CC BY
473
Э. Г. Гулицкий, В. Н. Чистюхин, В. Ю. Фролов,
Г. В. Игнатьев, Ю. М. Михайлов
ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТАБИЛЬНОЙ РАБОТЫ ОСНОВНОГО ЗАРЯДА
В УСЛОВИЯХ УДЛИНЕННОЙ КАМЕРЫ СТАБИЛИЗАТОРА МИНЫ
ДЛЯ 82-ММ ВЫСТРЕЛА
Ключевые слова: основной заряд, стабилизатор мины, максимальное давление.
В статье приведены результаты исследования влияния конструкционных параметров основного заряда из ленточного пороха НБЛ-11 на стабильность его функционирования в условиях существенно удлинённой камеры стабилизатора 82-мм мины. Показано, что снижение волновых процессов, а соответственно и эффекта дробления пороха НБЛ-11, приводящих к дестабилизации функционирования ОЗ, можно обеспечить за счёт оптимизации его конструкции.
Keywords: main charge, shell stabilizer, maximal pressure.
There are researching results of main charge from ribbon powder NBL-11 construction parameters influence on the stability of its functioning in conditions of essentially longed tube of 82-mm shell stabilizer involved in the paper. It is shown that wave processes reducing and accordingly of powder NBL-11 crashing effect is possible to reach with optimization of its construction.
Современная обстановка и необходимость ведения боевых действий в условиях гористой местности, а также определенное преимущество зарубежных аналогов над отечественными [1] востребовали разработку выстрела повышенного могущества для модернизируемого 82-мм миномета, обеспечивающего дальность полета мины массой 4,5 кг до 6 км.
Соответственно для выстрела повышенного могущества потребовалось существенное удлинение стабилизатора мины для размещения увеличенной массы дополнительного заряда (ДЗ). Кроме того, существенно возросла и масса основного заряда (ОЗ), размещаемого в камере стабилизатора мины, в связи с увеличенной массой мины. Всё это потребовало разработки конструкции ОЗ, которая обеспечивает его стабильное функционирование, эффективное воспламенение ДЗ и требуемые характеристики при стрельбе, в условиях существенно удлиненной камеры стабилизатора мины.
С учётом результатов ранее проводившихся исследований по модернизации штатного ОЗ для выстрелов повышенного могущества, а также, учитывая ограниченные сроки, за основу выбрана конструкция ОЗ из ленточного баллиститного пороха НБЛ-11 с донным воспламенителем из ДРП-2. При этом проведенные расчеты и натурные испытания показали, что для обеспечения требуемых характеристик при стрельбе зарядом № 0 для мины массой 4,5 кг масса пороха НБЛ-11 должна составлять 15 г.
Для обеспечения эффективного воспламенения дополнительного заряда, размещаемого на стабилизаторе мины, необходимо распределение перфорации практически по всей длине стабилизатора, что потребовало удлинения камеры для размещения ОЗ до 145 мм.
Для размещения ОЗ массой 15 г необходимо использование бумажной гильзы длиной не менее 110 мм. С учётом того обстоятельства, что «Краснозаводский химический завод» имеет возможность выпускать гильзы длиной до 130 мм, было принято техническое решение, предусматривающее использование для размещения НБЛ-11 бумажных гильз длиной 130 мм. В результате после снаряжения ОЗ выше бумажной гильзы оставалось незаполненное пространство камеры с перфорацией длиной около 20 мм.
Проведенные испытания данной конструкции ОЗ, которые приведены в табл. 1 (п. 1), показали, что с выбранной перфорацией (24 отверстия диаметром 6 мм) обеспечивается приемлемый уровень максимального давления, но наблюдается его существенное повышение и нестабильность при отрицательной температуре.
Таблица 1 - Сравнительные результаты испытаний
№ п/п Температура заряда 1з, °С Среднее максимальное давление Рт ср, МПа Наибольшее максимальное давление Рт нб, МПа Разброс максимального давления АРт, МПа
1 +50 62,5 83,8 27,5
н/т 72,9 124,5 65,8
-50 99,2 209,2 103,1
2 +50 74,1 84,8 18,1
н/т 85,4 125,8 64,6
-50 81,6 93,6 25,7
3 +50 66,6 84,4 36,9
н/т 63,9 77,8 29,0
-50 60,8 85,7 36,9
Вероятно это обусловлено возникновением ударной волны в камере ОЗ, которая приводит к дроблению ленточного баллиститного пороха НБЛ-11, особенно при отрицательной температуре вследствие повышения его хрупкости. Кроме того, незаполненное пространство в верхней части камеры с перфорацией, которая не перекрыта бумажной гильзой, видимо способствует усилению отражения ударных волн [2] и приводит к дополнительной дестабилизации процесса в нижней части камеры ОЗ.
Для уменьшения влияния ударной волны на функционирование ОЗ верхняя часть перфорации у хвостовика мины была перекрыта цилиндром из корпуса бумажной гильзы длиной 20 мм, чтобы повысить интенсивность потока массы через перфорацию, ближайшую к воспламенителю [2]. В результате были исключены аномальные выскоки максимального давления (см. п. 2 табл.), но сохранилась его нестабильность.
Для снижения эффекта дробления длинной ленты НБЛ-11 под воздействием ударных волн один пучок ленты был заменён на два укороченных пучка одинаковой массы, разделенных дополнительным воспламенителем в тканевом картузе, а между капсюлем-воспламенителем и ДРП-2 установлена диафрагма из нитроплёнки. Кроме того, для гашения возникающей ударной волны в конструкцию ОЗ был введён пыж с компенсатором в верхнюю часть гильзы, препятствующий её отражению от верхнего дна камеры (рис. 1) [3]. В результате, как показали проведенные испытания (см. п. 3 табл.), удалось стабилизировать процесс функционирования ОЗ в условиях удлиненной камеры.
Для улучшения технологичности сборки ОЗ были проведены исследования в части замены тканевого картуза дополнительного воспламенителя на колпачок из нитроплёнки. Однако испытания не дали положительного результата, что свидетельствует о дополнительном эффекте гашения ударной волны в случае размещения дополнительного воспламенителя в тканевом картузе.
(----------------7
Рис. 1 - ОЗ с двумя навесками НБЛ-11, дополнительным воспламенителем между ними и пыжом с компенсатором в верхней части
На рис. 2 и 3 изображены кривые зависимости давления в трубке стабилизатора мины от конструкции заряда и температуры. Зависимости наглядно показывают, что только в случае третьего варианта конструкции основного заряда наблюдается снижение давления от 50 к -50°С, а во втором случае наблюдается снижение давления при переходе от нормальной температуры к «минус» 50°С, однако оно всё же выше, чем при 50°С. Также необходимо отметить снижение давления при температуре «минус» 50°С при переходе от 1 к 3 варианту конструкции. При этом только для 3-его варианта конструкции заряда наблюдается стабильный разброс максимального давления в группе при всех температурах (см. п. 3 табл.). Отсюда можно сделать вывод, что повышение стабильности работы заряда согласуется со снижением давления в трубке стабилизатора мины.
Температура заряда, °С
—1 вариант —2 вариант —л— 3 вариант
Рис. 2 - Зависимость давления от температуры заряда
Рис. 3 - Зависимость давления от конструкции заряда при данной температуре
Таким образом, полученные результаты подтверждают, что основным фактором, дестабилизирующим процесс горения ленточки НБЛ-11 в условиях удлинённой камеры стабилизатора мины, является её нестабильное дробление под воздействием ударных волн, возникающих в процессе воспламенения. Введение диафрагмы из нитроплёнки между капсюлем-воспламенителем и воспламенителем из ДРП-2 позволяет уменьшить амплитуду первичной волны. Введение дополнительного воспламенителя в тканевом картузе между навесками НБЛ-11 ещё больше уменьшает амплитуду первичной волны от капсюля-воспламенителя, а также уменьшает амплитуду волн от воспламенителя из ДРП-2 и от
нижней навески НБЛ-11. Вставка бумажной трубки в незаполненное пространство стабилизатора препятствует усилению отражения первичных ударных волн, а введение пыжа с компенсатором способствует погашению амплитуды отражённой волны.
Вывод. Проведены исследования, в результате которых получена конструкция ОЗ позволившая обеспечить стабильное функционирование ОЗ в условиях существенно удлиненной камеры стабилизатора мины за счет разделения на два пучка ленточного балли-ститного пороха НБЛ-11 с дополнительным воспламенителем между ними, установки между капсюлем-воспламенителем и ДРП-2 диафрагмы из нитропленки, перекрытия перфорации бумажной трубкой и введения пыжа с компенсатором в верхнюю часть камеры.
Литература
1. Заряд дальнобойный метательный к 82 мм миномётам обр. 1937 г., 2Б9 и 2Б14 (4Д2): чертёж 3-026238«10» / Завод «Сокол». — Тосно, 1999. — 38 с.
2. Влияние отверстий в воспламенительной трубке на скорость истечения продуктов сгорания: Рег. № 01757914. — 14 с.
3. Заряд полный переменный метательный к 82 мм выстрелу 3ВО36 с осколочной миной 3-О-26 (4-З-26): чертёж ИМСН.773431.018«1» / ФКП «ГосНИИХП». — Казань, 2009. — 67 с.
© Э. Г. Гулицкий - канд. тех. наук, нач. лаб. 1061 ФКП «ГосНИИХП»; В. Н. Чистюхин -канд.тех.наук, гл.конструктор, нач. конструкторского центра ФКП «ГосНИИХП»; В. Ю. Фролов -канд. тех. наук, гл. спец. лаборатории 1061 ФКП «ГосНИИХП»; Г. В. Игнатьев - асп. КГТУ, вед. инж. лаб. 1061 ФКП «ГосНИИХП»; Ю. М. Михайлов - д-р хим. наук, член-кор. РАН, [email protected].
