Будова ствола і елементів його конструкції

В основному артилерійський ствол складається з таких основних частин: труби; казенника; з'єднуючих 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, а, отже, стінки її виготовляють більш товстими, ніж стінки конічної ділянки. Перехід від циліндричної до конічної виконують плавним для того, щоб виключити можливість концентрації напружень в місцях різких переходів під час пострілу.

Тиск порохових газів зменшується по довжині ствола в напрямку дульного зрізу (див. Графік рис.2.10.) 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

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

Патрон з металевою гільзою вперше 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.

Каморна частина каналу ствола - це частина каналу ствола, яка обмежується казенним зрізом і початком напрямної частини. У каморі розміщується бойовий заряд і запаскова частина снаряда.

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

Заряджання гармати - здійснення подачі, досилання арт. пострілу й запирання каналу ствола гармати.

Під артилерійським пострілом, як сукупність елементів необхідних для виконання пострілу в загальному вигляді у артилерії розуміють сукупність снаряду та бойового заряду, який складається із гільзи або картуза, порохового заряду та капсульної втулки.

Перезарядження гармати - виконання операцій по витягу стріляної гільзи або арт. пострілу, що відказали до заряджання гармати для здійснення чергового постріл.

Унітарне заряджання - заряджання гармати при подачі й досиланні унітарного пострілу.

Роздільно-гільзове заряджання - заряджання А.Г. при подачі і досиланні роздільно снаряду і метального заряду, розміщеного в гільзі.

Картузне заряджання - заряджання гармати при подачі і досиланні роздільно снаряду і метального заряду, розміщеного в картузах.

Для пострілу унітарного заряджання камора має форму, що відповідає формі гільзи, і складається, як правило, із:

1. основного й перехідного конусів,

2. циліндричної частини

3. сполучного конуса.

Конічна форма камори необхідна для полегшення заряджання гармати й викидання гільзи.

Основні частини камори:

1- основний конус, в якому розміщується основний конус

гільзи;

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

3- циліндрична частина під дульце гільзи;

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

Основний конус призначений для полегшення заряджання і 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 приводить 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 уширення камори.

Циліндрична частина камори призначена для розміщення дульця гільзи і виготовляється довше гільзи настільки, щоб між початком нарізів і переднім зрізом дульця вміщувалися ведучі паски снаряда.

З'єднувальний конус (конусність 1/10... 1/20). Збільшення конусності може призвести 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 купності стрільби.

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

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

1 - обтюраторний конус; 2- циліндрична частина;

З - перехідний конус; 4 - з'єднувальний конус.

Рисунок 2.13 Схема камори під картузне (безгільзове заряджання)

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 дорівнює:

W_к = W₀ + W_Г + Wсн

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

Wг -об'єм матеріалу гільзи або картузного бойового заряду; W_сн - об'єм запаскової частини снаряда. Wг = (0,03-0,05); W_сн = 0,562

Незалежно від типу камор до них ставляться такі вимоги:

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

2. Камора повинна бути круглою у кожному перетині без обробки на переходах з одного кінця на другий. Чистота обробки повинна бути не менше ⁶√, що потрібно для надійного викидання гільзи. Отже, камора в процесі експлуатації повинна бути чистою.

3. Перехідні конуси повинні мати раціональну конусність, щоб н були 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 і обертального руху в залежності від бойового заряду.

За конструкцією напрямної частини стволи поділяються на нарізні і гладкі.

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

Ідея нарізних артилерійських гармат вперше в 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 полям каналу ствола називається калібром каналу ствола — d.

Грані нарізу - це стінки нарізу, які складаються із:

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

- холостої грані — це бокова поверхня нарізу, яка протилежна бойовій грані.

Дно нарізу - це ділянка поверхні нарізу між бойовою і холостою гранями.

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

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

Ширина нарізу в_нр - це відстань між гранями, які обмежують один наріз у площині перетину, перпендикулярній осі каналу ствола.

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

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

Рисунок 2.14 Схема полів і нарізів на внутрішній поверхні каналу ствола

Число нарізів п визначається за такою формулою:

п =(3-4) d;

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

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

Глибину нарізів практично вибирають в залежності від V _о в таких межах:

h = (0,01...0,04):

для гармат з

Vo < 800 м/с h = (0,01...0,015) d

Vo > 800 м/с h = (0,015...0,04) d

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

h = 0,015 d - поглибленими;

h = (0,02...0,04) d - глибокими.

Ширина нарізів в_нр і ширина поля в визначається за умов забезпечення рівномірності виступів ведучого паска снаряда і полів каналу ствола, а також за умови живучості ведучих елементів. в_нр і в теж практично залежать від V _о.

Так, при

V _о < 1000м/с

в_нр/в = (1,5...1,7);

V _о >1000м/с

в_нр/в = (1,1...1,4).

Але в усіх випадках для виконання умов міцності виступів ведучого паска снаряду необхідно, щоб:

в_нр+в = 10...15мм і в_нр > в, а в>1,5h і в 3мм.

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

п =

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 V_o снаряда), матеріалу і форми ведучого паска.

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 по мірі просування в напрямку дульного нарізу. Такі нарізи називаються нарізами з підвищеним форсуванням.

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

Крутизною нарізів називається величина кута нахилу а 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 25<d), а снаряду необхідно надати високу кутову швидкість (велике число обертів), т використовується прогресивна нарізка, бо інакше важко забезпечити міцність ведучого паска. 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 калібру 152-мм і більше - нарізи постійної крутизни.

Використання нарізів прогресивної крутизни має такі переваги:

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

2. Поліпшуються умови врізання ведучого паска в нарізи і тим самим досягається відсутність зривів ведучих пасків.

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 купності 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) замикають канал ствола під час пострілу. В казеннику розміщуються і закріпляються всі механізми затвора і автоматики. Казенник забезпечує з'єднання ствола з ПВП, необхідну масу відкатних частин і положення центра мас підйомної частини гармати, чим полегшується їх врівноваження відносно осі цапф.

Корпус казенника має складну конфігурацію з великою кількіст 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, розташовані на дульній частині ствола і забезпечують гальмування відкатних частин під час відкату (дульне гальмо) і продування каналу ствола після пострілу (пристрій продування). Крім того, надульні пристрої в автоматичних гарматах забезпечують посилення відкату (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 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 зразках і 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 виготовляється із високоміцних сталей, а решта деталей виготовлюється з гарматних сталей з категорією міцності не вище міцності матеріалу труби.

Дата добавления: 2015-07-25