ОСНОВИ БУДОВИ АРТИЛЕРІЙСЬКИХ

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 усіх каналів на вісь каналу ствола і є силою гальма Rр (рис. 4.15).

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 в зворотному напрямку, внаслідок чого і створюється реактивна сила.

Гальма активно-реактивного типу відрізняються ви-

сокою 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. 4.17) 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.

311

Рисунок 4.17 – 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) в бік казенної частини ствола, а отже, в бік обслуги гармати, що дуже небезпечно. Саме через це 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 недолі-

ки.

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

312

Вплив газового потоку на обслугу (допустимий надмірний тиск на обслугу без захисних засобів не більше 0,2 – 0,3 кгс/см2, на обслугу із захистом – 0,5 кгс/см2). Порохові гази, які витікають з каналу ствола, створюють навколо гармати небезпечну зону.

Під час експлуатації гармат з 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 нахиляти 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 розривання.

Усі ці недоліки тим сильніші, чим вище 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.

4.1.5. 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 0,2мг/л різко знижує працездатність обслуги.

313

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 розташовані у казеннику, подається повітря під тиском 9,8 105 – 3,02 106 Н/м2. Повітря виходить з великою швидкістю через канал ствола і виносить з собою залишки порохових газів і частинок пороху, які не згоріли. Цим виключається можливість появи зворотного полум’я. Але при цьому способові 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 про-

дування 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 ставляться до пристроїв продування.

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

З метою поліпшення обтюрації порохових газів у ресивері на посадковій поверхні встановлюється лабіринтне

314

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 у стінках ствола або у спеціальних вкладишах, які вгвинчуються в нарізні отвори у стінках ствола.

1

2

3

Рисунок 4.18 – 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 після дії.

Після вилітання 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 тільки через сопла.

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

315

При цьому позаду сопел утворюється зона зниженого тиску, що забезпечує вихід газів з казенної частини ствола, а отже, очищення 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 ,	(4.8)
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 по-

рожнині ресивера досягає
Рр = 35 – 50 кгс/см2.	(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 треба вмикати вентиляцію. Крім того, цей пристрій трохи зменшує початкову швидкість снаряда, а отже, і дальність стрільби (до

1%).

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

316

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

4.1.6. 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 замикаючими механізмами бере участь у замиканні каналу ствола під час пострілу.

Уперших 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 нарізними з’єднаннями.

Видатна роль у розробленні теоретичних основ конструювання і розрахунку казенників належить вченим А.В. Гадоліну, Н.Ф. Дроздову, Е.К. Ларману, Н.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.

Усучасних гарматах казенник є однією зі складових частин ствола, вартість виготовлення якої іноді перевищує вартість виготовлення труби ствола. Отже, раціональному розробленню конструкції казенника треба 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 клина.

317

І. За типом замикаючого пристрою

Клинові

Поршневі

ІІ. За способом з’єднання казенника зі стволом

Нагвинтні

Ненагвинтні

ІІІ. За характером сприйняття порохових газів

Навантажені

Розвантажені

Вантажні

Рисунок 4.19 – К ласифікація 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 обійму, 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: з 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 інших).

318

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

а)	б)
	Рисунок 4.20 – 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 обійму, або бороду для з’єднання з ПВП та іншими пристроями. Казенники з поршневими затворами використовуються в гарматах калібром 122-мм і більше.

1

2

3

Рисунок 4.21 – З’єднання казенника з трубою:

1 – казенник; 2 – муфта; 3 – труба

Нагвинтний казенник – це такий казенник, який з’єднується з трубою або з кожухом ствола безпосереднім

319

нагвинчуванням на них. Казенники такого типу використовувалися в гарматах довоєнних років розроблення (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.

Ненагвинтні 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 з 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 зрівноваження її відносно цапф люльки.

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

320