затворный механизм для артиллерийского орудия безгильзового заряжания

Формула изобретения

1. Затворный механизм для артиллерийского орудия безгильзового заряжания, имеющего осевое казенное отверстие, содержащий направляющую в казеннике ствола, расположенную поперек казенного отверстия рядом с ним, затвор в виде ведущей части, поступательно перемещающийся по направляющей, и упругопластического обтюратора, отличающийся тем, что он снабжен рамой с грибовидным стержнем, оканчивающимся боевой плиткой, на котором размещен упругопластический обтюратор, рама соединена с казенником ствола посредством соосной казенному отверстию направляющей пары в виде подвижной и неподвижной относительно казенника частей и с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно него, при этом подвижная часть направляющей пары дополнительно связана с казенником посредством копирной пары и имеет возможность поворота относительно оси направляющей пары.

2. Затворный механизм по п.1, отличающийся тем, что на боевой плитке снаружи выполнен направляющий под выемку зарядного устройства участок длиной 0,4 - 0,7 его диаметра.

3. Затворный механизм по п.1 или 2, отличающийся тем, что направляющая пара выполнена в виде двух коаксиальных размещенных в цилиндрической проточке казенника цилиндров, причем внутренний цилиндр закреплен жестко на казеннике орудия, а наружный выполнен подвижным, несет на себе раму с грибовидным стержнем и снабжен роликом, входящим в паз копирной пары, при этом паз копирной пары выполнен на казеннике в виде продольной и наклонной относительно оси направляющей пары частей.

4. Затворный механизм по п.3, отличающийся тем, что внутренний цилиндр выполнен в виде полого штока с утолщением в наружной части.

5. Затворный механизм по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что он снабжен системой подачи сжатого воздуха от внешнего источника в виде управляющих электропневмоклапанов и контактов, трубопроводов досылки и откидывания рамы, оканчивающихся штырем с каналами подачи сжатого воздуха, причем наружная часть штыря и внутренняя полость штока образуют разъемную муфту, трубопровод откидывания рамы связан через внутренние полости штыря и штока с задней полостью наружного цилиндра, а трубопровод досылки рамы через второй канал штыря и часть внутренней полости штока связан с передней полостью наружного цилиндра, при этом управляющие электропневмоклапаны через контакты на казеннике связаны с ведущей частью затвора.

6. Затворный механизм по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что он снабжен реле времени и форсунками, при этом форсунки размещены на внутренней части направляющей и связаны с системой обеспечения сжатым воздухом пневмомуфтой, одна из подвижных частей которой закреплена на казеннике, другая на люльке орудия.

7. Затворный механизм по п.1, отличающийся тем, что направляющая пара выполнена в виде подвижного цилиндра, несущего на себе раму с грибовидным стержнем и размещенного внутри цилиндрической проточки казенника.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборонной технике, а более конкретно, к артиллерийским орудиям безгильзового заряжения. В артиллерийских орудиях безгильзового заряжaния применяются затворные механизмы с упругопластическим обтюратором. Известен затворный механизм казнозарядного миномета, где запирание канала ствола перед выстрелом осуществляется посредством предварительно заведенного в канал ствола упругопластического обтюратора типа "Банжа" и казенника, соединенного с лафетом. Запирание канала ствола осуществляется при касательном вхождении казенной части ствола с обтюратором в направляющие пазы казенника. Такое решение, применяемое для буксируемых систем, не получило применения в самоходных бронированных орудиях (cм."Руководство службы 160-мм миномет М-160", Воениздат, 1955 г.).

Известен также затворный механизм для артиллерийского орудия безгильзового заряжания, принятый за прототип (патент США N 4308785 кл. F 41 A 3/12, 1982 г.). Этот затворный механизм для орудийного ствола, имеющего осевое казенное отверстие, содержит направляющую, ось которой расположена поперек казенного отверстия рядом с ним, и поступательно перемещающийся по направляющей затвор, имеющий ведущую часть и обтюратор, которыe соединены между собой шарнирным рычагом. Эти две части затвора взаимно контактируют по ступенчатой поверхности в двух различных зацеплениях.

При первом зацеплении казенное отверстие открыто, при втором - закрыто. Переход от первого зацепления ко второму происходит при перемещении ступенчатой поверхности на один шаг. Между обтюратором и направляющей находится кулачок, который ограничивает движение обтюратора, когда ведущая часть затвора перемещается поперек казенного отверстия по направляющей. При этом обтюратор принудительно перемещается по отрезку дуги, переходящему на одном конце в ось направляющей, а на другой - в ось орудийного ствола. Данное изобретение базируется на идее поперечно скользящего затвора механизма, который закрывает казенную часть ствола по оси и использует обычный упруго-пластичный обтюратор, в том числе и типа "Банжа". Однако такое устройство затворного механизма имеет и ряд недостатков, наиболее существенным является то, что до начала поступательного перемещения затвора по направляющей поперек оси казенного отверстия необходимо полностью завести в канал ствола выстрел безгильзового заряжания и там его надежно зафиксировать при различных углах возвышения ствола. В результате таких следующих последовательно операций снижается скорострельность артиллерийского орудия.

Технической задачей изобретения является сокращение времени на заряжание выстрела безгильзового заряжания и запирание канала ствола.

Техническая задача решается предложенной конструкцией затворного механизма артиллерийского орудия, имеющего осевое казенное отверстие, содержащий направляющую в казеннике ствола, расположенную поперек казенного отверстия рядом с ним, затвор в виде ведущей части, поступательно перемещающейся по направляющей, и упругопластического обтюратора, снабжен рамой с грибовидным стержнем, оканчивающимся боевой плиткой и на котором размещен упругопластический обтюратор, а рама соединена с казенником ствола посредством соосной казенному отверстию направляющей пары в виде подвижной и неподвижной относительно казенника частей и для возможного возвратно-поступательно перемещения относительно него, кроме того, подвижная часть направляющей пары дополнительно связана с казенником посредством копирной пары и имеет возможность поворота относительно оси направляющей пары.

Направляющая пара выполнена в виде двух коаксиальных цилиндров, размещенных внутри цилиндрической проточки казенника, причем внутренний цилиндр закреплен жестко на казеннике орудия, а наружный выполнен подвижным, несет на себе раму с грибовидным стержнем и содержит ролик, входящий в паз копирной пары, причем паз копирной пары выполнен на казеннике в виде продольной и наклонной относительно оси направляющей частей. Внутренний цилиндр может быть выполнен в виде полого штока с утолщениями в наружной части.

Для облегчения процессов заряжaния выстрела и запирания канала ствола затворный механизм снабжен системой подачи сжатого воздуха от внешнего источника в виде управляющих электропневмоклапанов и контактов, трубопроводов досылки и откидывания рамы, оканчивающихся штырем с каналами подачи сжатого воздуха, причем наружная часть штыря и внутренняя полость штока образуют разъемную муфту, трубопровод откидывания рамы связан через внутренние полости штыря и штока с задней полостью наружного цилиндра, а трубопровод досылки рамы через второй канал штыря и часть внутренней полости штыря связан с передней полостью наружного цилиндра, кроме того, управляющие электропневмоклапаны через контакты на казеннике связаны с ведущей частью затвора.

Для продувки канала ствола и удаления несгоревших остатков метательного заряда затворный механизм дополнительно снабжен реле времени, форсунками, размещенными на внутренней части направляющей и связанными с системой обеспечения сжатым воздухом пневмомуфтой, одна из подвижных частей закреплена на казеннике, другая на люльке орудия.

Для обеспечения более надежного запирания канала ствола поверхность контакта ведущей части и направляющей выполнена наклонной к оси казенного отверстия, т.е. ведущая часть выполнена в виде клина.

Для артиллерийских орудий, применяющих выстрелы с метательными зарядами, размещенными на зарядном устройстве, и для их последующей после выстрела экстракции через казенное отверстие на боевой плитке снаружи выполнен направляющий под выемку зарядного устройства участок длиной 0,4... 0,7 его диаметра.

Для артиллерийских систем, не имеющих источников сжатого воздуха, как правило буксируемых, направляющая пара может быть существенно упрощена и выполнена в виде подвижного цилиндра, несущего на себе раму с грибовидным стержнем и размещенного внутри цилиндрической проточки казенника.

При таком выполнении затворного механизма не требуется предварительно полностью заводить в канал ствола элементы выстрела безгильзового заряжания, т. к. досылка выстрела осуществляется непосредственно при перемещении рамы затвора с упругопластическом обтюратором по оси канала ствола с последующим запиранием его при перемещении ведущей части по направляющей казенника ствола. Кроме того, обеспечивается экстракция элементов метательного заряда (зарядных устройств) из канала ствола и продувка канала ствола от несгоревших остатков метательного заряда, что существенно для артиллерийских систем, применяющих боеприпасы с готовыми выступами на снаряде и оперенные штатные боеприпасы.

В результате предлагаемое выполнение затворного механизма повышает скорострельность стрельбы, уменьшает энергозатраты личного расчета и повышает надежность и безопасность эксплуатации.

На фиг.1 изображен вид справа; на фиг.2 - вид сзади на казенник орудия; на фиг.3 - направляющая пара с рамой и затвором; на фиг.4, 5 - основные элементы пневмооборудования.

Основные элементы затворного механизма артиллерийского орудия содержат люльку 1 орудия, ствол 2 с казенником 3 и направляющей 4 в казеннике ствола, расположенной поперек казенного отверстия рядом с ним, ведущую часть 5, поступательно перемещающуюся по направляющей и выполненную в виде клина, упругопластический обтюратор 6, размещенный на грибовидном стержне 8, оканчивающимся боевой плиткой 9, рамы 7, подвижную часть направляющей пары 10, расположенную соосно казенному отверстию и входящую в цилиндрическую проточку казенника (ось ее 12, ось канала ствола - ось казенного отверстия 13), боеприпас безгильзового заряжания на линии досылки 11, ролик копирной пары 14, подвижный наружный 15 и неподвижный относительно казенника внутренний 16 цилиндры направляющей пары с рамой и затвором, внутреннего цилиндра в виде полого штока с утолщениями, лыски для крепления внутреннего цилиндра к казеннику 17, передняя полость наружного подвижного цилиндра 18, задняя полость наружного подвижного цилиндра 19, магистраль подачи сжатого воздуха от внешнего источника 20, электропневмоклапаны 21, трубопровод досылки рамы 22, трубопровод откидывания рамы 23, штырь с каналами подачи сжатого воздуха 24, форсунки 25, подвижная часть пневмомуфты (крепится на казеннике) 26, неподвижная часть пневмомуфты (крепится на люльке орудия) 27, трубопровод продувки с электропневмоклапанами и реле времени 28.

Функционирование предлагаемого устройства следующее.

Заряжание боеприпаса.

Рама 7 находится в крайнем левом положении. Пунктиром на фиг.1 показано одно из промежуточных положений боеприпаса при заряжании. Передняя часть боеприпаса вводится в канал ствола и там центрируется, задняя часть укладывается на заднюю часть казенника на лоток с подпружиненным удержником, что обеспечивает фиксацию его от перемещения назад. Ведущая часть (клин) 5 находится в направляющей 4 в крайнем нижнем положении, не препятствующем прохождению боеприпаса в канала ствола 2. При заряжении усилием руки раму 7 перемещают вдоль оси канала ствола до боеприпаса и далее их совместно до вхождения упругопластического обтюратора до упора в конический скат ствола 2. При этом происходит освобождение подпружиненной ведущей части 5, и она при перемещении вверх поджимает дополнительно через нижний торец рамы 7 упругопластический обтюратор 6, чем обеспечивается надежное запирание канала ствола. Посредством системы устройств, размещенных в казеннике 3, ведущей части (клина) 5, грибовидном стержне 8 и боевой плитке 9 обеспечивается соответствующее инициирование метательного заряда боеприпаса и осуществляется соответственно выстрел орудия.

При выстреле после отката ствола 2 с казенником 3 при накате с помощью копирной пары осуществляется принудительное перемещение ведущей части (клина) 5 вниз и ее фиксация в этом положении. Устройства для этого широко известны в артиллерийских орудиях с клиновым запиранием и здесь подробно не рассматриваются.

Раму 7 вручную отводят в исходное положение.

Для артиллерийских систем, применяющих боеприпасы с метательным зарядом, размещаемом на зарядных устройствах и требующих их экстракции, на боевой плитке снаружи выполнен направляющий под выемку зарядного устройства участок длиной 0,4...0,7 его диаметра. При переводе рамы 7 в исходное положение зарядное устройство при помощи направляющего участка на боевой плитке соединяется с грибовидным стержнем 8 и экстрактируется из ствола 2 орудия. Соотношение определено экспериментально. Функционирование предлагаемого затворного механизма проверено многочисленными стрельбами, и подтверждена его высокая надежность и эффективность действия.

Направляющая пара, выполненная в виде двух коаксиальных размещенных в цилиндрической проточке казенника цилиндров 15, 16, с жестко закрепленным внутренним цилиндром на казеннике орудия и подвижным наружным, несущим себе раму 7 с грибовидным стержнем 8 и копирным роликом 14, входящим в паз копирной пары, который выполнен на казеннике в виде продольной и наклонной относительно оси направляющей пары частей, обеспечивает поворот рамы затвора с линии заряжания при движении ее в исходное положение.

Направляющая пара может быть выполнена также в виде подвижного цилиндра, несущего на себе раму с грибовидным стержнем и размещенного внутри цилиндрической проточки казенника.

При использовании сжатого воздуха функционирование предлагаемого устройства следующее.

Заряжание боеприпаса.

Рама 7 находится в крайнем левом положении и повернута вокруг оси 12 таким образом, что полностью освобождает место для беспрeпятственного прохождения боеприпаса вдоль оси 13 канала ствола 2. Пунктиром на фиг.1 показано одно из промежуточных положений боеприпаса при заряжании. Передняя часть боеприпаса вводится в канал ствола и там центрируется, задняя часть укладывается на заднюю часть казенника на лоток с подпружиненным удержником, что обеспечивает фиксацию его от перемещения назад. Ведущая часть (клин) 5 находится в направляющей 4 в крайнем нижнем положении, не препятствующем прохождению боеприпаса в канал ствола 2. При подаче команды на электропневмоклапан досылки 21 через трубопровод досылки рамы 22 воздух через канал штыря 24, размещенного на люльке 1 и часть внутренней полости штока 16 и боковые отверстия в нем поступает в переднюю полость наружного подвижного относительного казенника 18 цилиндра 15 и перемещает раму 7 с затвором до боеприпаса и далее их совместно до вхождения упругопластического обтюратора до упора в конический скат ствола 2. При этом происходит освобождение подпружиненной ведущей части 5, и она при перемещении вверх поджимает дополнительно через нижний торец рамы 7 упругопластический обтюратор 6, чем обеспечивается надежное запирание канала ствола. Посредством системы устройств, размещенных в казеннике 3, ведущей части (клина) 5, грибовидном стержне 8 и боевой плитке 9 обеспечивается соответствующее инициирование метательного заряда боеприпаса и осуществляется соответственно выстрел орудия. Эти устройства в ударном способе передачи импульса могут быть аналогичны в уже приведенном известном миномете.

При выстреле после отката ствола 2 с казенником 3 при накате с помощью копирных устройств осуществляется принудительное перемещение ведущей части (клина) 5 вниз и ее фиксация в этом положении. Устройства для этого широко известны в артиллерийских орудиях с клиновым запиранием и здесь подробно не рассматриваются.

При этом посредством контактов и электропневмоклапанов сжатый воздух поступает через трубопровод откидывания рамы 23 через внутренние полости штыря 24 и штока 16 в заднюю полость наружного цилиндра 19 и перемещает (откидывает) раму назад. Ролик 14 перемещаясь в начале по продольной, а потом по наклонной части копирного паза обеспечивает соответствующую ориентацию рамы 7. Одновременно с этим посредством контакта ведущей части (клина) 5 с электропневмоклапаном поступает сигнал на реле времени системы продувки 28, воздух поступает через трубопроводы и форсунки 25 в канала ствола. После завершения установленного в реле времени продувка канала ствола завершается и орудие готово к следующему выстрелу.