способ повышения точности стрельбы танковой пушки и танковая пушка

Формула изобретения

1. Способ повышения точности стрельбы танковой пушки, заключающийся в сохранении геометрии ее ствола от воздействия внешних факторов и сохранении положения оси ствола относительно линии прицеливания, отличающийся тем, что увеличивают точность позиционирования ствола путем установки его в направляющие с увеличенной опорной базой, при выстреле во время движения снаряда по стволу уменьшают сопротивление откату до минимально возможной величины, обеспечивая симметричность сил сопротивления откату относительно продольной оси ствола, а после покидания снарядом канала ствола увеличивают сопротивление откату, причем точность позиционирования восстанавливают во время наката, при этом внутренние стенки канала ствола покрывают износостойким при высоких температурах теплоотражающим слоем, а ствол укрывают теплозащитным кожухом для предохранения от воздействия окружающей среды.

2. Танковая пушка, содержащая ствол с казенной частью, расположенный в передней и задней направляющих опорах люльки и соединенный с ней противооткатными устройствами, отличающаяся тем, что она снабжена горловиной, закрепленной на передней части люльки, при этом передняя направляющая опора размещена в горловине люльки и выполнена из основного и вспомогательного колец, расположенных последовательно друг за другом по оси канала ствола, причем диаметр основного опорного кольца, расположенного ближе к дульному срезу, меньше диаметра вспомогательного опорного кольца, а на стволе выполнена цилиндрическая опорная поверхность и сопряженная с ней конусная поверхность, обращенная вершиной к дульному срезу, при этом цилиндрическая опорная поверхность расположена с возможностью взаимодействия с основным опорным кольцом, а ее рабочая длина перед основным опорным кольцом соответствует длине отката L ствола до вылета снаряда, внутренняя поверхность ствола покрыта износостойким при высоких температурах теплоотражающим слоем, а наружная поверхность его - теплозащитным кожухом.

3. Танковая пушка по п.2, отличающаяся тем, что износостойкий теплоотражающий слой выполнен толщиной 0,15...0,30 мм в виде полированного хромового покрытия.

4. Танковая пушка по любому из пп.2 и 3, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность покрыта износостойким слоем 0,2...0,4 длины ствола со стороны казенной части.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам повышения точности стрельбы орудий, в частности танковых пушек, путем сохранения геометрии их стволов от воздействия внешних и внутренних факторов и сохранения положения осей стволов относительно линии прицеливания, а также к конструкциям стволов и их размещению в орудийной установке.

Известны конструкции пушек, содержащих ствол с казенником, установленный на лафете и снабженный противооткатными устройствами [1].

В этом источнике описаны конструкции пушек, способы изготовления стволов и их упрочнения.

Известны конструкции пушек, стволы которых установлены в направляющих люльки с тепловым зазором [2]. Величины тепловых зазоров и опорной базы люльки (расстояние между передней и задней опорами ствола в люльке) определяют величины неконтролируемых угловых отклонений оси ствола.

Увеличенный тепловой зазор и уменьшенная опорная база ствола в люльке ухудшают точность стрельбы, а уменьшенный зазор может привести к заклиниванию ствола в направляющих. Наиболее актуальна эта проблема для танковых пушек, ведущих стрельбу с ходу. Колебания ствола за счет зазоров в люльке ухудшают точность стрельбы. Это является недостатком известных пушек.

Известно устройство танковых пушек 2А46 и 2А46-1 [3], имеющих ствол, затвор, люльку и противооткатные устройства. Противооткатные устройства расположены асимметрично продольной оси пушки, что создает возмущающий момент во время выстрела, приводящий к колебаниям пушки. Кроме того, описанные противооткатные устройства начинают торможение сразу после начала отката ствола, в то время когда по стволу движется снаряд. Это также отрицательно влияет на точность стрельбы.

Известны модификации танковой пушки Д-81 под индексами 2А26, 2А46 и 2А46М [4], которая может быть принята в качестве прототипа.

В пушках 2А26 и 2А46 ствол размещается в люльке, представляющей собой цилиндр с двумя цилиндрическими вкладышами с диаметральным зазором 0,5...0,8 мм, на которые опирается ствол. Расстояние между вкладышами ограничено размерами башни.

Недостаток устройства пушек 2А26 и 2А46 в том, что за счет тепловых зазоров и сравнительно короткой базы направляющих люльки возникают колебания ствола во время движения танка, что приводит к увеличению рассеивания снарядов.

В пушке 2А46М установлен передний цилиндрический вкладыш (опора ствола), а на заднюю опору ствол опирается казенником, с которым труба соединена байонетным соединением. За счет переноса задней опоры на казенник увеличена опорная база ствола в люльке.

Недостаток устройства пушки 2А46М в том, что ослабление байонетного соединения трубы с казенником может приводить к колебаниям ее задней части относительно передней, т.е. также к колебаниям ствола при движении танка.

Общим недостатком упомянутых конструкций является то, что при большой длине трубы (6 м) существенную долю в ухудшении точности стрельбы вносит изгиб ствола пушки. Изгиб ствола зависит, в первую очередь, от его жесткости, а также от особенностей нагрева ствола при стрельбе и режима его охлаждения. Неравномерность распределения тепла по длине и по окружности ствола, а также неравномерность его охлаждения вызывают изгиб ствола и приводят к потере точности стрельбы. Например, неравномерное охлаждение нагретого стрельбой ствола дождем приводило к отклонению снарядов от цели на 2 м и более на дальности 2000 м. Поэтому организация правильного теплового режима внутри и снаружи ствола позволит уменьшить его изгиб.

Известно, что при стрельбе выделяемое тепло распространяется по длине ствола неравномерно. Наиболее нагретой является часть ствола, примыкающая к казенной части, а дульная часть нагревается меньше. Задняя наиболее нагретая часть ствола получает наибольший износ. Для борьбы с этим внутреннюю поверхность ствола покрывают износостойкими покрытиями [5].

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является создание способа повышения точности стрельбы танковой пушки с учетом взаимосвязанных факторов, влияющих на геометрию ее ствола и сохранение положения оси ствола относительно линии прицеливания, а также принятие комплекса конструктивных мер, реализующих этот способ.

Поставленная задача решается тем, что для уменьшения влияния внешних и внутренних факторов, воздействующих на снаряд во время его движения по каналу ствола, увеличивают точность позиционирования ствола.

Для этого ствол устанавливается в направляющих повышенной точности с увеличенной опорной базой ствола в люльке. При этом обеспечивают симметричность сил сопротивления откату и до вылета снаряда уменьшают их до минимально возможной величины.

Одновременно тепло, выделяемое при выстреле, отражают от внутренних стенок канала ствола, поддерживая высокую температуру пороховых газов.

Для этого внутренние стенки ствола покрывают теплоотражающим слоем, который к тому же должен быть износостойким при высоких температурах, например хромом [5]. Известно, что кроме повышения износостойкости полированное хромовое покрытие обладает более высокой отражательной и теплоизолирующей способностью по сравнению с полированной сталью [6].

В качестве материала для такого покрытия подходит хром. Покрытие полируют, и тогда оно приобретает спектральный коэффициент отражения Рт ()=0,90...0,92 в диапазоне инфракрасного излучения. Для сравнения заметим, что полированная сталь обладает значительно худшей отражательной способностью в указанном диапазоне температур. Спектральный коэффициент для нее Рт ()=0,623...0,853, причем чем выше окружающая температура, тем он ниже [6, 7].

Используя теплоотражательные свойства полированного хрома, можно добиться уменьшения поглощения тепла в казенной части ствола и перераспределить тепло по объему ствола пушки, что способствует уменьшению изгиба ствола, вызываемого температурным градиентом его разных частей.

Далее, для уменьшения неравномерного охлаждения нагретого ствола, например, от воздействия дождя, снега, ветра поверхность его укрывают теплозащитным кожухом, охватывающим ствол с зазором, достаточным для свободной циркуляции охлаждающего рабочего тела, например воздуха.

На фиг.1 изображен общий вид предложенной пушки, на фиг.2 показана конструкция направляющих, а на фиг.3, 4 изображен поперечный разрез пушки. Предложенная танковая пушка состоит из ствола 1 с казенной частью, установленного в направляющих. 2, 3, 4. Причем передние цилиндрические направляющие 2 и 3 установлены в горловине 5, закрепленной на передней части люльки 6 внутри бронемаски 7. Задняя направляющая 4 расположена в люльке 6. Передняя направляющая 2 является основной опорой, а направляющая 3 - вспомогательной. Обе выполнены в виде колец, расположенных последовательно друг за другом по оси канала ствола 1. Ствол снабжен цилиндрической опорной поверхностью 7 длиной L, сопряженной с конусной поверхностью 8 ствола 1. Внутренняя поверхность ствола 1 покрыта износостойким теплоотражающим слоем 9, а наружная поверхность укрыта теплозащитным кожухом 10, охватывающим ее с зазором.

Устройство работает следующим образом.

Перед выстрелом ствол 1 цилиндрической опорной поверхностью 7 устанавливают на основную направляющую 2 повышенной точности.

Рабочая длина цилиндрической опорной поверхности 7, взаимодействующая с основной (точной) направляющей опорой 2, определяется из выражения

где q - вес снаряда, кг,

- вес заряда, кг,

Q - вес откатных частей пушки, кг,

l - относительный путь движения снаряда по каналу ствола, м,

и соответствует величине "свободного" отката ствола 1. Сила трения в направляющих уменьшает расчетные значения на 3...5% и в расчет не принимается. Таким образом, величина L достаточна, чтобы за все время движения снаряда по стволу 1 последний все время перемещался в точной (основной) направляющей опоре 2. После вылета снаряда из ствола 1 нет смысла поддерживать точное позиционирование ствола, т.к. это приводит к излишнему износу направляющего кольца 2. Далее цилиндрическая поверхность 7 ствола 1 выходит из контакта с опорой 2 и дальнейший откат происходит по вспомогательному кольцу опоры 3 меньшей точности.

Заявитель провел комплексные испытания заявленного изделия, которые полностью подтвердили заявленные преимущества и доказали возможность промышленного применения изделия.

Источники информации

1. B.A.Надин, И.А.Скорик, В.М.Шегерон, Артиллерия, М.: ДОСААФ, 1972. Стр.91-115.

2. А.Н.Латухин, Современная артиллерия. М.: Военное издательство Министерства обороны СССР, 1970, стр.228-233.

3. Е.А.Косырев и др. Танки, ДОСААФ, М.: 1979 г., стр.76.

4. 125-мм танковые пушки 2А46 и 2А46-1, техническое описание и инструкция по эксплуатации. М.: Военное издательство министерства обороны СССР, 1979 (прототип).

5. Jane s Defence Weekly, 2003, 8 January, p.30, 105-мм гладкоствольная пушка 105 SB.

6. Л.З.Крикунов, Справочник по основам инфракрасной техники. М.: Советское радио, 1978, стр.37-40.

7. М.М.Морошников, Теоретические основы оптико-электронных приборов, Л.: Машиностроение, 1977, стр.256-258.