§ 17.2. Особенности устройства артиллерийской части самоходных орудий

Компоновка САО и специфичность их боевого применения тре­буют как постановку дополнительных механизмов в артиллерий­ской -части, так и некоторых конструктивных особенностей в устройстве механизмов, которые в основном сводятся к -следую­щему:

1. На стволе устанавливают механизм продувания.

2. Орудие имеет механизм подачи и досылания снарядов.

3. Применяют электрические и гидравлические приводы у ме­ханизмов наведения орудия.

4. Изменяют устройство и компоновку противооткатных устройств.

5. Применяют другой способ установки качающейся части на самоходном лафете.

Механизм продувания канала ствола. Механизм продувания канала ствола служит для очистки канала от порохо­вых газов после выстрела, уменьшая тем самым загазованность боевого отделения и опасность появления обратного пламени при открывании затвора после выстрела.

Загазованность боевого отделения пороховыми газами вызы­вает отравление экипажа. При концентрации окиси углерода в бое­вом отделении более 0,2 мг/л быстро снижается работоспособность расчета.

Пороховые газы из боевого отделения удаляют следующими способами:

• вентиляционными установками;

• механизмами продувания канала ствола;

• комбинированными способами (т. е. одновременное приме­нение механизма продувания канала ствола с вентиляционной установкой).

При существующих мощностях орудий и при их сравнительно высокой скорострельности очистка боевого отделения от пороховых газов с помощью вентиляционной установки сопряжена со значи­тельными трудностями, так как требует мощных установок слож­ной конструкции.

Гильза и канал ствола являются основными источниками за­газованности САО, поэтому эти элементы должны быть очищены от газа в первую очередь и как можно полнее; в силу этого способ Удаления газа из боевого отделения с помощью механизма проду-

ванйя канала ствола оказался более эффективным и простым и в настоящее время применяется во всех САО.

Комбинированный способ очистки боевого отделения от поро­ховых газов применяется в САО, у которых при стрельбе на наи­меньших зарядах эффективность действия механизма продувания канала ствола недостаточная.

Продувание канала ствола производят как сжатым воздухом, так и пороховыми газами, образующимися при выстреле. Действие механизма, использующего для продувания сжатый воздух, со-

Рис. 17.5. Механизмы продувания: 1 — ресивер; 2 — сопла; 3 — шариковый клапан; 4 — отверстие клапана

стоит в следующем: после выстрела в момент открывания затвора в канал ствола через специальное отверстие, находящееся в казен­нике, подается сжатый воздух под давлением-10 • 10⁵—40- 10⁵ Н/м², который удаляет пороховые газы из канала ствола. В зависимости от калибра орудия расход воздуха на одну продувку составляет 1,2—1,5 объема канала ствола. Конструкция такого механизма сложна, занимает много места в боевом отделении и тем самым ухудшает условия работы расчета. Этих недостатков лишены меха­низмы продувания канала ствола, работающие за счет энергии пороховых газов. Их называют механизмами эжекционного типа. Схема такого механизма была впервые предложена в 1940 г. проф. М. Ф. Самусенко.

Механизмы продувания канала ствола эжекционного типа, как правило, состоят из ресивера 1 (рис. 17.5), надеваемого на трубу ствола и служащего резервуаром для пороховых газов, сопл 2, ввинчиваемых в стенку ствола под определенным углом и служа­щих для ускорения потоков пороховых газов и придания им опре­деленного направления движения, шариковых клапанов 3, которые во время истечения пороховых газов из ресивера перекрывают от­верстие 4.

Работа механизма происходит следующим образом. После прохождения ведущим пояском снаряда отверстия 4 пороховые газы устремляются в это отверстие, силой своего давления подни­мают клапан 3 и проходят в ресивер 1, заполняя его. Ресивер за­полняется пороховыми газами через сопла 2, после того как веду­щий поясок снаряда пройдет сечение I—I. Наполнение продол-

жается до тех пор, пока не сравняются давления пороховых газов в ресивере и канале ствола (точка 1 на рис. 17.6).

В это время под действием силы тяжести клапан 3 (рис. 17.5) опускается вниз и перекрывает- отверстие 4. Так как площадь по­перечного сечения канала ствола значительно больше суммы пло­щади критического сечения сопл 2, то падение давления в канале ствола происходит намного быстрее (рис. 17.6), чем в ресивере 1

чем в ресивере, пороховые газы начнут истекать из ресивера через сопла, в которых они ускоряются в направлении дульного среза и образуют эжектирующий поток. Этот поток высасывает пороховые газы из канала ствола и из гильзы. Истечение пороховых газов из ресивера должно продолжаться и после выбрасывания стреляной гильзы, чтобы газы отсасывались и из боевого отделения, т. е. время истечения газов из ресивера должно быть больше времени отката и наката.

Эффективность действия механизма зависит от места установки и размеров ресивера, от давления пороховых газов в нем, от числа и угла наклона сопл.

Кроме того, механизм продувания канала ствола исключает появление обратного пламени, которое в закрытых самоходных, орудиях является небезопасным. Обратным называется пламя, образующееся у казенного среза после выбрасывания гйльзы. Его появление объясняется тем, что при выбрасывании гильза, дей­ствуя как поршень насоса, вытягивает из канала ствола назад пороховые газы, которые содержат продукты неполного сгорания. Поэтому в момент контакта высокотемпературных пороховых га­зов с кислородом воздуха происходит их вторичное воспламенение.

Для увеличения скорострельности орудия и для облегчения ра­боты заряжающего в самоходных орудиях применяют механиз­мы подачи боеприпасов. При подаче боеприпасов с грунта такими механизмами являются ленточные подаватели, элек­трические подъемники, механические тележки.

Подача выстрелов из боеукладки производится вручную, меха­низированным или комбинированным способом. При подаче вы­стрелов вручную одной из наиболее трудоемких и емких по вре­мени операций является раскрепление и извлечение выстрела из боеукладки. Время раскрепления и извлечения выстрела состав­ляет до 3 с и зависит от типа укладки и способа крепления вы­стрелов в укладке. В настоящее время применяются стеллажная механизированная и немеханизированная укладка и индиви­дуальная.

В .индивидуальной укладке выстрелы могут иметь барашковое (рис. 17.7, а), лирочное (рис. 17.7,6), хомутовые крепления (рис. 17.7,в). Наибольшее время на раскрепление выстрела рас­ходуется при барашковом креплении, однако это крепление наи­более прочное и надежное. При стеллажной немеханизированной укладке (рис. 17.7, г) крепление выстрелов (элементов выстрела) может осуществляться с помощью валиков или стопоров различ­ного типа (рис. 17.7,(3). Валиковые крепления требуют наимень­ших затрат времени на раскрепление выстрела. При стеллажной механизированной укладке крепление выстрелов осуществляется подпружиненными пробками.

Обычно в самоходных орудиях для большего удобства разме­щения боеприпасов и лучшего использования объема боевого от­деления используются одновременно индивидуальная и стеллаж­ная укладки.

При механизированной подаче выстрелов из боеукладки при­меняется, как правило, стеллажная механизированная укладка.

Досылание выстрела в канале ствола в самоходных орудиях осуществляется, как правило, с помощью специальных устройств — досылателей. Досылатели могут работать, используя энергию вы­стрела или постороннего источника. Досылатели, использующие энергию выстрела, могут быть пружинные, пневматические и гид­ропневматические. Досылатели, использующие посторонние источ­ники энергии, могут быть электромеханические, в которых элек­тродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую непосредственно или через гидравлические устройства.

В настоящее время существует большое разнообразие досыла­телей, которые по типу ведущего (досылающего) звена могут быть разделены на стержневые (штоковые), цепные (тросовые) и роли­ковые.

Принципиальная схема пружинного штокового досылателя изо­бражена на рис. 17.8, а. Он состоит из лотка 1, цилиндра 2, што­ка 3 с лапой 7, пружины 4, защелок 5 и 6. Все части досылателя, за исключением защелок, при выстреле движутся вместе с откат­ными частями. В крайнем заднем положении откатных частей

лапа штока стопорится защелкой 6, удерживая шток. В резуль­тате во время наката происходит сжатие пружины 4. При подходе откатных частей к переднему положению, когда выстрел оказался

на лотке досылателя, копир а цилиндра досылателя нажимает на защелку 5, которая своим нижним плечом действует на защелку 6, поворачивая ее. При этом верхнее плечо защелки 6 утапливается.

И освобождает шток досылателя. Под действием силы сжатой пру­жины шток досылателя перемещается вперед — происходит до­сылка выстрела.

Пружинные досылатели отличаются простотой устройства и надежностью действия. К недостаткам пружинных досылателей следует отнести трудность первого взведения, неудобство приме­нения для выстрелов раздельно-гильзового заряжания, трудность обеспечения принудительного досылания на всем пути движения выстрела и, наконец, большие габариты.

У гидропневматического штокового досылателя (рис. 17.8,6) в качестве аккумулятора энергии используется сжатый газ. Основ­ное достоинство его по сравнению с пружинным досылателем со­стоит в том, что введением в конструкцию специального крала а можно изменить площадь поперечного сечения отверстия истече­ния жидкости при движении штока вперед и тем самым при раз­личных углах возвышения обеспечить необходимое изменение силы досылателя, а следовательно, и скорости. К недостаткам досылате­лей подобного типа, как и пружинных, следует отнести трудность первого взведения и неудобство применения для выстрелов раз­дельно-гильзового заряжания, а также зависимость их работы от температуры окружающей среды.

Пружинные и гидропневматические штоковые досылатели при­меняются в зенитных самоходных артиллерийских орудиях.

В наземных самоходных артиллерийских орудиях наибольшее применение получили электромеханические цепные досылатели (рис. 17.8, б). Основными частями этого досылателя являются цепь 1, каретка 4 с лотком для укладки выстрела (элементов вы­стрела), стопор 5 каретки, электромотор привода 2, звездочка 3. Работает электромеханический цепной досылатель следующим об­разом. После выведения каретки со снарядом на линию заряжа­ния она стопорится стопором 5. При застопоривании каретки ав­томатически включается электродвигатель 2, который через чер­вячную передачу и фрикционную муфту приводит во вращение звездочку 3. Звездочка 3 движет цепь 1, которая клоцем 7 переме­щает снаряд вперед до упора ведущим пояском в конический скат канала ствола. После досылки снаряда автоматически происходит реверсирование электродвигателя, благодаря чему обеспечивается возвращение цепи в исходное положение с последующим выключе­нием электродвигателя. Затем заряжающий кладет гильзу на ло­ток каретки и нажатием кнопки досылки гильзы включает элек­тродвигатель, который, вращая звездочку, перемещает цепь. Цепь своим клоцем досылает гильзу в камору ствола и в результате реверса электродвигателя возвращается в исходное положение. Досланная гильза фланцем сбивает лапки выбрасывателя; клин, закрываясь, расстопоривает каретку, которая под действием пру­жины возвращается в исходное положение.

Электромеханические цепные досылатели обеспечивают прину­дительную досылку выстрелов (элементов выстрелов) на всем пути, имеют сравнительно небольшие габариты и позволяют регу-

лировать скорость досылки. Недостатки — сложность конструкции и необходимость иметь посторонний источник энергии.

Основными характеристиками досылателей являются сила до­сылателя, время досылания и скорость, сообщаемая досылателем выстрелу (элементам выстрела) в конец досылания.

Сила пружинных и гидропневматических досылателей может быть определена так же, как для пружинных и гидропневматиче­ских накатников. Сила, развиваемая цепным досылателем, может быть определена по мощности, развиваемой электродвигателем, и передаточному числу привода.

Скорость досылки выстрелов (элементов выстрела) должна обеспечить надежную досылку при всех углах возвышения ствола.

Для выстрелов унитарного заряжания скорость досылания дол­жна быть не менее 0,6—1 м/с. Эта скорость вполне достаточна для того, чтобы обеспечить надежное сбивание лапок выбрасыва­теля фланцем гильзы. Наибольшая скорость досылки ограничи­вается прочностью закрепления (закатки) снаряда в гильзе. Она должна быть такой, чтобы при ударе фланцем гильзы по захва­там выбрасывателей, а затем но бурту трубы ствола не происхо­дило распатронирование выстрела, т. е. сила инерции, возникаю­щая при резкой остановке патрона, должна быть меньше сил, удерживающих снаряд в гильзе. Распатронирование выстрела при­водит к нарушению условий заряжания, а в случае осечки услож­няется перезаряжание орудия.

Скорость досылания снаряда при раздельно-гильзовом заряжа­нии должна обеспечивать надежное заклинивание ведущего пояска в коническом скате каморы. Опытами установлено, что эта скорость при подходе снаряда к коническому скату должна быть порядка 1,5—2 м/с. Скорость гильзы при подходе к бурту трубы должна быть около 1,5 м/с. При большей скорости возможны вы­ползание заряда из гильзы и смятие фланца гильзы. В некоторых случаях при досылании гильзы возможно образование так назы­ваемой воздушной подушки между досланным снарядом и движу­щимся зарядом в гильзе. Воздушная подушка может выбросить гильзу после заряжания или помешать закрыванию затвора. Для предупреждения образования воздушной подушки досылку гильзы производят принудительно на всем пути заряжания или досылку всего выстрела производят одним броском так, чтобы гильза вела перед собой снаряд.

Скорость и время досылания при известном пути могут быть получены интегрированием-уравнения движения подвижных частей досылателя, которое в общем случае имеет вид

где М — масса подвижных частей досылателя, приведенная к ве­дущему звену;

—масса выстрела (элемента выстрела);

— движущая сила (сила давления газа гидропневматиче­ского досылателя, сила пружины пружинного досыла­теля, окружное усилие на звездочке электромеханиче- ческого досылателя и т. п.);

— сила сопротивления перемещению подвижных частей досылателя и выстрела.

Условия работы расчета бронированных и полубронированных самоходных артиллерийских орудий существенно отличаются от условий работы расчета буксируемых орудий. Это отличие в пер­вую очередь определяется малым объемом боевого отделения. Плотность компоновки боевого отделения для бронированных са­моходных орудий оценивается отношением фактического свобод­ного объема отделения к минимально потребному для нормальной работы номеров расчета. Для обеспечения нормальных условий ра­боты номеров расчета минимальный объем рабочего места навод­чика должен быть не менее 0,7—0,8 м³, командира — 0,6—0,7 м³, а заряжающего 1 —1,1 м³. Наименьшая высота боевого отделения должна быть не менее 1220—1260 мм. Такую высоту боевого от­деления самоходные орудия имеют в том случае, когда выстрелы из боеукладки к заряжающему подаются с помощью автоматиче­ски действующих транспортеров и заряжающий работает сидя.

Для выполнения взаимозаменяемости номеров расчета во время стрельбы компоновка боевого отделения должна быть такой, чтобы все рабочие места сообщались между собой. Для предохранения номеров расчета от ударов откатными частями орудия при откате устанавливается специальное ограждение и, кроме того, для до­полнительного предохранения заряжающего устанавливается бло­кирующее устройство. Это устройство обеспечивает механическую, а при электроспуске и электрическую блокировку спуска, исклю­чающую производство выстрела до момента, пока заряжающий займет безопасное положение и включит блокировку.

В целях уменьшения потребных размеров боевого отделения и улучшения условий размещения расчета откатные части имеют малую длину отката — порядка 300—550 мм. Это достигается при­менением высокоэффективных дульных тормозов и увеличением силы сопротивления откату R, которая в два-три раза больше, чем в буксируемых артиллерийских орудиях, и составляет 1/15—1/10 силы, производящей откат ствола в момент достижения макси­мального давления, т. е. от силы Ркншах- Ограниченные размеры боевого отделения заставляют уменьшать не только длину отката, но и размеры противооткатных устройств (длину и диаметр ци­линдров). Это приводит, в частности, к повышению давления жид­кости в тормозе отката при выстреле до 300Х10⁵ Н/м², в то время как в тормозах отката буксируемых орудий это давление редко превышает 150ХЮ⁵ Н/м². Уменьшение объема жидкости тормоза отката вызывает более быстрый нагрев ее (особенно при интен­сивной стрельбе) и может составлять до 8° К за один выстрел, т. е. в несколько раз больше, чем у буксируемых орудий. Силь­ный разогрев жидкости и высокое давление в тормозе отката мо­гут вызвать течь жидкости через уплотнительные устройства, а кроме того, требуют обязательной постановки компенсаторов.

Накатники самоходных орудий, как и тормоза отката, имеют небольшие размеры. Это достигается за счет высоких начальных давлений и малых объемов жидкости в накатнике, а также при­менением пневматических накатников.

Механизмы наведения самоходных орудий делают, как пра­вило, секторными с ручными, электрическими или гидравличе­скими приводами. Для обеспечения несбиваемости наводки при отсутствии в кинематической цепи механизмов наведения самотор­мозящих пар применяются специальные тормозные устройства: тормоза цилиндрических (планетарных) передач, тормоза обрат­ного движения (роликовые, пружинные и др.). Основное свойство тормозов обратного движения— способность самозаклинивания, если движение идет со стороны ведомого вала в любую сторону.

Качающиеся части орудия хорошо уравновешиваются для уменьшения усилий на маховике подъемного механизма при на­водке ручным приводом. Уравновешивание качающейся части, как правило, производят пневматическими или пружинными уравнове­шивающими механизмами. При установке орудия во вращающейся башне требуется уравновешивание и вращающейся части орудия (башни).

В качестве прицельных приспособлений на самоходных орудиях используются механические и оптико-механические прицелы, а также оптические прицелы для прямой наводки.

Применяемые механические и оптико-механические прицелы, как правило, являются прицелами, независимыми от орудия с не­зависимой линией прицеливания. Это объясняется тем, что пано­рама этих прицелов, которая выводится наружу через люк башни, при придании качающейся части углов возвышения остается непо­движной, а следовательно, и размеры люка панорамы делаются небольшими. Для удобства наблюдения точки наводки панорама прицелов имеет большую перископичность, чем у обычных орудий­ных панорам. Приборы освещения прицелов питаются электро­энергией от бортовой сети самоходного артиллерийского орудия.