательного заряда в заснарядной области. При определенном взаимном расположении стабилизатора снаряда и окон h дульного тормоза на выступающих за корпус частях аэродинамических поверхностей 1 возникает перепад давления, обусловленный неравномерным стравливанием газов из полостей i и j, образованных смежными аэродинамическими поверхностями 1 и корпусом дульного тормоза 4 (газы из полостей i стравливаются быстрее, чем из полостей j). Плоскости смежных аэродинамических поверхностей, изгибаясь навстречу друг другу, прижимаются к внутренним стенкам пазов f переднего торца кольца 3. При этом нагрузка от перепада давления, действующая на аэродинамические поверхности, воспринимается частью кольца 3, расположенной между двумя смежными аэродинамическими поверхностями, а максимальный изгиб самих аэродинамических поверхностей ограничен величиной зазора между аэродинамической поверхностью и пазом f и лежит в области упругих деформаций.

При выходе снаряда из ствола орудия аэродинамические поверхности 1, проворачиваясь на осях 2 в направлении движения снаряда, раскрываются. Зацепы b вырезов а аэродинамических поверхностей выходят из радиальных пазов d заднего торца е кольца 3, освобождая его от зацепления с аэродинамическими поверхностями стабилизатора. При дальнейшем раскрытии стабилизатора наклонные поверхности с вырезов а контактируют с внутренним ребром дна паза f. Осевая составляющая возникающей при этом силы вместе с аэродинамическими силами набегающего потока, действуя на кольцо 3, заставляет его отделиться от стабилизатора артиллерийского снаряда.

Таким образом, использование в конструкции стабилизатора артиллерийского снаряда кольца с пазами позволяет предохранить аэродинамические поверхности стабилизатора от деформаций при заряжании снаряда и при прохождении снарядом дульного тормоза орудия и, следовательно, повысить надежность функционирования артиллерийского снаряда в целом.

Источники информации

1. Патент США (US) №3918664 по кл. НКИ 244-3.28, опубл. 11 ноября 1975 года.

2. Патент США (US) №6126109, кл. НКИ 244-3.28, опубл. 3 октября 2000 года.