CC BY
35STUD NET
ИЗНОС КАНАЛА СТВОЛА И ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ ТЕПЛОВЫХ МАШИН
WEAR OF THE BAR CHANNEL AND INCREASED EFFICIENCY OF FUNCTIONING OF PULSE HEAT MACHINES
УДК 623.526 DOI: 10.24411/2658-4964-2020-10160
Митрохин Олег Викторович, Преподаватель, Военный университет, г. Москва,
Бабаев Джамиль Джониевич, Преподаватель, Московское высшее общевойсковое командное училище, г. Москва,
Mitrokhin O. V. mitroxin1975@mail.ru
Babaev D. D. dzhamil .babaev.70@mail .ru
Аннотация
В статье рассмотрены перспективные тактика применения и характеристики импульсных тепловых машин, условия и механизм износа канала ствола, его влияние на эффективность стрельбы, способы его учета при стрельбе для повышения эффективности боевого применения импульсных тепловых машин, способы борьбы с уменьшением баллистических параметров стрельбы и увеличением рассеивания снарядов.
Annotation
The article discusses the promising tactics of application and characteristics of pulsed heat engines, the conditions and mechanism of wear of the barrel channel, its effect on firing efficiency, ways of taking it into account when firing to increase the effectiveness of combat use of pulsed heat engines, ways to combat the reduction of ballistic parameters of firing and an increase in the dispersion of shells.
Ключевые слова: ствол артиллерийского орудия, триботехнический состав, направленная ионная диффузия, условия эксплуатации, живучесть ствола.
Keywords: artillery gun barrel, tribological composition, directional ion diffusion, operating conditions, barrel survivability.
В современных операциях с применением обычного оружия основную роль в решении боевых задач играет огневое поражение противника, которое должно проводиться на всю глубину оперативного построения войск при минимуме расхода боеприпасов. С учетом оснащения войск новыми высокоточными комплексами ракетного и артиллерийского вооружения ракетные войска и артиллерия в перспективе должны будут выполнять в современном общевойсковом бою до 70% объема огневых задач, при этом тактика действий артиллерийских подразделений должна строиться по принципу «разведка - огневой налет - противоогневой маневр».
Работа артиллерии по маневренно-огневой схеме определяет целый ряд жестких конструкционно-технических требований к средствам поражения по могуществу действия боеприпасов, быстродействию вооружения, точности и дальности стрельбы. Кроме того, встают вопросы обеспечения стрельбы и управления артиллерийским огнем. Эффективное применение гаубичной артиллерии напрямую связано с назначением точного расхода снарядов, обеспечивающего требуемый результат поражения объекта (цели) в установленный срок. Кроме того, в мире наблюдается тенденция повышения дальности стрельбы артиллерийских орудий и их скорострельности. Максимальная дальность стрельбы перспективных образцов может достигать 100 км. Повышение скорострельности орудий обеспечивается автоматизацией подготовки стрельбы [1]. В свою очередь расход снарядов зависит от точности стрельбы, которая изменяется с износом стволов орудий [2].
И здесь неизбежно встает проблема живучести ствола орудия. Живучесть (или «баллистическая жизнь») стволов обычно оценивается количеством выстрелов на полном или дальнобойном заряде, которое может быть сделано до выхода ствола из строя вследствие износа.
В мирное время живучесть ствола изменяется незначительно, а вот с началом активных боевых действий суточный расход ресурса может составлять до 1,5-3,5 боекомплекта, что в совокупности с израсходованным до этого запасом ресурса и снижением в боевой обстановке качества функционирования системы технического обслуживания может вызвать заметное снижение огневой эффективности артиллерии за счет изменения уровня баллистических параметров.
При этом необходимо учесть, что если компенсация падения начальных скоростей снарядов возможна за счет измерения параметров орудия и расчета поправок для углов прицеливания, а учет изменения угла вылета может быть осуществлен в процессе стрельбы за счет введения корректур, то вот измерить и хоть в какой-то мере компенсировать нарастание величины рассеивания
снарядов - это более сложная задача, инструментарий для решения которой в настоящий момент отсутствует.
Таким образом, именно увеличение рассеивания снарядов, обусловленное нарастающим износом канала ствола в процессе эксплуатации артиллерийского орудия, приводит к снижению точности стрельбы, и, как следствие, к «недовыполнению» огневых задач, либо как показывает моделирование боевых ситуаций может возникать опасность поражения своих подразделений, особенно при нелинейной тактике действия войск.
Износ канала ствола, т. е. изменение его размеров, контура и качественного состояния элементов (зарядной каморы, нарезов, внутреннего диаметра) возникает вследствие многократно повторяемого чрезвычайно мощного воздействия на его поверхность пороховых газов и ведущих частей снарядов. Характеристикой износа канала ствола гладкоствольной пушки является увеличение внутреннего диаметра, а у нарезного ствола - изменение геометрических размеров нарезов и удлинение зарядной каморы [3].
Основными причинами износа ствола являются: тепловое воздействие пороховых газов (оно приводит к оплавлению поверхностного слоя канала ствола, что ухудшает его механические свойства); периодическое быстрое нагревание и охлаждение вызывает термическое расширение и сжатие в поверхностном слое (как следствие этого, на поверхности канала ствола образуется и развивается сетка мелких трещин); механическое воздействие ведущего пояска снаряда на нарезы канала ствола, приводящее к изменению их размеров и профиля; механическое воздействие газовой струи или эрозия (большое давление пороховых газов и их высокая температура обуславливают разгар канала ствола); химическое воздействие пороховых газов (обогащение поверхностного слоя канала ствола углеродом (цементация) или же, наоборот, выгорание углерода, приводящее к уменьшению пластичности и повышению хрупкости, что способствует появлению трещин при растяжении ствола в момент выстрела).
Таким образом, при выстреле из артиллерийского орудия движение снаряда по каналу ствола сопровождается многочисленными процессами: механическими, физическими, химическими, термодинамическими и газодинамическими, которые приводят к интенсивному износу его поверхности [4].
Существуют традиционные способы борьбы за сохранение рассеивания в рамках технических условий (ТУ) и связаны они с техническими решениями в ходе производства и модернизации ствольных систем и боеприпасов к ним:
модернизация (доработка) снаряда может предусматривать установку дополнительных пластиковых обтюрирующих колец для надежного ведения снаряда в изношенном стволе, а также ряд мероприятий по замедлению процесса износа ствола: применение флегматизаторов в составе пороховых метательных зарядов, упрочнение поверхности канала ствола тугоплавкими облицовками, рациональный выбор конструкции и материала ведущих устройств снарядов, при этом, все они, как правило требуют серьезных баллистических испытаний.
Другое направление, обеспечивающее замедление процесса износа канала ствола, связано с применением триботехнических составов, доставляемых в пару трения «снаряд - канал ствола». Так, например, известен, триботехнический состав направленной ионной диффузии на основе природных минералов: хризотил, магнетит, тальк, кальцит, клинохлор, тремолит, с дисперсностью смеси до 10 мкм, который в настоящее время успешно применяется в различных машинах и нагруженных механизмах [5].
Использованные источники
1. Бабаев Д.Д. Влияние влагосодержания на баллистические характеристики порохов // Научно-образовательный журнал для студентов и преподавателей «StudNet». 2020. №3. URL: https: //stud.net. ruMiyanie-vlagosoderzhaniya-na-balHsticheskie-xarakteristiki-poroxov (дата обращения 25.05.2020).
2. Способ автоматизированного определения поправки на износ канала ствола артиллерийского орудия при баллистической подготовке стрельбы: пат. 2327944 С1 Рос. Федерация. № 2006135598/02 /Бабаев Д.Д., Баранов В.В., Николаев В.А., Фадеев А.В., Щербаков В.В.; заявл. 09.10.2006; опубл. 27.06.2008, Бюл. № 18. 4 с.
3. Исследование возможности применения трибосостава НИОД для обработки стволов артиллерийских орудий: отчет по НИР, шифр «Триботехника-1». Коломна: Коломенский филиал ВАУ, ОАО НПП «Радий», 2005.
4. Карюкин С.П., Митрохин О.В. Подход к обеспечению живучести стволов артиллерийских орудий // Военная мысль. 2012. № 1. С. 72-78.
5. Триботехнический состав: пат. 2188227 Рос. Федерация. № 2001128753/04 / Конов М.А., Хренов А.Ю., Казарезов В.В.; заявл. 26.10.2001; опубл. 27.08.2002. 5 с.
Used sources
1. Babaev D.D. The effect of moisture content on the ballistic characteristics of gunpowder // Scientific and educational magazine for students and teachers "StudNet". 2020. No. 3. URL: https://stud.net.ru/vliyanie-vlagosoderzhaniya-na-ballisticheskie-xarakteristiki-poroxov (accessed 05.25.2020).
2. A method for automatically determining the correction for wear of the barrel of an artillery gun with ballistic preparation for firing: US Pat. 2327944 C1 Ros. Federation. No. 2006135598/02 / Babaev D.D., Baranov V.V., Nikolaev V.A., Fadeev A.V., Scherbakov V.V .; declared 10/09/2006; publ. 06/27/2008, Bull. No. 18. 4 p.
3. Investigation of the possibility of using the tribological composition of NIOD for processing gun barrels: research report, code "Tribotekhnika-1". Kolomna: Kolomna branch of VAU, OJSC NPP Radiy, 2005.
4. Karyukin S.P., Mitrokhin O.V. An approach to ensuring survivability of artillery gun barrels // Military Thought. 2012. No. 1. P. 72-78.
5. Tribological composition: US Pat. 2188227 Ros. Federation. No. 2001128753/04 / Konov M.A., Khrenov A.Yu., Kazarezov V.V .; declared 10/26/2001; publ. 08/27/2002. 5 p.
