12.1 Снаряды к авиационным пушкам.

Классификация патронов. Классификация патронов проводит­ся по типу снарядов, которыми комплектуются патроны. Выделяют снаряды основного и вспомогательного назначения. Снаряды основ­ного назначения предназначены для нанесения объектам определен­ного ущерба. Снаряды вспомогательного назначения используются для обеспечения боевых действий, обучения летного и инженерно-технического состава и проведения испытаний авиационной тех­ники.

При выстреле на снаряд действуют большие инерционные пе­регрузки, высокая температура. Эти условия оказывают большое влияние как на эффективность, так и безопасность боевого приме­нения артиллерийского оружия. Эти условия учитываются при кон­струировании всех элементов боеприпасов.

Устройство патрона. Во всех видах авиационного артиллерий­ского оружия (ААО) применяются боеприпасы унитарного типа, все элементы которых соединены в единую конструкцию с помощью гильзы.

Несмотря на большое разнообразие боеприпасов, все они име­ют следующие основные элементы: снаряд, гильзу, пороховой за­ряд, воспламенительное устройство (рисунок 113).

Гильза предназначена для размещения элементов патрона и их соединения, а также для предохранения их от воздействия атмосфе­ры и механических повреждений. Во внутренней полости гильзы размещается пороховой заряд. Гильза имеет четыре характерные части: дульце, скат, среднюю часть, дно. Дульце гильзы служит для соединения ее со снарядом. Снаряд вставляется в дульце гильзы с натягом, после чего тре­буемая прочность соединения достигается обжимом дульца и закат­кой его стенок в кольцевые проточки снаряда. Прочность соедине­ния снаряда с гильзой строго регламентирована, так как ее величи­на влияет на максимальное давление пороховых газов.

Скат гильзы является переходной частью от дульца к средней части. Он ограничивает движение патрона в патроннике при досы­лании. Средняя часть гильзы может иметь цилиндрическую или ко­ническую форму с небольшим углом наклона образующей. В дон ной части гильзы имеется гнездо под электрокапсульную втулку, а снаружи — фланец, с помощью которого патрон взаимодействует с лапками затвора.

Снаряды соответствуют ряду общих требований. Одним из них является требование устойчивости снаряда на траектории его поле­та. Снаряд не имеет хвостового оперения, и его устойчивость обес­печивается только лишь за счет вращения относительно продольной оси.

Рисунок 12.1. Устройство патрона:

1 — снаряд; 2 — ведущий поясок; 3 — гильза; 4 — размеднитсль; 5 — пороховой заряд; 6 — воспламенительное устройство

Вращательное движение снаряд получает при движении в ка­нале ствола ААО. Поэтому пушки относятся к оружию нарезного типа. Взаимодействие нарезов канала ствола с ведущим пояском снаряда придает ему вращение.

Патроны должны отвечать требованиям безопасности как в слу­жебном обращении, так и при боевом применении.

Взрывчатые вещества, пороховые заряды, пиротехнические со­ставы. В патронах к пушке ГШ-301 применяются инициирующие и бризантные взрывчатые вещества (ВВ), пороховые заряды, пиро­технические составы.

Инициирующие ВВ применяются во взрывателях и в устройствах воспламенения, бризантные — в качестве снаряжения снарядов и их взрывателей. Пороховыми зарядами снаряжаются гильзы; они также применяются во взрывателях. Пиротехнические составы используют­ся в качестве трассирующих и зажигательных составов в снарядах.

Особенностью инициирующих ВВ, по сравнению с бризантны­ми, являются их большая чувствительность к внешним воздействи­ям (удару, нагреву, лучу огня) и большая удельная энергия, обеспе­чивающая подрыв бризантных ВВ. В качестве инициирующих ВВ в снарядах применяются гремучая ртуть (имеет высокую чувствитель­ность к удару и наколу), тринитрорезорцинат свинца (ТНРС) (вы­сокочувствителен к тепловому и электрическому воздействию), тетразен (высокочувствителен к удару и лучу огня), азид свинца (обла­дает высокой инициирующей способностью, усиливает мощность взрыва). Инициирующие взрывчатые вещества применяются в виде смесей в воспламенительных устройствах и во взрывателях.

Бризантные ВВ менее чувствительны к внешним воздействиям (удару, наколу, лучу и др.). Поэтому для их подрыва и используют­ся «усилители мощности» — заряды инициирующих ВВ. В патронах к пушке ГШ-301 применяются сплавы бризантных ВВ на основе гексогена.

Гексоген является мощным ВВ, но при этом обладает большой восприимчивостью к детонации и большой чувствительностью к механическим воздействиям. Поэтому он применяется в смеси с флегматизаторами (парафином или оксизином), снижающими чув­ствительность гексогена к механическим воздействиям. Смесь гек­согена, содержащая 5—6% парафина, обозначается шифром A-IX-1. Смесь флетматизированного парафином гексогена (80%) с алюмини­евой пудрой (20%) получила шифр A-IX-2. Если в качестве флегматизатора используется оксизин, то смеси получают шифры A-IX-1O и

A-IX-2O.

Добавка алюминиевой пудры к гексогену обеспечивает повыше­ние не только мощности ВВ, но и усиление зажигательного действия продуктов взрыва. Если температура продуктов взрыва гексогена составляет 3500 °С, то при добавке алюминиевой пудры она возра­стает до 4200 °С.

При снаряжении снарядов основным ВВ используется прессо­ванные шашки ВВ, которые закладываются в полость снаряда, или полость снаряда заполняется ВВ методом прессования.

При сборке снарядов учитываются все особенности, связанные с их функционированием при движении в стволе ААО и после вы­лета из ствола. Шашки ВВ изолируются от корпуса снаряда и взры­вателя с помощью картонных, бумажных прокладок и пергамента. Радиальные зазоры между корпусом снаряда и взрывателем устра­няются уплотнениями из свинцовых колец.

Шашки ВВ не должны иметь проскальзывания относительно корпуса снаряда при его вращении. С этой целью они закрепляются в корпусе снаряда с помощью церезиновой мастики.

В патронах к пушке ГШ-301 применяется смесь A-IX-2O, обла­дающая мощным фугасным и зажигательным действиями.

В качестве метательных зарядов в патронах к пушке ГШ-301 используют бездымный семиканальный пироксилиновый порох 6/7Фл, имеющий прогрессивную форму горения (за счет многоканальности). В состав порохового заряда вводятся пламегасяшие при­садки и флегматизаторы.

Примерный состав пороха:

- пироксилин 90...95 %

- спиртоэфирная смесь до 2,5 %

- дифениламин 1,0 %

- вода 1,0 %

- камфора 1.5 %

- графит до 0,2 %

Спиртоэфирная смесь является остатком растворителя, превра­щающего пироксилин в пластическую желеобразную массу, из кото­рой затем прессованием через матрицы и резкой получают пороховые зерна нужных размеров и формы. Следует отметить, что раствори­тель проникает внутрь волокон пироксилина, вызывает его набуха­ние, ослабляет связи между молекулами и превращает пироксилин из бризантного ВВ в метательное.

Дифениламин служит стабилизатором, повышает химическую стойкость порохов. Он химически связывает выделяющиеся при хранении из порохов оксиды азота и остатки азотной кислоты, замед­ляет процесс разложения (старения) пороха и обеспечивает длитель­ные сроки его хранения (20...35 лет).

Вода обеспечивает физическую стойкость пороха. В процессе увлажнения ее содержание доводится до того количества, которое порох может впитать при хранении в средних условиях относитель­ной влажности.

Камфора является флегматизатором, уменьшающим скорость горения пороха.

Графит на поверхности пороховых зерен появляется в процессе графитования. Наличие графита улучшает сыпучесть пороха, повы­шает его гравиметрическую плотность, что весьма существенно при больших плотностях заряжания, так как гильзы снаряжаются поро­хом насыпью.

Как известно, пороховые зерна представляют собой цилиндрики с одним или семью каналами. Для конкретного образца оружия (заданной баллистики) масса и плотность порохового заряда, форма и размеры порохового зерна определяются при решении задачи бал­листического проектирования ствола.

Наиболее эффективным средством гашения пламени при выстреле являются органические соединения, которые снижают активность реакции окисления горючих продуктов сгорания пороховых газов (окись уг­лерода СО, водород Н₂, метан СН₄). К числу этих присадок относятся соли щелочных металлов (сернокислый калий K₂SO₄, хлорис­тый калий КС1 и др.). Масса их составляет 0,25—0,75% от массы по­рохового заряда.

При движении снаряда по каналу ствола из-за трения медного ведущего пояска на поверхности канала ствола происходит отложе­ние меди (омеднение), что является причиной сужения канала ствола и, как следствие, увеличения трения между снарядом и поверхнос­тью канала ствола.

В качестве размеднителя (рисунок 12.1, поз. 4) используется прово­лочка из свинца, которая размещается в гильзе и крепится одним концом к донной части снаряда. При выстреле свинец плавится и распределяется по каналу ствола, при этом образует эвтектические сплавы с отложениями меди, т. е. сплавы, имеющие температуру плавления ниже, чем у каждого из компонентов. Эти сплавы удаля­ются из канала ствола пороховыми газами и снарядами следующих выстрелов.

Флегматизаторы в пороховых зарядах в основном предназначе­ны для уменьшения теплового воздействия пороховых газов на внут­реннюю поверхность канала ствола. В качестве флегматизатора ис­пользуется бумага, пропитанная парафином или сплавом парафина с церезином. Использование флегматизаторов приводит к повышению живуче­сти стволов ААО. Флегматизаторы (камфара) используется также и для регулирования скорости горения пороха.

Пиротехнические составы представляют собой механические смеси горючего, окислителя и веществ, придающих составу специ­альные свойства (окрашивание пламени, увеличение времени горе­ния и др.). Так, трассирующие составы предназначены для обозна­чения траектории полета снаряда. В качестве красителя использу­ются соли стронция, окрашивающие пламя в красный цвет.

Средства воспламенения предназначены для создания теплово­го импульса, необходимого для воспламенения пороховых зарядов патронов, вышибных зарядов снарядов и детонирующие устройства взрывателей снарядов.

Конструктивно средства воспламенения выполняются в виде капсюлей-воспламенителей и капсюльных втулок. В зависимости от способа приведения в действие они подразделяются на два типа — ударные (накольные) и электрические.

Основным недостатком устройств воспламенения ударного типа является большее рассеивание времени их срабатывания (до 30%) и относительно большее время производства выстрела. Для уменьше­ния этих недостатков используются средства воспламенения элект­рического типа. Они имеют высокую чувствительность к тепловому воздействию. Во всех патронах к пушкам ГШ калибра 30 мм для воспламенения порохового заряда патрона применяются в качестве воспламенительных устройств капсюльные втулки электрического типа (ЭКВ типа ЭКВ-30М).

В состав воспламенительного устройства типа ЭКВ входит элек­трический мостик в виде нити накаливания, на которую наносится слой инициирующего состава на основе ТНРС.

ЭКВ (рисунок 12.2) имеет стальной корпус, колпачок, воспламени-тельный состав, прикрытый чашечкой. Электрическая цепь ЭКВ имеет контактное кольцо 6 и контактную шайбу 7, разделенные изоляционной шайбой 9.

Рисунок 12.2. Втулка электрокапсюльная:

1- корпус; 2 - колпачок; 3 - воспламенительный состав; 4 - чашечка;

5 - мостик накаливания; 6 - контакт верхний (кольцо); 7 - шайба

изоляционная; 8- контакт нижний (шайба); 9- изолятор

пластмассовый; 10 - контакт центральный

Между кольцом и шайбой установлены, для надежности срабатывания, два мостика накаливания 5 из нихромовой проволоки, покрытые составом изТНРС. Контактная шайба опирается на центральный контакт 10, который надежно изолиро­ван от корпуса втулки /изолятором 9. Контактное кольцо 6 приле­гает к колпачку 2.

Электрическая цепь втулки состоит из центрального контакта (к нему подводится напряжение от электробойка стреляющего ме­ханизма ААО), контактной шайбы, мостика накаливания, контакт­ного кольца, колпачка и корпуса втулки, связанного с массой гиль­зы и оружия.

Номенклатура боеприпасов основного назначения для пушки ГШ -301 включает: патроны с осколочно-фугасно-зажигательными снарядами ОФЗ-30-ГШ, патроны с осколочно-фугасно-зажигатель-но-трассирующими снарядами ОФЗТ-30-ГШ, патроны с бронебой-но-трассирующими снарядами БТ-30-ГШ, патроны с бронебойно-разрывными снарядами БР-30-ГШ, патроны с многоэлементными снарядами МЭ-30-ГШ. В качестве боеприпасов вспомогательного на­значения рассмотрим патрон ОФЗ-ЗОП.

Все типы патронов имеют унифицированную стальную гильзу, длиной 165 мм и наружным диаметром дна 40 мм. Другие основные характеристики патронов представлены в таблице 33.

В целом конструкция патрона обеспечивает длительное хране­ние боеприпасов как на складах в герметичной укупорке, так и без нее непосредственно на стоянках, а также безопасность в служеб­ном обращении.

Патроны с ОФЗ и ОФЗТ снарядами имеют взрыватели типа АГ-30 и предназначены для поражения легкоуязвимой техники противни­ка и живой силы.

В нижней части корпуса снаряда ОФЗТ-30-ГШ имеется специ­альное гнездо, куда вворачивается втулка с трассером.

Трассер представляет собой пиротехнический состав и предназ­начен для визуализации траектории движения снаряда.

Патроны с БТ снарядами (трассер горит не менее 2 с) предназ­начены для поражения легкобронированной и легкоуязвимой тех­ники противника.

Патроны с БР снарядами имеют взрыватель ДА-30 и предназна­чены для поражения легкобронированной и легкоуязвимой техни­ки противника.

Таблица 12.1

Патроны с МЭ снарядами предназначены для поражения легко­уязвимой техники и живой силы противника.

Маркировка патронов осуществляется путем нанесения клейм и цветных полос на снарядах. Опознавательная окраска служит для определения типа снаряда: головные части взрывателей типа АГ-30 окрашены в красный цвет; ОФЗТ снаряды имеют красную кольце­вую полоску на конической части; головная часть практических снарядов имеет белую окраску; баллистические наконечники МЭ снарядов имеют красную окраску. Бронебойные снаряды отличают­ся головными частями баллистических наконечников: БР снаряды имеют закругленные, а БТ снаряды — затупленные наконечники.

В конструкции снарядов выделяются (рисунок 12.3) головная, цилин­дрическая и хвостовая части. Внешняя форма снаряда должна обес­печивать минимальное сопротивление воздуха снаряду в полете, не­обходимую емкость внутренней полости снаряда и требуемые усло­вия движения снаряда в канале ствола оружия

Рисунок 12.3. Ведущее устройство снаряда

1 — ведущий поясок, 2 — центрирующее утолщение

I — хвостовая или запоясковая часть, II — цилиндрическая часть,

III — головная часть

Механическое воздействие снаряда на стенки канала ствола возрастает при колебательном характере его движения. В этом слу­чае снаряд движется с ударами о стенки канала ствола. В сочетании с высокой температурой поверхностного слоя стенок это ведет к быстрому износу нарезной части, т.е. снижению живучести ствола.

Уменьшение колебаний снаряда в стволе достигается с помощью ведущего устройства, роль которого выполняет центрующее утолще­ние и ведущий поясок. Ведущие устройства снарядов авиационных пушек имеют один ведущий поясок и одно—два центрующих утол­щения. Центрующее утолщение представляет собой тщательно об­работанную небольшую поверхность цилиндрической части снаря­да, расположенную на стыке с головной (оживальной) частью. Для надежного центрования снаряда в канале ствола диаметр центриру­ющего утолщения выполняется несколько меньше калибра оружия.

Ведущий поясок принимает участие в центровании снаряда, но главное его назначение — придать снаряду необходимую угловую скорость вращения, обеспечивающую устойчивость его в полете. Для выполнения этого условия снаряды имеют угловую скорость более 70 000 оборотов в минуту.

Материалом для изготовления ведущих поясков традиционно служит красная электролитическая медь, обладающая хорошими пластическими свойствами. Ведущий поясок изготавливается зап­рессовкой меди в специальную кольцевую проточку на корпусе сна­ряда, которая в сечении имеет форму «ласточкина» хвоста (рисунок 12.4). Для лучшего сцепления пояска с корпусом снаряда и исключения проворачивания пояска дно проточки наносится накатка с продоль­ными ребрами.

Диаметр ведущего пояска незначительно превышает калибр. В этом случае в процессе врезания пояска в нарезы медь заполняет парезы канала ствола, предотвращая прорыв пороховых газов. Это особенно важно по мере износа канала ствола.

Рисунок 12.4. Поперечное сечение ведущего пояска