4.5. Артиллерийские досылатели

Досылка боеприпаса (перемещение его в камору орудия), как и подача может быть комплектной и некомплектной. При ком­плектной досылке не обязательно досылается унитарный патрон -совместно могут досылаться и не соединенные между собой снаряд и заряд (тандем). Кроме того, досылка может быть ручной, механи­зированной и автоматической. Механизированная досылка произ­водится с помощью механизмов, управляемых вручную, а автома­тическая - без вмешательства человека.

Боеприпас может досылаться принудительно на всем пути, ли­бо только на начальном участке, а далее перемещаться по инерции. В первом случае досылку называют принудительной, а во втором -инерционной или бросковой. Характерные графики изменения скорости досылки для этих случаев приведены на рис. 4.23. Из этих графиков следует,

что одна и та же конечная скорость боеприпаса vt)K при различных способах до­сылки достигается за различное время. Наименьшее время процес­са обеспечивается в случае при­нудительной досылки с

Рис 4.23. Графики изменения скорости досылки боеприпаса от его перемещения:

1 - принудительная досылка; 2 - бросковая (инерционная) досылка; 3 - принудительная досылка с торможением досылающего звена и боеприпаса на конечном участке движения

дополнительным торможением боеприпаса и ведущего звена досылателя на конечном участке движе­ния.

Это обусловлено максимальной средней скоростью боеприпаса. Однако необходимость услож­нения механизмов заряжания вследствие ввода специального тор­мозного устройства препятствует широкому распространению это­го способа досылки.

Из оставшихся двух вариантов меньшее время процесса обес­печивает бросковая досылка. Однако ее существенным недостат­ком является наличие большого инерционного участка движения, на котором он неуправляем. Например, инерционный путь досы­лаемого крупнокалиберного снаряда обычно составляет более 1,5 м. Вследствие даже незначительных случайно возникающих кинема­тических возмущений снаряда (поворота, колебаний и т. п.) стано­вятся неизбежными его соударения с лотком, стволом (иногда и с дру­гими элементами орудия), в результате боеприпас может потерять значительную часть кинетической энергии (иногда до 50 %), и его конечная скорость досылки может оказаться меньше допустимого значения. Таким образом, условие работоспособности досылателя будет нарушено, следовательно надежность не будет обеспечена.

Принудительная досылка характеризуется более высокой на­дежностью, поскольку досылающее звено ведет боеприпас до кон­ца, обеспечивая при минимальных кинематических возмущения его необходимую скорость и положение. Только ее можно приме­нять, например, в танковых орудиях, которые способны вести стрельбу с ходу.

Однако существенным недостатком принудительной досылки является не только большое время перемещения боеприпаса в за­рядную камору, но и дополнительные потери времени на возврат в исходное положение досылающего звена, особенно при раздельно-гильзовом заряжании с помощью одного досылателя. С учетом того, что ход досылающего звена, например, при досылке крупно­калиберного снаряда может составлять примерно 2 м и более, эти потери времени оказываются существенными.

Следует отметить, что с наименьшими трудностями удается обеспечить надежность досылки унитарного патрона или тандемной досылки снаряда и заряда. В случае раздельно-гильзового за­ряжания сначала досылается снаряд и его ведущий поясок закли­нивается в опорном конусе каморы, перекрывая канал ствола. Та­ким образом при последующей досылке гильзы в каморе возникает избыточное давление - воздушная подушка, которая существенно препятствует движению гильзы вперед. При бросковой досылке из-за потери скорости гильза может не сбить захваты экстракторов с кулачков клина, отскочив от них. Опыт показывает, что даже сбивая захваты экстракторов гильза отбрасывается назад настоль­ко, что препятствует закрыванию клинового затвора. Чем тяжелее гильза, тем легче она пробивает воздушную подушку. Практика показывает, что, например, для 152-мм орудия гильзу с полным за­рядом броском дослать можно, а с минимальным не удавалось. По­этому отдельно гильзу досылают принудительно (вручную или с по­мощью механизмов). При тандемной досылке (совместно снаряда и гильзы) воздушная подушка не образуется.

Досылка боеприпасов является весьма ответственной операци­ей. Ее неправильное выполнение может приводить к задержкам при стрельбе, механическим повреждениям боеприпаса. Чтобы этого не случилось, артиллерийские досылатели должны удовле­творять следующим требованиям:

1) обеспечивать конечную скорость досылки боеприпаса в до­пустимых пределах;

2) обеспечивать стабильность параметров досылки, а также их постоянство при изменении угла возвышения орудия;

3) обеспечить максимальное удобство и безопасность работы номеров расчета;

4) обеспечить возможность ручной досылки в случае отказа до­сылающих устройств;

5) при компоновке САО или танка применение досылающих устройств не должно приводить к уменьшению углов наводки ору­дия и возимого боекомплекта.

При досылке унитарного патрона минимальная конечная его скорость определяется из условия надежного сбивания захватов выбрасывателя с кулачков клина - она должна быть в пределах 0,6...1 м/с.

При большой конечной скорости досылки патрона возможны негативные явления: отскок боеприпаса от казенного среза ствола; ,его распатронирование; повреждение фланца гильзы или ее корпуса, осадка снаряда вовнутрь гильзы. Для исключения этих негатив­ных явлений указанная скорость не должна превышать 4...6,5 м/с. На практике установлено, что наиболее вероятным повреждением боеприпаса является его распатронирование. Оно особенно опасно, если при попытке разрядить орудие, когда снаряд, заклиненный в опорном конусе, не извлекается вместе с гильзой, заряд высыпется в камору разогретого ствола.

При раздельно-гильзовом заряжании конечная скорость досыл­ки снаряда определяется из условия надежного заклинивания его ведущего пояска в опорном конусе каморы. При качании ствола в вертикальной плоскости заклиненный снаряд не должен выпадать в камору. В противном случае он может повредить боевой заряд, в результате чего давление пороховых газов при выстреле может недопустимо возрасти, а это может привести к раздутию или хруп­кому разрыву ствола. Кроме того, в этом случае ведущий поясок снаряда подойдет к нарезам с большой скоростью и в результате сильного удара может быть срезан. В этих условиях снаряд не бу­дет стабилизирован и значительно отклонится от заданной траек­тории. До подхода ведущего пояска к нарезам пороховые газы под высоким давлением будут истекать через кольцевой зазор между снарядом и стенкой каморы, что приведет к эрозии канала ствола.

Минимальная допустимая конечная скорость досылки снаряда составляет 0,8 м/с. Однако на практике ее принимают не менее 1,2...1,5 м/с. Максимальная скорость досылки снаряда не должна превышать 9,5 м/с.

Усилие выпрессовки досланного снаряда должно быть не менее 7...8 его весов, но обычно это соотношение принимают гораздо большим. Например, для 152-мм орудия усилие выпрессовки мо­жет достигать 30 кН и более.

Минимальная скорость досылки зарядной гильзы определяется из условия надежного сбивания захватов выбрасывателей с кулач­ков клина (как и для унитарного патрона), а максимальная - из ус­ловия отсутствия выползания из нее боевого заряда. Рекомендуе­мая величина конечной скорости досылки зарядной гильзы должна находиться в пределах 1...3 м/с.

В общем случае досылатель состоит из привода, ведущего зве­на, механизма взвода (если он необходим) и вспомогательных при­способлений и устройств.

Привод досылателя предназначен для перемещения ведущего звена; он может быть внутренним (используется энергия выстрела) или внешним (с посторонним источником энергии).

Внутренними приводами являются аккумуляторы энергии вы­стрела: пружинные, пневматические и гидропневматические.

Внешние приводы могут быть электрическими, гидравлически­ми или газовыми.

В качестве ведущего звена, досылающего боеприпас, исполь­зуются стержень (шток), лента, цепь, рычаг, каретка, ролики.

Механизм взвода предназначен для приведения ведущего звена (и других деталей досылателя) в исходное положение перед досыл­кой, сжатия упругого элемента внутреннего привода досылателя (пружины или газа), аккумулирующего энергию, и стопорения уст­ройства во взведенном состоянии. Взведение досылателя может производиться как при откате, так и при накате ствола с использо­ванием энергии выстрела (в некоторых случаях энергии пороховых газов, отводимых из канала ствола).

Если для взведения досылателя недостаточно длины хода от­катных частей, то необходимо предусмотреть в конструкции ору­дия ускорительный механизм.

При использовании внешних приводов взводить досылатель не требуется - ведущее звено отводится в исходное положение либо самим приводом, либо возвратной пружиной.

В настоящее время на практике применяются следующие типы артиллерийских досылателей: пружинный, пневматический, гидро­пневматический и с механическим приводом.

Схема конструкции пружинного досылателя представлена на рис. 4.24. Досылатель устанавливается на откатных частях и взво­дится при накате с момента, когда стопор 5 будет остановлен упо­ром 6 на люльке. После подачи боеприпаса в нужный момент сто­пор 5 расцепляется с упором 6 и под действием пружины 4 шток 1 с лапой 2 и клоцем 3 перемещается вперед, досылая боеприпас.

Рис. 4.24. Пружинный досылатель

Рис. 4.25. Пример схемы пружинного досылателя автоматического орудия

В конце хода досылающее зве­но упирается в буфер 7. В не­которых досылателях применя­ют и более сложные конструк­ции буфера - гидравлические.

Пример автоматической досылки патрона с помощью пружинного досылателя при­веден на рис. 4.25. При откате досылатель перемещается на­зад вместе с казенником. В начале наката шток 1 досылателя упи­рается в шептало 2 и останавливается, а корпус 3 продолжает дви­жение вперед, сжимая пружину 4. После подачи патрона 5 на ли­нию досылки зуб а корпуса досылателя 3 взаимодействует с про­межуточным шепталом 6, которое поворачиваясь нажимает на шептало 2, и шток 1 освобождается. Патрон 5 под действием пру­жины 4 досылается в камору орудия, причем в конце досылки лап­ки штока 7, ведущие боеприпас, расходятся, освобождая его (в даль­нейшем патрон движется по инерции). Шток 1 ударяется в буфер 8 и останавливается. Поскольку лапки штока 7 разведены, то они не препятствуют последующей экстракции гильзы.

Достоинствами пружинного досылателя являются его простота и надежность, а к недостаткам следует отнести изменение скорости досылки боеприпаса при изменении угла возвышения орудия, от­сутствие автоматического взвода перед первым выстрелом, суще­ственное возрастание массы рабочей пружины с увеличением ка­либра орудия. Для облегчения досылателя пружину можно заменить газовым цилиндром, однако в этом случае необходимо предусмат­ривать уплотнения штока и поршня, в которых при досылке возни­кают значительные силы трения, препятствующие движению што­ка. Кроме того, в рабочем цилиндре необходимо контролировать и постоянно поддерживать необходимое давление. Очевидно, что наличие уплотнений снижает надежность устройства.

Пружинный досылатель в орудия среднего и крупного калиб­ров обычно обеспечивает бросковую досылку боеприпасов, что также ограничивает его область применения, например, их не ис­пользуют в танках, поскольку при стрельбе с ходу бросковая до­сылка не удовлетворяет требованиям по надежности.

Такие досылатели применяют в орудиях калибра до 152 мм вклю­чительно. Некоторые данные по пружинным досылателям приве­дены в табл. 4.1

Таблица 4.1

Примерные характеристики пружинных досылателей

Пример пневматического досылателя с посторонним источни­ком энергии представлен на рис. 4.26. Для досылки поданного па­трона воздух под давлением (например, из баллона) подается через штуцер / в полость цилиндра досылателя 2 и перемещает поршень 3, шток 4, каретку 5 с клоцем 6 вперед, досылая снаряд. Скорость досылки регулируется поворотом золотника 7, то есть изменением проходного сечения отверстий, через которые истекает вытесняе­мый из цилиндра 2 воздух. В конце досылки каретка упирается в буфер 8 для смягчения удара. Затем воздух из подпоршневой по­лости цилиндра 2 выпускается и каретка 5 со штоком 4 и поршнем 3 отводится в исходное положение под действием возвратной пру­жины 9. В конце перемещения каретка ударяется в буфер 10 и ос­танавливается.

Рис. 4.26. Схема пневматического досылателя

Такие досылатели могут иметь большой ход ведущего звена и осуществляют принудительную досылку.

Достоинствами досылателей указанного типа является возмож­ность регулирования скорости досылки, надежность досылки на всех углах возвышения орудия, отсутствие тяжелой рабочей пру­жины, а недостатками - необходимость постороннего источника энергии, наличие уплотнений и возвратной пружины (увеличивает­ся сила сопротивления движению боеприпаса при досылке).

В табл. 4.2 приведены некоторые из основных параметров пневматических досылателей.

Таблица 4.2 Примерные характеристики пневматических досылателей

Пример схемы гидропневматического досылателя приведен на рис. 4.27. Досылатель устанавливается на откатных частях и взво­дится при накате - цилиндр ускорителя 1 упирается в стопор 2 на люльке и останавливается. При этом цилиндр досылателя 3 про­должает движение вперед, вследствие чего жидкость из цилиндра ускорителя 1 через отверстия в штоке 4, клапане 5 и корпусе кла­пана 6 перетекает в полость цилиндра 3. Клапан 5 давлением жид­кости удерживается в заднем (левом) положении так, что все от­верстия в корпусе б открыты. Поршень 7 со штоком 8 и лапой 9 с клоцем 10 перемещается назад, сжимая газ в полости А. В конце наката досылатель находится во взведенном состоянии. После по­дачи боеприпаса цилиндр ускорителя 1 освобождается от стопора 2 и под действием давления р в полости А поршень 7 вытесняет жид­кость из цилиндра досылателя 3 в цилиндр ускорителя 1. При этом клапан 5 под действием пружины 11 перемещается вперед (вправо) и перекрывает боковые отверстия в корпусе 6, обеспечивая перстекание жидкости только через центральное отверстие, то

Рис. 4.27. Схема гидропневматического досылателя

есть требуемую силу гидравлического сопротивления. Вместе с поршнем 7 вперед перемещается и шток 8 с лапой 9 и клоцем 10, досылая боеприпас. В конце досылки лапа 9 упирается в буфер 12, который смягчает удар.

Такие досылатели, как и пневматические с посторонним источ­ником энергии, имеют большой ход лапы и обеспечивают прину­дительную досылку.

Основным достоинством гидропневматических досылателей яв­ляется возможность регулирования скорости досылки при измене­нии углов возвышения (для этого достаточно изменять площадь по­перечного сечения отверстия, через которое перетекает жидкость - с увеличением угла возвышения она должна увеличиваться).

К недостаткам следует отнести: необходимость обеспечения герметичности устройства и требуемого давления газа в полости цилиндра досылателя, большие силы трения, возникающие в уп­лотнениях при досылке боеприпаса, отсутствие автоматического взвода перед первым выстрелом. Характеристики гидропневмати­ческих досылателей представлены в табл. 4.3.

Таблица 4.3 Примерные характеристики гидропневматических досылателей

Рис. 4.28. Схема электромеханического досылателя

Досылатели с механическим приводом (электрическим или гидравлическим) получили наи­большее распространение в ар­тиллерии среднего и крупного ка­либров. Пример электромехани­ческого досылателя приведен на рис. 4.28. Работает такое уст­ройство следующим образом. За­ряжающий укладывает снаряд на лоток 7 качалки 2, снимает со стопора поперечную каретку 3 и перемещает ее по направляющим 4 в положение для досылки. В этом положении каретка фиксируется и автоматически включается элек­тродвигатель 5 (он может быть не один), который через валик 6 приводит в движение червяк 7, червячное колесо 8, ведущую звез­дочку 9 и цепь 10. В начале движения концевое звено 11 цепи 10 находится в зацеплении с продольной кареткой 12 и тянет ее впе­ред. При этом ролик 13 качалки 2 перемещается по пазу 14, вслед­ствие чего качалка с лотком опускается вниз, пока ось снаряда не совпадет с линией досылки. В этом положении качалка 2 фиксиру­ется, а концевое звено 11 расцепляется с зацепом 15 продольной каретки 12, и она останавливается. Цепь 10 продолжает выдвигать­ся из улитки 16 и досылает снаряд до заклинивания его ведущего пояска в опорном конусе каморы ствола. В конце хода цепи сраба­тывает конечный выключатель (на схеме не указан) и электродви­гатель 5 реверсируется. Цепь возвращается в исходное положение. На конечном участке движения ее концевое звено 11 упирается в продольную каретку 12, перемещая ее и качалку 2 также в исход­ное положение, и сцепляется с зацепом 15.

Зарядная гильза досылается аналогично. В конце досылки она своим фланцем сбивает захваты экстракторов с кулачков клина, и за­твор закрывается. При движении клина срабатывают переключате­ли и электродвигатель 5 реверсируется. В конце хода цепи электро­двигатель отключается, а каретка 3 освобождается от стопора и под действием возвратных пружин смещается в поперечном направле­нии в исходное положение. Таким образом досылатель отводится в сторону и не препятствует движению откатных частей при выстре­ле, а также экстракции гильзы. Следует отметить, что в досылате-лях с гидроприводом используется не червячная, а коническая пе­редача, поскольку гидродвигатель обеспечивает меньшее число оборотов и требуемое передаточное число редуктора также невелико. Коническая передача характеризуется высоким КПД - 0,95...0,99, а червячная низким - 0,3...0,6, что, конечно, является ее недостат­ком. Кроме того, для червячной передачи характерны жесткие тре­бования к точности установки червяка, при невыполнении которых КПД может оказаться недопустимо низким. Однако опыт показы­вает, что электромеханические досылатели работают более надеж­но - в устройствах с гидроприводом отказы возникают чаще (обыч­но от динамических нагрузок ломаются детали гидродвигателя).

Достоинствами досылателей с механическим приводом, обу­словившими их широкое распространение, является следующее: надежность досылки боеприпаса на всех углах возвышения орудия; компактность; возможность использования одного досылателя для досылки снаряда и гильзы при раздельном заряжании; не требуется взведения досылателя.

Однако указанным устройствам свойственны и определенные недостатки: они обеспечивают принудительную досылку боепри­пасов более продолжительную, чем бросковая; значительный об­ратный ход ведущего звена при возвращении в исходное положе­ние после досылки боеприпаса (дополнительные потери времени); большая масса ведущего звена - цепи (для орудий среднего и круп­ного калибров около 12... 15 кг и более) и, как следствие, большие затраты мощности привода на разгон подвижных частей досылателя (без учета боеприпаса). Следует отметить, что цепные досылатели могут быть и двухручьевыми, то есть содержать две цепи с одним клоцем; относительно сложная конструкция; необходимо наличие дополнительных посторонних источников энергии для приведе­ния в действие привода.

Некоторые данные по досылателям с механическим приводом приведены в табл. 4.4.

Таблица 4.4 Примерные характеристики досылателей с механическим приводом

Применяемые в настоящее время артиллерийские досылатели устанавливаются на качающейся части орудия (на люльке или от­катных частях) и на вращающейся части (внутри башни танка). Ус­тановка досылателя на откатные части приводит к увеличению их массы, то есть к уменьшению длины отката, что всегда желательно для САО. Кроме того, в этом случае досылатель не требуется отво­дить с пути откатных частей. Однако такое крепление досылателя не всегда возможно из-за конструктивных ограничений.

При расположении досылателя на люльке его перед выстрелом необходимо отводить с пути откатывающегося при выстреле ка­зенника, что усложняет конструкцию.

При креплении досылателя на вращающейся части, например, на башне танка, для досылки боеприпаса ствол орудия необходимо каждый раз приводить на угол заряжания. Такая схема применима для танковых орудий, характеризующихся небольшим диапазоном углов возвышения (-5...+20°), а следовательно, малыми затратами времени на установку ствола на угол заряжания.