Артилерійські гармати



Кожух забезпечує правильне положення труби-моноблока відносно люльки, збільшує масу відкотних частин, сприймає під час пострілу навантаження, що передаються від затвора і казенника, і має захвати або інші пристрої для спрямування руху ствола під час відкоту і накату.

Ця конструкція дозволяє виготовлення кожуха із малолегованої сталі.

Складені стволи

Складені стволи використовуються в гірських гарматах (наприклад, 76-мм гармата М-99). Складений ствол - це багатошаровий ствол, який складається з кількох невеликих за розмірами і масою розбірних частин.

Складені стволи мають два різновиди: складені за шарами, складені за довжиною. Стволи, складені за довжиною, мають просту технологію ремонту: замінюються ті частини, які максимально (гранично) зношені.

Складені стволи можуть бути використані в автоматичних гарматах, де відбувається швидкий знос внутрішньої поверхні труби на початку нарізів і в дульній частині.

Рисунок 2.7 - Схема ствола складеного за довжиною: 1 - дульна гайка; 2, 3, 4 - елементи складової труби; 5 - кожух ствола; 6 - казенник; 7 - затвор

Розглянемо стволи, аналізуючи наявність напружень в стінках ствола.

Нескріплений ствол - це такий ствол, у стінках труби якого до пострілу відсутні будь-які напруження. Це всі багатошарові стволи із зазорами між шарами, а також стволи-моноблоки, якщо в їх трубах до пострілу немає напруження. Нескріплений ствол простіше і дешевше у виробництві.

Скріплений ствол

Штучно скріплені стволи складаються з кількох циліндрів різної довжини, які насаджені один на інший з натягом. Унаслідок цього внутрішня труба ще до пострілу буде стисненою, а скріпні циліндри трохи розтягнуті.

Для складання без прикладення великих зусиль зовнішній шар перед надіванням його на внутрішній нагрівають до температури 400 ?С. Після охолодження зовнішній шар обтискує внутрішній і в результаті досягається перерозподіл напружень шарів у металі, яке призводить до більш рівномірного навантаження стінок ствола під час пострілу. Це дозволяє виготовити ствол з менш легованої сталі і до того ж меншої маси.

Теорію скріплених стволів першим у світі розробив у середині ХІХ століття професор артилерійської академії А. В. Гадолін.

Залежно від кількості шарів стволи називаються дво-, три-, чотири-, п'ятишаровими.

Внутрішній шар ствола називається трубою. Зовнішній шар називається кожухом. Проміжні шари мають номери у порядку зростання від труби до кожуха.

Виробництво скріплених стволів значно складніше, ніж стволів-моноблоків, оскільки необхідна виключно велика точність і чистота обробки поверхонь скріплення, а також існує необхідність операції скріплення з нагріванням.

Рисунок 2.8 - Схема двошарового скріпленого ствола: 1 - казенник; 2 - затвор; 3 - кожух; 4 - труба

Двошарові скріплені стволи використовуються в наземній артилерії лише в гарматах великого калібру. В морській і береговій артилерії використовуються п'ятишарові стволи.

Гаряческріплений ствол - це багатошаровий ствол, радіальний натяг між шарами якого створюється внаслідок стиснення попередньо нагрітого зовнішнього шару. При охолодженні розміри зовнішнього шару зменшуються, в результаті чого у внутрішньому шарі виникають напруження від пружної деформації стиснення, а у зовнішньому шарі - від пружної деформації розтягнення.

Холодноскріплений ствол - це також багатошаровий ствол, радіальний натяг між шарами якого створюється в результаті розширення попередньо охолодженого внутрішнього шару.

Після нагрівання до температури навколишнього середовища розміри внутрішнього шару збільшуються, що призводить до виникнення напружень у зовнішньому шарі від пружної деформації розтягнення, а у внутрішньому - від пружної деформації стиснення.

Таким чином, у внутрішньому шарі виникають напруження від пружної деформації стиснення, які протилежні за знаком напруження від тиску порохових газів під час пострілу. Завдяки цьому зменшуються сумарні напруження в стінках внутрішнього шару скріпленого ствола під час пострілу і більш рівномірно навантажуються всі його шари, що збільшує загальну міцність ствола.

Скріплення дозволяє збільшувати міцність, не змінюючи властивостей сталі, або зменшити масу ствола, не змінюючи його міцності. Але виробництво таких стволів складне і дороге, тому скріплені стволи використовуються переважно у великокаліберних гарматах. Труба ствола може скріплюватися як за всією довжиною, так і лише у казенній частині, де величина тиску порохових газів найбільша.

Автоскріплений ствол (автофретований)

За зовнішнім виглядом самоскріплений ствол-моноблок неможливо відрізнити від простого ствола-моноблока.

Самоскріплення ствола - це підвищення опірності внутрішніх шарів металу дії високого тиску газів за рахунок збудження в металі напружень, аналогічних напруженням, які виникають у стволі, скріпленому з натягом.

Самоскріплення забезпечується утворенням залишкових деформацій розтягнення в шарах металу, що прилягають до внутрішньої поверхні ствола. Наявність залишкових деформацій у внутрішніх шарах є причиною збереження у зовнішніх шарах циліндра напружень розтягнення.

Внутрішні шари під впливом зовнішніх, що прагнуть повернутися у початкове положення, будуть до пострілу стиснені, як у звичайному скріпленому стволі.

Як правило, утворення залишкових деформацій розтягнення у внутрішніх шарах самоскріпленого ствола здійснюється за допомогою високого гідравлічного тиску (588400000 ? 686500000Па) всередині автофретованого циліндра. Крім того, самоскріплення може здійснюватися протягуванням через канал ствола спеціальних пуансонів або стрільбою із зарядом, який утворює підвищений тиск, здатний викликати залишкові деформації (без розриву труби).

Теорію і технологію самоскріплення стволів першим розробив у ХІХ ст. професор артилерійської академії А. С. Лавров. Він налагодив і виробництво самоскріплених стволів. Технологія цього виробництва дуже складна і вимагає особливої апаратури.

Під час підвищених режимів вогню, коли відбувається нагрівання ствола вище 450?500 оС, напруження самоскріплення зникають і ствол, перетворюється на звичайний ствол-моноблок.

Переваги самоскріплених стволів:

1. Можливість виготовлення ствола з металу з меншою межею пружності ?е, однакових розмірів і більш високої міцності, оскільки при автофретуванні межа пружності металу збільшується.

2. Витрати металу на виготовлення автофретованого ствола істотно зменшуються у порівнянні зі стволом скріпленим циліндрами.

3. Під час заміни ствола, скріпленим кожухом автофретованим, скорочується об'єм механічної обробки і прискорюється сам процес виготовлення ствола.

Недоліки автофретованих стволів:

1. Використання автофретованих стволів можливе лише в гарматах великого калібру з невисоким режимом вогню.

2. Необхідність використання складної апаратури у процесі виготовлення.

3. Живучість таких стволів нижча, ніж у нескріплених.

Цей тип стволів не дуже поширений внаслідок того, що були виготовлені спеціальні гарматні сталі високої категорії міцності, а це дозволило отримати простий нескріплений ствол необхідної міцності з максимальним тиском 392 300 000?490 300 000 Па.

Гладкий ствол - це ствол із гладкою напрямною частиною і циліндричним каналом ствола. Використовується він для стрільби снарядами і мінами з пристроєм для забезпечення їх аеродинамічної стабілізації на траєкторії польоту. Гладкі стволи мають деякі протитанкові і танкові гармати, безвідкотні гармати і міномети. Гладкі стволи легші і дешевші у виготовленні, і в них нема втрат енергії на надання снарядам обертання.

Нарізний ствол - це ствол, напрямна частина якого має нарізку для надання снаряду обертального руху з метою забезпечення його гіроскопічної стійкості на траєкторії польоту.

Нарізні стволи поділяються на стволи з циліндричним, конічним і циліндрично-конічним каналами ствола. Циліндрично-конічні мають спочатку циліндричну нарізну частину, а в кінці ? гладку частину каналу ствола.

Найбільш поширені стволи з циліндричною нарізною частиною, оскільки їх виготовлення значно легше і дешевше порівнянно з іншими конструкціями нарізних стволів. Вони забезпечують добру стійкість снаряду у польоті і в результаті добру точність і кучність бою.

На основі розглянутих конструкцій стволів і досвіду їх експлуатації можна зробити такі висновки про доцільність використання тих чи інших типів артилерійських стволів:

- стволи-моноблоки найбільш доцільно використовувати для малокаліберних і великокаліберних гармат;

- багатошарові скріплені і нескріплені стволи з вільним лейнером і навантаженою вільною трубою доцільно використовувати для великокаліберних гармат;

- стволи з вільним лейнером - для довгоствольних гармат великої потужності.

2.3 Будова типового ствола та елементів його конструкції

В основному артилерійський ствол складається з таких основних частин: труби, казенника, з'єднувальних деталей, надульних пристроїв.

Труба - це основна частина ствола, яка виконує головне його призначення. Її передня частина називається дульною частиною ствола, а задня - казенною частиною.

За виглядом зовнішньої поверхні трубу поділяють на конічну і циліндричну ділянки.

Циліндрична ділянка труби сприймає найбільший тиск порохових газів під час пострілу, тому стінки її виготовляють більш товстими, ніж стінки конічної ділянки. Перехід від циліндричної до конічної виконують плавним для того, щоб виключити можливість концентрації напружень у місцях різких переходів під час пострілу.

Тиск порохових газів зменшується по довжині ствола в напрямку дульного зрізу (див. графік на рис. 2.9), і саме цьому товщина стінок конічної ділянки поступово зменшується. Але для забезпечення необхідної жорсткості товщина стінок ствола біля дульного зрізу повинна бути не менше 0,1 клб. На дульний зріз труби наносять взаємоперпендикулярні риски для закріплення перехрестя з ниток під час перевірки приладів наводки.

Внутрішня порожнина труби називається каналом ствола і поділяється на каморну і напрямну частини, що обмежуються казенним і дульним зрізами і з'єднуються між собою з'єднувальним конусом.

Рисунок 2.9 - Схема загальної будови ствола: 1 - дульне гальмо; 2, 4 - з'єднувальні деталі (задня і передня обойми); 3 - труба; 5 - казенник; 6 - муфта; 7 ? крива зміни тиску порохових газів у каналі ствола

Каморна частина каналу ствола має назву камора згорання - це частина каналу ствола, що обмежується казенним зрізом і початком напрямної частини. У каморі згорання розміщується бойовий заряд і запояскова частина снаряда.

Будова і тип камори згорання залежить від способу заряджання гармати. Основними способами заряджання є: унітарний, роздільно-гільзовий, картузний.

Патрон із металевою гільзою уперше в світі був розроблений винахідником В. С. Барановським для гармати у 1872 році. Металеві гільзи в артилерії іноземних країн з'явилися на 25 років пізніше.



Рисунок 2.10 - Схема камори під унітарний патрон: 1 - основний конус; 2 - перехідний конус; 3 - циліндрична частина; 4 - перехідний конус

Основні частини камори згорання:

- основний конус, в якому розміщується основний конус гільзи;

- перехідний конус, який з'єднує основний конус з циліндричною частиною камори згорання;

- циліндрична частина під дульце гільзи;

- з'єднувальний конус (конус врізання), який з'єднує циліндричну частину з нарізною частиною каналу.

Основний конус призначений для полегшення заряджання та екстракції стріляної гільзи. Його конусність дорівнює 1/60?1/120. При меншій конусності збільшується довжина каморної частини каналу ствола і в результаті збільшується і загальна довжина ствола. Більша конусність зменшує довжину ствола, але призводить до необхідності потовщення стінок казенної частини каналу ствола та викликає надмірне навантаження на затвор.

Перехідний конус має конусність 1/10?1/20. Його найбільша величина визначається технологічними можливостями холодного протягування гільзи під час її виготовлення, а також величиною прийнятого розширення камори згоряння. Циліндрична частина камори згоряння призначена для розміщення дульця гільзи і виготовляється довшою від гільзи настільки, щоб між початком нарізів і переднім зрізом дульця вміщувалися ведучі пояски снаряда.



Рисунок 2.11 - Схема камори під роздільно-гільзове заряджання: 1 - основний конус; 2 - з'єднувальний конус

З'єднувальний конус (конусність 1/10?1/20). Збільшення конусності може привести до погіршення умов заряджання і врізання снаряда в нарізи. Зменшення конусності затруднює фіксацію снаряда під час досилання і створює постійний вільний об'єм камори, що викликає погіршення кучності стрільби.

Основний конус призначений для розміщення гільзи із зарядом. Для того щоб гільза упиралася фланцем у казенний зріз труби, її довжина повинна бути меншою від основного конуса.

З'єднувальний конус з'єднує каморну і напрямну частини каналу ствола і служить для заклинення ведучого пояска в нарізи при заряджанні і для полегшення його врізання в нарізи під час пострілу. У з'єднувальному конусі розміщується запояскова частина снаряда.

Рисунок 2.12 - Схема камори під картузне (безгільзове заряджання): 1 - обтюраторний конус; 2 - циліндрична частина; 3 - перехідний конус; 4 - з'єднувальний конус

Обтюраторний конус призначений для підтиснення до нього обтюратора затвора. Циліндрична частина призначена для розміщення в ній картузного бойового заряду.

Перехідний конус призначений для полегшення заряджання гармати, що досягається виключенням можливості утикання снаряда.

З'єднувальний конус має аналогічне призначення.

Об'єм камори згорання дорівнює:

Wк = Wо + WГ + Wсн,

де Wо - об'єм камори, який розрахований балістичним розрахунком величини заряду;

WГ - об'єм матеріалу гільзи або картузного бойового заряду;

Wсн - об'єм запояскової частини снаряда.

WГ ? (0,03 ? 0,05) дм3,

Wсн ? 0,562 дм3

Незалежно від типу камор до них ставляться такі вимоги:

1. Камора згорання повинна бути співвісною з каналом ствола, щоб при унітарному заряджанні виключити перекіс снаряда в гільзі або навіть розпатронування. Неспіввісність камори також призводить до нерівномірного початку нарізів. У цьому випадку нарізи можуть бути не перекриті ведучим пояском снаряда, що призведе до проривання газів по дну нарізів і передчасного зносу каналу ствола.

2. Камора повинна бути круглою у кожному перерізі без обробки на переходах з одного кінця на інший. Чистота обробки повинна бути не менше v6, що потрібно для надійного викидання гільзи. Отже, камора у процесі експлуатації повинна бути чистою.

3. Перехідні конуси повинні мати раціональну конусність, щоб не було утикання снаряду під час досилання. Крім того, велика конусність знижує живучість ствола.

Напрямна частина каналу ствола - це частина каналу ствола, яка обмежена каморною частиною і дульним зрізом і призначена для спрямування польоту снаряда і надання йому визначеної початкової швидкості поступального й обертального руху залежно від бойового заряду.

За конструкцією напрямної частини стволи поділяються на нарізні і гладкі.

Напрямна частина нарізного ствола - це циліндричний канал, поверхня якого складається з нарізів і полів із гранями. Нарізи каналу ствола служать для надання обертального руху з метою його стабілізації у польоті.

Ідея нарізних артилерійських гармат уперше у світі була реалізована у середині XVII століття. Як доказ цього факту в Петербурзькому артилерійському історичному музеї зберігається залізна нарізна пищаль. Теоретичні основи будови нарізів у зброї розроблені професором Петербурзької академії наук Лейтманом у 1728 ? 1729 роках. Важливу роль у подальших розробках відіграли вчені-артилеристи І. В. Маєвський, А. В. Гадолін, Д. К. Чернов, М. О. Забудський та інші.

Наріз - це гвинтовий паз поверхні напрямної частини каналу ствола.

Гвинтовий виступ поверхні напрямної частини каналу ствола між двома сусідніми нарізами називається полем.

Номінальний діаметр по полях каналу ствола називається калібром каналу ствола - d .

Грані нарізу - це стінки нарізу, що складаються із:

- бойової грані - бокова поверхня нарізу, що призначена для надання снаряду обертального руху і на яку тисне ведучий поясок снаряда;

- холостої грані - бокова поверхня нарізу, що протилежна бойовій грані.

- дно нарізу - ділянка поверхні нарізу між бойовою і холостою гранями.

Крім того, нарізи характеризуються геометричними параметрами: глибиною, шириною, кутом нахилу нарізу.

Глибина нарізу h - відстань від поля до дна нарізу у радіальному напрямку.

Ширина нарізу внр - відстань між гранями, що обмежують один наріз у площі перерізу, перпендикулярній до осі каналу ствола.

Ширина поля в - відстань між сусідніми гранями нарізів у площі перерізу, перпендикулярній до каналу ствола.

Кут нахилу нарізу ? - кут між дотичною до нарізу і твірною до напрямної частини каналу ствола.

Рисунок 2.13 - Схема полів і нарізів на внутрішній поверхні каналу ствола

Число нарізів n визначається за такою формулою:

n = ( 3-4 )d ,

для гаубиць n = 3 d, для гармат n = 4 d, (d вимірюється в см).

Виходячи із технологічних міркувань, обчислене число нарізів округляють до найближчого числа, яке кратне 4.

Глибину нарізів практично вибирають залежно від Vo у таких межах:

h = (0,01-0,04)d , (2.3)

для гармат з Vo?800 м/с h = (0,01-0,015)d,

для гармат з Vo?800 м/с h = (0,015-0,04)d.

При h = 0,01d - нарізи називають нормальними,

h = 0,015d - поглибленими,

h = (0,02 - 0,04)d - глибокими.

Ширина нарізів внр і ширина поля в визначаються з умов забезпечення рівномірності виступів ведучого пояска снаряда і полів каналу ствола, а також за умови живучості ведучих елементів внр і в теж практично залежать від Vo .

Так, при Vo?1000 м/с , (2.4)

Vo?1000 м/с (2.5)

Але в усіх випадках для виконання умов міцності виступів ведучого пояска снаряду необхідно, щоб ( внр + в ) = 10-15 мм і внр ? в , а в ?1,5h і в ?3 мм (2.6)

Між числом нарізів, калібром ствола, шириною нарізу і шириною поля існує залежність

(2.7)

Під час вибору елементів профілю і числа нарізів, з одного боку, необхідно забезпечити легке врізання, що вимагає малого числа нарізів і невеликої глибини, а з іншого ? забезпечити надійне просування снаряда по каналу ствола, що вимагає більшого числа і більшої глибини нарізів.

Отже, параметри нарізу залежать від потужності гармати (початкової швидкості Vo снаряда), матеріалу і форми ведучого пояска.

Збільшення глибини нарізів підвищує живучість ствола, але викликає зменшення початкової швидкості.

Для зменшення прориву порохових газів іноді нарізи виготовляють так, що вони зменшуються по ширині і глибині у міру просування в напрямку дульного зрізу. Такі нарізи називаються нарізами з підвищеним форсуванням.

Кучність стрільби залежить від кутової швидкості обертання снаряда, яка визначається крутизною нарізів (кутом нахилу ?) в дульній частині і швидкістю руху снаряда у стволі.

Крутизною нарізів називається величина кута нахилу ? нарізу до осі каналу ствола, яка виміряється в градусах або радіанах.

Нарізи бувають постійної і прогресивної крутизни. Нарізи постійної крутизни мають постійний кут нахилу по всій довжині ствола. Нарізи прогресивної крутизни мають кут нахилу, який поступово збільшується в напрямку дульного зрізу. Використовуються і нарізи змішаної (змінної) крутизни, які мають ділянки постійної і прогресивної крутизни.

Якщо за довжиною ствол - короткий (менше 25d), а снаряду необхідно надати високої кутової швидкості (велике число обертів), то використовується прогресивна нарізка, бо інакше важко забезпечити велику швидкість обертання снаряду. Постійна нарізка використовується в довгих стволах.

Саме цьому, як правило, стволи гаубиць калібром до 152-мм мають нарізи прогресивної крутизни, а стволи гармат і гаубиць калібром 152-мм і більше - нарізи постійної крутизни.

Використання нарізів прогресивної крутизни має такі переваги:

1. Зменшується сила нормального тиску на бойову грань на 30?40 % і одночасно зміщується місце її прикладення відносно Рmax, що підвищує живучість і міцність ствола.

2. Поліпшуються умови врізання ведучого пояска в нарізи і тим самим досягається відсутність зривів ведучих поясків.

Але в технологічному відношенні прогресивна нарізка значно складніша.

У всіх вітчизняних гарматах нарізка виконується правою або по ходу годинникової стрілки (зліва-вверх-направо).

Напрямна частина каналу гладкого ствола - це гладкий циліндричний канал рівного діаметра. Гладкі стволи призначені для стрільби снарядами, стабілізація яких у польоті здійснюється аеродинамічним способом (спеціальними пристроями снаряда). Такі снаряди не вимагають надання їм обертального руху з великою кутовою швидкістю. Гладкі стволи набагато легше виготовити, вони більш економічні у виробництві і не мають втрат початкової швидкості на надання обертального руху снарядам. Але такі стволи не забезпечують високої кучності стрільби без передбачення спеціальних заходів у конструкції снарядів. Гладкі стволи використовуються в протитанкових, танкових і мінометних комплексах.

Казенник - це частина артилерійського ствола, яка має затворне гніздо під клин або поршень затвора. Клин (поршень) замикає канал ствола під час пострілу. У казеннику розміщуються і закріпляються всі механізми затвора й автоматики. Казенник забезпечує з'єднання ствола з ПВП, необхідну масу відкотних частин і положення центра мас підйомної частини гармати, чим полегшується їх врівноваження відносно осі цапф.

Корпус казенника має складну конфігурацію з великою кількістю заглиблень, гнізд і отворів для розміщення і кріплення механізмів затвора.

З'єднання казенника з трубою або кожухом ствола здійснюється, як правило, за допомогою муфти з різьбою або безпосереднім нагвинчуванням казенника на них. Правильне положення казенника на трубі або кожусі ствола фіксується шпонкою, яка розміщується між казенником і трубою або кожухом вздовж осі каналу ствола.

Надульні пристрої - це, як правило, газодинамічні пристрої, розміщені на дульній частині ствола, які забезпечують гальмування відкотних частин під час відкоту (дульне гальмо) і продування каналу ствола після пострілу (пристрій продування). Крім того, надульні пристрої в автоматичних гарматах забезпечують посилення відкоту (підсилювач віддачі), приведення в дію автоматики з газовими приводами гармат (надульник), а також для гасіння полум'я. У зразках артилерії, що розглядаються, використовуються дульні гальма і пристрої для продування стволів.

Дульне гальмо - це масивна сталева труба, яка нагвинчується на дульну частину ствола і має осьовий отвір для виходу снаряда і бокові отвори для виходу порохових газів. У деяких гармат дульне гальмо утворюється стінками труби ствола з боковими отворами.

Пристрій для продування ствола - це ресивер, який закріплений на дульній частині ствола і з'єднується з каналом ствола клапанами і сопловими отворами. Кріплення ресивера на стволі забезпечується різьбовим з'єднанням або безпосереднім нагвинчуванням на трубу.

Принцип дії надульних пристроїв побудований на використанні енергії порохових газів у процесі їх руху по каналу ствола і витіканню з нього з великою швидкістю.

З'єднувальні деталі ствола призначені для складання його елементів в одне ціле і для з'єднання ствола з люлькою, а в деяких випадках ? з ПВП.

До з'єднувальних деталей належать: муфти і різьбові гайки для з'єднання труби з казенником, ресивера або дульного гальма з трубою і т.д.; захвати або обойми рухомого ствола для з'єднання з полозками люльки, а іноді ? і з ПВП; з'єднувальні муфти, гайки та інші деталі.

Труба і дульне гальмо ствола виготовляються із високоміцних сталей, а решта деталей виготовляється із гарматної сталі з категорією міцності не вище міцності матеріалу труби.

2.4 Призначення, типи дульних гальм, їх будова і дія

Дульне гальмо - це газодинамічний надульний пристрій, який під час витікання через нього порохових газів створює зусилля, яке діє на ствол у напрямку руху снаряда.

Дульне гальмо призначене для зменшення дії пострілу на лафет за рахунок використання енергії порохових газів, які витікають з каналу ствола після вильоту снаряда. Працює дульне гальмо лише в період післядії газів.

Дульне гальмо вперше було використане у 1862 році в конструкції 3-пудової бомбової гармати зразка 1838 року, яка мала жорсткий лафет. Конструктивно це дульне гальмо мало вигляд нахилених отворів, які були просвердлені в дульній частині ствола гармати. Але в зв'язку з появою пружних лафетів дульні гальма поширення не отримали.

Лише у 1927 ? 1930 роках під час розроблення уніфікованих лафетів дульні гальма знову ввійшли до складу конструкції гармат. Використання дульного гальма дозволяє значно зменшити масу лафета і зробити конструкцію ПВП більш простою. Великий внесок у розроблення дульного гальма зробив доктор технічних наук, професор Б. В. Орлов.

Класифікація дульних гальм розглянута на рис. 2.14.

Безкамерне дульне гальмо (рис. 2.15) має внутрішню порожнину без поперечних перегородок з отворами для вильоту снаряда, які називаються діафрагмами. Діаметр порожнини, як правило, дорівнює діаметру каналу ствола. У бокових стінках такого гальма виготовляються симетрично розміщені бокові круглі отвори, які або перпендикулярні до осі каналу ствола, або нахилені до неї в бік казенної частини ствола. Безкамерне дульне гальмо в основному виготовляється як одне ціле зі стволом і називається ствольним дульним гальмом. Така конструкція відносно проста у виготовленні.

Рисунок 2.14 - Класифікація дульних гальм



Рисунок 2.15 - Схема безкамерного дульного гальма реактивного типу

Камерне дульне гальмо (рис. 2.16) має порожнину більшого діаметра, ніж діаметр каналу ствола, з однією або двома діафрагмами, які утворюють одну або дві камери з симетрично розміщеними отворами. Збільшення кількості камер більше двох - нераціональне, бо приблизно 90% всієї енергії, яка поглинається дульним гальмом, припадає на перші дві камери. Багатокамерні дульні гальма поширення не отримали внаслідок складності їх виготовлення і малого виграшу в ефективності.

Рисунок 2.16 - Схема камерного дульного гальма активного типу

Віконне дульне гальмо має бокові отвори у вигляді вікон, які, як правило, мають відбиваючі лопатки. Ці лопатки відкидають струмінь порохових газів у зворотному напрямку, чим і збільшують ефективність дії дульного гальма. Двокамерне віконне дульне гальмо мають гармати Д-20, 2С1, 2С3М та інші.

Сотове дульне гальмо - це, як правило, безкамерне або однокамерне гальмо з великою кількістю симетрично розміщених круглих отворів перпендикулярних до осі каналу ствола або нахилених до неї в бік казенної частини. Безкамерне сотове дульне гальмо має гармата Т-12, а однокамерне сотове - М-46.

Щілинне дульне гальмо - це, як правило, однокамерне гальмо з великою кількістю симетрично розміщених поперечних бокових щілин. Поздовжньощілинні дульні гальма поширення в сучасній артилерії не отримали. Однокамерне поперечнощілинне дульне гальмо мають гармати Д-30, 2А36.

Однорядне дульне гальмо - це, як правило, віконне дульне гальмо з розміщеними в один ряд вікнами або щілинами.

Багаторядне дульне гальмо - це сотове дульне гальмо з розміщеними в кілька рядів у шахматному порядку круглими отворами.

Розглянемо принцип будови і дії різних типів дульних гальм.

Дульне гальмо активного типу має порожнини з діафрагмами. У діафрагмах є отвори для проходу снаряда. Під час пострілу порохові гази, які виходять з великою швидкістю із ствола слідом за снарядом, зустрічають на своєму шляху діафрагми. Діафрагми гальмують потік газів, і в результаті відбувається перетворення кінетичної енергії газів в енергію тиску. Гази з великою силою тиснуть на діафрагми, внаслідок чого виникає сила дульного гальма Ra, яка має напрямок, протилежний напрямку сили тиску порохових газів на дно камори (рис. 2.16).

Більша частина порохових газів проходить через отвір у діафрагмі слідом за снарядом. Для збільшення ефективності гальма у ньому встановлюють другу діафрагму, яка також гальмує газовий потік.

Дульне гальмо реактивного типу діє інакше. У стінках гальма виготовлені канали, вісь яких нахилена до осі каналу ствола в бік казенної частини. Під час пострілу порохові гази, які виходять слідом за снарядом, потрапляють в ці канали і через них виходять з високою швидкістю у навколишнє середовище.

У результаті виходу газів через канали виникає реактивна сила. Сумарна проекція реактивних сил всіх каналів на вісь каналу ствола і є силою гальма Rр (рис. 2.15).

Таке гальмо має порожнини з діафрагмами (перегородками), які забезпечують активну дію струменя газів. Крім того, бокові вікна гальма мають нахилені лопатки, які повертають потік газів із ствола у зворотному напрямку, внаслідок чого і створюється реактивна сила.

Гальма активно-реактивного типу відрізняються високою ефективністю і використовуються в конструкціях більшості сучасних гармат.

Таким чином, можна зробити висновки щодо принципів дії дульних гальм сучасних гармат. Отже, суть дії дульного гальма будь-якої конструкції полягає у тому, що під час виходу порохових газів через бокові отвори зменшуються витрати газу у напрямку осі каналу ствола. Це знижує реактивну силу відкоту гармати.

Крім того, під час удару порохових газів по діафрагмах і передніх стінках бокових отворів виникає активна сила Ra, а у випадку наявності в конструкції дульного гальма нахилених лопаток і виходу порохових газів у зворотному напрямку виникає і реактивна сила Rр . Рівнодійна цих сил Rдг=Ra+Rр (рис. 2.17) діє на ствол у напрямку, протилежному відкоту, і зменшує енергію руху відкотних частин, як правило, на 25-30 %, але іноді і на 70-80 %. Саме цим показником і оцінюється ефективність дульного гальма.

Рисунок 2.17 - Схема гальма активно-реактивного типу

Тепер розглянемо ряд технічних вимог до конструкції дульного гальма.

Бокові отвори дульних гальм повинні бути симетричними відносно осі каналу ствола. Недотримання симетричності призводить до того, що порохові гази, які виходять з таких отворів, негативно впливають і на снаряд, і на ствол.

Отвори не повинні бути спрямовані вниз, оскільки у цьому випадку струмені газів будуть діяти на ґрунт.

У гальмах реактивного та активно-реактивного типів струмені газів спрямовуються (лопатками) у бік казенної частини ствола, а отже, у бік обслуги гармати, що дуже небезпечно. Саме цьому в таких гальмах останній ряд (від дульного зрізу) каналів нахиляють на кут менший 90? до осі каналу ствола, як наприклад, це зроблено в гальмі гармати Т-12.

Необхідно відмітити, що використання дульних гальм дозволяє значно підвищити потужність гармати, не порушуючи умов збереження його маневреності (ваги, габаритів).

Однак використання дульних гальм має і свої недоліки.

Зниження кучності бою внаслідок ускладнення умов вильоту снаряда через початкові збурення, які виникають у результаті несиметричної дії порохових газів на снаряд. Із цієї самої причини отвори в діафрагмах камер дульних гальм виготовляють значно більшими калібру снаряда. Це необхідно для виключення можливості доторкання снаряда до діафрагм дульного гальма.

Вплив газового потоку на обслугу (допустимий надмірний тиск на обслугу без захисних засобів не більше 19 610 ? 29 420 Па, на обслугу із захистом - 49 030 Па). Порохові гази, які витікають з каналу ствола, створюють навколо гармати небезпечну зону.

Під час експлуатації гармат із дульним гальмом необхідно ретельно спостерігати за його станом. У випадку пошкодження або зриву дульного гальма стріляти з гармати забороняється, оскільки при цьому різко збільшиться навантаження на лафет.

Забороняється схиляти ствол до землі нижче 30-40 см. Пил, волога, бруд піднімаються вгору, ускладнюють спостереження, потрапляють у ствол, затвор, виникає ударна хвиля.

Під час стрільби холостими боєприпасами дульне гальмо необхідно згвинчувати, щоб уникнути його пошкодження або розриву.

Усі ці недоліки тим сильніші, чим вища ефективність дульного гальма. Але, незважаючи на недоліки, дульне гальмо є найбільш ефективним засобом для зменшення дії пострілу на лафет гармати, який здатний вирішити проблему поєднання могутності з рухомістю. Таким чином, дульне гальмо все більше використовується при створенні потужних гармат наземної артилерії.

2.5 Призначення, принцип будови і дії пристроїв продування ствола

Під час стрільби в башті (танка, САУ, корабля) відбувається задимлення пороховими газами, які залишаються в екстрактованих гільзах, а, також, які виходять із ствола під час відкривання затвора. Задимлення викликає шкідливий вплив на обслугу. Гази мають у своєму складі до 40 % окису вуглецю. Концентрація СО більше 0,2 мг/л різко знижує працездатність обслуги.

Таким чином, доцільно передбачити заходи щодо надійного і швидкого виведення порохових газів із каналу ствола.

Продування ствола - це штучне прискорення виходу порохових газів із каналу ствола з метою виключення можливості насичування ними бойового відділення під час відкривання каналу ствола затвором.

Використовуються різні спеціальні механізми і пристрої для продування ствола.

Нагнічувальний пристрій продування ствола - це, як правило, механізм продування стисненим повітрям. Суть роботи цього механізму у тому, що після відкривання ствола через сопла, які розміщені у казеннику, подається повітря під тиском 980 000 ? 3 020 000 Па. Повітря виходить з великою швидкістю через канал ствола і виносить з собою залишки порохових газів і частки пороху, які не згоріли. Цим виключається можливість появи зворотного полум'я. Але при цьому способі продування необхідно мати балони зі стисненим повітрям або компресорну установку. Витрати повітря на кожне продування становить 0,2 ? 0,4 від об'єму каналу ствола. Більш сучасним і найбільш поширеним способом продування є спосіб, який використовує тиск самих порохових газів.

Ежекторний пристрій продування - це пристрій продування ствола, в якому порохові гази спочатку виводяться з каналу ствола до ресивера, потім виходять звідти з великою швидкістю і ежектують з каналу ствола порохові гази в атмосферу через дульні отвори.

Цей спосіб найбільш повно відповідає всім вимогам, які ставлять до пристроїв продування.

До складу таких пристроїв входить ресивер, який закріплений на посадочній поверхні ствола підтискною або накидною гайкою з розрізними кільцями та утворює зі стволом резервуар.

З метою поліпшення обтюрації порохових газів у ресивері на посадочній поверхні встановлюється лабіринтне ущільнення. Порожнина ресивера з'єднується з каналом ствола клапанними і сопловими отворами.

Клапанні отвори, як правило, мають циліндричну форму з розширенням у верхній частині, в якому розміщуються кульки, підтиснені пружиною.

Сопла можуть виготовлятися у вигляді циліндричних або профільованих нахилених отворів безпосередньо в стінках ствола або в спеціальних вкладишах, які вгвинчуються в різьові отвори в стінках ствола.

Рисунок 2.18 - Принципова схема пристрою продування ежекторного типу: 1 - клапан; 2 - ресивер; 3 - сопло



У момент пострілу, коли снаряд проходить переріз ствола, де розміщені клапани і сопла, починається заповнення порожнини ресивера пороховими газами.

Гази потрапляють до ресивера як через клапани, так і через сопла. Заповнення ресивера газами продовжується до моменту, коли тиск у ресивері і каналі ствола зрівняється, або поки снаряд рухається по каналу ствола від сопел до дульного зрізу, а, також, деякий час періоду післядії.

Після вильоту снаряда з каналу ствола тиск у каналі швидко падає і в деякий момент починається зворотний вихід газів - із ресивера у порожнину каналу ствола. Але при цьому кулькові клапани закриваються, і вихід газів відбувається лише через сопла.

За рахунок турбулентного перемішування струменів газів, які виходять із сопел із газами, що наповнюють канал ствола, утворюється ежекторний потік газів і відбувається виведення їх із каналу в атмосферу.

При цьому позаду сопел утворюється зона зниженого тиску, що забезпечує вихід газів із казенної частини ствола, а отже, очистку каналу ствола від порохових газів. Пристрій працює до тих пір, поки не зрівняється тиск газів у ресивері з тиском навколишнього середовища.

Дослідження показують, що швидкість газу під час ежектування буде максимальною при розміщенні сопел на відстані 6?10 калібрів від дульного зрізу під кутом 15?30? до осі каналу ствола. При цьому об'єм ресивера повинен бути

Wр= (0,11 ? 0,22)Wкн ,

а тиск у ньому

Рр mах = (0,010 ? 0,015) Ркн mах , (4.9)

де Ркн mах - максимальний тиск у каналі ствола.

У сучасних артилерійських гарматах тиск газів у порожнині ресивера досягає

Рр = 3432000-4903000 Па (4.10)

Тривалість роботи пристрою продування під час пострілу становить 1,5?2,5 с.

Таким чином, дія пристрою продування такого типу побудована на принципі ежектора.

Ежекторний пристрій продування ствола добре знижує загазованість бойового відділення під час стрільби на великих бойових зарядах і гірше - на малих. Саме цьому під час стрільби на малих бойових зарядах необхідно вмикати вентиляцію. Крім того, цей пристрій трохи зменшує початкову швидкість снаряда, а отже, і дальність стрільби (до 1 %).

До пристроїв продування ствола встановлюються такі вимоги: повне продування каналу ствола, автоматична дія після кожного пострілу, збереження швидкострільності гармати, простота будови і безпека під час роботи пристрою.

Вперше ежекторний пристрій продування ствола розробив професор Самусенко у 1940 році.

2.6 Призначення і типи казенників, вимоги до них

Казенник - це частина артилерійського ствола, яка призначена для розміщення деталей затвора.

Казенник має затворне гніздо під клин або поршень затвора і разом із замикальними механізмами бере участь у замиканні каналу ствола під час пострілу.

У перших гарматах казенники виготовляли як одне ціле спочатку зі стволом, а потім і з кожухом. У сучасних гарматах казенники - це окремі частини ствола, які з'єднуються з ним різьбовими з'єднаннями.

Значна роль у розробленні теоретичних основ конструювання і розрахунку казенників належить вченим: А. В. Гадоліну, М. Ф. Дроздову, Е. К. Ларману, М. І. Безухову.

До конструкції казенників ставлять такі вимоги: надійне замикання каналу ствола, зручне і надійне розміщення деталей затвора, просте і надійне з'єднання з трубою ствола, технологічність у виробництві і ремонті, взаємозамінність.

У сучасних гарматах казенник є однією із складових частин ствола, вартість виготовлення якої іноді перевищує вартість виготовлення труби ствола. Отже, раціональному розробленню конструкції казенника потрібно приділяти особливу увагу як з точки зору забезпечення необхідної міцності під час пострілу, так і з боку технологічності виробництва та ремонту.

Розглянемо призначення і особливості конструкції казенників різних типів.

Клиновий казенник призначений для розміщення деталей клинового затвора. Він використовується при гільзовому заряджанні і може бути з вертикальним (наприклад, у гарматах Д-30, Т-12, Д-20 та інших) і горизонтальним (М-46) переміщенням клиновим.

Рисунок 2.19 - Класифікація казенників за найбільш загальними і важливими ознаками

Клиновий казенник - це корпус складної конфігурації з отвором для з'єднання з трубою ствола і клиновим пазом для розміщення і руху клина затвора. Клиновий паз казенника утворюється двома щоками. Задня стінка клинового паза утворює перемичку казенника, яка в деяких типах гармат має лоток. Лоток ? це дугова виїмка у перемичці казенника, яка призначена для спрямування пострілів або їх елементів під час досилання.

Клиновий казенник може мати також обойму, або бороду для з'єднання його з ПВП та іншими частинами гармати, а також полозки для спрямування руху ствола під час відкоту і накату.

Клинові казенники за конструкцією можуть бути таких видів: із відкритими щоками, із закритими щоками (корпус такого казенника є замкненим контуром), зі щоками, з'єднаними перемичкою з лотком (наприклад, у гарматах Д-30, Д-20 та інші).

Казенники з клиновим затвором використовуються в гарматах калібром до 152-мм включно.

Рисунок 2.20 - Конструкція казенників: а - з відкритими щоками; б - зі щоками з перемичкою

Поршневий казенник призначений для розміщення деталей поршневого затвора. Він може використовуватись як при гільзовому, так і при безгільзовому заряджанні. Поршневий казенник має корпус складної конфігурації з отвором у передній частині для з'єднання з трубою ствола. У задній стінці корпус має затворне гніздо з нарізними і гладкими секторами, за допомогою яких забезпечується введення поршня в затворне гніздо і його закріплення. Поршневий казенник може мати обойму, або бороду для з'єднання з ПВП та іншими пристроями. Казенники з поршневими затворами використовуються в гарматах калібром 122-мм і більше.

Нагвинчений казенник - це такий казенник, який з'єднується з трубою або з кожухом ствола безпосереднім нагвинчуванням на них. Казенники такого типу використовувалися в розроблених гарматах довоєнних років (наприклад, М-30, МЛ-20, Б-4М) завдяки можливості використовувати метали невисокої міцності. Розподілення напружень по витках різьби такого казенника більш рівномірне. Але така конструкція утруднює ремонт, взаємозамінність.

Рисунок 2.21 - З'єднання казенника з трубою: 1 - казенник; 2 - муфта; 3 - труба

Ненагвинчені казенники - це такі казенники, які з'єднуються зі стволом за допомогою проміжних деталей або сухарного пристрою.

Серед сучасних гармат значно поширені казенники, які з'єднуються муфтою. Такі казенники використані в гарматах Д-30, Д-48, Д-20 і т.д. Ці казенники найбільш повно відповідають вимогам, що ставляться до них.

Використання казенників такого типу зумовлене появою нових високоміцних матеріалів. У даному випадку казенник натягується на трубу ствола обертанням муфти, яка потім закріплюється стопором для утримання від подальшого повороту. У з'єднанні казенника з трубою встановлюється шпонка, яка утримує його від повороту відносно труби разом із муфтою.

Навантажений казенник - це казенник, який під час пострілу сприймає навантаження від сил тиску порохових газів на дно каналу ствола. У більшості стволів сучасних гармат використовуються навантажені казенники.

Ненавантажений казенник - це такий казенник, який не сприймає під час пострілу навантаження від сил тиску порохових газів на дно каналу ствола. Навантаження у цьому випадку сприймає затвор, який розміщується у кожусі, насадженому на трубу.

Вантажний казенник - це розвантажений великоваговий казенник, який використовується для зміщення назад центра маси підйомної частини з метою врівноваження її відносно цапф люльки.

Вантажні казенники використовуються дуже рідко (2С9) і, як правило, у великокаліберній артилерії (наприклад, Б-4М).

Виготовляють казенники з гарматної сталі з категоріями міцності не вище категорії міцності труби.

2.7 Особливості будови ствола самохідних гармат

Ствол - це пристрій, у якому відбувається перетворення хімічної енергії бойового заряду в кінетичну енергію снаряда, призначений для здійснення направленого пострілу і надання снаряду необхідної лінійної та кутової швидкостей.

Ствол 152-мм гаубиці 2А33 типу моноблок з нарізкою постійної крутизни, пристроєм для вентиляції каналу ствола ежекторного типу та двокамерним дульним гальмом віконного типу.

Ствол складається з: казенника (1), муфти (2), труби (3), пристрою вентиляції (4), дульного гальма (5).

Труба (3) - основна частина ствола; виконує головне його призначення. Передня частина труби називається дульною частиною, задня ? казенною частиною. Зовнішня поверхня труби ділиться на конічну та циліндричну частини. Циліндрична частина труби сприймає найбільший тиск порохових газів під час пострілу, тому стінки її роблять більш товстими, ніж конічної частини.

У зв'язку з тим, що тиск порохових газів у напрямі дульної частини поступово знижується, товщина стінок труби у цьому напрямі поступово зменшується.

Рисунок 2.22 - Ствол: 1 - казенник; 2 - муфта; 3 - труба; 4 - пристрій вентиляції; 5 - дульне гальмо

Внутрішня порожнина труби називається каналом ствола і поділяється на каморну та напрямну частини, які обмежені дульним та казенним зрізом і сполучаються між собою з'єднувальним конусом.

Каморна частина ствола призначена для розміщення гільзи з бойовим зарядом та запояскової частини снаряда. З одного боку вона обмежена казенним зрізом, а з іншого -початком напрямної частини.

Напрямна частина ствола призначена для надання снарядові направленого польоту з певною початковою лінійною та кутовою швидкістю. З одного боку вона обмежена каморною частиною, а з іншого - дульним зрізом. Напрямна частина має 48 нарізів постійної крутизни, чим забезпечується гіроскопічна стабілізація снаряда в польоті.

Казенник (1) - частина ствола, що має затворне гніздо під клин затвора, який замикає канал ствола під час пострілу. Він призначений для розміщення більшості механізмів затвора і забезпечує необхідну масу відкотної частини та положення центра мас підйомної частини гармати.

Корпус казенника має складну конфігурацію з великою кількістю гнізд, каналів та отворів для розміщення деталей та механізмів затвора та противідкотних пристроїв.

Труба (3) з'єднана з казенником за допомогою муфти (2). Правильність їх взаємного положення фіксується шпонкою, яка закріплюється гвинтом.

Дульне гальмо (5) - надульний газодинамічний пристрій, що призначений для поглинання частини кінетичної енергії відкотної частини гармати під час пострілу. Він нагвинчується на трубу і фіксується стопорами. Правильність взаємного положення труби та дульного гальма можна визначити за рисками, що нанесені на них.

Дульне гальмо - двокамерне, віконного типу. Ефективність його досягає 50% (тобто частина енергії, що поглинається дульним гальмом під час пострілу, становить 50%; інша частина кінетичної енергії поглинається противідкотними пристроями, механізмами затвора і витрачається на подолання сил тертя).

Центральною перегородкою дульне гальмо розділене на дві камори, а кожна з них має по два вікна. Тиск порохових газів на перегородку викликає активну складову дії гальма, а витікання їх під кутом до осі каналу ствола через вікна з високою швидкістю призводить до виникнення реактивної сили тяжіння. Взаємна дія активної та реактивної сил призводить до поглинання значної частини кінетичної енергії відкотної частини гармати.

Спереду на дульному гальмі нанесені взаємно перпендикулярні риски, які використовуються при перевірці прицільних пристроїв.

Пристрій вентиляції каналу ствола (ежекторний пристрій) призначений для зменшення загазованості бойового відділення пороховими газами.

Кожух, гайка та півкільця, разом із зовнішньою поверхнею ствола створюють об'єм, який під час пострілу заповнюється пороховими газами.

Кулькові клапани забезпечують пропускання газів у одному напрямі й заповнення ресивера; витікання газів після того, як снаряд залишить ствол, відбувається через сопла, спрямовані у бік дульного зрізу. Велика швидкість витікання газів через сопла створює розрідження, що і забезпечує вентиляцію каналу ствола.

Гайка ежекторного пристрою стопориться гребінцем, який закріплюється двома гвинтами.

Рисунок 2.23 - Пристрій вентиляції каналу ствола: 1 - гайка; 2 - два півкільця; 3 - кульковий клапан; 4 - кожух ресивера; 5 - сопло

2.8 Елементи теорії артилерійських стволів

2.8.1 Характеристика сил, що діють на ствол під час пострілу

Ствол гармати призначений для надання снаряду поступального руху з певною початковою швидкістю в певному напрямку, а також для надання снаряду обертального руху з метою його стабілізації у польоті.

Під час пострілу на ствол діє ряд сил, які можуть зруйнувати останній разом зі з'єднаними з ним елементами конструкції гармати та спричиняють переміщення ствола, тобто здійснюють відкот. Знання цих сил необхідне для визначення їх дії на гармату в цілому, для розрахунку ствола на міцність, а також для визначення величини і швидкості відкоту.

Сили, що діють на ствол під час пострілу, можна поділити на дві групи: внутрішні та зовнішні сили.

До внутрішніх сил належать: сили тиску порохових газів; сили взаємодії снаряда зі стволом.

До зовнішніх сил належать: сили, що діють з боку люльки, противідкотних пристроїв (ПВП) і дульного гальма (ДГ); сили інерції, що виникають внаслідок прискореного відкотного руху ствола.

Названі сили подані на рис. 2.24, розглянемо їх сутність.

Сили тиску порохових газів

Сили тиску порохових газів виникають за рахунок балістичного тиску у заснарядному просторі під час пострілу. Відомо, що цей тиск змінюється у часі. Отже, у часі, природно, змінюються і названі сили, до яких належать такі:

1. Сила тиску порохових газів на дно камори, утворе-не клином або поршнем затвора:

Рисунок 2.24 - Сили, що діють на ствол гармати під час пострілу

де рдн ? тиск порохових газів на дно камори;

Dк ? діаметр дна камори.

Сила Рдн навантажує деталі затвора і казенника, створює відкот ствола під час пострілу. Величина її - значна, і у сучасних гармат середнього калібру вона досягає кількох тисяч кілоньютонів.

2. Сила тиску порохових газів на конічні скати камори:

де S ? площа поперечного перерізу каналу ствола.

Формула (2.9) подає цю силу як добуток тиску газів на площу проекції конічних стінок камори на площину, перпендикулярну до осі каналу ствола. З урахуванням нарізів і тоді остаточно названа сила може бути виражена формулою (2.10)

Оскільки камора має конусність, спрямовану вперед від казенника, то сила Рск має такий самий напрямок, і тому вона протидіє силі Рдн у створенні відкоту.

3. Сила тиску порохових газів на стінки ствола Рст (рис. 2.2).

Рисунок 2.25 - Сила тиску газів на стінки ствола

Вона ніяк не впливає на відкот, але навантажує стінки ствола і може їх деформувати. Сила Рст ураховується при розрахунках ствола на міцність. Оскільки тиск газів і сила Рст у процесі пострілу і переміщення снаряда по каналу ствола змінюються, то доцільно конструювати стінки ствола змінної довжини вздовж поздовжньої осі каналу: найбільшу товщину - біля казенника і найменшу - біля дульного зрізу.

Сили взаємодії снаряда зі стволом

У процесі пострілу снаряд, рухаючись по каналу ствола, взаємодіє з останнім. Внаслідок цього виникають такі сили:

1. Сила тиску ведучого пояска на стінки ствола. Вона досягає найбільшого значення в момент врізання пояска в нарізи, після чого зменшується. Сила тиску виникає внаслідок того, що діаметр ведучого пояска з міркувань обтюрації порохових газів робиться дещо більшим, ніж діаметр каналу ствола по полях нарізів, і при зрушенні снаряда відбувається обтискування пояска, яке створює силу тиску останнього на стінки ствола. Ця сила суттєво впливає на спрацювання каналу ствола.

2. Сила тиску ведучого пояска на бойову грань нарізів. Вона зумовлена тим, що у процесі ведення снаряда вздовж каналу ствола по нарізах ведучий поясок тисне на бойову грань нарізу із силою N. При цьому сумарна сила тиску пояска на грані нарізів буде дорівнювати nN, де n - число нарізів. Вона, у свою чергу, породжує силу тертя між пояском і нарізами. Розглянемо схематично нарізку ствола, причому умовно зведемо всі перелічені сили до одного нарізу (рис. 2.26). На рис. 2.26 зображена розгортка каналу ствола на площину ХОУ, де вісь ОХ збігається з напрямком поступального руху, а вісь ОУ - перпендикулярна до осі руху снаряда. Крива ОО' зображує нарізи прогресивної крутизни (як у гаубиць). У т. А, що береться за центр бойової грані, на снаряд діють: сила тиску порохових газів

...