Принцип работы орудия с двойным откатом заключается в следу­ ющем. При выстреле ствол 1 откатывается вдоль своей оси в люльке

2 , расположенной в верхнем станке, а верхний станок, в свою оче­ редь, откатывается по направляющим нижнего станка к . Связь ство­ ла с верхним станком и верхнего станка с нижним осуществляется по­

5. СТВОЛЫ АРТИЛЛЕРИЙСКИХ ОРУДИЙ

5.1* Назначение стволов и предъявляемые к ним требования

Ствол является основной боевой частью артиллерийского орудия. Он предназначен:

-для направления полета снаряда;

-сообщения ему вращательного движения для устойчивости сна­

ряда в полете (В случае применения нарезного ствола); - придания снаряду определенной начальной скорости (в зависи­

мости от боевого заряда).

В казенной части ствола располагается камора с гильзой или картузом с боевым зарядом. Со стороны казенной части канал ствола закрывается затвором, размещаемым в казеннике. Казенник навинчи­ вается непосредОТвенно на ствол или соединяется с ним муфтой. На дульной части ствола может располагаться надульное устройство, а в средней - эжв!СЦИонное устройство. Канал ствола подразделяется

выстреле в канаДО ствола развивается давление пороховых газов до 5000-6000 кг/см^# Возникающие в стенке ствола напряжения не долж­

ОДНОСЛОЙНЫЙ СТВОЛ-МОНОБЛОК (рис,5.1) является наиболее рас­ пространенным типом ствола и представляет собой трубу с нарез­ ным или гладким каналом. В стенке ствола отсутствуют напряжения, созданные искусственно с целью повышения его прочности, кроме остаточных напряжений, возникающих при термообработке. Толщина стенок ствола-моноблока является переменной, уменьшающейся в сторону дульного среза в соответствии с развивающимся в стволе давлением пороховых газов.

Рис.5.1. Схема однослойного ствола-моноблока: / - казенник; 2 - затвор; 3 - муфта; // - ствол-моноблок

СКРЕПЛЕННЫМ называется такой ствол, в стенках которого еще до выстрела искусственно созданы напряжения, повышающие его общую прочность. Скрепленный ствол состоит из нескольких цилиндров (слоев), надетых друг на друга с определенным натягом. Схема со­ пряжений скрепляемых цилиндров для создания натяга между ними представлена на рис.5.2.

Рис.5.2. Схема сопряжений скрепля­ емых цилиндров: / - внутренний

слой; 2 - наружный слой

Скрепление стволов производится в горячем состоянии в специ­ альных печах. Диаметральная разность ^ = 2 гн - 2tgH называется

абсолютным натягом между слоями. На практике обычно пользуются

а

ше температуры отпуска стали после закалки во избежание образо­ вания структурных изменений металла. Обычно нагрев ведется до 400-450 °С. После остывания наружного слоя сопряжение слоев бу­ дет происходить по цилиндрическим поверхностям с общим радиу­ сом J) . Во внутреннем слое появятся тангенциальные напряжения сжатия, а в наружном - напряжения растяжения. Суммарные напряже­ ния при выстреле будут складываться (с учетом знака) из напряже­ ний скрепления и напряжений от выстрела.Скрепление приводит к снижению величин напряжений на внутренней поверхности канала ствола и, следовательно, к увеличению прочности ствола. Скрепле­ ние позволяет применять повышенные по сравнению со стволом-моно­ блоком давления в канале ствола. Идея скрепления стволов была выдвинута и разработана талантливым русским ученым-артиллеристом А.В.Гадолиным и впервые осуществлена в 60-х годах прошлого сто­ летия в России.

Скрепленный ствол может быть многослойным. В этом случае наружный цилиндр называют кожухом, внутренний - трубой, а сред­ нее - скрепляющими.

АВГОСКРЕПЛЕНИЕ, как и скрепление цилиндрами, заключается в создании в стенке однослойного ствола еще до выстрела больших предварительных напряжений. Принцип автоскрепления (автофретирования) основан на получении остаточных деформаций при определен­ ном перенапряжении металла (при нагружении металла выше предела пропорциональности, выдержке и снятии нагрузки). Подобное явле­ ние называется упрочнением, или наклепом. Автоскрепление может быть осуществлено различными способами:

-с помощью гидравлического давления;

-с помощью лорнирования - прогонки через канал ствола руансонов с диаметральными размерами, несколько большими, чем диа­ метр канала ствола;

- стрельбой с увеличенным давлением в канале ствола (стрель­ бой на увеличенном заряде).

Принципиальная схема установки для автоскрепления ствола с помощью гидравлического давления представлена на рис. 5.3.

Рис.5.3. Схема установки скрепления ствола: 1 - га уплотнение; 3 - ствол; J

жень

Ствол закрепляется в установке. В зазор между стволом и внутренним стержнем нагнетается жидкость до давления, превышаю­ щего предел упругого сопротивления металла ствола. После опре­ деленной выдержки жидкость стравливается. В некоторой зоне стен­ ки, прилегающей к поверхности канала ствола, создаются остаточ­ ные деформации. После снятия нагрузки труба поступает на стаби­ лизацию (термическая обработка с выдержкой при определенной тем­ пературе и последующим охлаждением). Таким образом труба-моно­ блок становится как бы скрепленной трубой.

Преимущества автоскрепленного ствола следующие:

1.Возможность применения металла с меныпим пределом упру­ гости для достижения большей прочности ствола при одинаковых раз­ мерах его, так как в результате автофретажа предел упругости металла увеличивается.

2.Меньший расход металла на изготовление автофретированного ствола, чем на изготовление ствола, скрепленного цилиндрами.

3.Меньший объем механической обработки.

Однако автоскреплеиные стволы, несмотря на указанные преиму­ щества, широкого распространения не получили. Успехи металлургии позволили получить стали с высокой категорией прочности, из кото­ рых изготовляются простые нескрепленные стволы. Кроме того, име­ ются данные о снижении живучести автофретированного ствола.

ЛЕЙНИРОВАННЫЕ СТВОЛЫ (рис.5.4) применяются в случае необхо­ димости смены ствола или внутренней трубы скрепленного ствола в связи с разгаром и износом канала ствола. Сущность лейнирования заключается в том, что внутренняя тонкостенная труба вставляется в оболочку с зазором и при потере ею баллистических свойств мо­ жет быть легко заменена.

Рис.5.4. Принципиальная схема лейнированного ствола: / - казенник; 2 - затвор; 3 - оболочка; 4 - лейнер

Между лейнерами и оболочкой имеется зазор е . Максимальная

легания лейнера к оболочке оба слоя работают совместно'. По окон­ чании стрельбы после охлаждения зазор восстанавливается. Для облегчения сборки и разборки ствола прилегающие поверхности мо­ гут изготавливаться с небольшой конусностью, а наружная поверх­ ность покрывается графитовой смазкой. Часть внутренней трубы, покрытая оболочкой 3 , носит название свободной трубы.

РАЗБОРНЫЕ СТВОЛЫ применяются для облегчения транспортировки. Они находят применение в орудиях горной артиллерии. Эти стволы состоят из небольших по размерам и по массе частей. Одним из ос­ новных требований при проектировании разборного ствола является требование конструктивного обеспечения легкости сборки и разбор­ ки и надежности соединения частей ствола.

СОСТАВНЫЕ ПО ДЛИНЕ СТВОЛЫ позволяют заменять участки трубы, подвергшиеся наибольшему разгару и износу. Эти участки могут из­ готавливаться из различных марок сталей.

5.3. Устройство зарядных камор

Конфигурация зарядной каморы определяется прежде всего спо- C Q QO M заряжания. Камора заряжания для унитарного патрона (рис.5.5

1///////////// !/ . / . / . / . /J. L А

Рис,5.7. Устройство каморы для картузного заряжания

В орудиях первых выпусков для уменьшения воздействия порохо­ вых газов на затвор в каморах картузного заряжания предусматрива­ лась горловина (на рис,5.7 показана пунктирной линией).

Камора заряжания посредством опорного конуса (конуса вреза­ ния) соединяется с каналом ствола, на поверхности которого имеют­ ся нарезы. Ведущий поясок снаряда упирается в опорный конус камо­ ры (рис.5.8).

Рис.5.8. Схема опорного конуса: а - опорный конус; 6 - кони­ ческий скос нарезов; в - нарез;

1 - ствол; 2 - снаряд; / - ведущий поясок

Конический скос нарезов б служит для надежного врезания ведущего пояска в нарезы.

5.4. Устройство ведущей части канала ствола

Ведущая часть канала ствола может быть гладкой или нарезной. У гладкоствольных орудий стабилизация снаряда на траектории осу­ ществляется за счет оперения снаряда. Нарезные стволы применяются для снарядов, устойчивость движения которых на траектории обеспе­ чивается вращением снаряда вокруг его продольной оси. Придание вращения снаряду осуществляется за счет взаимодействия ведущего

пояска с винтовыми нарезами на внутренне# поверхности *пишгд ствола.

Нарезами называются углубления на внутренней поверхности канала ствола; выступы между нарезами называются полями нарезов.

Нарезы характеризуются крутизной, профилем и глубиной. Крутизна нареза определяется углом наклона нареза - углом, за­ ключенным между касательной к нарезу и образующей ияияла ствола (рис.5.9). Крутизна нарезки может быть постоянной или переменной (прогрессивной).

Рис.5.9. Схема развертки внут­ ренней поверхности нарезной части ствола: а - нарезка по­ стоянной крутизны; 6 - нарез­

ка прогрессивной крутизны

Нарезка постоянной крутизны имеет постоянный по всей длине канала ствола угол наклона, который принимается, исходя из внешнебаллистических расчетов (обычно он составляет 7-9°). Однако по­ стоянная крутизна нарезов приводит к неравномерному давлению ве— дущего пояска на боевую грань. Для умешьтения этого давления в месте наибольших давлений пороховых газов в канале ствола приме­ няется прогрессивная нарезка. Угол наклона нарезов постоянно уве­ личивается от начала нарезов к дульному срезу.

Крутизна нарезов характеризуется также длиной хода нарезов (измеряется в калибрах). Длина хода нарезов — это расстояние по о'си канала ствола, на котором нарез делает или может делать один полный оборот (виток).

Форма нарезов в поперечном сечении ствола имеет, как правило, прямоугольный профиль (рис.5.10).

Калибр ствола измеряется по полям нарезов.

При выборе глубины нарезов приходится сталкиваться с противо­ речивыми условиями. С одной стороны, уменьшение глубины нарезов целесообразно с точки зрения уменьшения давления врезания ведуще­ го пояска в нарезы, уменьшения расхода меди на изготовление веду­ щих поясков, уменьшения сопротивления воздуха снаряду в полете.

С другой стороны, уменьшение глубины нарезов может привести к сры­ ву ведущих поясков и снаряд не получит достаточной скорости враще-

В момент выравнивания давлений шарик под действием силы тяжести падает вниз и перекрывает отверстие. После вылета снаряда из ка­ нала ствола давление в нем резко падает. Газы из полости ресиве­ ра начинают истекать через сопловые отверстия в направлении дуль­ ного среза и эжектируют (высасывают) наружу газы, находящиеся в стволе.

Рис.5.II. Устройство ресивера: 7 - ствол; 2 - ресивер; 3 -

шариковый клапан; 4 - сопло

К надульным устройствам относятся дульные тормоза, пламега­ сители, усилители отката, стабилизаторы отдачи и глушители звука.

ДУЛЬНЫЙ ТОРМОЗ предназначен для снижения усилия отдачи и скорости отката откатных частей орудия. Дульные тормоза подразде­ ляются на бескаморйые, однокаморные и многокаморные. Они могут быть диафрагменные и бездиафрагменные. По форме боковых каналов они подразделяются на поперечно-щелевые, продольно-щелевые, сет­ чатые и оконные (рис.5.12).

ДУЛЬНЫЕ ПЛАМЕГАСИТЕЛИ служат для снижения температуры поро­ ховых газов, истекающих из канала ствола; тем самым производит­ ся гашение дульного пламени (рис.5.13). Дульный пламегаситель выполняется в виде конического насадка, в котором происходит расширение и охлаждение пороховых газов. Ввесте с тем пламега­ ситель выполняет и функции усилителя отдачи.

СТАБИЛИЗАТОРЫ ОТДАЧИ благодаря несимметричному расположе­ нию боковых каналов создают вращающий момент, действующий на орудие в определенной плоскости и способствующий повышению ус­ тойчивости орудия.

й f f i i

У!

f >> > > j х т у л у л у л у я г л

Рис.5.12. Конструкции дульных тормозов: Я - одно­ камерный диафрагменный оконный; о - двухкамерный диафрагменный оконный; о - однокамерный диафраг­ менный сетчатый; 2 - однокамерный диафрагменный поперечно-щелевой; 8 - однокамерный бездиафрагменный поперечно-щелевой; £ - ствольный

1 2

Рис. 5Л 3. Схема пламегаси­ теля: 1 - ствол; 2 - дуль­

ный пламегаситель

5.6. Способы сопряжения ствола с люлькой. Устройство ствола

Боевая часть орудия (ствольная группа) соединяется с люль­ кой упругой связью - противооткатными устройствами - и должна иметь возможность перемещения на люльке в процессе отката-наката* Способ сопряжения ствола с люлькой зависит от выбора типа люльки. Бели в орудии применяется люлька обойменного типа, то наружная поверхность ствола должна иметь тщательно обработанный цилиндри­ ческий участок (рис.5.14).

ствол должен иметь обоймы с захватами. Внешнее устройство такого

Рис.5.15. Устройство ствола для люльки коробчатого типа: 1 - кавенник; 2 - ствол; 3 - задняя обойма; ^ - пе­ редняя обойма; 5 - дульный тормоз

В некоторых схемах орудий имеется смешанное сопряжение ство­ ла с люлькой. Передний опорный пояс может представлять собой ци­ линдрическую поверхность ствола, которая при откате-накате сколь­ зит по обойме люлыси. Задний опорный узвд в этом случае состоит из захватов, крепящихся на казеннике, и направляющих полозков люльки.

6.КАЗЕННИКИ И ЗАТВОРЫ. МЕХАНИЗМЫ КАЗШНИКОВ

ИЗАТВОРОВ

6.1.Назначение и типы казенников

Казенником называется часть ствольной группы, снабженная гнездом для размещения затвора с его механизмами и совместно с ним предназначенная для надежного и прочного запирания канала ствола. Кроме того, казенник может служить для соединения ство­

ла с противооткатными устройствами.

Основное требование к казеннику - надежное запи­ рание канала ствола при выстреле.

ется от дальнейшего поворачивания специальным стопором (рис.6.1). По типу запирающего устройства различают казенники под кли­ новой затвор и казенники под поршневой затвор (рис.6.2). Казен­

ник под клиновой затвор применяется при гильзовом заряжании. В передней части казенник имеет нарезное отверстие для соединения со стволом. Корпус составляют две щеки, соединенные перемычкой, которые образуют гнездо под затвор. Гнездо может быть вертикаль­ ным или горизонтальным.

Казенник под поршневой затвор может применяться при всех видах заряжания. Казенник имеет поршневое гнездо с нарезными сек­ торами, служащими для скрепления с поршнем затвора.

Рис.6.2. Казенники под клиновой затвор (я, 5 ) и под поршневой затвор ( 6 )

Ввинтные казенники применяются для орудий крупного калибра и представляют собой нарезную втулку, ввинчиваемую в ствол.

У орудий малых калибров (в основном авиационных пушек) казен­ ник изготовляется за одно целое со стволом.

Материалом для изготовления казенников служат высоколегиро­ ванные орудийные стали.

6.2. Назначение и типы затворов

Запирание канала ствола, производство выстрела, открывание и закрывание затвора, выбрасывание стреляной гильзы осуществляется затвором. Конструкция затвора должна обеспечивать:

-надежное запирание канала ствола при выстреле;

-удобство и безопасность в обращении;

-быстродействие.

Взависимости от формы запирающей детали затворы разделяются на поршневые и клиновые. Запирающей деталью ПОРШНЕВОГО ЗАТВОРА

является поршень с винтовой нарезкой. Обычно имеется два гладких и два нарезных сектора. Количество секторов на поршне и их размеры определяются величиной угла поворота поршня и расчетом их на смя­

тие, изгиб и срез. Плотное закрывание затвора достигается ввинчива­ нием поршня в поршневое гнездо казенника. Закрывание и открывание затвора производится в два или три такта. В двухтактных затворах поршень совершает два движения: поворот по дуге до полного ввода в гнездо и ввинчивание в гнездо. В трехтактных затворах эта опера­ ция складывается из поворота поршня по дуге до казенного среза

поршневого гнезда, его поступательного движения вдоль оси канала ствола почти до упора в казенный срез и, наконец, ввинчивания в

гнездо для обеспечения плотного закрывания. Обтюрация в поршневых затворах орудий унитарного и раздельно-гильзового заряжания осу­ ществляется гильзой, а картузного заряжания - специальным обтюра­ тором. Устройство поршня затвора с пластическим обтюратором по­ казано на рис.6.3.

Рис.6.3. Устройство поршня затвора с пластическим обтюратотюм: / - пошень; 2 - внутреннее кольцо; 3 - диск; t - обтюраторная подушка; £, 8 - разрезные кольца; 6 - гри-

оовидный стержень; 7 - чашка; О - нарезной сектор

При выстреле давление пороховых газов воздействует на грибо­ видный стержень, который, в свою очередь, действует на обтюратор­ ную подушку, изготовленную из жаростойкого материала на основе

закрывании затвора поворотом рукоятки затворной рамы относительно

ет ему поступательное движение. При совместном движении остова и

После заряжания остов затвора расстопоривается. Для исключения несвоевременного поворота поршня при ведении его остовом затвора

Вкрайнем переднем положении, когда поршень полностью зайдет

впоршневое гнездо, защелка 3 набегает левым плечом на скос а казенника и выключается, а остов затвора, продолжая движение впе­

ред, воздействует пальцем 7 на нихшою стенку паза поршня и пово­ рачивает его до сцепления с казенником. Фиксация закрытого поло­ жения поршня обеспечивается тем, что после поворота палец остова затвора входит в продольный передний участок копирного паза.

Наибольшее распространение получили двухтактные поршневые за­ творы, так как такая схема обеспе­ чивает требуемые габариты затвора и казенника при приемлемой слож­ ности конструкции и изготовления.

КЛИНОВЫЕ ЗАТВОРЫ применяются в современных артиллерийских ору­ диях унитарного и раздельно-гиль­ зового заряжания. Клиновой зат­ вор является изобретением русских оружейников ЖГИ века.

Запирающей деталью клинового

камору и самоторможение клина при действии на него сил при выстре ле. По направлению движения клина различают вертикальные и гори­ зонтальные клиновые затворы. Простота и надежность клиновых зат­ воров, а также возможность автоматизации работы обусловливают их преимущественное применение.

Открывание и закрывание затвора осуществляется поворотом оси

посаженной на оси кривошипа и размещенной сбоку казенника» или механизмом полуавтоматяки.

Наиболее распространенными открывающими механизмами клино­ вых затворов являются приводы копирного, скалочного и пружинно­ го типов. Схема открывающего механизма копирного типа представ­ лена на рис.6.7.

После заряжания пружина закрывающего механизма, разжимаясь, вра­ щает ось кривошипа я кривошип в обратном направлении (на закры­ вание клина).

Клиновые затворы хорошо поддаются автоматизации. Открываю­ щий механизм использует для своей работы энергию наката откатных

частей. При откате кулачок полуавтоматики 5 отжимает в сторону со своего пути подпружиненный копир 6 , расположенный на люльке, за счет скоса переднего копира. При накате ролик кулачка полуавтоматики набегает на нескошенную заднюю грань копира и, подни­ маясь по ней, приводит кулачок полуавтоматики во вращение (по часовой стрелке). Вращение кулачка через тягу 7 и серьгу 10 приводит к вращению оси кривошипа. Затвор открывается.

Открывающий механизм копирного типа прост по конструкции, нечувствителен к загрязнению и не требует значительной регулиров­ ки в процессе эксплуатации.

Открывающий механизм скалочного типа применяется в танковых

редний конец скалки вставлен упор 9 , легко заменяемый при износе.

6.3. Ударные и спусковые механизмы

Ударный механизм предназначен для производства выстрела и служит для разбивания ударного состава средств воспламенения.

Ударный механизм приводится в действие спусковым механизмом. Совокупность ударного и спускового механизмов называется

стреляющим приспособлением. Ударные механизмы подразделяются на механизмы ударникового и куркового типа. Если боек перед накалом капсюля совершает вращательное движение, то механизм носит назва­ ние куркового, а если поступательное движение - ударникового. На­ иболее широкое распространение получили механизмы ударникового типа.

Рис.6.10. Схема ударно­ спускового механизма механического действия:

1 - боек; 2 - ограни­

чительная шайба; 5 - ударник; 9 - боевая пружина; 5 - пружина бойка; В - пружина; 7 - толкатель; g - рукоят­ ка; 9 - рычаг взвода

Спусковые механизмы бывают механического, электрического и электромеханического действия. На рис.6.10 изображена схема удар­ но-спускового механизма механического действия. Производство выст­ рела осуществляется воздействием на рукоятку S . При этом усилив через толкатель ? , рычаг взвода 9 передается на ударник 5 который, смещаясь вправо, сжимает боевую пружину к . В какой-то момент времени п р о и с х о д и т срыв ударника с рычага взвода и ударник идет вперед. Ограничительная шайба ограничивает ход ударника впе­ ред, а боек под Действием сил инерции продолжает движение, сжимая

Электромеханические ударно-спусковые механизмы имеют механи­ ческую и электрическую части (рис.6.12). Достоинствами механизмов этого типа являются удобство компоновки, удобство ведения блокиро­ вок, некоторое уменьшение времени срабатывания по сравнению с ме­ ханическими механизмами.

6.4. Предохранительные механизмы

Предохранительные механизмы затворов бывают двух типов. К первому типу относятся предохранительные механизмы, которые иск­ лючают производство выстрела при незакрытом стволе, а ко второ­ му - предохранительные механизмы, которые не дают возможности от­ крыть затвор обычным приемом в случав осечки или затяжного выст­ рела. Предохранительные механизмы первого типа имеются в каждом затворе, а в неавтоматических затворах дополнительно устанавлива­ ются механизмы второго типа. Предохранители преждевременного спу­ ска (I тип) не допускают взведение или спуск ударника при непол­ ностью закрытом затворе. Они могут выполняться в виде отдельной детали (защелки, стопора) или в виде специальных выступов на де­ талях затворов.

Предохранители второго типа называются инерционными (рис. 6.13). После закрывания затвора инерционное тело стопорит его, входя в выем казенника 3 • В результате до производства выстрела нельзя открыть затвор обычным способом. Взведение инерционного предохранителя (расцепление его с казенником) осуществляется при откате под действием сил инерции. После взведения предохранителя стопор 5 под действием пружины В попадает в паз казенника и