Порядок проведения занятия

1. Исходными данными являются результаты, полученные в ходе выполнения предыдущей лабораторной работы (3-D модель снаряда, массы снаряда q и разрывного заряда ), а также дополнительные характеристики, приведенные в таблице 6.

2. Разбить ранее спроектированный снаряд сечениями на 10 расчетных поясов. Ширину пояса установить в зависимости от сложности профиля стенки корпуса снаряда. Для каждого сечения (пояса) определить геометрические (d₀, d₁) и массовые (q_п, _п) характеристики.

3. В каждом сечении произвести расчет прочности корпуса снаряда без учета снаряжения (формулы (2.3) и (2.4)) и с учетом его (формулы (2.6) – (2.10)), а также оценить прочность разрывного заряда по формуле (2.5). Результаты представить в виде графиков.

4. В случае нарушения прочности корпуса или разрывного заряда произвести корректировку размеров корпуса и разрывного заряда.

Таблица 6 – Характеристики выстрела и материала оболочки снаряда

Вариант		pmax	[т]	[]
		МПа
1	1,05	270	560	90
2	1,06	280	570	100
3	1,09	290	600	95
4	1,04	275	580	90
5	1,09	285	620	100
6	1,08	295	650	105
7	1,07	300	670	110
8	1,06	270	570	90
9	1,05	285	590	95
10	1,07	290	630	100
11	1,06	295	640	110
12	1,08	300	680	110
13	1,04	275	600	95
14	1,07	265	580	90
15	1,09	270	570	100

Литература

1. Средства поражения и боеприпасы: учебник / А.В. Бабкин, В.А. Велданов, Е.Ф. Грязнов и др.; Под общ. ред В.В. Селиванова. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. – 984 с.

2. Галкин, В.М. Боеприпасы артиллерии и минометов / В.М. Галкин, Г.Ф. Колесников, Ф.Г. Чаусов. – М, 1950.

3. Третьяков Г.М. Боеприпасы артиллерии. – М. Военное изд-во Министерства вооруженных сил союза СССР, 1947.

Лабораторная работа №3 (4 часа). Конструирование бронебойных оперенных подкалиберных снарядов Содержание занятия

Рисунок 6 – Отделение ведущего устройства на траектории

Бронебойные оперенные подкалиберные снаряды (БОПС) используются для поражения бронированных целей. Они входят в боекомплекты танковых и противотанковых нарезных и гладкоствольных орудий. Характерной особенностью таких боеприпасов высокая начальная скорость снаряда (почти 2 км/с) и наличие отделяющегося на траектории ведущего устройства (ВУ), состоящего из нескольких секторов (рисунок 6).

Рисунок 7 – Выстрелы с БОПС раздельного (125 мм) и унитарного заряжания (115 мм)

Выстрел с БОПС раздельного заряжания для гладкоствольной пушки Д-81 калибра 125 мм показан на рисунке 7. Кроме штатного заряда, помещенного в гильзу, имеется дополнительный заряд, прикрепляемый к снаряду. В случае унитарного выстрела, как для гладкоствольной пушки У-5ТС калибра 115 мм, снаряд помещается в дульце гильзы и деления на основной и дополнительный заряды нет (рисунок 7).

Рисунок 8 – Конструкция головной части бронебойного стержня

Поражающим элементом БОПС является оперенный стержень («лом»), который и осуществляет пробитие брони. Современные стержни содержат бронебойный сердечник из твердого материала (сплавы на основе вольфрама, обедненный уран) массой около 300 г. Перед сердечником размещают тупоголовый противорикошетный элемент из мягкого материала и баллистический легкоразрушаемый колпак для снижения сопротивления воздуха (рисунок 8). Сердечник также называют активной частью.

Устойчивость длинного «лома» на траектории обеспечивается за счет стабилизаторов «перьев» в хвостовой части, которые имеют скосы на передних гранях. Это придает «лому» некоторое вращение для компенсации возможного эксцентриситета, полученного в ходе неточного изготовления. Обычно стабилизатор содержит 5…5 перьев.

Большое внимание в современных конструкциях БОПС уделяется ВУ, которое выполняет ряд функций. Во-первых, оно должно обеспечить надежную обтюрацию пороховых газов в канале ствола без его заметного износа; во-вторых, исключает перекос снаряда в канале ствола, что увеличивает рассеивание, и, в-третьих, ВУ под действием набегающего воздушного потока должно надежно отделяться от стержня, не влияя на его траекторию полета.

Для видимости результата стрельбы в хвостовую часть стержня помещают трассирующий состав.

Рассмотрим в хронологическом порядке появление номенклатуры БОПС для гладкоствольной пушки калибра 125 мм, устанавливаемой на танках Т-64, Т-72, Т-80 и Т-90.

Отечественный БОПС состоит из ведущего кольца, состоящего из трех секторов с плоскостью разъема под 120°, скрепленных обтюрирующим пояском из меди или пластмассы. Второй опорой служат перья стабилизатора, снабженные подшипниками. При вылете из ствола кольцо разделяется на три сектора, которые летят на расстояние до 500 м с большой скоростью, и находиться впереди стреляющего БОПС танка не рекомендуется. Сектор может повредить легкобронированную технику, и нанести ранения пехоте. Отделяющиеся сектора БОПС обладают значительной кинетической энергией в секторе 2° от выстрела.

На БОПС надевается сгорающий цилиндр (СЦ) с трубчатым порохом (рисунок 7), СЦ изготовлен из картона, пропитанного тротилом и во время выстрела полностью сгорает. Сгорающая гильза (СГ) изготовлена аналогично, но после выстрела от нее остается металлический поддон. Средством воспламенения служит гальвано-ударная втулка ГУВ-7.

С начала 70-х годов XX века на вооружение принимаются подкалиберные снаряды, стабилизируемые оперением.

1. Снаряд 3ВБМ-7 (индекс снаряда 3БМ-15; индекс снаряда с дополнительным зарядом 3БМ-18) (1972 г.). Активная часть этого снаряда немного удлинена по сравнению с 3БМ-12, что не сказалось на общей длине снаряда благодаря большему заглублению активной части в дополнительный заряд. Несмотря на то, что снаряд давно не использовался в Советской Армии, он оставался до распада СССР самым современным БОПС, доступным для получателей советских экспортных танков Т-72. БМ-15 и его местные аналоги производились по лицензии во многих странах.

2. Выстрел 3ВБМ-8 (индекс снаряда 3БМ-17; индекс снаряда с дополнительным зарядом 3БМ-18) (1972 г.). Упрощенный вариант снаряда 3БМ-15; отсутствует сердечник из карбида вольфрама, взамен увеличен размер бронебойного колпачка с целью компенсации снижения бронепробиваемости. Предположительно использовался только в экспортных и учебных целях.

3. Выстрел 3ВБМ-9 (индекс снаряда 3БМ-22; индекс снаряда с дополнительным зарядом 3БМ-23) (1976 г.). Тема НИР «Заколка». Длина активной части практически идентична активной части БМ-15, однако используется гораздо более массивный бронебойный демпфер. В результате снаряд заметно тяжелее, чем БМ-15, что привело к некоторому снижению начальной скорости. Данный снаряд являлся наиболее распространенным в Советской Армии в конце 70-х – начале 80-х гг, и хотя более не производится, накоплен в больших количествах и по-прежнему разрешен к применению.

Второе поколение (конец 70-х и 80-е годы).

В 1977 году начинаются работы, направленные на повышение боевой эффективности выстрелов танковой артиллерии. Постановка этих работ была связана с необходимостью поражения новых типов усиленной бронезащиты, разрабатываемых за рубежом танков нового поколения М1 «Абрамс» и «Леопард-2». Началась разработка новых конструктивных схем БОПС, обеспечивающих поражение монолитной комбинированной брони в широком диапазоне углов встречи снаряда с бронёй, а также преодоление динамической защиты.

Другие задачи включали улучшение аэродинамических качеств снаряда в полете с целью снижения лобового сопротивления, а также увеличение его начальной скорости.

Продолжалась разработка новых сплавов на основе вольфрама и обедненного урана с повышенными физико-механическими характеристиками. Полученные результаты по этим НИР позволили в конце 70-х годов приступить к разработке новых БОПС с усовершенствованным ведущим устройством, закончившиеся принятием на вооружение БОПС «Надежда», «Вант» и «Манго» калибра 125 мм.

Одним из главных отличий новых БОПС по сравнению с разработанными до 1977 года было новое ведущее устройство с секторами «прижимного» типа с применением алюминиевого сплава и полимерных материалов. В БОПС до этого применялись ведущие устройства со стальными секторами «разжимного» типа.

В 1984 был разработан БОПС 3ВБМ13 «Вант» со снарядом 3БМ32 повышенной эффективности, «Вант» стал первым отечественным моноблочным БОПС, изготовленным из уранового сплава с высокими физико-механическими свойствами.

БОПС «Манго» был разработан специально для поражения танков, имеющих комбинированную и динамическую защиту. В конструкции снаряда применен высокоэффективный комбинированный сердечник из вольфрамового сплава, размещенный в стальном кожухе, между которыми имеется прослойка из легкоплавкого сплава. Снаряд, способен преодолевать динамическую защиту и надёжно поражать сложную составную броню танков, поступивших на вооружение в конце 70-х и до середины 80-х годов.

4. Выстрел 3ВБМ-11 (индекс снаряда 3БМ-26; индекс снаряда с дополнительным зарядом 3БМ-27) (1983 г.). Тема «Надежда-Р». Данный ОБПС являлся первым в серии снарядов с новым ведущим устройством.

5. Выстрел 3ВБМ-10 (индекс снаряда 3БМ-29; индекс снаряда с дополнительным зарядом 3БМ-30) (1983 г.). Тема «Надфиль-2», БОПС с сердечником из сплава на основе урана (1982 г) аналогичный по конструкции 3БМ-26.

6. Выстрел 3ВБМ-13 (индекс снаряда 3БМ-32; индекс снаряда с дополнительным зарядом 3БМ-38) (1985 г.). Тема НИР «Вант». Первый советский монолитный урановый БОПС. Вместе с 3БМ-42 остается самым распространенным БОПС Российской армии.

7. Выстрел 3ВБМ-17 (индекс снаряда 3БМ-42; индекс снаряда с дополнительным зарядом 3БМ-44) (1986 г.). Тема НИР «Манго» открыта в 1983 г. Снаряд повышенного могущества, предназначенный для поражения современных многослойных бронепреград. Имеет очень сложную конструкцию, включающую в себя сплошной баллистический и бронебойный колпачок, бронебойный демпфер, и два сердечника из высокопрочного вольфрамового сплава большого удлинения. Сердечники закреплены в корпусе снаряда посредством рубашки из легкоплавкого сплава; в процессе пробития рубашка плавится, позволяя сердечникам войти в канал пробития, не расходуя энергию на отделение от корпуса.

ВУ изготовлено из сплава В-96Ц1 с улучшенными характеристиками и является дальнейшим развитием ВУ, примененного с БОПС 3БМ-26. Снаряд широко распространен, а также экспортировался в комплекте с российскими и украинскими танками Т-80У, Т-80УД и Т-90, поставленными за рубеж в последнее десятилетие.

8. Выстрел 3ВБМ-20 (индекс снаряда 3БМ-46; индекс снаряда с дополнительным зарядом 3БМ-48) (1991 г.). Тема НИР «Свинец» открыта в 1985 г. Современный БОПС с монолитным урановым сердечником высокого удлинения и подкалиберными стабилизаторами, использующий новое композитное ВУ с двумя зонами контакта. Снаряд имеет длину, близкую к предельно допустимой для стандартных советских автоматов заряжания. Наиболее мощный советский 125-мм БОПС, превышающий или соответствующий по могуществу БОПС, принятым на вооружение стран НАТО до сравнительно недавнего времени.

9. Выстрел 3ВБМ-17М (индекс снаряда 3БМ-42М; индекс снаряда с дополнительным зарядом 3БМ-44М) (1991 г.). Тема НИР "Манго-М". Снаряд повышенного могущества с вольфрамовым сердечником сверхвысокого удлинения и подкалиберными стабилизаторами, использующий четырехсекционное композитное ВУ с двумя зонами контакта. Снаряд имеет длину 740 мм и не может быть размещен в автомате заряжания танка Т-72 без доработки. Требуемая доработка является сравнительно несложной, и предположительно выполнена на танках Т-90 последних выпусков, которые соответственно могут использовать этот боеприпас. В литературе Рособоронэкспорта этот снаряд упоминается как «снаряд повышенного могущества».

Разработчиками этого боеприпаса впервые был создан снаряд большого удлинения с новой схемой ведения.

Новый БОПС предназначен для стрельбы из танковой пушки Д-81 по современным танкам, оснащенным сложной композиционной броней, и динамической защитой.

По сравнению с БОПС 3БМ-42 за счет удлиненного корпуса из вольфрамового сплава и заряда из более высокоэнергетических порохов обеспечен рост бронепробиваемости до 20 %.

Характеристики приведенных выше БОПС приведены в таблице 7.

Таблица 7 – Тактико-технические характеристики БОПС калибра 125 мм

Индекс выстрела	3ВБМ-7	3ВБМ-8	3ВБМ-9	3ВБМ-11	3ВБМ-10	3ВБМ-13	3ВБМ-17	3ВБМ-20	3ВБМ-17M
Индекс снаряда	3БМ-16	3БМ-17	3БМ-22	3БМ-26	3БМ-29	3БМ-32	3БМ-42	3БМ-46	3БМ-42M
Индекс снаряда с дополнительным зарядом	3БМ-18	3ВБМ-18	3БМ-3	3БМ-27	3БМ-30	3БМ-38	3БМ-44	3БМ-48	3БМ-44М
Шифр			Заколка	Надежда-Р	Надфиль-2	Вант	Манго	Свинец	Манго-М
Начальная скорость, м/с	1780	1780	1760	1720	1692...1700	1692...1700	1692...1700	1650	1692...1700
Длина сердечника, мм	548	558	558	558	560	480	574	640	610
Масса (без ВУ), г	3900	3900	3900	4800	4800	4850	4850	5200	5000
Сердечник (сплав на основе)	Сталь	Вольфрам			Обедненный уран		Вольфрам	Обедненный уран	Вольфрам
Схема ведения	Кольцевое ВУ из стали разжимного типа и оперение			ВУ прижимного типа из алюминиевого сплава и оперение				Двухопорное ВУ
Нормативная пробиваемость на 2000 м, 60°	110…150	170	200	210	250	220	300	270	–

В плане развития БОПС в период с конца девяностых была проведена большая работа, задел которой составили БОПС «Анкер» и 3БМ48 «Свинец». Данные снаряды значительно превосходили такие БОПС как «Манго» и «Вант», основным отличием были новые принципы системы ведения в канале ствола и сердечник со значительно повышенным удлинением. Новая система ведения снарядов в канале ствола не только позволяла использовать более длинные сердечники, но и позволяла улучшить их аэродинамические свойства.

Порядок проведения занятия

1. Выбрать один из вариантов рассмотренных выше БОПС (по согласованию с преподавателем).

2. Используя программное обеспечение (Компас-3D, SolidWorks) разработать конструкцию БОПС, ориентируясь на характеристики таблицы 7 и нижеуказанные литературные источники.

Литература

1. Боекомплект отечественных танков Т-64/72/80/90 БОПС (Бронебойные оперенные подкалиберные снаряды).

2. 125 мм бронебойные подкалиберные боеприпасы.

3. 125 мм бронебойные подкалиберные боеприпасы. Номенклатура.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4 (4 часа). КОНСТРУИРОВАНИЕ АРТИЛЛЕРИЙСКИХ СНАРЯДОВ

Содержание занятия

Порядок проведения занятия

Литература

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Задание к практическому занятию 1