НОВЫЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ГРАНАТОМЕТ ДЛЯ ТАНКА

С. В. Гриненко, Н. П. Трещев

Вестник бронетанковой техники. 1980. № 1.

При постановке с танка маскирующих или ос­лепляющих аэрозольных завес необходимо пора­жать заданные по фронту участки местности. На многих зарубежных танках для этой цели исполь­зуется английский многоствольный гранатомет, стволы которого установлены на башне с постоян­ными углами возвышения и разведения относи­тельно друг друга по горизонту [1]. Эта система обеспечивает вполне определенную дальность и про­тяженность дымовой завесы по фронту. Кроме того, в боекомплекты танковых пушек включаются ды­мовые снаряды, обеспечивающие постановку завес на всех дальностях стрельбы из пушки, но снижаю­щие основной боекомплект танка.

Разработана новая схема метательной установ­ки, отличающаяся простотой конструкции и отсутст­вием подвижных элементов автоматики. Эта схема обеспечивает производство непрерывной очереди, разброс снарядов по фронту стрельбы с заданной протяженностью и быстрое перезаряжание системы. В схеме автоматического гранатомета использует­ся энергия баллистического двигателя [2, 3] с до­статочно высоким темпом стрельбы, поскольку до­сылка очередного снаряда совмещена по времени с метанием предыдущего.

Ствол установки криволинейный, прямоугольно­го сечения, с цилиндрической зарядной каморой, в которой размещается унитарный боеприпас (рис. 1).

Рис. 1. Схема автоматического гранатомета:

1 — ствол; 2 — зарядная камора; 3 — гильза; 4 — дискообразный снаряд; 5 — камера подачи; 6 — диафрагма; 7 — камера сгорания; 8 — запальное устройство; 9 — баллистический пороховой двига­тель; 10 — газоотвод; 11 — ось

Боеприпас представляет собой соединенные воеди­но при помощи гильзы пороховой заряд и пакет снарядов (боекомплект для производства непре­рывной очереди) [4]. Запальное устройство разме­щено в дне гильзы. Ствол может поворачиваться при стрельбе очередью вокруг своей оси. Дискообразная форма снаряда обеспечивает полное заполнение по­лезного объема гильзы и снижает га­бариты зарядной каморы.

Горение заряда происходит в от­дельной камере сгорания, откуда по газоотводу пороховые газы поступа­ют в канал ствола и через отверстие в диафрагме в камеру подачи. При движении снаряда под действием га­зов возникает перепад давления меж­ду камерой подачи и каналом ствола, за счет которого очередной снаряд досылается на линию стрельбы. За счет энергии оставшихся газов и про­должающегося горения порохового заряда цикл повторяется вновь и вновь до полного израсходования боекомплекта.

При движении снаряда по каналу ствола и выхода части пороховых га­зов в атмосферу, ствол поворачива­ется в горизонтальной плоскости под действием суммарного момента от равнодействующей термодинамиче­ского давления на криволинейные стенки канала ствола и силы инерции снаряда. Специальный элемент, свя­зывающий ствол с неподвижным ос­нованием, мог бы обеспечить необхо­димый разброс снарядов по фронту стрельбы. Дальность стрельбы рас­сматриваемой системы может быть повышена закручиванием снарядов-дисков в канале ствола за счет энер­гии пороховых газов [2] или в полете — с помощью специального двигателя.

Два автоматических гранатомета описанной конструкции вместе с запасными боекомплектами к ним можно разместить в кормовой части танко­вой башни (рис. 2).

Для проверки реализуемости предложенной схе­мы и исследования процессов внутренней баллисти­ки был разработан макет автоматического гранато­мета, рассчитанный на небольшие давления в ка­мере сгорания (3-6 МПа) и скорости вылета сна­рядов (до 100 м/с).

Рис. 2. Размещение двух гранатометов с боекомплектами на танке:

1 — автоматический гранатомет; 2 — ось вертикального наведения; 3 — ось горизонталь­ного наведения; 4 — запасной боекомплект

Технические характеристики макета

Опытный баллистический двигатель представлял собой пороховой заряд, состоящий из: основного ме­тательного заряда (навеска трубчатого пироксили­нового одноканального пороха с толщиной горяще­го свода 1,8 мм и длиной трубки 80 мм) и дополни­тельного воспламенителя из дымного ружейного по­роха.

Для исследования устойчивости горения и опти­мизации режимов стрельбы массы обоих зарядов варьировались в процессе экспериментов. Оптимальные режимы стрельбы соответствуют синхрон­ности процессов метания и подачи, при этом потери энергии баллистического двигателя и динамические нагрузки на лафет в течение очереди минимальны. Однако в реальных условиях точная синхронизация труднодостижима, поэтому исследовался вариант с некоторым опережением процесса подачи. В свя­зи с этим была принята схема с отсутствием диаф­рагмы в гильзе (см. рис. 1), за счет чего предполагалось увеличить скорость подачи.

Во время опытов на осциллографе записыва­лись: давление газов в камере сгорания и канале ствола, момент вылета снаряда, деформации дна зарядной каморы. Для измерения указанных вели­чин использовались три тензометрических датчика давления мембранного типа с пределом измерения до 6 МПа и тензорезистор, наклеиваемый на ствол у дна зарядной каморы.

Рис. 3. Изменение давления пороховых газов в каме­ре сгорания (I) и канале ствола (II) гранатомета: 1, 1', 2, 2', 3, 3' – характерные точки при стрельбе очередью

При массе основного заряда 0,15 кг (6 снаря­дов), дополнительного воспламенителя 0,05 кг и тем­пе стрельбы 2 200 выстр./мин было получено ста­бильное горение порохового заряда. Кривые изме­нения давления пороховых газов в камере сгорания I и канале ствола II в этих условиях приведены на рис. 3. Цикл работы баллистического двигателя складывается из трех периодов:

1. Время t от момента подачи электропитания на запальное устройство до начала движения перво­го снаряда (точка 1 на кривой давления, соответст­вующего давлению р₁ и времени t₁ начала движе­ния снаряда по каналу ствола).

2. Время метания нескольких снарядов очередью (пульсация давления по числу вылетевших снаря­дов, см. рис. 3).

3. Время догорания заряда и выхода оставших­ся газов в атмосферу. Темп стрельбы (выстр./мин) можно определить по формуле

где Δt_вi – время движения снаряда по каналу ствола при 1-м выстреле;

m – число снарядов в очереди.

Изменение давления при движении снаряда мож­но рассмотреть на примере первых выстрелов (участки кривых I и II – 1-2-3 и 1'-2'-3'). Как видно, давление в камере сгорания во все время дви­жения снаряда больше, чем в канале ствола. Коор­динаты точек 3 и 3' соответствуют давлению в ка­мере сгорания р₃ и в канале ствола р_3'. в конце подачи, а время окончания подачи определяется точкой t₃. Величины р₃ и р_3', являются начальными давлениями для метания следующего снаряда. Точ­ка t_в1 соответствует моменту вылета первого сна­ряда. Время t₂ соответствует моменту достижения максимального давления р₂ и р_2'. Средние ско­рости движения снарядов по каналу ствола были подсчитаны по формуле – ₁=L_c/Δt_вi где ₁ – сред­няя скорость движения 1-го снаряда, L_c – путь, пройденный центром массы снаряда от начала дви­жения до дульного среза.

Для массы основного заряда 0,15 кг и дополнительного воспламенителя 0,05 кг получена _i= 30-40 м/с. Время движения снаряда по каналу может быть подсчитано по формуле Δt_вi = t_вi  - t_вi-1 - t₁.

В диапазоне давлений в камере сгорания 3-6 МПа в ряде случаев после вылета двух-трех сна­рядов происходило гашение заряда, а затем его по­вторное воспламенение и выгорание. Подобные яв­ления объясняются следующим образом. При малых давлениях наблюдается аномальное горение с боль­шим образованием окиси азота NO; выделяющего тепла в этих случаях недостаточно для поддержа­ния устойчивого горения [5]. Кроме того, баллисти­ческий двигатель работает в импульсном режиме, и одной из вероятных причин гашения заряда может быть превышение критической скорости падения давления для данной марки топлива и в заданном диапазоне давлений [6]. Эти факторы должны учи­тываться при проектировании порохового заряда к автоматическому гранатомету.

В испытаниях было отмечено, что досылка сле­дующего снаряда опережает вылет предыдущего. Измеренные деформации в зарядной каморе пока­зывают, что их максимумы для каждого выстрела совпадают с окончанием подачи (наименьшее дав­ление при выстреле). Это явление позволяет пред­полагать наличие удара пакета снарядов о дно ка­моры при досылке боекомплекта- Задача определе­ния оптимальной скорости досылки при различных конструктивных параметрах автоматического гра­натомета требует дополнительных исследований.

Вывод

По данным испытаний опытного образца, новый автоматический гранатомет для дистанционной постановки аэрозольных завес с танка, отличаясь про­стотой конструкции и хорошими компоновочными возможностями, может обеспечить высокий темп стрельбы с разбросом снарядов по фронту.

ЛИТЕРАТУРА

1. Крайнюк Ю. Пути развития танков капиталистических государств. — Заруб, военное обозрение, 1978, № 11, с. 27—34.
2. А. с. 86849 (СССР). Орудие для метания дискообраз­ных стабилизируемых вращением снарядов/Предприятие п. я. А-7701. Авт. изобрет.: Н. П. Трещев, В Г. Марченко, В. А. Проскуров. Заявл. 19.02.73, № 1560876.
3. А. с. 108125 (СССР). Орудийный ствол с прямоугольным сечением канала ствола/Предприятие п. я. А-7701. Авт. изобрет.: В. Г. Марченко, Н. П. Трещев. Заявл. 09.12.76, № 2212401.
4. А. с. 105497 (СССР). Дымовой боеприпас/Предприятне п. я. А-7701. Авт. изобрет.: В. Г. Марченко, Н. П. Трещев, Б. Э. Аршанский, Б. А. Коршунов. Заявл. 14.07.76, № 2206810.
5. Серебряков М. Е. Внутренняя баллистика ствольных систем и пороховых ракет. — М.: Оборонгиз, 1962.
6. Дженсен, Браун. Экспериментальное исследование га­шения топлива при резком снижении давления. — Ракетная техника и космонавтика, 1971, т. 9, № 9, с. 5—13.