Чтение онлайн

Удлинение пути, на котором действуют пороховые газы, производится за счет удлинения ствола. Эти методы широко применялись при модернизации артиллерийских орудий.

Противотанковой и зенитной артиллерии необходимо было иметь орудия с большой начальной скоростью, но притом такие орудия, у которых с увеличением начальной скорости не увеличился бы вес орудий, а следовательно, не уменьшилась их подвижность. Это привело к применению стволов с коническим каналом. Благодаря сужению нарезной части к дулу начальная скорость увеличилась до 1500 метров в секунду. Для стрельбы из таких стволов применяются специальные снаряды с мягкой оболочкой; диаметр такого снаряда по мере приближения к дульной части уменьшается.

За счет чего же увеличивается начальная скорость снаряда при стрельбе из орудия, ствол которого имеет конический канал?

Возьмем для примера ствол, калибр которого в казенной части равен 75 миллиметрам, а в дульной — 55 миллиметрам. При стрельбе из такого ствола применяется заряд, соответствующий калибру казенной части, в результате чего давление пороховых газов в начальный момент будет равно давлению газов в стволе 75-миллиметрового орудия. По мере продвижения снаряда по каналу ствола его поперечный размер (площадь поперечного сечения) будет уменьшаться и он приобретет большее ускорение. Но стрельба из такого орудия эффективна лишь на небольшие расстояния, так как легкий снаряд в результате большого сопротивления воздуха быстро теряет свою скорость.

Конические стволы обычно состоят из трубы с цилиндрическим нарезным каналом и насадки с гладкими коническим и цилиндрическим участками, что облегчает их производство и улучшает качество (рис. 23).

Рис. 23. Ствол с цилиндро-коническим каналом.

Насадка соединяется с трубой при помощи винтовой нарезки. Применение конического гладкостенного участка менее выгодно в отношении увеличения могущества орудия, чем применение нарезных цилиндрических каналов.

Мы уже установили, что ствол современного орудия представляет собой трубу. Отверстие в дульной части остается всегда открытым. Отверстие в казенной части должно быть открыто лишь при заряжании; при выстреле оно должно быть плотно закрыто. Это закрывание производится затвором.

Затворами снабжаются стволы орудий, заряжающихся с казенной части. Во время выстрела они принимают на себя давление пороховых газов. Поэтому затвор должен плотно закрывать канал ствола, чтобы не допускать прорыва газов наружу. Кроме того, затвор должен надежно запирать канал ствола, то есть в момент выстрела затвор не должен самопроизвольно открываться.

Надежно запирая канал ствола при выстреле, затвор должен просто и легко открываться после выстрела для нового заряжания орудия и легко и плотно закрываться после заряжания. При этом открывание и закрывание затвора должно производиться или простым движением руки без затраты большого усилия, или автоматически.

В орудиях крупного калибра для открывания и закрывания затворов используется энергия специальных двигателей, так как затворы имеют очень большой вес.

Затвор предназначен не только для того, чтобы закрывать ствол. Он снабжен механизмами для производства выстрела и для выбрасывания гильзы после выстрела.

Типы затворов весьма разнообразны. Наиболее широко применяются клиновые и поршневые затворы (рис. 24).

Рис. 24. Типы затворов: а — клиновой затвор с горизонтальным клиновым гнездом; б — клиновой затвор с вертикальным клиновым гнездом; в — поршневой затвор.

Клиновой затвор имеет форму четырехгранной призмы. Передняя грань такой призмы перпендикулярна оси канала ствола, а задняя опорная грань наклонена по отношению к передней. Это делается для того, чтобы облегчить открывание и закрывание затвора и обеспечить наиболее плотное закрывание ствола. Клиновым гнездом называется сквозная прорезь в затворной части орудия. Форма гнезда в казеннике соответствует форме клина. При выстреле клин опирается на грани пазов клинового гнезда. В зависимости от своего направления клиновое гнездо называется горизонтальным или вертикальным. В первом случае клин выдвигается в сторону, а во втором случае он движется сверху вниз.

Горизонтальное движение клина выгодно, так как в этом случае усилие на открывание и закрывание распределяется равномерно, но при этом требуется место для выхода клина в сторону. У вертикально движущегося клина усилие на рукоятку очень неравномерно и при большом весе клина может оказаться непосильным для человека, поэтому у таких затворов вводятся специальные механизмы в виде пружин, которые взводятся при открывании затвора и уменьшают энергию падения клина, а при закрывании облегчают его подъем.

При закрывании клин вдвигается в гнездо и скользит в нем по направляющим выступам, параллельным задней грани; передняя грань при этом, перемещаясь параллельно самой себе, приближается к заднему срезу ствола и досылает патрон до места.

При открывании наклонные грани выступов позволяют легко выдвинуть клин и открыть канал даже при сильном нажатии дна гильзы на переднюю грань клина.

При выстреле давление пороховых газов на переднюю грань клина через заднюю грань передается заклиновой части казенника. Растягивающее усилие может быть разложено на две составляющие: одна, направленная перпендикулярно задней грани, стремится оторвать заклиновую часть казенника, другая, направленная вдоль наклонной грани, вниз или вбок, стремится выбросить клин из его гнезда (см. рис. 246). Чем больше угол наклона задней грани, тем усилие, стремящееся выбросить клин из его гнезда, больше. В современных орудиях этот угол близок к нулю, следовательно, близка к нулю и сила, действующая вдоль наклонной грани.

Отрыву заклиновой части казенника препятствует сам казенник, а выбрасыванию клина из гнезда противодействует сила трения.

Благодаря наличию клинового гнезда с пазами уменьшается длина затворной части орудия, что, несомненно, выгодно. Однако эта конструкция менее прочна, так как щеки гнезда, не связанные сзади, могут разойтись. Такой тип клинового гнезда применяется преимущественно в орудиях малого калибра. Применение клинового гнезда с фигурными пазами исключает возможность расхождения щек.

В современной артиллерии клиновые затворы, как правило, применяются в орудиях раздельного гильзового и патронного заряжания. В этих случаях обтюрация и предохранение от прорыва газов обеспечивается самой гильзой, которая, расширяясь под давлением пороховых газов, плотно прижимается наружной поверхностью к стенкам каморы, в результате чего устраняется прорыв газов наружу. Поэтому применение клинового затвора при раздельном гильзовом и патронном заряжании не требует применения каких-либо специальных обтюрирующих приспособлений.

В старых системах клиновой затвор применялся в орудиях картузного заряжания. Обтюрация в этих орудиях обеспечивалась особым приспособлением — обтюратором. Но применявшиеся обтюрирующие приспособления не давали хороших результатов. Поэтому клиновой затвор при картузном заряжании в современных артиллерийских орудиях не применяется.

По сравнению с затворами других типов клиновой затвор имеет более простое устройство и надежно запирает канал ствола. Для закрывания и открывания клина требуется одно прямолинейное движение, обеспечивающее простоту и быстроту действия такого затвора, тем более, что углы возвышения не влияют на величину усилия, необходимого для открывания и закрывания, особенно в затворах с горизонтальным расположением клина. Это обстоятельство облегчает автоматизацию клиновых затворов. В современной артиллерии полуавтоматические затворы в большинстве случаев являются клиновыми.