CC BY
53
УДК 62-408
АРТИЛЛЕРИЙСКИЙ СНАРЯД ДЛЯ НАРЕЗНОГО ОРУЖИЯ С ВЕДУЩИМ ПОЯСКОМ НОВОГО ТИПА
Анатолий Васильевич Гуськов
Новосибирский государственный технический университет, 630073, Россия, г Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, доктор технических наук, доцент кафедры газодинамических импульсных устройств, тел. (383)346-25-65, e-mail: [email protected]
Константин Евгеньевич Милевский
Новосибирский государственный технический университет, 630073, Россия, г Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, кандидат технических наук, доцент кафедры газодинамических импульсных устройств, тел. (383)346-25-65, e-mail: [email protected]
Надежда Федоровна Чайка
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат тех нических наук, доцент кафедры наносистем и оптотех-ники, тел. (383)343-91-11, e-mail:[email protected]
Ярослав Сергеевич Зезюлинский
Новосибирский государственный технический университет, 630073, Россия, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, студент, тел. (383)225-24-64, e-mail: [email protected]
Предложен новый тип ведущего пояска, изготовленного из материала корпуса снаряда для снижения износа канала ствола, возникающего при использовании традиционного медного ведущего пояска или стального ведущего пояска то й же формы.
Ключевые слова: ведущий поясок, сталь, давление, новый тип.
ARTILLERY PROJECTILE FOR RIFLED WEAPON WITH NEW TYPE MASTER BELT
Anatoly V. Guskov
Novosibirsk State Technical University, 630073, Russia, Novosibirsk, 20 K. Marksa Prospekt, Ph. D., Associate Professor of Department of Gas-dynamic Impulse Devices, tel. (383)346-25-65, e-mail: [email protected]
Konstantin E. Milevskyi
Novosibirsk State Technical University, 630073, Russia, Novosibirsk, 20 K. Marksa Prospekt, Ph. D. Associate Professor of Department of Gas-dynamic Impulse Devices, tel. (383)346-25-65, e-mail: [email protected]
Nadegda F. Chayka
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph. D., Associate Professor of Nanosystems and Optical Engineering, tel. (383)343-91-11, e-mail: [email protected]
Yaroslav S. Zezyulinsky
Novosibirsk State Technical University, 630073, Russia, Novosibirsk, 20 K. Marksa Prospekt, student, tel. (383)225-24-64, e-mail: [email protected]
The proposed new type of the masterbelt made of a material of the projectile body to reduce wear of the bore arising from the use of traditional copper belt or steel belt of same shape.
Key words: master belt, copper, pressure, new type.
Взаимодействие корпуса снаряда с каналом ствола при выстреле обеспечивается ведущим пояском (ВП) и сопровождается интенсивной пластической деформацией материала ВП при формировании боевого выступа для обеспечения вращения снаряда на начальном участке движения и обтюрации пороховых газов. При движении снаряда по каналу ствола температуры на поверхности ВП, который представляет собой кольцо из меди М1, закрепленное механическим способом на снаряде, достигает значительных величин, что приводит к плавлению приповерхностных слоев материала М1. Исследования показали, что в результате интенсивного теплового воздействия приповерхностный слой материала ВП рекристаллизуется и частично переходит в расплавленное состояние, что служит причиной переноса материала его тонких приповерхностных слоев на поверхность канала ствола, т.е. омеднения. Кроме того материал М1 обладает невысокими механическими свойствами (предел текучести овоколо 240Мпа), что ограничивает прочность боевого выступа при ведении по каналу ствола[1, 2, 3].
Предлагается изготовлять ВП из материала корпуса снаряда, т.е. стали, температура плавления которой составляет 1500°С. По результатам численного моделирования и металлографических исследований было установлено, что температура материала ведущего пояска, выполненного и з материала корпуса снаряда, не достигала температуры плавления в процессе высокоскоростного скольжения снаряда по профильной поверхности канала ствола[4, 5]. Однако замена материала М1 при использовании формы традиционного кольцеобразного ВП на сталь увеличивает удельное давление в процессе пластического деформирования при формировании боевых выступов на ВП вследствие его ширины, что приводит к ограниченности свободных пространств (только вдоль оси снаряда) для деформированного материала [6].
Поставленная задача достигается тем, что ведущий поясок составляет с корпусом единое целое и выполнен из одного с ним материала[7].ВП представляет собой кольцевые выступы, одинаковые по высоте, и гофрированные в поперечном сечении трапецеидальными канавками (рис. 1, 2).
Выступы являются удлиненными на величину форсирования по сравнению с выступами, длина которых соответствует длине типовых выступов. Ширина выступов соответствует ширине выступов аналогичного ведущего пояска типового снаряда. Ширина канавок подбирается таким образом, чтобы ширина предлагаемой модели ведущего пояска не превышала ширины ведущего пояска типового снаряда.
А
А-А
Рис. 1 Общий вид предлагаемого ведущего пояска, закрепленного на снаряде,
для нарезного орудия:
1 - корпус снаряда; 2 - ведущий поясок нового типа, 3 - последовательно выполненные кольцевые гребни, 4 - трапецеидальная канавка
Рис. 2. Аксонометрический вид ведущего пояска с корпусом снаряда
для нарезного орудия
1 - корпус снаряда; 2 - ведущий поясок нового типа; 3 - последовательно выполненные кольцевые гребни; 4 - трапецеидальная канавка
В момент захода снаряда в канал ствола выступы ведущего пояска деформируются в соответствии с профилем канала ствола в тангенциальном и радиальном направлениях, заполняя при этом близлежащие канавки, что способствует снижению давления в контакте ведущего пояска с каналом ствола, уменьшению затрат энергии на продавливание боеприпаса и, как следствие,
увеличению дальности стрельбы. Вытесняемый материал гребней свободно размещается в близлежащих канавках между выступами.
Таким образом, предлагаемый ведущий поясок, который выполнен в виде кольцевых выступов в продольном сечении прямоугольной формы, гофрированные в поперечном сечении трапецеидальными канавками , обладает повышенной износостойкостью канала ствола и дальностью стрельбы за счет снижения давления в контакте «ведущий поясок - снаряд - канал ствола орудия» при вхождении ведущего пояска в канал ствола орудия и при движении снаряда по каналу орудия.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙСПИСОК
1. Zezulinsky J. Mathematical modeling of heat friction contact master belt with the gun mount barrel during the process of high-speed motion / J. Zezulinsky, A. Guskov, K. Milevsky // MATEC Web of Conferences. - 2016. - Vol. 72 : Heat and mass transfer in the system of thermal modes of energy - technical and technological equipment (HMTTSC-2016). - Art. 01132 (3 p.).
2. Теплоперенос в процессе высокоскоростного разгона типового ведущего пояска по каналу артиллерийской установки / А. В. Гуськов, К. Е. Милевский, Н. Ф. Чайка, Я. С. Зе-зюлинский //Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2015. XI Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Сиб0птика-2015» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 13-25 апреля 2015 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2015. Т. 3. - С. 107-111.
3. Теплоперенос на поверхности фрикционного контакта пары "ведущий поясок- канал ствола" в процессе высокоскоростного разгона / А. В. Гуськов, Я. С. Зезюлинский, К. Е. Милевский, Е. О. Неживых // Наука. Промышленность. Оборона : тр. 16 Всерос. науч.-техн. конф., посвящ. 70-летию Победы Великой Отечественной войне (Новосибирск, 22-24 апр. 2015 г.). -Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2015. - С. 259-261. - 100 экз. - ISBN 978-5-7782-2646-3.
4. Численное моделирование процесса теплопроводности при высокоскоростном разгоне стального ведущего пояска по каналу артиллерийской установки / А. В. Гуськов, Я. С. Зезюлинский, К. Е. Милевский //Актуальные проблемы современной механики сплошных сред и небесной механики :Международная молодежная научная конференция. - Томск : ТГУ, 2015. ISBN 978-5-7511-2411-3
5. Зезюлинский Я.С. Металлографическое исследование процесса высокоскоростного разгона стального ведущего пояска по каналу ствола артиллерийской установки / Я.С.Зе-зюлинский ; науч. рук. А. В. Гуськов // Вооружение, военная техника и боеприпасы : форум лучших студентов техн. вузов России, 10 междунар. выставка «Вооружение, военная техника и боеприпасы» (RussiaArmsExpo 2015), Нижний Тагил, 10 сент. 2015 г. : сб. науч. ст. В 2 ч. -Москва : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2015. -Ч. 1. - С. 172-176.
6. Пат. 149768 Российская Федерация, F42B 14/02. Артиллерийский снаряд к нарезному оружию / Гуськов А.В., Милевский К.Е., ХребтоваМ.С.; заявитель и патентообладатель Новосиб. гос. тех. ун-т. - № 2014128916/11; заявл. 14.07.14; опубл. 20.01.15, Бюл. №2.
7. Пат. 165297 Российская Федерация, F42B 12/00 / F42B 14/02. Артиллерийский снаряд для нарезного оружия / Гуськов А.В., Милевский К.Е., Вольф Н.А., Зезюлинский Я.С.; заявитель и патентообладатель Новосиб. гос. тех. ун-т. - № 2015153599/03; заявл. 14.12.15; опубл. 10.10.16, Бюл. №28.
© А. В. Гуськов, К. Е. Милевский, Н. Ф. Чайка, Я. С. Зезюлинский, 2017
