5.6. Системы питания оружия патронами

Современные системы авиационного артиллерийского оружия используют только унитарные патроны. В этом случае система питания оружия патронами предназначена для размещения боекомплекта патронов на борту ЛА, подвода патронов к оружию, отвода гильз и звеньев за пределы ЛА и при вынужденной необходимости и сбора гильз и звеньев на борту ЛА.

Состав системы питания, ее сложность и конструктивные особенности зависят от типа системы питания оружия патронами, величины боекомплекта патронов, типа установки, типа оружия, количества образцов оружия на установке и степени подвижности оружия на установке.

Основная классификация систем питания оружия патронами производится по способу снаряжения боекомплекта патронов. По этому признаку системы питания оружия патронами и подразделяются на ленточные и магазинные.

Кроме того системы питания могут классифицироваться по типу подводимых к оружию патронов: обычные и селективные.

В селективных системах питания в зависимости от решаемой в данный момент боевой задачи к оружию могут подводиться патроны с разными снарядами или с различной комплектацией снарядов.

Селективные системы питания предполагают подвод патронов по нескольким рукавам питания от нескольких патронных ящиков. Приемное устройство оружия в этом случае должно обеспечивать переключение питания от одного патронного ящика к другому. Конструктивная сложность такого премного устройства резко ограничивает применение селективных систем питания.

В настоящее время применяются лишь обычные системы питания двух типов: ленточные и магазинные.

Ленточная система питания оружия патронами обеспечивает работу с боекомплектом, снаряженным в патронную ленту. Патронные ленты для авиационного артиллерийского оружия собираются из отдельных звеньев. Звенья соединяются друг с другом и при снаряжении их патронами образуют единое целое. После извлечения патрона из звена в процессе стрельбы звено может быть отделено от остальной части ленты. Такая «рассыпающаяся» патронная лента обеспечивает большую безопасность летательного аппарата при удалении патронной ленты за пределы ЛА и требует меньших объемов, если при стрельбе из оружия по условия безопасности необходимо оставлять звенья на борту ЛА.

Конструкция звена определяется в основном конструктивными особенностями оружия и принципиально бывают двух типов: В первом случае патрон из звена может извлекаться как по продольной оси звена, так и в одном из поперечных направлений (т.е. выдавливаться из звена; такие звенья называются открытого типа). Во втором случае патрон из звена может извлекаться только по продольной оси звена (характерно для звеньев «наземного» оружия).

В авиационном оружии применяются звенья только открытого типа.

Упруго-инерционные и прочностные свойства звена должны отвечать следующим основным требованиям.

Во-первых, упругие деформации звеньев не должны нарушать работу автоматики оружия, то есть шаг патронной ленты должен оставаться в определенных пределах при всех возможных нагрузках, действующих на патронную ленту.

Во-вторых, патрон в звене должен удерживаться в строго определенном положении при любых условиях эксплуатации, особенно при стрельбе, когда лента в ряде образцов оружия испытывает ударные нагрузки.

Отметим, что для упрощения эксплуатации авиационного артиллерийского вооружения заданное положение патрона в звене должно легко контролироваться или звено может иметь специальный фиксатор.

В-третьих, упруго-инерционные свойства звена должны обеспечивать многократное его использование для снаряжения патронной ленты.

Чем меньше шаг патронной ленты (расстояние между двумя патронами свободно растянутой патронной ленты), тем меньше путь ленты за один цикл подачи и, следовательно, меньше скорость и усилие в ней. Однако слишком близкое расположение патронов друг к другу ухудшает гибкость патронной ленты.

Д ля удовлетворения перечисленных и других требований звенья изготовляются из специальной стали штамповкой с образованием ребер жесткости и с последующей термической обработкой.

Основными характеристиками гибкости патронной ленты являются веерность, скручиваемость, шарнирность и телескопичность.

Верность – деформация ленты в ее плоскости (рисунок 5.6, а). Количественно веерность характеризуется радиусом внутреннего или внешнего кольца, в пределах которого может быть уложен один виток ленты, и определяется для двух случаев: когда снаряды направлены к центру и когда снаряды направлены от центра описывающей окружности.

Скручиваемость – деформация свободно висящей ленты относительно ее продольной оси (рисунок 5.6, б). Определяется длинной ленты (количеством патронов), необходимой для скручивания на 90⁰ или 180⁰.

Шарнирность – деформация ленты относительно осей патронов (рисунок 5.6, в). Характеризуется радиусом внутренней окружности, образуемой при сворачивании ленты для двух положений: звенья находятся внутри или снаружи скрученной ленты.

Телескопичность – перемещение последующего патрона относительно предыдущего при переходе от растянутого положения ленты к сжатому. Характеризуется линейным перемещением.

В состав ленточной системы питания оружия патронами (рисунок 5.7) в общем случае входят патронные ящики 1, подводящие рукава 3, механизмы подтяга патронной ленты 2, гильзоотвод 12, гильзосборник 11, звеньеотвод 8, и звеньесборник 10.

П атронные ящики служат для размещения и хранения боекомплекта на ЛА. Патронные ящики должны иметь минимальные габариты и массу при заданной величине боекомплекта, исключать нарушение порядка укладки патронной ленты, обеспечивать бесперебойную подачу патронной ленты к оружию.

Для обеспечения бесперебойной подачи патронной ленты к оружию патронные ящики могут иметь механизацию, например, пневматический механизм поджатия боекомплекта патронов к выходной горловине патронного ящика и др.

Особо следует подчеркнуть, что патронные ящики должны обеспечивать простоту, легкость и удобство эксплуатации (укладку патронной ленты, при съемном патронном ящике простое снятие и постановку его на ЛА и т.д.).

Размеры и конфигурация патронных ящиков определяются типом патронов, величиной боекомплекта, способом укладки патронной ленты, типом установки и местом ее расположения на ЛА. Требования, предъявляемые к патронным ящикам, могут обеспечиваться разными конструктивными решениями: подвижными и неподвижными переборками и створками, различного вида фиксаторами патронов, ложеменами для патронов, роликами и т.д. При изготовлении патронных ящиков используется алюминий, нержавеющая сталь, текстолит и другие материалы.

Подводящие рукава обеспечивают подвод патронной ленты от патронного ящика к оружию 6. В зависимости от степени подвижности оружия на установке подводящие рукава могут быть жесткими, гибкими и комбинированными.

Жесткие рукава, как более простые по конструкции и более надежные в работе, применяются, как правило, когда оружие на установке закреплено неподвижно.

Наиболее сложным в этом случае является вопрос сопряжения подводящего рукава с трактом питания самого оружия, приемная горловина 5 которого перемещается во время стрельбы. В этом случае необходимо обеспечить плавный переход из фиксированного на установке неподвижного рукава питания в подвижный приемник патронов оружия. В простейшем случае это может быть раструб, обеспечивающий необходимые продольные смещения патронной ленты, вызываемые перемещением оружия при стрельбе.

Однако перемещение оружия во время стрельбы может приводить к смещению патронов относительно звеньев и, как следствие, к возникновению неустранимых задержек в стрельбе. Для устранения этого недостатка применяют различной конструкции подвижные или гибкие направляющие.

Ж есткие рукава могут использоваться для подвода патронной ленты и к подвижному оружию. Конструкция такой системы состоит (рисунок 5.8) из жесткого подводящего рукава 1, жесткого кольцевого рукава 5, закрепленного на основании лафета установки, жесткого кольцевого рукава 7, закрепленного на подвижном кольце узла поворота и подвижной каретки 6 с роликом 4. Каретка перемещается планетарной передачей, подвижные шестерни-сателлиты которой закреплены на каретке и, вращаясь от взаимного перемещения подвижного кольца и основания, сообщают вращательное движение самой каретке.

Патронная лента (пунктир на рисунке 5.8) находится в вертикальном положении и обкатывается вокруг каретки таким образом, что между приемной горловиной установки и приемной горловиной 2 оружия 3 обеспечивается постоянная ее длина при любом положении оружия на установке.

П араметры планетарной передачи должны быть подобраны таким образом, чтобы линейные скорости патронной ленты на обеих сторонах каретки были одинаковыми (рисунок 5.9).

Условие равенства линейных скоростей патронной ленты на обеих сторонах каретки определится из условия

,

г

15. Изд. №9872

де и – угловые скорости вращения оружия и каретки; и – радиусы начальных окружностей зубчатых колес на подвижном кольце лафета, и сателлитов.

Линейные скорости патронной ленты на обеих сторонах каретки будут одинаковыми, если передаточное число от оружия к каретке будет равно

.

Гибкие рукава за счет способности патронной ленты к веерности, изгибу, кручению и телескопичности широко используются в системах питания оружия патронами на подвижных установках. Основными требованиями к гибким рукавам являются их гибкость, которая должна приближаться к гибкости патронной ленты, малое сопротивление движению ленты и обеспечение возможности подхода к ленте при заряжании (разряжании) оружия.

Т иповой гибкий рукав представляет собой цепь (рисунок 5.10), состоящую из отдельных звеньев. Звенья имеют коническую конструкцию, частично входят друг в друга, и соединены таким образом, что допускают определенное линейное и угловое перемещение относительно друг друга. Таким образом, внутри гибкого рукава питания формируется дискретно гибкий канал с заданным проходным окном.

Требование минимального сопротивления движению ленты по рукаву питания обеспечивается как выбором формы звеньев, конфигурации рабочего окна рукава питания и конфигурации изгиба рукава питания (рисунок 5.11), так и применением конструктивных материалов для рукавов питания с твердой и гладкой поверхностью. Лучшим материалом для рукавов является нержавеющая сталь. Она обладает высокими механическими свойствами, гладкой поверхностью и не требует антикоррозийных покрытий. Нержавеющую сталь применяют в рукавах питания сложной конфигурации, в которых трение ленты по рукаву особенно велико.

Для обеспечения подхода к ленте, что необходимо при заряжании и разряжании оружия, часть звеньев может иметь разомкнутую в поперечном сечении конструкцию.

Комбинированные рукава питания представляют различные сочетания жестких и гибких рукавов и сопрягающих устройств (позиция 4 на рисунке 5.7, нижняя часть рисунка 5.11) различной конструкции, как правило, с использованием обкатных роликов.

При всей простоте конструкции подводящих рукавов питания определению их параметров (общей длины, радиусов изгибов, мест сочленений и др.) при конструировании артиллерийских установок уделяется большое внимание, так как надежность работы подводящих рукавов питания во многом определяет надежность работы всей артиллерийской установки.

Н

15*

а рисунке 5.11 показаны отдельные фрагменты определения кинематических параметров гибкого рукава питания, которые должны обеспечить подвод патронной ленты к оружию при любом его положении в зоне разрешенной стрельбы.

К этому следует добавить, что практически при любом положении гибкого рукава питания динамические параметры движения патронной ленты должны быть такими, чтобы исключить ее повреждение, захлестывание, заклинивание, деформации патронной ленты более допустимых, и не допускать снижения темпа стрельбы оружия.

Механизмы подтяга патронной ленты призваны частично разгрузить механизмы подачи оружия при значительных нагрузках на них со стороны патронной ленты. Такая ситуация возникает, когда патронные ящики находятся на значительном расстоянии от оружия.

Применение механизмов подтяга уменьшает снижение темпа стрельбы оружия, исключает недопустимые деформации звеньев патронной, снижает возможность нарушения правильности набивки патронной ленты.

Конструкция механизма подтяга должна удовлетворять следующим основным требованиям. Механизм подтяга должен включаться в работу за минимальное время, должен без существенного сопротивления пропускать патронную ленту к оружию при заряжании, должен отключаться или пробуксовывать при плотно заполненном рукаве питания. Механизм подтяга должен допускать движение патронной ленты в сторону патронного ящика при разряжании оружия.

В соответствии с такими требованиями механизм подтяга – это обычно электромеханическое устройство, состоящее из электродвигателя удлиненной формы для обеспечения минимального момента инерции (обеспечивается быстрый разгон), силового редуктора, храпового механизма и ведущей звездочки с фрикционом.

Механизм подтяга обычно устанавливается на выходе патронного ящика. При длинном тракте питания могут устанавливаться два механизма подтяга: один на выходе патронного ящика, второй вблизи установки.

Механизм подтяга включается в работу одновременно с нажатием кнопки стрельбы и выключается через время после ее отпускания. Задержка в отключении обеспечивает «наплыв» патронной ленты к приемнику оружия для облегчения начала работы механизма подачи при следующей стрельбе.

Параметры двигателя и силового редуктора механизма подтяга выбираются из условия

,

где – средняя скорость движения патронной ленты, создаваемая механизмом подтяга оружия; – скорость движения патронной ленты, сообщаемая ей механизмом подтяга на номинальном режиме работы его двигателя.

Гильзоотвод обеспечивает отвод отработанных («стреляных») гильз за пределы установки или в гильзосборник. Отметим, что во всех случаях целесообразно отводить стреляные гильзы (также как и использованные звенья) за пределы летательного аппарата. Но не всегда это может быть выполнено без причинения вреда собственному летательному аппарату. В последнем случае необходимо обеспечить сбор стреляных гильз (также как и звеньев).

Основное требование к гильзоотводу: гильзоотвод должен обеспечивать надежное перемещение стреляной гильзы и «осечного» патрона (при системе перезаряжания оружия с выбросом осечного патрона) в гильзосборник или безопасный выброс за пределы ЛА.

Конструкция гильзоотвода определяется направлением выброса гильзы из оружия, типом установки и местом ее размещения оружия на ЛА. Гильзы из оружия могут выбрасываться в продольном направлении вперед и назад и в боковом направлении. Как правило, энергия выброса гильзы из оружия такая, что не требуется какого-либо устройства для сообщения стреляной гильзе дополнительной скорости. Наиболее простыми по конструкции являются гильзоотводы с выбросом гильзы в продольном направлении вперед относительно оружия на неподвижных установках. Наиболее сложными являются гильзоотводы на подвижных установках с отводом гильз в продольном направлении назад относительно оружия. Рисунок 5.12 наглядно показывает, с какими трудностями приходится сталкиваться при разработки конструкции гильзоотводов на подвижных ААУ. В этой связи еще раз подчеркнем необходимость рационального выбора образца ААО и конструкции ААУ для обеспечения прежде всего минимальных габаритов и массы ААУ.

Звеньеотвод обеспечивает отвод звеньев от ААО. Во всех современных образцах оружия звенья отводятся в поперечном направлении относительно оружия с относительно маленькой скоростью. По этой причине практически безопасно выбрасывать их за пределы ЛА можно только с кормовых установок.

Основное требование к звеньеотводу такое же, как и к гильзоотводу: обеспечить надежное перемещение звеньев до выхода за пределы ЛА или в звеньесборник.

По конструкции звеньеотводы аналогичны подводящим рукавам питания и в общем случае делятся на жесткие и гибкие. При сочленении жестких и гибких рукавов питания применяются различные устройства сопряжения (позиция 9 на рисунке 5.7). Приемная горловина з веньеотвода (позиция 7 на рисунке 5.7) стыкуется с оружием и в общем случае должна отвечать тем же требованиям, что и приемная горловина подводящего рукава питания.

Звенья открытого типа, патроны из которых могут выдавливаться в поперечном направлении, имеют малую базу для стабилизации его положения в звеньеотводе. И для упорядоченного движения таких звеньев по звеньеотводу, они до выхода из звеньотвода не расцепляются. Кроме того, конструкция звеньеотвода должна исключать заклинивание звеньев в звеньеотводе как за счет их продольного перемещения, так и за счет поперечного вращения. Для этих целей используются специальные направляющие, стабилизирующие положение звеньев в звеньеотводе.

Отвод звеньев на подвижных установках является более сложной задачей, чем на неподвижных. На подвижных установках приходится решать задачу перемещения звеньев по звеньеотводу, меняющую свою конфигурацию. При этом задача осложняется еще и тем, что лента пустых звеньев выталкивается из звеньеотвода со стороны оружия, что в значительно большей степени способствует ее деформации, а, следовательно, заклиниванию в звеньеотводе.

Для обеспечения большей безопасности собственного летательного аппарата при выбросе звеньев за пределы ЛА производят их разъединение с лентой пустых звеньев путем закрутки звеньев относительно их продольных осей. Разъединяются звенья и при их сборе в звеньесборник для уменьшения габаритов звеньесборника.

Требования к конструкционным материалам звеньеотводов такие же, как и к конструктивным материалам подводящих рукавов питания.

Гильзо- и звеньесборники предназначены для сбора гильз (осечных патронов) и звеньев. Гильзо- и звеньесборники должны обеспечивать сбор полного комплекта стреляных гильз (при максимально возможного количестве осечных патронов) и звеньев и исключать задержки в работе установки при всех допустимых эволюциях летательного аппарата.

В зависимости от конструктивных особенностей артиллерийской установки и ее размещения на ЛА в качестве звеньесборников могут использоваться места в патронных ящиках, освобождающиеся при стрельбе от патронов. А применение мягких материалов, например, плотной материи, позволяют с высоким коэффициентом использовать различные свободные объемы под звеньесборники.

Отметим, что конструкция звеньесборников должна выдерживать многократные удары со стороны гильз.

Магазинная система питания оружия патронами (рисунок 5.13) обеспечивает работу с боекомплектом, патроны которого не связаны друг с другом в единую ленту.

В общем случае магазинная система питания имеет такой же состав, как и ленточная, но с рядом специфических особенностей.

Патронный ящик обеспечивает, как правило, фиксацию патронов в определенном положении и подвод их к подводящему рукаву питания с помощью специальных устройств (например, шнеков различной конструкции в сочетании, при необходимости, со съемником патронов).

В качестве подводящих рукавов питания используются подводящие транспортеры патронов.

Гильзы при стрельбе из оружия выбрасываться за пределы ЛА (если это безопасно) или собираться в гильзосборники. При применении многоствольного оружия патронный ящик может служить и для сбора стреляных гильз. В этом случае система питания состоит из патронного ящика с приводом и непрерывного транспортира и для патронов и для стреляных гильз (осечных патронов).

Транспортир, фрагмент возможной конструкции которого показан на правой части рисунка 5.13, обеспечивает подвод патронов к оружию, отвод гильз (осечных патронов) от оружия и подвод гильз к патронному ящику. В патронном ящике гильзы укладываются на освободившиеся после вывода патронов места.

Магазинная система питания оружия патронами отличается от ленточной системы значительно большей сложностью, большими габаритами и массой. Кроме того, патронный ящик магазинной системы питания не может быть удален на значительное расстояние от оружия, так как система питания приводится в действие от оружия.

Однако магазинная система питания обладает более высокой надежностью работы, особенно при совершении ЛА различных эволюций, большей простотой эксплуатации (отсутствует трудоемкая набивка патронной ленты, сбор и сортировка звеньев). Преимущества магазинной системы питания по массе и габаритам проявляются при относительно больших (1200…1500шт.) боекомплектах патронов.