- •Предисловие
- •1.2. Современные артиллерийские комплексы
- •1.2.1.Ствольные артиллерийские комплексы
- •1.2.2 Реактивные артиллерийские комплексы
- •1.3 Структура, общее устройство и принцип действия артиллерийского ствольного орудия
- •1.3.1. Общее устройство орудия
- •1.3.2. Явление выстрела в канале ствола
- •1.4. Основные характеристики орудий
- •1.5. Типы артиллерийских ствольных орудий. Классификация орудий
- •1.6. Требования, предъявляемые к артиллерийским системам
- •Могущество боевого действия
- •Маневренность
- •Надежность и долговечность
- •Физиологические нагрузки на орудийный расчет
- •Эксплуатационные требования
- •Производственно-экономические требования
- •2.Стволы, казенники и затворы
- •2.1.Стволы
- •2.1.1.Требования к стволам и условия их работоспособности
- •2.1.2. Типовые конструктивные схемы стволов.
- •2.1.3. Прочность стволов
- •2.1.4. Нагрев и искусственное охлаждение стволов
- •2.1.5. Живучесть стволов
- •2.2. Казенники
- •2.3. Затворы и их агрегаты
- •2.3.1. Типы узлов запирания канала ствола. Взаимодействие замкнутого узла запирания с гильзой при выстреле
- •2.3.2.Требования, предъявляемые к затворам. Классификация затворов
- •2.3.3. Клиновые затворы и их приводы
- •2.3.4. Поршневые затворы и их приводы
- •2.3.5.Экстрактирующие выбрасывающие устройства
- •2.3.6. Механизмы производства выстрела
- •2.4 Дульные газодинамические устройства
- •3. Лафеты
- •Общее устройство
- •Лафет как боевой станок
- •3.1.2. Лафет как повозка
- •3.2. Люльки
- •3.3. Противооткатные устройства
- •3.3.1. Накатники
- •3.3.2. Гидравлические тормоза отката
- •3.3.3. Газы и жидкости, применяемые в противооткатных устройствах
- •3.3.4. Уплотнения и вентили в противооткатных устройствах
- •3.48. Уплотнение методом точной пригонки
- •3.4. Верхние станки.
- •3.5. Уравновешивающие механизмы
- •3.5.1. Способы уравновешивания качающейся части орудия
- •3.5.2. Типы уравновешивающих механизмов
- •3.5.3. Сравнительная оценка и регулировка уравновешивающих , механизмов
- •3.6. Механизмы наводки
- •3.6.1. Подъемные механизмы
- •3.6.2. Поворотные механизмы
- •3.6.3. Сдающие устройства
- •3.7. Нижние станки
- •3.8. Ходовые части лафета
- •3.9. Транспортные базы
- •4. Механизация заряжания артиллерийских орудий
- •4.1.Обоснование механизации и автоматизации процессов заряжания артиллерийских орудий
- •4.2.Состав механизмов заряжания и требования к ним
- •4.3.Боеукладки орудий среднего и крупного калибров
- •4.4. Механизмы подачи
- •4.5. Артиллерийские досылатели
- •4.6. Некоторые пути совершенствования механизмов заряжания
- •4.7. Роботизация артиллерийских комплексов
- •5. Артиллерийские прицелы и приборы
- •5.1. Мера углов, принятая в артиллерии
- •5.2. Сущность прицеливания орудий
- •5.3. Требования к прицелам. Классификация прицелов
- •5.4.Основные элементы прицела. Орудийная панорама и квадрант
- •5.5. Горизонтальная наводка орудий
- •5.6. Вертикальная наводка орудий
- •5.7. Кинематические схемы прицелов
- •5.8. Противотанковые и танковые прицелы
- •5.9. Зенитные прицелы
- •5.10. Электронно-оптические приборы
- •5.11. Артиллерийская буссоль. Стереоскопические дальномеры
- •6. Самоходная, танковая и корабельная артиллерия
- •6.1. Артиллерийские боевые гусеничные машины
- •6.1.1. Классификация артиллерийских бгм
- •6.1.2. Составные части боевых военных гусеничных машин
- •6.1.3. Особенности устройства артиллерийских частей
- •6.1.4 Особенности обеспечения условий устойчивости артиллерийских бгм.
- •6.1.5. Направления развития артиллерийских бгм
- •6.2. Танковая артиллерия
- •6.2.1. Назначение танков
- •6.2.2. Система оружия танка
- •6.2.3. Основные характеристики системы оружия танка
- •6.2.4. Особенности танковых пушек
- •6.2.5. Автомат заряжания
- •6.2.6. Направления развития танковых пушек
- •6.3. Корабельное артиллерийское вооружение
- •6.3.1. Структура, общее устройство и принципы действия корабельных артиллерийских установок
- •6.3.2. Основные направления и эффективность боевого применения корабельной артиллерии
- •6.3.3. Тенденции развития корабельной артиллерии
- •7. Артиллерийские орудия особых схем
- •7.1. Минометы
- •7.2. Безоткатные орудия
- •7.3. Нетрадиционные методы повышения могущества ствольной артиллерии
- •7.3.1. Легкогазовые пушки
- •7.3.2. Электромагнитные пушки
- •7.3.3. Многокамерные орудия
- •7.3.4. Орудия на жидких метательных веществах
- •7.3.5. Орудия с выкатом ствола
- •8. Автоматическая артиллерия малых калибров
- •8.1. Области применения мап
- •8.2. Стрелковое оружие
- •8.2.1. Пистолеты и револьверы
- •8.2.2. Винтовки и карабины
- •8.2.3. Автоматы и пистолеты-пулеметы
- •8.2.4. Пулеметы
- •8.2.5. Гранатометы
- •8.2.6. Вопросы повышения темпа стрельбы
- •8.3. Двигатели автоматики
- •8.3.1. Структура автоматического оружия
- •8.3.2. Классификация двигателей автоматики
- •8.3.3. Системы с отдачей затвора
- •8.3.4. Системы с отдачей ствола
- •8.3.5. Газоотводные двигатели
- •8.3.6. Газовые регуляторы газоотводных устройств
- •8.4. Механизмы автоматического оружия
- •8.4. Общие требования к механизмам автоматического оружия
- •8.4.2. Особенности подающих механизмов автоматического оружия
- •8.4.3. Особенности досылающих механизмов автоматического оружия
- •8.4.4. Механизмы открывания и закрывания канала ствола
- •8.4.5. Ускорительные механизмы
- •8.4.6. Подтяг патрона
- •8.4.7. Механизмы отпирания и запирания затвора
- •8.4.8. Механизмы воспламенения (производства выстрела)
- •8.5. Механизмы системы управления и регулирования автоматики
- •8.5.1. Спусковые механизмы
- •8.5.2. Предохранительные механизмы
- •8.5.3. Механизмы перезарядки оружия
- •8.5.4. Замедлительные механизмы
- •8.5.5. Механизмы противоотскока
- •8.5.6. Буферные устройства
- •8.6. Особенности охотничьего оружия
- •8.6.1. Механизмы охотничьего оружия
- •Диаметры каналов стволов различных калибров
- •8.6.2. Типы охотничьего оружия
- •8.6.3. Боеприпасы охотничьего оружия
- •9. Боеприпасы артиллерии
- •9.1. Общее устройство боеприпасов
- •Взрывчатые вещества и пороха. Боевые заряды
- •Средства воспламенения
- •9 5. Снаряды
- •9.6. Взрыватели
- •9.7. Управляемые боеприпасы
- •9.7.1. Артиллерийские выстрелы с управляемыми боеприпасами объектов бронетанковой техники
- •Ракета 9м119м (рис. 9.27) включает в себя:
- •9.7.2. Уас с полуактивным самонаведением на конечном участке траектории
- •9.7.3. Управляемые мины с пассивным инфракрасным самонаведением
- •Рекомендуемая литература
- •Приложение
- •Калибр 35, 40, 50 мм
- •Отечественные автоматические пушки
- •Характеристики современных танковых пушек
- •Тактико-технические данные корабельных артиллерийских установок
- •Основные тактико-технические характеристики пистолетов-пулеметов
- •Значения характеристик порохов
7.3.4. Орудия на жидких метательных веществах
Появление ракетной техники и накопление опыта эксплуатации ракетных топлив подвело к мысли о возможности применения жидких метательных веществ (ЖМВ) и в ствольной артиллерии.
Анализ перспектив использования ЖМВ в артиллерийских системах позволяет сформулировать следующие основные их преимущества перед порохами:
существенное увеличение дульной скорости снаряда за счет повышенной удельной мощности (силы пороха), наличия у некоторых композиций ЖМВ более легких, чем у порохов продуктов сгорания, а также за счет повышения коэффициента заполнения индикаторной диаграммы (площади под кривой внутрибаллистического процесса в координатах давление газа - путь снаряда по каналу ствола) (рис. 7.18);
повышение живучести стволов вследствие пиковых давлений газа и уменьшения температуры горения топлива;
изменение дальности стрельбы совместным варьированием углами возвышения ствола и бесступенчатым дозированием заряда открывает широкие возможности маневра траекториями полета снаряда и обеспечит высокоэффективное компьютеризированное управление огнем;
размещение ЖМВ в баках произвольной формы, находящихся
в труднодоступных местах, позволяет увеличить возимый боекомплект орудия и повысить плотность заполнения внугреннего объема боевых машин;
раздельное хранение жидких компонентов зарядов снижает пожароопасность и создает условия для повышения живучести орудий;
Рис. 7.18. Индикаторные диаграммы
удешевление производства метательных зарядов и упрощение материально-технического снабжения, связанного с транспортировкой и хранением ЖМВ.
Ожидаемые выгоды от реализации хотя бы части этих достоинств будут настолько значительны, что окупят все расходы, связанные с разработкой новой технологии и существенно расширят возможности ствольной артиллерии.
Для применения в артиллерийских системах рассматриваются жидкие метательные вещества двух типов: однокомпонентные и двухкомпонентные. Однокомпонентные представляют собой горючие вещества, действующие на принципе межмолекулярных реакций либо реакций каталитического разложения. Они в свою очередь подразделяются на простые и сложные системы. К простым относятся химические соединения, например, гидразин или изопропилнитрат, а к сложным относятся смеси типа гидразин-гидразинмононитрат, которые при обычной температуре в реакцию не вступают.
Двухкомпонентные ЖМВ подразделяются на самовоспламеняющиеся и несамовоспламеняющиеся. В первых системах оба компонента при смешивании вступают друг с другом в спонтанную реакцию, во вторых - реакция протекает очень медленно и, следовательно, как и в случае однокомпонентных топлив, требуется система воспламенения с внешним инициирующим энергетическим импульсом. Примером самовоспламеняющейся системы служит гидразин + азотная кислота, несамовоспламеняющейся - керосин + азотная кислота.
Для воспламенения топлива в каморе орудия возможно применение пиротехнических средств, электрического разряда, микроволн, лазерного луча, адиабатического сжатия, что наиболее удобным средством воспламенения являются лазерный луч или электрический разряд.
В отличие от обычных пороховых зарядов подача жидких метательных зарядов в камору орудия возможна только с помощью специализированных гидравлических систем. При этом различают два основных способа:
подача в камору с помощью насоса сразу всей массы топлива до производства выстрела. Этот способ называют объемным заряжанием;
постепенное впрыскивание необходимой массы метательного заряда в процессе производства выстрела. Такой способ подачи носит название инжекционного и предусматривает постоянное присутствие в каморе сгорания лишь небольшого количества несгоревшего топлива в каплеобразном состоянии.
Конструктивная реализация вышеназванных способов заряжания привела к разработке нескольких вариантов систем подачи топлива в камору сгорания (рис. 7.19). Наиболее простыми являются схемы подачи топлива в случае объемного заряжания, при этом подача осуществляется с помощью силового агрегата непосредственно в камору орудия. Для однокомпонентных топлив требуется гидросистема, состоящая из резервуара 1, насоса-дозатора 2 и обратного клапана 3 (рис. 7.19, а), а для двухкомпонентных - по одной подобной гидросистеме на каждый компонент топлива (рис. 7.19, б). В последнем случае необходимо обеспечить тщательное перемешивание горючего с окислителем в каморе сгорания.
Для обеспечения инжекционного заряжания впрыск топлива в камору должен производиться под давлением, превышающим давление газов в процессе выстрела (~ 300...400 МПа). Получение! такого давления совместно с необходимостью обеспечения высокого расхода горючей жидкости (~ 2...5 м3/с) при помощи постороннего привода потребовало бы чрезвычайно сложной, громоздкой и энергоемкой аппаратуры. Приемлемым техническим решением оказалось применение дифференциального поршня, использующего давление продуктов сгорания в каморе ствола.
Метод дифференциального поршня известен в гидравлике и основан на том, что равновесие свободного поршня, имеющего различные площади на его торцах (с одной стороны из площади вычитается площадь штока), обеспечивается обратно пропорциональным соотношением давлений в поршневой и запоршневой полостях.
Таким образом, при инжекционной подаче однокомпонентного топлива (рис. 7.19, б) доза жидкости заряжается силовым агрегатом
Рис. 7.19. Схемы систем заряжания ЖМВ 394
в запоршневую полость. С началом горения в каморе, заключенной между дном снаряда и поршнем 4, возникает давление газов, воздействующих на поверхность последнего. За счет эффекта дифференциального поршня происходит мультипликация давления жидкого топлива в запоршневом пространстве, и оно под действием повышенного давления впрыскивается через форсунки, расположенные в поршне, в камору сгорания, самопроизвольно поддерживая процесс выстрела.
Метод инжекционной подачи в одинаковой мере применим как для однокомпонентных, так и для самовоспламеняющихся и несамовоспламеняющихся двухкомпонентных топлив. В последнем варианте система подачи должна содержать два дифференциальных поршня и два силовых агрегата заправки.
Экспериментальные работы по выбору той или иной концепции и практической реализации использования жидких метательных веществ в ствольной артиллерии ведутся в разных странах весьма активно, однако созданию боевых артиллерийских систем на ЖМВ должно предшествовать решение еще ряда научных и технических проблем.