ОСНОВИ БУДОВИ АРТИЛЕРІЙСЬКИХ

Напрямна частина каналу ствола – це частина кана-

лу ствола, яка обмежена каморною частиною і дульним зрізом і призначена для спрямування польоту снаряда і надання йому визначеної початкової швидкості поступального і обертального руху залежно від бойового заряду.

За конструкцією напрямної частини стволи поділяються на нарізні та гладкі.

Напрямна частина нарізного ствола – це циліндрич-

ний канал, поверхня якого складається з нарізів і полів з 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, Н.А. 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 назива-

ється калібром каналу ствола – d .

Грані нарізу – це стінки нарізу, які складаються із:

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

-холостої грані – бокова поверхня нарізу, яка протилежна бойовій грані.

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

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

301

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

Ширина нарізу внр – відстань між гранями, які обмежують один наріз у площині перетину, перпендикулярній до осі каналу ствола.

Ширина поля в – відстань між сусідніми гранями нарізів у площині перетину, перпендикулярній до каналу ствола.

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

внр	h
	d+2h
	в
	d
холоста грань	поле
бойова грань	дно нарізу

Рисунок 4.13 – Схема полів і нарізів на внутрішній поверхні каналу ствола

Число нарізів n визначається за такою формулою:

n = ( 3-4 ) d ,

(4.2)

для гаубиць n = 3 d, для гармат n = 4 d, см. Виходячи із технологічних міркувань, обчислене чи-

сло нарізів округляють до найближчого числа, яке кратне

4.

Глибину нарізів практично вибирають залежно від Vo

у таких межах:

302

	h = (0,01 – 0,04)d ,		(4.3)
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 нор-
мальними,	h = 0,015 d	- 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		в	нр		(1,5 1,7) ,	(4.4)
			в
	Vo 1000 м/с		в	нр		(1,1 1,4) ,	(4.5)
			в

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. (4.6)

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

	n	d
		вн р в .	(4.7)

Під час вибору елементів профілю і числа нарізів необхідно забезпечити легке врізання, що вимагає малого числа нарізів і невеликої глибини, а з іншого боку, 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.

303

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

Для зменшення прориву порохових газів іноді нарізи виготовляють так, що вони зменшуються за широною і глибиною 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 та швидкістю руху снаряда в стволі.

Крутизною нарізів називається величина кута нахилунарізу 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 снаряда. 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 прикла-

304

дення відносно Рmax, що підвищує живучість і міцність ствола.

2. Поліпшуються умови врізання ведучого пояска в нарізи і тим самим досягається відсутність зривань 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 глад-

кий 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. В казеннику розміщуються і закріпляються всі механізми затвора і автоматики. Казенник забезпечує з’єднання ствола з ПВП, необхідну масу відкотних частин і положення центра мас підйомної частини гармати, чим полегшується їх зрівноваження 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

305

або безпосереднім нагвинчуванням казенника на них. Правильне положення казенника на трубі або кожусі ствола фіксується шпонкою, яка розміщується між казенником і трубою або кожухом уздовж осі каналу ствола.

Надульні пристрої – це, як правило, газодинамічні пристрої, розташовані 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 до дії автоматики з газовими приводами гармат (надульник), а також для гасіння полум’я. В 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 нарізним 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 витіканні 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 нарізні 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.

306

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

4.1.4. 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 тільки в період після дії 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.

Тільки в 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 вклад у розроблення дульного гальма вніс доктор технічних наук професор Б.В. Орлов.

Класифікація дульних гальм розглянута на рисунку

4.14.

307

І. За принципом дії

Активної дії				Реактивної дії			Активно-реактивної дії

ІІ. За конструкцією

Безкамерні Камерні

однокамерні (Д-48, М-46) двокамерні (Д-1, 2С1) багатокамерні (Д-30

ІІІ. За формою бокових отворів

Віконні (Д-1, 2С1)				Сотові (М-46, Т-12)					Щілинні
								поперечнощілинні
								поздовжньощілинні

ІV. За розміщенням бокових отворів

Однорядні					Багаторядні

Рисунок 4.14 – Класифікація дульних гальм

Безкамерне дульне гальмо (рис. 4.15) має внутрішню порожнину без поперечних перегородок з отворами для вилітання 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 ство-

308

льним дульним гальмом. Така конструкція відносно проста у виготовленні.

Rp

Рисунок 4.15 – Схема безкамерного дульного гальма реактивного типу

Камерне дульне гальмо (рис. 4.16) 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 набули унаслідок складності їх виготовлення і малого виграшу у ефективності.

Rа

Рисунок 4.16 – Схема камерного дульного гальма активного типу

Віконне дульне гальмо має бокові отвори у вигляді вікон, які, як правило, мають відбивні лопатки. Ці лопатки відкидають струмінь порохових газів у зворотному напрямку, чим і збільшують ефективність дії дульного гальма.

309

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 у сучасній артилерії не набули. 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 галь-

мо 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 проходження 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. 4.16).

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.

310