Курс артиллерии. Том 1. Основания устройства артиллерийских орудий - Ларман Э.К.

Автор: Ларман Э.К.
Теги: военное дело артиллерия
Год: 1956
Похожие
Устройство и проектирование стволов артиллерийских орудий
Артиллерийское орудие
Курс артиллерии. Книга 4. Основания устройства материальной части артиллерии
Основания устройства материальной части артиллерии
Текст
                    Военная ордена Ленина и ордена Суворова
Артиллерийская инженерная академия
имени Ф. Э. Дзержинского
Э. К. ЛАРМАН
КУРС
АРТИЛЛЕРИИ
Том I
ОСНОВАНИЯ УСТРОЙСТВА
АРТИЛЛЕРИЙСКИХ ОРУДИЙ
Под общей редакцией доктора технических наук
профессора И. И. ЖУКОВА
МОСКВА—1956

ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящий труд является первой частью «Курса артилле-
рии» 1 и предназначается в качестве учебника по основаниям
устройства артиллерийских орудий. Учебник рассчитан на
слушателей и студентов, непосредственно не специализирую-
щихся по проектированию и производству артиллерийских ору-
дий, но которые по роду своей будущей инженерной деятель-
ности должны знать теоретические основания устройства
последних.
При написании данного учебника автор использовал имею-
щуюся отечественную литературу по вопросам артиллерии и
свой педагогический опыт.
В труде изложены теоретические основания устройства со-
временных артиллерийских орудий в объеме, необходимом для
понимания принципов устройства и работы как отдельных
агрегатов и механизмов, так и всего орудия в целом.
Сведения, изложенные в учебнике, должны также способ-
ствовать сознательному освоению таких артиллерийских ору-
дий, с которыми читателю придется встретиться впервые.
При составлении настоящего учебника автор имел в виду
читателя, который знаком с элементарными сведениями по ар-
тиллерии, знает материальную часть и работу отдельных меха-
низмов хотя бы одного артиллерийского орудия и имеет физи-
ко-математическую и общетехническую подготовку в объеме,
установленном для инженеров любой специальности.
Кроме того, имеется в виду, что сведения о порохах, взрыв-
чатых веществах, снарядах, трубках и взрывателях читатель
знает по другим источникам.
1 «Курс артиллерии», том II — Боеприпасы пороха и взрывчатые ве-
щества, издан Оборонгизом в 1952 г. Авторы — Г. М. Третъяков, В. Ф. Си-
ротинский и В. И. Шехтер.
3
В заключении учебника дана характеристика работы при
выполнении эскизного проекта вновь проектируемого орудия.
Однако не следует перечень вопросов, изложенных в заключе-
нии, рассматривать как исчерпывающие указания по выполне-
нию проекта артиллерийского орудия.
Автор приносит свою благодарность коллективу препода-
вателей кафедры профессора И. И. Жукова Артиллерийской
инженерной академии им. Дзержинского за критические заме-
чания, которые ими были сделаны в процессе обсуждения ру-
кописи данного учебника.
Автор весьма признателен и благодарен Герою Социали-
стического Труда доктору технических наук профессору гене-
рал-лейтенанту инженерно-технической службы И. И. Иванову
за тщательный просмотр рукописи и ценные указания, которые
были учтены при окончательной подготовке труда к печати.
ВВЕДЕНИЕ
Под словом «артиллерия» понимают: 1) род войск, 2) во-
оружение этого рода войск и 3) науку об устройстве артилле-
рийского орудия и боевом использовании артиллерии. Слово
«артиллерия», вероятно, произошло от итальянского «arte de
tirare» (искусство стрелять). На Руси оно 'вошло в употребле-
ние при Петре I. До этого времени пользовались словом
«наряд».
Задачей настоящего курса является изучение основ артил-
лерии, как науки об устройстве оружия. Оружием в широком
смысле можно назвать каждый предмет, служащий для нане-
сения вреда противнику, каждый предмет, полезный для
борьбы.
Первоначально оружие подразделялось на нападательное и
оборонительное. Под нападательным оружием подразумева-
лось оружие, служащее для нанесения ударов, а под оборони-
тельным, .служащее для защиты от них. Нападательное оружие
в свою очередь 'подразделялось на метательное и рукопашное.
Один из самых ранних видов (первообраз) метательного
оружия — копье, рукопашного — меч, оборонительного — щит.
Самым древним источником энергии для метания снарядов
был сам человек, который своей мускульной силой приводил
в действие пращу, метал копье и т. п. Праща, копье относятся
к так называемой хиробаллистической артиллерии, к
которой можно отнести также и современную ручную гранату.
Натягивание тетивы лука также производилось мускульной
силой, но силой, непосредственно двигавшей стрелу, была
упругость тетивы и лука, изготовленных из твердых упру-
гих тел
Упругие свойства твердых тел послужили основанием для
создания орудий невробаллистической артиллерии.
Этот вид артиллерии нашел широкое применение в древнем
5
мире. Сущность устройства орудий этой артиллерии заключа-
лась в следующем (рис. 1). Силой людей или животных упру-
гие тела выводились из нормального состояния посредством
сгибания, растяжения или скручивания. После быстрого их
освобождения эти тела, стремясь возвратиться в прежнее по-
ложение, приходили в быстрое движение и, действуя на бро-
саемый снаряд, сообщали последнему поступательную
скорость.
К орудиям невробаллистической артиллерии относятся лук,
арбалет, баллиста, катапульта и др. По существу указанные
выше тела служили аккумуляторами энергии человека или
рабочих животных. Для характеристики мощности подобного
рода метательных машин можно взять следующие данные для
баллисты: вес снаряда — 30 кг; начальная скорость — 60 м/сек;
живая сила в момент выстрела — около 1800 кгм, дальность —
400 м.
Понятно, что человек стремился для метания снарядов
использовать естественные силы природы. Так, например, во-
да, как движитель, употребляется с незапамятных времен;
водяные колеса употреблялись еще до начала нашего лето-
исчисления. Энергия водяных потоков в военном деле исполь-
зовалась для пуска брандеров.
Однако доставлять эту даровую энергию к месту стрельбы
из другого места в требуемый момент оказывается невозмож-
ным. Поэтому орудий «гидробаллистической» артиллерии ни-
когда не существовало и существовать не будет. ,
Ветер — могучий земной работник, но он непостоянен; пе-
ременчивость его вошла в пословицу. Между тем для стрель-
бы нужен двигатель надежный. Стрелять надо тогда, когда
этого требуют обстоятельства, а не тогда, когда ветер дует.
Вследствие этого и «аэробаллистические» орудия никогда не
разрабатывались.
Тяжесть присуща всем физическим телам природы: она бы-
ла использована для метания снарядов в средние века.
Артиллерию, орудия которой основаны на действии силы
тяжести, называют баробаллистической. Метатель-
ные машины или артиллерийские орудия этого типа иногда
назывались машинами с грузом или перевесом. В сущности
такая машина (рис. 1) представляла прямолинейный рычаг,
вращающийся вокруг горизонтальной оси. К концу короткого
плеча прикреплялся груз, а к концу длинного плеча подвеши-
вался бросаемый снаряд. К орудиям баробаллистической ар-
тиллерии относятся требюше и франдиболла.
Из летописей известно, что метательные машины существо-
вали и в древней Руси, они носили названия: пороки, замыш-
ления, пускачи, возграды и тараны. Точных данных о том, что
6
они представляли собой, нет, но по некоторым сведениям за-
мышления и пороки являлись метательными машинами, где
энергия для метания снарядов получалась за счет деформации
упругого стрежня.
Пускачи представляли собой метательные машины для на-
весного бросания снарядов с использованием силы тяжести.
Возграды и тараны представляли собой стенобитные машины.
Указанные метательные машины могли бросать камни весом
в два пуда (32 кг} на расстояние до 1200 шагов, а наиболее
мощные — камни весом в 30 пудов (около 500 кг) на расстоя-
ние до 400 шагов.
Упругость сжатых газов и паров также послужила основа-
нием для создания орудий пневмо баллистической
артиллерии.
Плавное, постепенно развивающееся и легко управляемое
давление сжатых газов и паров оказалось пригодным для бро-
сания снарядов, наполненных бризантными веществами, напри-
мер, для бросания мин. Предлагались также и конструкции
паровых пушек. Однако сложность машин, действующих сжа-
тым воздухом, и необходимость предварительного получения
пара для стрельбы из паровых пушек делали их крайне не-
удобными для стрельбы, а поэтому появление пороха быстро
вытеснило подобного рода метательные машины. В настоящее
время существуют лишь спортивные пистолеты и винтовки ма-
лой мощности, работающие сжатым воздухом, и минные аппа-
раты на судах военно-морского флота. Сжатый воздух или ка-
кой-либо другой газ иногда использовался также для стрельбы
из минометов.
Метательные машины невробаллистической и баробалли-
стической артиллерии имели тот недостаток, что для их заря-
жания, т. е. сгибания дуги лука, скручивания тетивы катапуль-
ты, поднятия перевесочного груза франдиболлы требовалось
совершение значительно большой механической работы, чем
работа выстрела. Изобретение пороха дало возможность соз-
дать артиллерию огнестрельную или и и р о б а л л и-
с т и ч е с к у ю.
В существующих огнестрельных орудиях вкладывание сна-
ряда и заряда— работа, совершенно ничтожная по сравнению
с работой выстрела. Современную самую мощную пушку мо-
гут зарядить пять — шесть человек в течение нескольких ми-
нут, совершая механическую работу всего в несколько десятков
килограммометров; работа же выстрела составляет несколько
сот тоннометров. Для того чтобы зарядить древнюю метатель-
ную машину, способную дать выстрел по мощности, равный
выстрелу самой маломощной современной пушки, потребова-
лась бы работа батальона втечение 5—6 минут.
7
8
баробаллистической артиллерии:
баллиста; в) баллиста; г) франдиболла.
9
Это преимущество орудий огнестрельной артиллерии
является результатом того, что порох содержит в себе при
сравнительно малом весе большое количество потенциальной
энергии, способной в малый промежуток времени произвести
большую механическую работу.
Насколько можно судить по литературным источникам,
огнестрельное оружие зародилось на востоке, а оттуда араба-
ми было перенесено в Европу. Пока отсутствуют достоверные
данные о том, где впервые появилось огнестрельное оружие.
Известно, что еще до начала нашего летоисчисления селитра
добывалась в Китае и в Индии. Кроме того, известно, что за-
долго до появления огнестрельного оружия китайцы употреб-
ляли петарды, что указывает на знакомство их с взрывчатыми
свойствами селитряных смесей, которые использовались в ка-
честве пороха в первых образцах огнестрельного оружия.
Орудия огнестрельной артиллерии появились на Руси в се-
редине XIV века и назывались «тюфяками». Достоверной да-
той первого боевого применения огнестрельной артиллерии
русскими дружинами следует считать 1392 год, когда было от-
ражено нашествие татаро-монгольских орд хана Тохтамыша на
Москву: «Граждане, стерегущие града и супротивляющиеся
им — они стреляли стрельбу с заборол, овин каменьем шибаху
нань, друзие же тюфяки на ня, иные из самострел стреляху и
пороки шибаху, иные пушки великие пущаху» (Воскресенская
летопись).
Первые огнестрельные орудия были крайне примитивно
устроены и состояли из ствола, который устанавливался на ко-
лоде (рис. 2). Орудия малого калибра устанавливались на
колодах, приспособленных для стрельбы с плеча, а орудия
более крупного калибра—на .массивные колоды, устанавли-
вались на грунт. Как об этом свидетельствует Воскресенская
летопись, первые орудия стреляли каменными* ядрами такого
веса, «яко можаху четыре мужа сильно подъяти», и метали их
на «полтора перестрела», т. е. в полтора раза дальше полета
стрелы (200—250 м).
Появившись на Руси, орудия огнестрельной артиллерии
благодаря изобретательности и высокому мастерству русских
пушечных дел мастеров быстро совершенствовались, вслед-
ствие чего русское государство стало обладательницей наибо-
лее совершенных по тому времени образцов орудий.
Артиллерийский парк к концу XVI века уже насчитывал
более чем две тысячи орудий. Данные, полученные при изуче-
нии истории развития материальной части орудий огнестрель-
ной артиллерии, свидетельствуют о том, что отечественные уче-
ные-артиллеристы сыграли большую роль в решении всех
10
основных вопросов, обеспечивших развитие и совершенствова-
ние артиллерийской техники.
С открытием электричества делались попытки создания ору-
дий электр о-б аллисти ческой артиллерии. В ору-
диях этого типа мощные электромагниты, расположенные в
ряд, последовательно притягивая снаряд от одного к другому,
сообщают последнему поступательную скорость. Теоретические
подсчеты и экспериментальные поверки показывают, что для
сообщения снаряду таких же начальных скоростей, как у со-
Рис. 2. Пушка, мортира и бомбарда XIV века.
временных орудий огнестрельной артиллерии, требуется мощ-
ный источник электроэнергии. Однако мощные источники
электроэнергии являются стационарными. Быстро подвести
электроэнергию к месту стрельбы почти невозможно, поэтом)7
электромагнитные орудия распространения не получили.
В настоящий момент человек научился выделять внутри-
атомную энергию, что открывает перспективы для создания
весьма мощных орудий атомно-баллистической
артиллерии.
Впервые этот вид энергии для целей разрушения городов и
массового истребления 'мирного населения в .виде специальной
авиационной бомбы был использован американцами во время
второй мировой войны. В настоящее время в США создано
11
артиллерийское орудие, стреляющее снарядом, взрыв которого
совершается за счет атомной энергии. Трудно предугадать, ка-
ким будет то артиллерийское орудие, в котором внутриатомная
энергия будет использована для сообщения снаряду его посту-
пательной скорости.
Огнестрельная (артиллерия существует более пятисот лет и
для успеха войны она является весьма ценным родом войск.
Учитывая это, Коммунистическая партия и Советское прави-
тельство после Великой Октябрьской социалистической рево-
люции создали все условия для всестороннего развития артил-
лерийской науки и техники. Под руководством партии наш
народ вложил много мудрости, умения, труда в разработку и
создание средств артиллерийского вооружения.
В результате этого наша отечественная артиллерия являет-
ся самой могущественной артиллерией в мире.
Глава I
ОБЩИЕ (СВЕДЕНИЯ ОБ АРТИЛЛЕРИЙСКИХ ОРУДИЯХ
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АРТИЛЛЕРИЙСКОГО ОРУДИЯ
Огнестрельное артиллерийское орудие состоит из ствола с
затвором и лафета. Лафет в свою очередь может состоять из
люльки с противооткатными устройствами, верхнего станка,
нижнего станка, ходовых частей (колеса, гусеничный ход, ме-
ханизм подрессоривания).
Современное артиллерийское орудие представляет собой
тепловую машину, основанную на использовании энергии га-
зов, которые образуются из порохового боевого заряда. При
выстреле в канале ствола происходят сложные химические про-
цессы, которые совершаются при высоких температурах
2500—3000° С и давлениях, доходящих до 4000 кг/см2. В про-
цессе выстрела совершается огромная работа по сообщению
движения снаряду. Весь цикл этой работы протекает в проме-
жутки времени, измеряемые сотыми и даже тысячными долями
секунды. Вследствие этого срок действительной службы ствола
орудия измеряется лишь секундами, так как после некоторого
числа выстрелов он приходит в состояние, при котором его
дальнейшее использование становится неразумным.
Для орудий крупного калибра и имеющих большую началь-
ную скорость это состояние наступает после 150—200 выстре-
лов, а для орудий средних и малых калибров—после
8000—15 000 выстрелов. Если принять продолжительность на-
хождения снаряда в канале ствола для первых орудий 0,03 сек,
а для вторых — 0,003 сек и помножить эти числа на соответ-
ствующее число выстрелов, то получим действительный срок
службы орудийных стволов соответственно 6 и 45 сек.
Мощность, развиваемая орудием, весьма велика и изме-
ряется сотнями тысяч лошадиных сил.
13
Таблица 1
Эволюция тактико-технических характеристик артиллерийского орудия (цифры округлены)
		СО	1	1 О)		1	Наибольший угол возвы- шения, град.	i .	<		со	।		
Наименование орудия	Калибр, мм	Длина ствол калибры	1 Вес снаряда, кг	Максимальнс давление, кг/см1 2	Начальная скорость, м/сек		Наибольшая дальность стрельбы, м		Угол горизо тального от- стрела, град	Скорострель 1 ность, выстр/мин		Вес в боево положении,	Скорость пе редвижения, км/час		Число меха- низмов
1/2-пудовый единорог 1758 гД	152	9	8,2	800	400	1500	10	0		1	1180	до	122	1
6-фунтовая пушка 1838 г.	96	16	2,9	1000	450	2000	12	0		1	667	до	12	1
4-фунтовая пушка 1867 г.	87	19	5,7	1000	305	3400	17	0		1	800	до	12	2
Полевая легкая пушка 1887 г.	87	24	6,7	1500	445	6400	18	0		2	1000	до	12	3
Полевая легкая пушка 1895 г. 76,2-мм скорострельная пушка	87	24	6,7	1500	445	6400	18	±2,5		4	1100 1230	до	12	5
1902 г.	76,2	30	6,5	2200	588	6800	17	±2,7		10		до	12	9
75-мм дивизионная пушка 1912 г.3 4	75	30	6,5	2200	510	8600	70	±2,7		10	1300	до	12	14
75—76,2-мм современные легкие	75—	45-			660-						1600-			
полевые орудия	76,2	60	6,5	2500	800	15000	45	±30		20	2000	до	60*	17
85—100-мм противотанковые пушки	85—	60—	10-		900—						2000-			
	100	90	16	4000	1200	20000	45	±30	10	-20	4000	до	50	ок. 35
1 В период гладкоствольной артиллерии калибр указывался по весу снаряда.
2 Конной тяги.
3 Итальянской артиллерии.
4 Механической тяги.
Рис. 3. Общий вид современного артиллерийского орудия
на колесном лафете.
О1
Полезная работа, производимая боевым зарядом в орудии,
измеряется дульной энергией £0, равной живой силе сна-
ряда в момент вылета снаряда из канала ствола, т. е.
E°~2g’
(1)
где
q — вес снаряда, кг\
vq ~ начальная скорость снаряда, м/сек\
g — ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/сек2.
Так, например, для 75-мм пушки, имеющей q = 6,5 кг и
= 800 м/сек,
Г	6.5-8002
Eq— — =-----------212000 кгм.
2g 2g
Так как эта энергия получается в течение 0,003 еек, то
мощность этого орудия
и,= _^ = 1120» :=942., ,.
75/	75-0,003
В таблице 1 показана эволюция тактико-технических ха-
рактеристик артиллерийских орудий среднего калибра, а на
рис. 3 показан общий вид современного полевого артил-
лерийского орудия.
2. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ
К АРТИЛЛЕРИЙСКОМУ ОРУДИЮ
Рассмотрим, какие общие требования надлежит предъяв-
лять или какими основными свойствами должно обладать
артиллерийское орудие, чтобы оно явилось боевой машиной,
наилучшим образом решающей различного рода боевые задачи.
«Неприятелю — гибель, пушкарю — честь, родине — свобо-
да и независимость», так выражались наши деды, говоря о
ратных делах русской артиллерии. Чтобы оправдать сказанное,
каждое современное артиллерийское орудие независимо от его
назначения и вся артиллерия в целом должны удовлетворять
определенного рода требованиям. Артиллерия должна быть мо-
гуча и гибельна для врага, удобна и практична в употреблении,
дешева и проста в изготовлении.
В соответствии с этим требования к артиллерийскому ору-
дию могут быть разделены на служебные и экономические.
Под служебными требованиями понимают тре-
бования, вытекающие из условий работы артиллерийского ору-
дия в бою и в походе.
16
Для того чтобы нанести наибольший урон неприятелю, ар-
тиллерийское орудие должно обладать определенным могуще-
ством, которое характеризуется:
а)	дальнобойностью,
б)	кучностью боя и меткостью,
в)	скорострельностью,
г)	могуществом снаряда (ударного, фугасного и т. д.).
За меру дальнобойности артиллерийского орудия прини-
мают наибольшую дальность, на которую оно может добросить
свои снаряды при нормальных условиях стрельбы. Дальность
представляет расстояние на горизонтальной плоскости, на ко-
тором расположено орудие, от места стояния орудия до точки
пересечения траектории снаряда с этой плоскостью. К орудиям
зенитной артиллерии предъявляется требование высокобойно-
сти, т. е. требование бросать снаряды на возможно большую
высоту. Для зенитного орудия дальнобойность может характе-
ризоваться так же наклонной дальностью, т. е. расстоянием
от места стояния орудия до воздушной цели.
Прежде чем рассматривать характеристики кучности и мет-
кости, остановимся вкратце на рассеивании снарядов.
Предположим, что производится стрельба из одного и того
же орудия одинаковыми снарядами и боевыми зарядами, при
однообразном прицеливании и в одинаковых прочих условиях.
Опыт показывает, что, несмотря на все старания получить
одинаковые выстрелы, полет снарядов все же будет различен
и их попадания в вертикальной или горизонтальной плоскости
будут разбросаны. Однако разброс или, как принято говорить в
артиллерии, рассеивание снарядов на плоскости не будет бес-
предельным, а находится в определенных пределах. При доста-
точно большом количестве выстрелов можно убедиться, что все
попадания снарядов будут находиться в пределах эллипса, на-
зываемого эллипсом рассеивания. На рис. 4 показан
эллипс рассеивания на горизонтальной плоскости. В этом слу-
чае эллипс рассеивания растянут в направлении стрельбы. Рас-
пределение попаданий в пределах эллипса неравномерное.
Если площадь эллипса в направлении большой оси АА1 раз-
бить на восемь равных по ширине полос, то количество попа-
даний в каждую полосу будет таким, как это показано на
рис. 4,а.
Из рис. 4,а видно, что попадания распределены симметрич-
но относительно малой оси ВВХ. В двух средних полосах будет
сосредоточена половина всех попаданий в площадь эллипса
рассеивания. .Ширина каждой из этих полос называется сре-
динным отклонением по дальности и обозначает-
ся через Вд. Таким образом, длина эллипса рассеивания со-
ставляет 8 Вд.
2 Э. К. Ларман
17
Точно так же можно разбить на восемь полос эллипс рас-
сеивания в направлении малой оси ВВХ (рис. 4,6). Закон рас-
пределения числа попаданий по отдельным полосам будет тот
же, что и в предыдущем случае. В этом случае ширина каж-
дой полосы будет называться серединным боковым
отклонением Вб.
Если мы будем рассматривать распределение попаданий в
вертикальную плоскость, то закон их распределения на площа-
ди эллипса рассеивания будет таким же, как и выше. В этом
случае величина эллипса рассеивания будет характеризоваться
серединным отклонением по высоте Be и сере-
динным боковым отклонением Вб.
18
Кучность орудия характеризуется величиной площади
эллипса рассеивания. Чаще всего за меру кучности прини-
мают отношение срединного (вероятного) отклонения к
дальности. Для орудий полевой артиллерии, предназначен-
ных главным образом для стрельбы по вертикальным целям,
для характеристики кучности пользуются отношениями
— и —, а для прочих орудии этой мерой могут служить
X X
Вд Вб v	л
отношения — и —, где X — дальность стрельбы.
X X
Чем эти отношения меньше, тем кучность лучше и наоборот.
При общей характеристике кучности орудий указанные отно-
шения составляются для предельной дальности стрельбы из
того или другого орудия.
Кучность в данной плоскости может быть также определе-
на, как величина, обратно пропорциональная произведению из
рассеиваний по двум взаимно перпендикулярным направле-
ниям. При стрельбе по горизонтальным целям она обратно
пропорциональна произведению Вд X Вб, а по вертикальным
целям произведению Be X Вб. Чем эти произведения меньше,
тем кучность выше. Кучность боя зависит как от артиллерий-
ского орудия, так и от элементов выстрела.
Термин «меткость» служит для оценки качества стрельбы
из артиллерийского орудия и зависит как от кучности боя по-
следнего, так и от искусства стреляющего — расположить
центр эллипса рассеивания наивыгоднейшим образом относи-
тельно цели. Так, при ударной стрельбе для получения наи-
лучших результатов необходимо совместить центр О (рис. 4)
непосредственно с целью. В этом случае наиболее кучная часть
эллипса рассеивания будет расположена вокруг цели, что по-
высит вероятность ее поражения. Для других снарядов наилуч-
шее поражение цели может получиться при другом располо-
жении эллипса рассеивания относительно цели.
Для того чтобы эллипс рассеивания расположить должным
образом относительно цели, необходимо точно знать положение
цели относительно стреляющего орудия (расстояние, направле-
ние и ее превышение над горизонтом орудия). Определение
этого положения цели может осуществляться различным обра-
зом, например, на глаз или различными измерительными при-
борами. Чем точнее будет решена эта задача, тем более меткой
будет стрельба.
Таким образом, для достижения большой меткости, помимо
владения искусством стрельбы и наличия орудия с хорошей
кучностью, необходимы различные приборы и умелое их
2*	19
использование для определения положения цели относительно
стреляющего орудия. Поскольку приборы сами по себе вносят
также ту или иную ошибку при определении координат цели
относительно орудия, то можно определить, что меткость
стрельбы з а в и с и т от и с к у с ст в а стреляющего
и точности используемых приборов.
Скорострельность измеряется количеством выстре-
лов, которое можно произвести из орудия при полной наводке
его в единицу времени.
От скорострельности нужно отличать темп стрельбы,
который характеризуется количеством выстрелов,которое по-
зволяет произвести в единицу времени орудие, как машина.
Более подробно вопрос о темпе будет рассмотрен при изу-
чении оснований устройства артиллерийских автоматов.
Скорострельность всегда меньше или равна темпу
стрельбы.
У пулемета или автоматической пушки, имеющих ленточное
или какой-либо другой тип непрерывного питания, скоро-
стрельность почти р-цдна темпу стрельбы. Чем скорострель-
ность автоматической пушки ближе к ее темпу, тем совершен-
нее автомат.
В обычных артиллерийских орудиях время между выстре-
лами в основном определяется временем, необходимым на
откат и накат ствола, на открывание и закрывание затвора, на
заряжание орудия и на восстановление наводки. Чтобы это
время сократить, у орудий, от которых требуется большая ско-
рострельность (зенитных и противотанковых), закрывание и
открывание затвора производится специальными механизма-
ми — механизмами полуавтоматики.
Предельная скорострельность зенитных орудий при ручном
заряжании может быть достаточно точно определена по фор-
муле
450
п —----------------
0,87дп+1,37+12,4
где
п — число выстрелов в минуту;
qn — вес патрона, кг\
I —• длина унитарного патрона, лш.
Для орудий наземной артиллерии число п будет несколько
выше.
Для того чтобы облегчить и ускорить заряжание, в зенит-
ных орудиях применяются автоматические установщики взры-
вателей, а при весе патрона, превышающем 25 кг, устраивают-
ся также досылатели.
20
(2)
Чтобы сократить время на восстановление наводки, поле-
вое артиллерийское орудие должно быть устойчивым и
неподвижным во время выстрела. Хорошая устойчивость
и неподвижность орудия во время выстрела противотанковых
орудий не только повышает их скорострельность, но позволяет
наводчику, не отрывая глаза от прицела, непрерывно следить
за целью, чем повышается меткость стрельбы.
В орудиях зенитной артиллерии для непрерывного слеже-
ния за целью применяются синхронные и силовые передачи.
Говоря о темпе стрельбы и скорострельности, нельзя не
упомянуть о режиме огня. Артиллерийское орудие — ма-
шина, обладающая определенной работоспособностью. Так,
например, если из автоматической зенитной пушки при полной
скорострельности вести непрерывный огонь длительный проме-
жуток времени, то ствол ее перегреется, механические свой-
ства металла, из которого он изготовлен, изменятся, произой-
дет сглаживание и срыв полей нарезов или даже искривление
и изменение формы ствола, вследствие чего последний быстро
выйдет из строя. Поэтому стрельбу необходимо вести опреде-
ленными очередями, давая возможность в промежутки между
ними стволу остыть и тем самым продлить срок его службы,
У полевых артиллерийских орудий при интенсивной стрель-
бе происходит не только нагрев ствола, но и нагрев жидкости
и воздуха (газа) в противооткатных устройствах. Вследствие
этого откат и накат ствола начинает происходить ненормально,
что может привести к повреждению деталей тормоза отката и
накатника.
Таким образом, у каждого артиллерийского орудия имеет-
ся агрегат, который не позволяет вести стрельбу длительный
промежуток времени при полной скорострельности. Поэтому
в целях сбережения и сохранности материальной части для
каждого типа орудия устанавливается определенный режим
огня, характеризующийся количеством выстрелов, допускаемых
непрерывно в течение получаса, часа и т. д. Режим огня, та-
ким образом, должен быть назначен, исходя из условий нагре-
ва ствола и противооткатных устройств.
Соблюдение режима огня гарантирует исправную работу
орудия в более длительный срок. Отступление от него может
привести к немедленному выходу орудия из строя.
Само собой понятно, что орудие будет тем могущественнее,
чем большим могуществом обладает его снаряд.
Могущество снаряда зависит от назначения и устройства
его. Так, например, для противотанковых пушек могущество
снаряда будет характеризоваться бронепробиваемостью, кото-
рая зависит как от начальной скорости снаряда, так и его
устройства.
21
В заключение рассмотрим вопрос о мощности стрельбы, ко-
торую математически можно выразить формулой
EZ = FNP,	(3)
где
F — характеристика могущества снаряда;
N — число выстрелов в единицу времени;
Р —вероятность попадания в цель при данных условиях
стрельбы.
Из уравнения (3) видно, что для достижения наибольшей
ощности стрельбы необходимо выполнить следующие усло-
. кя: стрелять наиболее могущественным снарядом, выбрасы-
i ать снаряд из орудия цри таких условиях, которые обеспечи-
вали бы наибольшую меткость стрельбы при наибольшей ско-
рострельности.
Под подвижностью понимают маневренность, прохо-
димость и приспособленность артиллерийского орудия для пе-
рехода из походного положения в боевое и обратно.
Орудие в зависимости от назначения обладает указанными
свойствами в различной степени.
Подвижность артиллерийских орудий подразделяют на
стратегическую, оперативную и тактическую.
Под стратегической подвижностью понимают
способность артиллерийского орудия к быстрым передвиже-
ниям из глубокого тыла на фронт и с одного фронта на дру-
гой. Несмотря на наличие в современной артиллерии средств
механической тяги, артиллерийские орудия на большие рас-
стояния приходится перевозить железнодорожным транспор-
том. Для того чтобы обеспечить высокую стратегическую по-
движность, к артиллерийскому орудию вместе с тягачом или
к самоходной артиллерийской установке предъявляются сле-
дующие требования:
а)	вес артиллерийского орудия или его отдельных агрега-
тов, а также тягача должен быть таким, чтобы перевозка их
могла осуществляться стандартным железнодорожным транс-
портом (платформы грузоподъемностью 20 и 50 т):
б)	размеры контуров платформы, загруженной орудием,
должны находиться в определенных пределах, т. е. должны
«вписываться в железнодоржный габарит»;
в)	быстро изготовиться для совершения дальнейшего пе-
редвижения своим ходом с момента выгрузки с железнодорож-
ного транспорта. Это зависит от времени выгрузки и времени
на сборку орудия, если перевозка железнодорожным транспор-
том совершалась -поагрегатно, а также от времени на заправку
и заводку средств механической тяги.
22
Под оперативной подвижностью подразумевает-
ся способность артиллерийского орудия быстро передвигаться
своим ходом на расстояния 300 ч-500 км. Современные ар-
тиллерийские орудия благодаря применению средств механиче-
ской тяги получили большую оперативную подвижность, в ре-
зультате чего вся артиллерия ® целом приобрела возможность
•большими массами самостоятельно -перебазироваться на новые
участки фронта и осуществлять принцип внезапности, имеющий
столь важное значение в (бою.
Оперативная подвижность артиллерийского орудия с тяга-
чом и самоходной артиллерийской установкой зависит от:
а) максимальной и средней скорости движения по шоссе;
б) запаса хода по горючему, мотору и движителю.
Величина средней скорости зависит от соответствия мощно-
сти тягача весу артиллерийского орудия в походном положе-
нии. Для тягача величина средней скорости движения зависит
от удельной мощности двигателя, т. е. от отношения мощности
двигателя к весу тягача, которое в среднем равно 12 ч-16 —с .
т
Кроме того, средняя скорость зависит от прочности и изно-
соустойчивости гусеничного движителя, качества подвески и
трансмиссии и от системы охлаждения двигателя.
Запас хода при движении по грунтовой дороге снижается
на 30 ч-40%, а по целине на 60% по сравнению с запасом хо-
да по шоссе.
Тактическая подвижность определяется способ-
ностью орудия сравнительно быстро, передвигаясь по пересе-
ченной местности, менять огневые позиции и переходить из
походного положения в боевое и обратно. Тактическая подвиж-
ность характеризуется:
а)	средней скоростью движения по местности (проселку
или целине) в боевых условиях;
б)	хорошей приемистостью двигателя тягача или самоход-
но-артиллерийской установки, его способностью устойчиво' ра-
ботать на широком диапазоне оборотов и нагрузок и способ-
ностью к быстрой -заводке.
Высокая подвижность зависит от наилучшей проходимости,
т. е. от способности артиллерийской повозки или артиллерий-
ского поезда (артиллерийское орудие и тягач на походе) пре-
одолевать препятствия (рвы, канавы, насыпи, уклоны). Наи-
большей проходимостью обладают тягачи и самоходные артил-
лерийские орудия на гусеничном ходу.
Когда артиллерийское орудие доставлено на поле боя, его
необходимо перевести из походного положения в боевое.
У большинства орудий полевой артиллерии перевод совершает
23
ся в промежуток времени!, измеряемый несколькими минутами
или даже долями минуты. Однако отдельные орудия крупного
калибра и большой мощности, перевозка которых совершается
на двух и более повозках, могут быть переведены из поход-
ного положения в боевое лишь в течение нескольких часов.
Наиболее быстрый перевод из походного положения в бое-
вое и обратно совершается у орудий самоходных, что является
их преимуществом по сравнению с орудиями на колесном ла-
фете.
В современный машинный период войн на вооружении
армии состоит большое количество военной техники, в том
числе и артиллерийских орудий различного назначения. Чтобы
облегчить труд труженников тыла вовремя войны, изготовляю,
щих артиллерийские орудия, необходимо, чтобы последние на-
дежно служили в войсках более длительное время, т. е.
обладали большой живучестью. Высокую живучесть ма-
териальной части артиллерии обеспечивает такое ее устрой-
ство, при котором она могла бы действовать безотказно в
возможно более длительный период времени, что является
следствием прочности конструкции, неуязвимости, приспособ-
ляемости и надлежащего ухода.
Прочность конструкции достигается рациональным расчетом
всех деталей орудия, основанном на тщательном изучении
условий их службы и выбором соответствующего материала
для изготовления как отдельных деталей, так и всего орудия
в целом.
Под неуязвимостью артиллерийского орудия подразумевают
способность его переносить без повреждения особые и чрезвы-
чайные условия службы, .а также способность сопротивляться
воздействию Снарядов, осколков и пуль. Увеличение неуязви-
Miocth достигается бронированием хрупких и особо чувстви-
тельных агрегатов орудия (например, цилиндров тормоза от-
ката и накатника), устройством закрытий для механизмов,
применением щитовых прикрытий и рациональным снабжением
запасными частями.
Приспособляемость артиллерийского орудия обычно рас-
сматривают:
1) по приспособляемости орудия на местности (удобное
расположение, хорошее укрытие);
2) по маскировке (габариты и окраска).
Однако, каким бы прочным, неуязвимым и приспособляе-
мым не было бы артиллерийское орудие, если за ним не будет
соответствующего ухода и не будет соблюдена правильная
эксплуатация, то быстрый выход его из строя неизбежен. Вот
почему служебным долгом артиллерийских офицеров всех сте-
пеней является воспитание у своих подчиненных чувства ответ-
24
ственности за сохранность в любых условиях материальной
части артиллерии, на изготовление которой затрачены народ-
ные средства и созидательный труд инженеров, техников и ра-
бочих нашей социалистической промышленности.
В отношении любой машины требуется, чтобы обслужива-
ние было безопасное, простое, удобное и неутомительное. Эти
же требования в более жесткой форме предъявляются ко всем
объектам артиллерийского вооружения, в том числе и артил-
лерийским орудиям.
Простота и удобство в обращении необходима для того,
чтобы работающий около орудия номер мог занять удобное,
устойчивое положение, чтобы рукоятки маховиков механизмов
были расположены на удобной для работы высоте, чтобы уси-
лия при их вращении не превосходили бы 2—3 кг при устано-
вившемся движении и 6—7 кг при страгив1ании с места.
Желаемый результат должен достигаться без большого числа
оборотов, так как последнее приводит к быстрому утомлению
номера даже при небольшом усилии.
При незначительных усилиях и длительной работе человека
можно допустить, чтобы он делал рукой не более 120 простых
движений в минуту с размахом 20—25 см. В целях облегчения
работы орудийного расчета и повышения боевых свойств в на-
стоящее время все шире и шире в полевой артиллерии начи
нает использовываться механизация, электрификация и автома-
тизация отдельных процессов обслуживания артиллерийских
орудий.
В целях безопасности и упрощения обслуживания на ору-
дии устраиваются различного рода предохранители, предупре-
дители неисправностей, указатели и т. д. Желательно также1
иметь надписи, указывающие, в каком случае и в каком на-
правлении надлежит механизмом работать.
В части ухода и обережения весьма важное значение имеет
особая окраска мест смазки.
Разборка и сборка механизмов в боевой обстановке должна
совершаться простым инструментом.
Весьма важными являются также экономические
требования. Для того чтобы иметь лишь некоторое представ-
ление об огромных расходах, затрачиваемых на изготовление
артиллерийского вооружения, следует напомнить следующие
цифры, относящиеся к периоду Великой Отечественной войны.
Для производства боеприпасов артиллерии было использовано
черных металлов (в 1940 г. — 830 тыс. т, <в 1942 г. — 1838 тыс./тг,
в 1943 г.— 2437 тыс. т. В результате этого на голову каждого
немецкого фашиста, находившегося на первой линии советско-
германского фронта, приходилось свыше 0,5 т металла, сна-
ряженного взрывчатым веществом.
25.
В период Великой Отечественной войны Советская Армия
получила от отечественной социалистической промышленности
775,6 млн. артиллерийских снарядов и мин, что в 14 раз боль-
ше того, что получила царская армия в период первой мировой
войны.
Все вышеизложенное свидетельствует о том, что необходи-
мо всемерно стремиться к удешевлению предметов вооруже-
ния, не поступаясь, однако, боевыми и служебными каче-
ствами.
Все предметы -артиллерийского вооружения должны изготов-
ляться на отечественных заводах, из отечественного сырья и.
по проектам, разработанным советскими конструкторами.
Упрощение и ускорение процесса изготовления предметов ар-
тиллерийского производства достигается рядом мероприятий,
из которых основными являются: простота устройства отдель-
ных механизмов, взаимозаменяемость, стандартизация, внедре-
ние новых и совершенных методов и приемов производства и
рациональный выбор материалов для изготовления как отдель-
ных деталей, так и целых агрегатов.
Помимо этих общих требований, каждому орудию в зави-
симости от его назначения предъявляется еще ряд специаль-
ных требований.
3. ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АРТИЛЛЕРИЙСКИХ
'	, ОРУДИЙ
Большинство характеристик артиллерийского орудия выра-
жается в каких-либо мерах. Например, дальнобойность изме-
ряют в метрах, углы горизонтального и вертикального обстрела
в градусах или в делениях угломера и т. д. Однако эти харак-
теристики дают одностороннее понятие о степени совершенства
орудия или снаряда. Поэтому в артиллерии пользуются так
называемыми относительными характеристиками, которые об-
легчают суждение о степени совершенства образца и дают воз-
можность произвести сравнительную оценку боевых и техниче-
ских свойств однотипных орудий и снарядов.
Одной из таких характеристик является коэффициент
использования металла орудия а, который представляет
собой отношение дульной энергии Ео к весу 9б орудия в
боевом положении, т. е.
9
Об 2^Q6
где q — вес снаряда, кг;
v0 — начальная скорость снаряда, м1сек->
g - ускорение силы тяжести, м!сек2.
(4)
26
Коэффициент использования металла указывает, на-
сколько удачно мощность орудия сочетается с его весом.
Как показывает практика, коэффициент использования ме-
талла орудия растет с увеличением калибра. Кроме того,
его величина зависит от конструкции орудия. На рис. 5
приведен график изменения средних значений коэффициен-
та использования металла орудия в зависимости от калиб-
ра для орудий на колесном лафете с раздвижными стани-
нами и для орудий зенитной артиллерии, перевозимых на
четырехколесной повозке.
Рис. 5. График изменения коэффициента использования металла
орудия в зависимости от калибра.
Однако при сравнительной оценке орудий по коэффици-
енту использования металла следует сопоставлять лишь
орудия, относящиеся к одной и той же разновидности по
назначению.
Если для какого-либо орудия а больше, чем показано
на графике, то это значит, что в данном орудии удачно
сочетается большая мощность, с малым весом. Поскольку
можно допустить, что подвижность зависит от веса, то ве-
личина коэффициента использования металла одновременно
27
характеризует., насколько удачно при создании орудия
конструктору удалось сочетать большую мощность с под-
вижностью. Весьма велики коэффициенты использования
металла у орудий, созданных отечественными конструкто-
рами в период Великой Отечественной войны. У некоторых
орудий, которые созданы отечественными конструкторами,
коэффициент использования металла находится в пределах
1914-200 кг-м/кг. У однотипных орудий, изготовленных
различными заграничными фирмами, этот коэффициент на-
ходится лишь в пределах 1004-144 кг-м)кг.
 Для сравнительной оценки автоматических зенитных
пушек коэффициент использования металла лучше опре-
делять по формуле
где
п — скорострельность автоматической пушки.
Следующей весьма важной характеристикой является
коэффициент могущества
р	п
CB=^ = -l_.-SL-=c.-±,	(6)
др 2g- q 2g	'
где
q — вес снаряда, кг;
d — калибр, дцм;
Cq — относительный вес снаряда;
v0 — начальная скорость, м/сек;
g — ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/сек2.
Коэффициент могущества орудия меняется в широких
пределах. Чем этот коэффициент больше, тем большим мо-
гуществом обладает данное орудие. Величина коэффициен-
та могущества может служить основанием для отнесения
рассматриваемого орудия к какой-либо определенной груп-
пе орудий. Для этой цели можно пользоваться таблицей 2.
Таблица 2
Величина коэффициента могущества отдельных орудий
Тип орудия	Величина коэффициента могущества, кг-м/дм3
Мортиры	10 4- 100
Гаубицы	100 -т- 220
Полевые пушки средней мощности	220 420
Морские, зенитные, противотанковые и по- левые пушки большой мощности	420 4- 800
Пушки сверхдальнобойные	800 ч- 1700
28
О рациональности использования боевого заряда можно
судить по коэффициенту ^использования веса заряда, ко-
торый указывает, какое количество дульной энергии при-
ходится на единицу веса заряда,
2
(7)
<о	кг
где
<0 — вес боевого заряда, кг.
Для недлинных пушек среднего калибра равен
1204-140	,
кг
для гаубиц при полном заряде 7]ш равен 1504-160 т м
кг
и для стрелкового оружия^ равен 100 4-110	.
Относительными характеристиками пользуются также
для измерения длины площадей и объемов. В этом случае
за единицу измерения принимают калибр1 * орудия для из-
мерения линейных размеров, квадрат калибра для измере-
ния площадей и куб калибра для измерения объемов и
весов.
При выражении весов через куб калибра сам вес выра-
жают в килограммах, а калибр — в дециметрах.
Наиболее употребительными относительными величина-
ми являются:
L
т) =----относительная длина ствола;
d
LH
т]н = — — относительная длина хода нарезов,
d
где
L и £н —длина ствола и длина хода нарезов;
s
t}s =----относительная величина площади поперечного
сечения канала;
Cw0 = — —коэффициент каморы;
ds
Сш = —---относительный вес боевого заряда;
а?3
Cq = -^—относительный вес снаряда;
CQ =-----относительный вес разрывного заряда;
1 Калибром орудия называется диаметр канала ствола по полям на-
резов.
29
где WQi tn, q и 2 — объем каморы, вес боевого заряда,
снаряда и разрывного заряда.
При пользовании перечисленными характеристиками
представляется возможным отвлечься от калибра орудия,
что имеет большие преимущества.
Некоторые характеристики для отдельных орудий оте-
чественной артиллерии приведены в таблице 3.
Рассмотрим эти данные. Если бы не было понятия коэффи-
циента могущества, то трудно было бы определить, какое из
перечисленных в таблице 3 орудий является наиболее могуще-
ственным. Коэффициент могущества показывает, что таким
орудием является 57-мм противотанковая пушка обр. 1943 г.
Эта же пушка обладает и высоким коэффициентом использо-
вания металла. Уже эти два показателя убеждают, что 57-мм
противотанковая пушка является в техническом отношении
весьма совершенным орудием. Однако, прежде чем делать
окончательный вывод о совершенстве орудия, надо еще срав-
нить ее с другими 1аналогич1НЫ1мп1 по назначению и близкими по
калибру орудиями. Рассматриваемую вами пушку можно
сравнивать с 57-мм американской пушкой М-1, 6-фунтовой
(57-мм) английской пушкой MKI и 50-мм немецкой пушкой
обр. 1938 г., для которых коэффициенты использования метал-
ла соответственно равны 86,4, 106 и 80,9 кг-м/кг. Если иметь
в виду, что эти пушки имеют по сравнению с отечественной
пушкой значительно меньшую бронепробиваемость и меньший
коэффициент могущества, то становится очевидным действи-
тельное превосходство нашей 57-мм противотанковой пушки
обр. 1943 г.
Однако не всегда так просто можно вывести заключение
о техническом совершенстве системы.
Известно, что в Советской Армии в свое время взамен
7.6,2-мм зенитной пушки обр. 1931 г. была принята на вооруже-
ние 85-мм зенитная пушка обр. 1939 г. Сравнивая коэффи-
циенты могущества, убеждаемся, что последний у 85-мм пуш-
ки несколько меньше. Одно ©то сравнение не дает права де-
лать какие-либо определенные выводы. Для того чтобы дать
соответствующую оценку, необходимо сопоставить другие тех-
нические и боевые характеристики. 85-мм пушка имеет боль-
ший коэффициент использования металла. Это указывает на
хорошее сочетание могущества с подвижностью, что весьма
важно для войсковой зенитной артиллерии. Хотя относитель-
ные веса снарядов у обоих сравниваемых орудий практически
одинаковы, однако абсолютный вес снаряда у 85-мм пушки
значительно больше, чем обеспечивается при разрыве фана-
ты большее число поражающих осколков и увеличивается по-
ражаемый объем. Если сравнить еще времена полета сна-
30
Таблица 3
Некоторые характеристики для отдельных орудий отечественной артиллерии
Наименование орудия	Калибр d, мм	Началь- ная ско- рость v0, м/сек	Вес сна- ряда д, кг	Относи- тельный вес сна- ряда Cq, кг/дм2	Длина ствола т), калибры	Дульная энергия, А), тм	Коэффи- циент могу- щества тм/дм3	Коэффи- циент ис- пользо- вания металла а, кг-м/кг	Коэффи циент исполь- зования заряда Y](D, т-м/кг
57-мм противотанковая пуш- ка обр. 1943 г.	57,0	990	3,14	17,0	73,0	156,80	848,3	136,3	104,5
76-мм пушка обр. 1936 г.	76,2	706	6,20	14,0	51,0	157,50	356,0	97,2	146,0
76-мм пушка обр. 1939 г.	76,2	Г80	6,20	14,0	42,0	146,10	330,2	98,7	135,3
76-мм пушка обр. 1942 г.	76,2	680	6,20	14,0	42,0	146,10	330,2	131,0	136,3
76-мм зенитная пушка обр. 1931 г.	76,2	813	6,61	14,3	55,0	222,75	503,4	59,3	122,4
85-мм дивизионная пушка Д-44	85,0	800	9,56	15,4	50,0	305,90	501,4	177,3	—
85-мм зенитная пушка обр. 1939 г.	85,0	800	9,20	15,0	55,2	300,15	489,2	69,8	122,2
100-мм пушка обр. 1944 г. (ВС-3)	100,0	900	15,60	15,6	56,0	644,40	644,4	191,0	117,2
512-мм гаубица обр. 1938 г.	152,0	508	40,00	11,6	24,6	526,45	152,7	126,8	151,2
152-мм гаубица обр. 1943 г.	152,0	508	40,00	11,6	24,6	526,45	152,7	146,2	15 ,2
ряда, то окажется, что для достижения больших высот у 85-мм
пушки они меньше, чем у 76-мм пушки, что для зенит-
ных орудий имеет весьма существенное значение, так как
приводит к повышению эффективности стрельбы. Таким обра-
зом, в конечном итоге 85-мм зенитная пушка обр. 1939 г.
является более совершенным орудием, чем 76,2-мм пушка
обр. 1931 г.
4. ДЕЛЕНИЕ АРТИЛЛЕРИИ НА ВИДЫ
Разнообразие задач, решение которых возлагается на ар-
тиллерию в условиях современного боя, определяет и разнооб-
разие типов орудий.
Совокупность всех этих орудий, состоящих и предполагае-
мых к принятию на снабжение (армии, составляет ее систему
артиллерийского вооружения.
Современную артиллерию можно подразделить на -морскую,
сухопутную и воздушную. (рис. 6). Морская артиллерия в
свою очередь подразделяется на береговую и корабельную.
Береговая (артиллерия, как и- корабельная, предназначается
главным образом для борьбы с флотом противника. Орудия
береговой артиллерии могут быть стационарными и подвиж-
ными. Чтобы крупнокалиберным мощным орудиям береговой
артиллерии придать необходимую подвижность, последние
устанавливаются на специальных железнодорожных установ-
ках. Воздушная артиллерия состоит из орудий, устанавливае-
мых на истребителях, штурмовиках и бомбардировщиках, для
ведения боя с самолетами противника и для стрельбы по на-
земным целям.
По своей организационной принадлежности сухопутная
артиллерия подразделяется на батальонную, полковую, диви-
зионную, корпусную, .армейскую и артиллерию резерва глав-
ного командования (АРГК).
По своему назначению сухопутная артиллерия подразде-
ляется на наземную, зенитную и специальную.
Наземная артиллерия предназначается для борьбы с на-
земными целями противника.
Зенитная артиллерия ведет борьбу с воздушными целями,
но может быть привлечена также для стрельбы по наземным
целям, в частности по танкам..
К специальным видам артиллерии относится авиадесант-
ная, горно-вьючная, противотанковая и казематная.
На вооружении артиллерии авиадесантных войск в основ-
ном состоят обычные орудия наземной и зенитной артиллерии,
32
. Ларман
Рис. 6. Схема деления артиллерии на виды.
W
имеющие лишь незначительные изменения с целью приспособ-
ления их для транспортировки по воздуху. Однако для этого
вида артиллерии могут быть созданы и специальные орудия.
Казематная артиллерия предназначается для вооружения-
укрепленных районов и может быть как стационарной, так и
подвижной.
Горно-вьючная артиллерия предназначается для действия в
горах или на сильно пересеченной местности.
Противотанковая артиллерия ведет борьбу с танками и
бронированными целями. Горно-вьючная и противотанковая, а
также и авиадесантная артиллерия организационно может вхо-
дить в один из приведенных выше видов сухопутной артилле-
рии.
Способы передвижения орудий сухопутной артиллерии мо-
гут быть весьма разнообразны, основные из которых пере-
числены на схеме (рис. 6).
Подобное деление сухопутной артиллерии на виды до из-
вестной степени является условным, но очень важным, так как
отнесение орудия к тому или другому виду сразу же дает
представление об особых тактико-техничеоких требованиях,
вытекающих из условий боевой работы этого вида артиллерии..
Из этих условий определяются также и конструктивное офор-
мление артиллерийского орудия. Проиллюстрируем это поло-
жение на отдельных примерах.
В ходе первой мировой войны 1914—1918 гг. выявилось,
что пехота нуждается в своей артиллерии, органически входя-
щей в состав стрелковых подразделений. Орудия этого вида
артиллерии, с одной стороны, должны были обладать доста-
точно мощным снарядом и крутой траекторией для обеспече-
ния возможности уничтожения уцелевших после артиллерий-
ской подготовки огневых точек и живой силы противника,
укрывавшейся в окопах и глубоких складках местности. С дру-
гой стороны, выявилось, что подобного рода орудия должны
обладать настильной траекторией для борьбы с танками. Для
того чтобы поражать живые цели и разрушать огневые точки,
орудие должно обладать возможно большим калибром, а по-
скольку оно является орудием ближнего боя, то для подобного
орудия нет надобности иметь снаряд с большой начальной ско-
ростью. Наоборот, такому же пехотному орудию, но пред-
назначенному для борьбы с танками, необходим снаряд с
большой начальной скоростью.
Поскольку подобного рода орудия должны действовать в
сфере ружейного огня, то само собой понятно, что они должны
быть подвижными, хорошо приспособляемыми к местности,
а обслуживание их должно- быть простым и удобным. Подвиж-
ность, или маневренность, как известно, обеспечивается малым:
34
весом, и, как показывает опыт, быстрая перевозка орудия при
перемене позиции под ружейным огнем лучше всего может быть
обеспечена силами орудийного расчета или во всяком случае
каким-либо малогабаритным механическим двигателем. Однако
группа орудийного расчета в 3—4 человека, перекатывающая
орудие, представляет собой достаточно заметную цель для про-
тивника. Поэтому выгоднее, чтобы орудие быстро разбиралось
на части для переноски отдельными людьми и столь же быстро
подготовлялось для боя. Если примем вес отдельной части, ко-
торую в состоянии переносить один человек на небольшое
расстояние, равным 35 кг, и учтем, что орудийный расчет со-
стоит из трех или четырех человек, то придем к выводу, что
Рис. 7. 82-мм батальонный миномет.
вес подобного орудия может колебаться в пределах
100-=- 140 кг. Все приведенные выше требования были вопло-
щены в определенный тип артиллерийского орудия — 82-мм
батальонный миномет (рис. 7). Однако миномет является ору-
дием навесного огня, имеет малую начальную скорость и вслед-
ствие этого не пригоден для борьбы с танками. Следовательно,
чтобы батальонная артиллерия могла решать все основные
боевые задачи, которые были указаны выше, на ее вооружении
было введено орудие настильного огня, имеющее малый вес и
большую начальную скорость.
Подобным орудием явилась легкая противотанковая пушка
(рис. 8). Таким образом, на вооружение батальонной артилле-
рии были приняты два образца артиллерийских орудий, кон-
структивно отличающиеся друг от друга и предназначенные
35
Рис. 8. Легкая противотанковая пушка.
для решения самостоятельных задач. Были попытки! разрабо-
тать универсальное батальонное орудие и с этой целью созда-
вались так называемые бикалиберные орудия, у которых на
одном лафете были установлены- два ствола.
Один ствол большого калибра с малой начальной скоростью
снаряда предназначался для навесной стрельбы, другой ствол
меньшего калибра с большой начальной скоростью снаряда —
для настильной стрельбы.
Однако опыт показал, что создание подобных универсаль-
ных батальонных орудий нерационально. В свое время дела-
лись также попытки разработать специальные батальонные
мортиры, стреляющие обычными снарядами из ствола, имею-
щего нарезы.
Опыт показал, что и подобная конструкция орудия не спо-
собна конкурировать с минометом. 'Этот пример показывает,
что характер боевых задач определяет не только тактико-тех-
нические требования, но и конструкцию орудия. Талантливость
конструктора и заключается в том, чтобы найти наиболее ра-
циональную конструкцию орудия, соответствующую условиям
боевой деятельности последнего.
Характер выполняемых боевых задач весьма сильно влияет
на конструкцию орудия. В этом наглядно можно убедиться
также и при сопоставлении конструкций лепкой полевой <пушки
(рис. 9) и зенитной пушки (рис. 10), которые иногда могут
быть очень близки по калибру и баллистическим характери-
стикам.
Уместно напомнить, что в двадцатых годах XX столетия,
когда авиация начала оформляться как самостоятельный род
войск, почти во всех странах проводились опытные работы по
созданию универсальных дивизионных пушек, т. е. таких, ко-
торые с одинаковым успехом могли бы решать задачи диви-
зионной артиллерии и вести борьбу с зенитными целями. Было
затрачено много сил и средств, но результаты оказались явно
неудовлетворительными, и в конце концов во всех армиях
пришли к выводу о неразумности работать над подобным уни-
версальным орудием.
Вследствие того, что не все боевые задачи можно решить
одним каким-либо орудием, на вооружении наземной артилле-
рии состоит много типов орудий. Чтобы облегчить их произ-
водство, прибегают к унификации отдельных агрегатов. Так,
например, орудия конструируют таким образом, чтобы на один
и тот же лафет без существенных переделок последнего можно
было бы наложить стволы различного калибра и с разными
баллистическими характеристиками.
По способу передвижения сухопутная артиллерия может
быть на конной или на механической тяге.
37
Рис. 9. Легкая полевая пушка.
I___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Поскольку вид тяги оказывает существенное влияние на
боевые свойства и конструкцию полевого орудия, то 'остано-
вимся на этом вопросе более подробно.
Как уже было указано, к орудиям сухопутной артиллерии
©сёгда предъявляются два трудно совместимых требования, а
именно: с одной стороны,— большое могущество, а с другой,—
Рис. 10. Зенитное орудие среднего калибра.
большая подвижность. До тех пор, пока единственной тягой в
♦артиллерии был конь, то, исходя из требования подвижности
полевого артиллерийского орудия, его вес в походном положе-
нии был строго ограничен.- Чтобы рационально использовать
силы лошади, артиллерийская научная мысль в свое время ра-
ботала над разработкой наивыгоднейшей конструкции артил-
лерийской повозки, которая одновременно была бы удобной
как для перевозки орудия, так и для ее боевой работы. Проводи-
лись также опыты по установлению лучшего типа орудийной
39
запряжки и вырабатывались правила выездки артиллерийской
лошади. 'В результате этого была получена конструкция четы-
рехколесной артиллерийской повозки, которая удовлетворяла
требованиям походного движения и быстрого перехода из по-
ходного положения в боевое и обратно. Было также установ-
лено, что при большом количестве лошадей в запряжке тяго-
вые усилия их используются нерационально, а сама запряжка
становится неудобной для управления. Вследствие этого было
решено, что орудия конной тяпи должны иметь запряжку, со-
стоящую не более чем из 8 лошадей (3 уноса .и 1 корень) 1
для орудий тяжелой артиллерии и из 6 лошадей (2 уноса и-
1 корень) для орудий лепкой артиллерии.
Тяговые усилия лошади вообще ограничены, и средний вес
груза, приходящийся на одну лошадь, не должен превосходить
вес последней 2, что составляет 350—370 кг.
Исходя из тяговых возможностей лошади, цри запряжке в
шесть лошадей был получен походный вес легкого орудия, рав-
ный примерно 2000 кг. Если из этого веса вычесть вес перед-
ка, равный 550 кг, и вес трех номеров орудийного расчета,
ездивших на передке, равный 200 кг, то получим вес орудия
в боевом положении, равный около 1250 кг. Для случая пере-
возки запряжкой в восемь лошадей вес орудия определялся
приблизительно в 3000 кг. Орудия более тяжелого веса долж-
ны были перевозиться на двух повозках и более. Следует
отметить, что этих весовых характеристик в русской артилле-
рии придерживались давно-, о чем свидетельствуют числовые
характеристики основных типов полевых орудий — системы
1805 г., системы 1867 г., системы 1877 г., а также орудий, ко-
торыми Россия была вооружена в первую мировую войну
1914—1918 гг.
Небезинтересно будет отметить, что по мере возрастания бое-
вых характеристик (дальН1°сти, начальной скорости) калибр
легкой полевой пушки в отечественной артиллерии постепенно
уменьшался, а вес орудия как в боевом, так и походном поло-
жении изменился в незначительных пределах.
Уменьшение калибра легкой полевой пушки с 95 мм до
76,2 мм было вызвано необходимостью иметь для этого ору-
дия максимальную дальность около 8000 м. Поскольку же из
условий подвижности вес подобного орудия конной тяги был
установлен около 1250 кг в боевом положении, то нетрудно'
доказать, что при означенном весе требуемая максимальная
дальность может быть получена при калибре 75—80 мм.
1 Каждый унос и корень состоит из пары лошадей.
2 Во время франко-прусской войны 1870—1871 гг. на артиллерийскую»
лошадь приходилось 351 л*? груза, позже до 376 кг.
40
Конечно, не одно уменьшение калибра делало возможным'
повысить мощность орудия без существенного увеличения веса
его в боевом положении. Это явилось результатом также це-
лого ряда усовершенствований, введенных в артиллерийское
орудие, из которых следует отметить такие талантливые
изобретения, первенство которых принадлежит русским артил-
леристам, как гидравлический тормоз отката и дульный
тормоз.
Изложенные выше соображения подтверждаются и теми
обстоятельствами, что во время расцвета конной тяги в артил-
лерии почти во всех армиях мира были приняты на вооруже-
ние легкие полевые пушки, по калибру и весу близкие тем
данным, которые были нами установлены выше для шестероч-
ной упряжки, о чем наглядно свидетельствуют данные таб-
лицы 4.
Таблица 4
Характеристики легких орудий дивизионной артиллерии
Наименование системы	Вес в по- ходном поло- жении, кг	Вес в бое- вом поло- жении, кг
76,2-мм легкая полевая пушка обр. 1902 г.		
(Россия)	2015	1065
75-мм легкая полевая пушка обр. 1897 г.		
(Франция)	1970	1140
77-мм легкая полевая пушка обр. 1896 г.		
(Германия)	1095	950
77-мм легкая полевая пушка обр. 1916 г.		
(Германия)	2205	1330
83,8-мм полевая пушка обр. 1905 г.		
(Англия)	2045	1285
75-мм легкая полевая пушка обр. 1905 г.		
(Япония)	1734	880	*
Легкие полевые гаубицы этого же периода, исходя из ана-
логичных соображений, имели вес 2260—2375 кг и калибр
105—125 мм.
Таким образом, на известной стадии развития техники конь
в артиллерии стал своего рода тормозом дальнейшего повыше-
ния мощности орудий полевой артиллерии. В настоящее время
имеется механический двигатель, о роли и значении которого
для развития артиллерийского орудия будет сказано ниже.
К орудиям на конной тяге следует относить также орудия
горной артиллерии, приспособленные для передвижения на ко-
41
.лесах о на вьюках. В качестве вьючных животных в горной ар-
тиллерии до настоящего времени используется лошадь или
мул; эти же животные используются для перевозки орудий на
колесах. Средний вес вьюка для мула или лошади на основа-
нии опыта не должен превосходить 125—130 кг. Если учесть,
что вес вьючного седла 1 с приспособлениями для выочки равен
25—30 кг, то вес отдельно возимой детали орудия не должен
превышать 100 кг. Отсюда вытекает необходимость делать
разбирающееся на части орудие с весом каждой части не бо-
лее 100 кг. Для удобства перевозки этих частей орудия и
вьюки должны удовлетворять нижеследующим требованиям:
а) иметь длину каждой части орудия в пределах
1,2-:- 1,5 м, так как в противном случае часть орудия, раскачи-
ваясь при движении на вьюках, может получить большие ко-
лебания и бить по крупу или холке вьючного животного;
б)	иметь расположение центра тяжести каждого вьюка в
плоскости симметрии вьючного животного с тем, чтобы груз
не сваливался в сторону, или по возможности ниже, чем дости-
гается большая устойчивость вьюка;
в)	вьюк не должен выходить далеко за поперечные разме-
ры корпуса животного;
г)	быстро приспособить каждую часть орудия к навью-
чению;
д)	обеспечить быструю разборку и сборку горного орудия
без каких-либо инструментов и приспособлений.
Нормально для разборки и вьючки отечественной 76,2-мм
горной пушки обр. 1909 г. при слаженном орудийном расчете
требовалось не более 1,5 минуты.
Обычно калибр горных орудий тот же, что и у легких поле-
вых пушек, т. е. 75—80 мм. При этом калибре, принимая во
внимание допускаемую длину вьюка (около 1,3 л<), ствол дол-
жен иметь длину около 16—18 калибров, что дает возмож-
ность получить максимальную начальную скорость порядка
400—600 м/сек. Даже при этих условиях ствол приходится де-
лать составным. Число- вьюков орудия, исключая передок, дол-
жно быть также небольшим (6—8), что предопределяет вес
орудия в боевом положении 600—800 кг. Поскольку горные
дороги имеют узкую колею, то и ширина хода горных орудий
делается более узкой, чем у других орудий сухопутной артил-
лерии.
На первых порах механический движитель появился в ар-
тиллерии в виде тягача и то преимущественно в тяжелой поле-
вой артиллерии. В легкой артиллерии применение механиче-
1 В нашей артиллерии в качестве вьючного седла используется седло
типа Грум-Гржимайло.
42
ской тяги происходило медленно. Первоначально орудия кон-
ной тяги прицеплялись к трактору или к автомобилю (прицеп-
ная артиллерия), а более легкие для перевозки погружались
в кузова (возимая артиллерия).
Первый способ перевозки орудий сухопутной артиллерии
является основным и в настоящее время.
В связи с увеличением скорости передвижения (до 60 км в
час) артиллерийские орудия при перевозке механической тягой
пришлось снабдить механизмом подрессоривания и колесами
автомобильного типа, камеры которых наполнены губчатой ре-
зиной.
Применение средств механической тяги в артиллерии при-
дало ей, как роду войск, большую самостоятельность и дало
возможность быстро перебрасывать на значительные расстоя-
ния большие артиллерийские массы и внезапно вводить их в
бой на требуемых участках фронта.
В результате введения в артиллерию средств механической
тяги вопрос о сочетании большой мощности артиллерийского
орудия и подвижности для некоторых видов сухопутной артил-
лерии был разрешен. Предельно допустимый вес орудия в по-
ходном положении теперь не ограничивается средствами тяги, а
грузоподъемностью мостов обычных дорог. Исходя из послед-
него условия, предельный вес артиллерийской повозки без тя-
гача может достигать 20 т.
На четырех таких повозках можно перевезти тяжелое ору-
дие весом около 80 т, которое может быть установлено на бое-
вой позиции в течение 2—4 часов. Калибр подобного орудия
может быть порядка 305—310 мм с дальностью стрельбы около
30 км при весе снаряда 300—325 кг.
Таким образом, проникновение мотора в артиллерию от-
крыло широкие возможности для повышения могущества ору-
дий полевой артиллерии. Однако для тех орудий, которые дол-,
жны быстро переводиться из походного положения в боевое и
которые на поле боя на небольшие расстояния должны перека-
тываться силами орудийного расчета при прицепном способе
перевозки, механическая тяга не открыла путей для существен-
ного повышения их могущества. Попытка рационального раз-
решения этой проблемы впервые зародилась в России в 1911 г.,
когда инженер Василий Менделеев 1 представил в военное ми-
нистерство проект самоходной артиллерийской установки, об-
щий вид которой показан на рис. 11.
Этот проект является первым, который более чем на 30 лет
предрешил многие вопросы конструкций самоходных орудий и
танков.
1 Сын знаменитого русского химика Д. И. Менделеева.
43
Рис. 11. Отечественный приоритет «Проект самоходной
артиллерийской установки Менделеева».
Указанная боевая машина имела на вооружении 120-мм
морскую пушку с начальной скоростью 823 м/сек при весе сна-
ряда 20,48 кг и 7,62-мм пулемет Максима.
Для передвижения по железной дороге машина устанавли-
валась на железнодорожные скаты и передвигалась своим
ходом.
Для предохранения ходовой части и механизмов трансмис-
сии от разрушительного действия выстрела 120-мм пушки уста-
новка для выстрела опускалась на грунт специальным пневма-
тическим механизмом.
Рис. 12!. Общая схема самоходной артиллерийской установки
с передним расположением боевой башни.
Идеи, заложенные в 'проекте В. Менделеева, значительно
позже были реализованы при создании современных самоход-
ных установок и танков.
Самоходные (артиллерийские установки, получившие широ-
кое распространение во время второй мировой войны, являлись
новой конструкцией сухопутного артиллерийского орудия, со-
четавшей хорошую подвижность с большим могуществом и
обеспечивавшим быстрый переход из походного положения в
боевое.
Наиболее распространенным видом артиллерийской само-
ходной установки является установка, изображенная на рис. 12.
Здесь боевая башня располагается в передней части шасси, в
которой устанавливается качающаяся часть орудия с механиз-
мами наводки и устраивается боевое отделение самоходного
артиллерийского орудия. Поскольку ствол орудия в данном
случае выступает за габариты шасси, по направлению вперед,
то переход через рвы, канавы, балки и тому подобное стано-
вится неудобным. Вследствие этого оказывается выгодным
боевое отделение располагать в задней части машины (рис. 13).
Как в первом, так и во втором случае боевое отделение
бронируется. К недостаткам этих типов самоходных установок
относятся:
а)	малый горизонтальный обстрел, без поворота шасси са-
мохода;
45
б)	стесненные условия работы орудийного расчета, что сни-
жает скорострельность;
в)	стесненный и ограниченный обзор и наблюдение за по-
лем боя;
Рис. 13. Общая схема самоходной артиллерийской установки
с задним расположением боевой башни.
г)	большие габариты установки, а отсюда трудность маски-
ровки.
В известной степени эти недостатки можно устранить при
установке в середине шасси вращающейся бронированной и от-
Рис. 14. Общая схема открытой самоходной артиллерийской установки.
крытой сверху башни. Однако теснота для работы орудийного
расчета при этом не упраздняется.
Стремление изжить отмеченные недостатки привело к со-
зданию открытых артиллерийских самоходных установок. На
рис. 14 показан тип самоходной установки, где на шасси уста-
новлен верхний станок орудия вместе с ее качающейся частью.
Для того чтобы подобная установка при большой мощности
46
орудия обладала бы устойчивостью, к шасси приделаны ста-
нины, которые во время стрельбы упираются »в грунт. Указан-
ную установку можно уподобить полевому артиллерийскому
орудию, имеющему две станины и самодвижущуюся ходовую-
часть.
Чтобы самоходной установке обеспечить круговой обстрел
без перекатывания на гусеницах, может быть применен
(рис. 15) мощный домкрат, при ‘помощи! которого весь самоход
приподнимается и поворачивается в горизонтальной плоскости
на требуемый угол.
Танковые артиллерийские установки мало чем отличаются
от артиллерийских самоходных установок. Как к тем, так и к
другим предъявляются следующие общие специальные требо-
вания:
а)	обладать возможно меньшими габаритами при большом
могуществе, особенно для той части орудия, которая находится
в боевом отделении (башне).
Рис. 15. Самоходная артиллерийская установка, приподнятая на домкрате.
Вследствие малых габаритов боевого отделения длина от-
ката у самоходных и танковых орудий делается короткой. Во-
обще в танках и на самоходных установках возможна жесткая
установка (без противооткатных устройств) орудия. В послед-
нем случае при выстреле вместе со стволом будет откатывать-
ся танк или самоход, а величина перемещения при прочих
равных условиях будет зависеть от того, заторможены гусе-
ницы или: нет;
б)	обеспечить стрельбу как с остановок, так и с хода. Для
меткой стрельбы с хода при помощи специальных гироскопиче-
ских приборов устраивают стабилизированный прицел или ста-
билизируется вся установка, в результате чего линия прице-
ливания и ось канала ствола занимают определенное
положение в пространстве и не меняются -от качки корпуса
танка или самохода;
в)	иметь те же калибры самоходных и танковых орудий,
что у соответствующих типов орудий сухопутной 1артиллерии;
47
г)	иметь специальные вентиляционные устройства или ме-
ханизмы продувания канала ствола для удаления пороховых
газов из боевого отделения после каждою выстрела и предот-
вращения отравления орудийного расчета окисью углерода, со-
держащегося в пороховых газах.
5 ОРУДИЯ (ЗЕНИТНОЙ АРТИЛЛЕРИИ
Внедрение в армию воздухоплавательных средств и само-
летов вызвало широкие дискуссии у артиллеристов по вопросу
о том, какими средствами надлежит бороться как с неподвиж-
ной, так и с подвижной воздушной целью.
Русские артиллеристы совершенно самостоятельно и рань-
ше всех пришли к выводу о необходимости иметь в системе
артиллерийского вооружения специальное артиллерийское ору-
дие для борьбы с воздушными целями. Еще в 1908 г. в Артил-
лерийском комитете Главного артиллерийского управления
была образована специальная комиссия для производства
опытных стрельб по аэростатам. В том же году были выделе-
ны средства Офицерской -артиллерийской школе, которая в те
времена являлась центром научной артиллерийской мысли по
вопросам стрельбы и тактики артиллерии, для изучения вопро-
сов стрельбы по воздушным шарам, совершающим свободный
полет. На основании опытных стрельб было установлено, что
для стрельбы по подобного рода целям нужны специальные
орудия. Это положение было записано в объяснительной за-
писке к правилам стрельбы 1909 г., предназначенным для по-
левой артиллерии. Той же офицерской школой были разрабо-
таны и первые тактико-технические требования для подобных
орудий.
Требовалось, чтобы орудие:
1)	имело автоматическое заряжание,
2)	обладало устойчивостью во время выстрела,
3)	давало возможность быстро и точно наводить при боль-
ших углах возвышения (до 70°),
4)	имело горизонтальный обстрел 360°.
На основании этих тактико-технических требований на Пу-
тиловском заводе коллектив инженеров, техников и рабочих
под руководством известного отечественного конструктора
Ф. Ф. Лендера в 1910 г. разработал проект первой зенитной
пушки и приступил к ее изготовлению. Поскольку военное ми-
нистерство не удосужилось выдать заводу заказ, то изготовле-
ние пушки шло медленно. Официальные испытания пушки
были проведены лишь в сентябре 1914 г., после чего была при-
нята на вооружении русской артиллерии первая 3-дм противо-
самолетная пушка обр. 1914 г. со следующими основными так-
тико-техническими характеристиками: калибр — 76,2 мм, вес
48
снаряда — 6,5 кг, начальная скорость — 588,3 м!сек, скоро-
стрельность — 20	25 выстрелов в минуту, угол горизонталь-
ного обстрела — 360°, максимальный угол возвышения — 80°.
Рис. 16. Первая в мире 76,2-мм зенитная пушка обр. 1914 г.
в боевом положении.
Пушка имела механизм полуавтоматики и специальные при-
цельные устройства, обеспечивавшие стрельбу по подвижной
Рис. 17. 76,2-мм зенитная пушка обр. 1914 г в походном положении.
воздушной цели. Пушка устанавливалась на специально изго-
товленном на Русско-балтийском заводе, автомобиле, что обе-
спечивало ей большую маневренность. На рис. 16 и 17 пока-
зана пушка в походном и боевом положениях. Орудие является
родоначальницей нашей современной могущественной совет-
ской зенитной артиллерии.
4 Э К. Ларман	49
Современную зенитную артиллерию в зависимости от ка-
либра орудия принято делить на:
а)	малокалиберную зенитную артиллерию, включающую
автоматические пушки калибром от 20 до 57 мм;
б)	среднекалиберную зенитную артиллерию калибром от
75 до 90 мм;
в)	крупнокалиберную зенитную артиллерию калибром от
100 мм и выше.
В зависимости от задач зенитная артиллерия подразделяет-
ся на войсковую зенитную артиллерию и зенитную артиллерию
противовоздушной обороны страны (ПВО). Войсковая зенит-
ная артиллерия действует совместно с войсками и прикрывает
боевые порядки от налетов авиации противника. Зенитная ар-
тиллерия ПВО предназначается для противовоздушной оборо-
ны важных тыловых объектов.
Орудия войсковой зенитной артиллерии должны обладать
большой подвижностью и быстро переводиться из походного
положения в боевое и обратно. Поэтому на вооружении этого
вида артиллерии сострят преимущественно орудия малого и
среднего калибров. От орудий зенитной артиллерии ПВО та-
кой подвижности не требуется, а поэтому на ее вооружении
могут состоять орудия более крупных калибров — полустацио-
нарные или даже стационарные. Установки орудий для увели-
чения эффективности стрельбы могут быть не только одинар-
ные, но и спаренные и даже счетверенные.
Все зенитные орудия в целях повышения эффективности
стрельбы должны;
а) иметь большую начальную скорость снаряда,
б) обладать возможно большей скорострельностью,
в) давать возможность непрерывно следить за целью.
Большая начальная скорость снаряда повышает высоко-
бойность (потолок) орудиями уменьшает время полета снаряда
до цели, что выгодно отражается на меткости стрельбы. Ско-
рострельность повышает мощность стрельбы. Чтобы повысить
скорострельность у всех зенитных орудий, автоматизируется
процесс заряжания и наводки.
Автоматизация наводки осуществляется применением спе
циальных силовых приводов, работающих синхронно с прибо-
рами управления огнем.
Силовые приводы обеспечивают непрерывное слежение за
целью.
Для получения возможности придавать орудию большие
углы возвышения (до 90°) и круговой (360°) горизонтальный
обстрел качающуюся часть орудия устанавливают на тумбу, а
последнюю на основание, имеющее четыре точки опоры (четы-
рехстанинный лафет)'.
50
Следует отметить, что конструкторская ^ысль не сразу
нашла удачное (решение для общей компоновки зенитного
орудия на четырехстан1и1нном лафете.
На рис. 18 показано одно из первых зенитных орудий на
четырехстанинном лафете в боевом положении. Для перехода
из этого‘положения в походное ход занимает такое положение,
какое изображено на рисунке, и присоединяется к одной из
станин с помощью крюков и рычагов. После этого вся вращаю-
щаяся часть ставится в основное положение и поворотный и
Рис. 18. Зенитное орудие в боевом положении.
подъемный механизмы закрепляются по-походному. Далее на-
вешивают цепь 1 на болт 3 хода 2, разъединяют тумбу 4 с
платформой 5 и опрокидывают всю систему на ход, действуя
канатом, закрепленным предварительно за дульный конец
ствола. При этом цепь 1, закрепленная другим концом на зад-
ней части тумбы, опрокидывающейся тумбой вытягивается
кверху. Так как длина цепи определенная, то для того, чтобы
могло происходить перемещение ее переднего конца, прикре-
пленного к тумбе, необходимо, чтобы задний ее конец, соеди-
ненный с ходом, опускался, что невозможно, так как колеса
стоят на месте. Вследствие этого происходит подъем — враще-
ние всего орудия около опоры передней станины, как -это
видно на рис. 19. Подъем этот уменьшает энергию падения
опрокидываемой части орудия, а поэтому движение происходит
сравнительно медленно. После опрокидывания качающаяся
4*	51
часть соединяется с задней станиной при помощи рамы 6. Бо-
ковые и передняя станины примерно в середине своей длины
изламываются, подымаются вверх и стягиваются тягами. Когда
часть 7 передней станины поднята, то на ее другой части 8
открывается проушина для присоединения орудия к тягачу.
В целях смягчения ударов орудия после его опрокидывания
при переходе в походное положение и в особенности при об-
ратном переходе в боевое положение, когда вес опрокидываю-
щейся части орудия способствует ее падению, служит пружи-
на 9 и специальные пружинные буферы.
Рис. 19. Зенитное орудие, подготовленное для перевозки.
Такое устройство лафета зенитного орудия не обеспечивает
быстрый переход из походного положения в боевое и обратно.
Отечественные конструкторы создали весьма удобную кон-
струкцию лафета-платформы зенитного орудия, примерный тип
которой показан на рис. 20. В этой конструкции для перехода
из походного положения в боевое необходимо откинуть боко-
вые станины и приподнять передние и задние колеса, после че-
го все орудие будет покоиться на четырех тарельчатых опорах.
В зависимости от веса орудия подъем колес и установка ору-
дия на четыре опоры осуществляется рычагами, винтовыми
или гидравлическими домкратами. Подобное устройство зенит-
ного орудия в настоящее время получило наибольшее распро-
странение.
Без сложных-приборов, отыскивающих цель, автоматически
решающих задачу встречи снаряда с целью и вырабатываю-
щих установки для наводки орудия, зенитное артиллерийское
орудие все же не в состоянии было удовлетворительно бороть-
ся с подвижной воздушной целью — самолетом. Для этого
зенитная артиллерия, помимо высококачественных орудий, дол-
жна быть вооружена добротными приборами управления
зенитным огнем (ПУАЗО) и радиолокаторами. Техническое
совершенство зенитного вооружения оценивается комплексом:
орудие — ПУАЗО — радиолокатор.
52
Чтобы этот комплекс исправно работал в бою, от личного
состава зенитчиков требуется глубокое знание этой сложной
современной техники.
Рис. 20. Зенитное орудие на платформе в боевом положении.
6. ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ АРТИЛЛЕРИЙСКИЕ УСТАНОВКИ
Для перевозки артиллерийских орудий железные дороги
использовались с самого начала их появления. Также давно
начали пользоваться железнодорожными платформами для
стрельбы с них из артиллерийских орудий, что привело к со-
зданию нового вида артиллерии — железнодорожной.
Первый проект железнодорожной артиллерийской установ-
ки был предложен в 1855 г. крестецким (из города Крестцы)
купцом Н. Репиным, котсфый представил управляющему воен-
ным министерством «Проект о движении батареи паровозами
по рельсам» !. Однако это предложение было военным мини-
стерством принято лишь «к сведению».
1 Материал заимствован из работы капитана 2-го ранга Н. Ф. Зуб-
жидкого «О приоритете русских инженеров и изобретателей в создании
железнодорожной артиллерии». Морской сборник, № 11, 1949.
53
Был еще целый ряд других аналогичных предложений.
В 1856 г. предложил свой проект железнодорожной артил-
лерийской установки инженер-подполковник П. Лебедев, ко-
торый подробно описал его в научном труде «Применение же-
лезных дорог к защите материка» (80 страниц текста и
30 листов чертежей). Означенный труд вышел из печати в
1857 г. одновременно на русском и французском языках.
В труде подробно рассматривался вопрос о^ борьбе материка с
флотом, в связи с чем и была обоснована необходимость иметь
железнодорожные артиллерийские установки в составе берего-
вой артиллерии.
К сожалению, этот замечательный труд инженер-подпол-
ковника Лебедева прошел, незамеченным для высших военных
кругов царской России. Ни один из военных журналов не от-
метил появление книги Лебедева. Только в журнале «Совре-
менник» 1 (том 67 за 1858 год) появилась рецензия революцио-
нера-демократа Н. А. Добролюбова, который использовал
книгу Лебедева для критики косности царского правительства.
В ходе первой мировой войны железнодорожная артилле-
рия сыграла в некоторых боевых операциях немаловажную
роль.
Вскоре после окончания этой войны был поднят вопрос о
необходимости придания большой подвижности орудиям бере-
говой артиллерии. Решение этой проблемы было найдено
включением в состав береговой артиллерии значительной части
орудий на специальных железнодорожных установках, в кото-
рых удачно сочетается большое могущество- с подвижностью.
Таким образом, спустя более чем полвека, идеи русского
инженера Лебедева получили признание.
Артиллерийские железнодорожные .установки можно разде-
лить на следующие три группы:
1)	установки для бронепоездов,
2)	зенитные установки на железнодорожных платформах,
3)	артиллерийские орудия на железнодорожных транспор-
терах.
Рассмотрим вкратце общие основания устройства этих ви-
дов установок.
Б р он е поездом (рис. 21) называется железнодорожный
состав, имеющий броневую защиту, артиллерийско-пулеметное
вооружение и имеющий постоянную боевую готовность.
Управление огнем бронепоезда производится из рубки
командира, обычно расположенной на тендере паровоза. Вну-
1 Журнал «Современник» издавал и редактировал Н. А. Некрасов.
В 1857 г. Н. А. Добролюбову было поручено заведывание литературно-
критическим (библиографическим) отделом. Указанная рецензия имеется
также в сочинениях Добролюбова.
54
три бронепоезда связь осуществляется телефоном и рупором,
а также световой сигнализацией. Для внешней связи исполь-
зуется рация или выносные телефонные аппараты.
В зависимости от калибра пушечного вооружения броне-
поезда подразделяются на легкие и тяжелые.
Броневая защита бывает различной. Бронепоезд может раз-
вивать скорость 30—35 км в час и выше. Заправленный паро-
воз имеет запас хода: по воде 80—100 км (23 м3 воды) и по
топливу 250—300 км (10 т)
Наиболее широкое распространение бронепоезда нашли у
нас в период гражданской войны 1918—1920 гг. Быстрое раз-
витие танков и самоходных установок снизило роль и значение
бронепоездов в Великой Отечественной войне. Однако, не-
смотря на это, бронепоезда сыграли немалую роль летом и
осенью 1941 г., а также во время преследования при поспеш-
ном отступлении немецких войск из Украины зимой и весной
1943 г.
Риг. 21. Схема бронепоезда:
/ - паровоз; 2 — тендер; 3 — орудийные бронеплощадки;
4 — площадка ПВО; 5 — контрольные платформы;
а — башня ПВО; Ъ — командирская башня.
Основным недостатком бронепоездов является привязан-
ность к железнодорожному пути и большая уязвимость, что
ограничивает их боевое использование.
Артиллерийские орудия на бронеплощадках устанавлива-
ются в башнях, которые по своей конструкции близки к баш-
ням, устанавливаемым на танках.
Зенитные артиллерийские установки на же-
лезнодорожных платформах являются орудиями специального
назначения для подвижной противовоздушной обороны важ-
ных объектов: узлов железных дорог, воинских эшелонов, пе-
редовых разгрузочных станций и т. д. Кроме того, зенитные
железнодорожные установки могут составлять подвижной ре-
зерв зенитной артиллерии для усиления ПВО городов, крупных
железнодорожных узлов и промышленных объектов.
Впервые железнодорожная зенитная батарея была сформи-
рована в России во время первой мировой войны 1914—1918 гг.
На рис. 22 показана одна из орудийных платформ этой ба-
тареи, вооруженной двумя 76,2-мм зенитными пушками
обр. 1914 г. Для перевозки боеприпасов имелась специальная
платформа.
55
В настоящее время на железнодорожный ход устанавлива-
ются почти все калибры орудий зенитной артиллерии вместе с
приборами управления огнем. Установки могут быть не только
одинарные, но также спаренные и счетверенные.
Иногда применяется частичная бронировка этих установок,
либо раскрывающаяся при ведении огня, поскольку зенитные
орудия, как орудия, имеющие большой угол возвышения, труд-
но прикрыть броней сверху.
Постановка зенитных орудий крупного калибра на железно-
дорожные платформы (специальные) при развитой железно-
дорожной сети в прифронтовом районе дает возможность
усилить войсковую зенитную артиллерию более мощными и
высокобойными орудиями для борьбы с воздушными силами
противника.
Рис. 22. Железнодорожная орудийная платформа первой
зенитной батареи, вооруженная 76,2-мм зенитными пушками обр. 1914 г.
Артиллерийские орудия могут устанавливаться на постоян-
ном железнодорожном транспортере специального типа, пред-
ставляющем с ним один рабочий агрегат как при перевозке,
так и при стрельбе на путях или с особой позиции (осно-
вания).
В основном на железнодорожные транспортеры целесооб-
разно ставить лишь такие орудия, транспортирование которых
другими видами тяги или невозможно, или крайне затрудни-
тельно. На рис. 23 схематически показан общий вид возимой
железнодорожной установки. Основными агрегатами подобной
установки являются:
а)	ствол артиллерийского орудия с противотанковыми
устройствами (качающаяся часть орудия);
б)	верхний станок с механизмами наводки;
в)	транспортер, служащий повозкой и нижней частью уста-
новки.
Транспортер состоит из:
1)	главной рамы, на которой устанавливается верхний ста-
нок с качающейся частью;
56
2)	балансиров, передающих и распределяющих нагрузку
при перевозке на тележки;
3)	ходовых тележек, жаждая из которых состоит из рамы
колес, осей, буксовых опор и рессор.
На транспортере также монтируется ряд механизмов обслу-
живания: механизм заряжания, состоящий из крана с кокором
и досылателя, механизм перевода из боевого положения в по-
ходное и обратно и т. д.
Поскольку большинство механизмов приводится в движе-
ние моторами, то необходимым оборудованием установки явля-
ются силовая и компрессорная станции. Компрессорная стан-
ция вырабатывает сжатый воздух, необходимый для продувки
канала ствола после выстрела и работы некоторых меха-
низмов.
Рис. 23. Схема железнодорожной артиллерийской установки
(общий вид).
Самостоятельной единицей возимой железнодорожной уста-
новки является снарядный вагон-погреб, в котором размеща-
ются выстрелы и кран для подачи их из вагона на жран за-
ряжания.
По общей компоновке возимые железнодорожные установ-
ки могут отличаться от приведенной выше, однако все они
должны удовлетворять двум следующим основным специфиче-
ским требованиям:
а)	установка должна вписываться в международный габа-
рит на всех прямых и закругленных участках пути, на мостах
и переходах;
57
б)	нагрузка на оси тележек должна отвечать техническим
требованиям современных железных дорог — не превосходить
'22,5 т на ось.
Существующие возимые железнодорожные установки по
условиям стрельбы могут быть разделены на следующие типы:
а) допускающие стрельбу с любой точки пути без каких-
либо предварительных работ по подготовке пути и самой уста-
новки;
б)	допускающие стрельбу с пути с установкой специальных
опор;
в)	допускающие стрельбу с пути, но перемещающиеся по
рельсам во время выстрела;
г)	устанавливаемые для стрельбы на специальные основа-
ния (с предварительной подготовкой позиции).
Рис. 24. Закривленный железнодорожный путь для производства
боковой наводки железнодорожной артиллерийской установки.
К первой группе в основном можно отнести установки, во-
оруженные сравнительно маломощными артиллерийскими ору-
диями. Более мощные возимые железнодорожные артиллерий-
ские установки относятся преимущественно к последним трем
типам.
Не вдаваясь более подробно в рассмотрение устройства же-
лезнодорожных установок, укажем, что системы, стреляющие
непосредственно с железнодорожного пути, обладают малыми
углами горизонтального обстрела (2-4-4°). Поэтому для вы-
полнения боковой наводки иногда устраиваются кривые ответ-
вления железнодорожных путей (усы). Первоначальное на-
правление (рис. 24) орудию придается установкой его в
соответствующем месте кривого пути, более точная наводка
осуществляется поворотным механизмом. При установке же
лезнодорожного орудия на специальном основании возможно
получить горизонтальный обстрел 360°.
При установке артиллерийских орудий на железнодоржных
транспортерах наиболее полно удовлетворяются обычно два
трудно совместимых требования: большое могущество и боль-
шая подвижность. Привязанность к железнодорожным путЯхМ
является существенным недостатком этих артиллерийских уста-
58
новок, вследствие чего последние не являются массовым видом
артиллерийского вооружения «и будут, очевидно, изготовляться
как орудия специального назначения.
7.	ТИПЫ АРТИЛЛЕРИЙСКИХ ОРУДИЙ
Некоторые из перечисленных выше видов 1артиллерии имеют
на вооружении орудия как для настильной стрельбы, так и для
навесной.
Все современные артиллерийские орудия разделяются на
четыре основных типа: пушки, гаубицы, мортиры и минометы.
Пушки предназначаются для прицельной настильной стрель-
бы по открытым неподвижным и подвижным целям и по це-
лям, расположенным на больших дальностях.
Гаубицы ведут стрельбу под большими углами возвышения
(до 63°) с целью разрушения мощных оборонительных соору-
жений. Для решения этой задачи необходим большой вес сна-
ряда, что требует повышения калибра.
Мортиры имеют еще более крутую траекторию, чем гауби-
цы, стреляют преимущественно при больших углах возвыше-
ния (45-4-80°) и имеют большее число зарядов, а также
меньшие начальные скорости, чем у гаубиц. Минометы так же,
как и мортиры, предназначаются для навесной стрельбы.
Однако особенности устройства минометов придают им це-
лый ряд преимуществ по сравнению с мортирами и гаубицами.
При одинаковом калибре с гаубицей и мортирой миномет лег-
че по весу и проще по устройству, а снаряд его — мина
обладает значительно большим фугасным действием, чем сна-
ряд гаубицы или мортиры.
Деление орудий на типы, указанные выше, устанавливалось
исторически. Ранее пушками называли орудия, отличавшиеся
от прочих типов артиллерийских орудий каналом ствола, кото-
рый был цилиндрическим по всей его длине. Пушки имели
ствол длиной 20-ь-ЗО калибров. Нередко под словом «пушка»
понимали вообще артиллерийское орудие. На Руси, например,
мортиры назывались верховыми пушками.
Гаубицами называли орудия, предназначавшиеся для
стрельбы разрывными снарядами и дробом, т. е. кусками кам-
ней и железа. Из пушек стрелять разрывными снарядами
вследствие большого давления в канале ствола было рискова-
но. Гаубицы представляли собой орудия с каналом небольшой
длины и каморой малого диаметра.
Из мортир вели стрельбу лишь при трех определенных
углах возвышения: 30, 45 и 60°, или только при последних двух.
Для получения любой дальности в пределах досягаемости при
данном угле изменяли заряд.
59
В настоящее время примерно 'по этому принципу ведут
стрельбу из минометов.
Современный миномет по своей 'конструкции резко 'отли-
чается от конструкции пушек, гаубиц и мортир.
Характерной особенностью минометов является то, что из них
стрельба производится преимущественно невращающимися сна-
рядами, имеющими стабилизатор (оперение) для обеспечения
правильного полета. Снаряды минометов — мины вследствие
малых давлений в канале ствола изготовляются тонкостенны-
ми, а потому они вмещают большой разрывной заряд (до 30%
от веса мины).
Характерные тактико-технические данные, облегчающие
возможность отнести артиллерийское орудие к тому или дру-
гому типу, приведены ‘в таблице 5.
Таблица 5
Общие характеристики орудий разных типов
Тип орудия	Наимень- ший калибр, мм	Отношение веса ствола к весу сна- ряда	Длина ствола, калибров	Отношение веса раз- рывного снаряда к весу сна- ряда, %	Возмож- ное ко- личество зарядов	Объем каморы, куб. калибр
Пушка	20	60—200	40-70	12-16	1-3	3,5-8,0
Гаубица	105	25-80	15—35	18-20	5-8	1,0-1,5
Мортира	150	15-40	8 — 15	около 25	8—10	0,7-1,0
Приведенные в таблице характеристики являются ориенти-
ровочными, а поэтому только ими при делении орудий на типы
никоим образом руководствоваться нельзя. Основой является
назначение орудия, а характеристики, приведенные в таблице,
являются лишь следствием этих требований. Так, во всех ар-
миях имеются горные пушки с коротким стволом (не более
18 калибров), но их всегда называют пушками, так как пред-
назначаются они для действия по открытым целям или по
целям, находящимся за легкими укрытиями. Имеется также-
тенденция увеличивать длину стволов гаубиц для увеличения
их начальной скорости и дальнобойности. Наоборот, для
стрельбы из пушек иногда стремятся ввести переменные за-
ряды с целью ведения огня по более ближним целям. Этим
преследуется цель увеличить срок службы ствола артиллерий-
ского орудия.
Может возникнуть вопрос: нельзя ли обойтись каким-либо
одним типом орудий — либо ’пушками, либо гаубицами? На
основании целого ряда опытов и исследований на этот вопрос
можно ответить отрицательно.
60
Что касается соотношения между типами орудий в составе
артиллерии, то следует указать, что это соотношение является
переменной величиной и зависит от характера тех целей, по ко-
торым на данном этапе артиллерия должна вести огонь.
Так, например, в русской артиллерии до конца прошлого
века существовало деление пушек на тяжелые, облегченные и
легкие. Тяжелые пушки предназначались для ведения дальне-
го огня (бомбардирования), а облегченные и легкие — для
борьбы с артиллерией противника и для ведения перекидного
огня с целью разрушения крепостных сооружений, прикрытых
вертикальными стенами. С изменением профиля укреплений
и появлением мощных взрывчатых веществ для снаряжения
снарядов подобного типа облегченные и легкие пушки -были
сняты с вооружения.
Опыт русско-японской войны 1904—1905 гг. показал необ-
ходимость иметь на вооружении полевую гаубичную артилле-
рию. К началу первой мировой войны 1914—1918 гг. воюющие
государства в составе полевой артиллерии имели следующее
количество гаубиц: Россия—11%, Германия — 21%, Австро-
Венгрия— 35% и Франция — О/
Война показала большое значение гаубиц, а поэтому в те-
чение всего периода войны удельный вес гаубиц увеличивался
и к концу войны во всех армиях, в том числе и французской,
количество гаубиц достигло 40-:- 50 % от числа всех орудий
полевой артиллерии.
Огромное значение гаубичной артиллерии подтвердил опыт
Великой Отечественной войны. Могучая и многочисленная
гаубичная артиллерия Советской Армии сыграла большую роль
в разгроме немецко-фашистской 1армии.
61
Глава II
СВЕДЕНИЯ ИЗ ВНУТРЕННЕЙ БАЛЛИСТИКИ
8.	ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Артиллерийское орудие представляет собой термодинамиче-
скую машину, в которой потенциальная энергия боевого за-
ряда за весьма короткий промежуток времени превращается
сначала в тепловую энергию пороховых газов, а затем в кине-
тическую энергию движения системы: снаряд — заряд — ствол.
Процесс превращения и составляет явление выстрела.
Та часть артиллерийской науки, которая изучает процессы
и явления, протекающие в канале ствола во время выстрела,
называется внутренней баллистикой. Внутренняя баллистика
устанавливает закон нарастания давления пороховых газов и
закон нарастания скорости при движении снаряда по каналу
ствола и дает указания для выбора наивыгоднейших условий
заряжания при проектировании огнестрельного оружия.
Все процессы, происходящие в канале ствола во время вы-
стрела, связаны:
а)	с чрезвычайно большими давлениями, развиваемыми
пороховыми газами, достигающими 1000 4-4000 кг!см2\
б)	с очень высокой температурой пороховых газовг
около 2000 4- 3000° С;
в)	с исключительно короткими промежутками времени,
длительностью от 0,001 до 0,05 сек.
Все это указывает, что изучение явления выстрела и
процессов, его сопровождающих, представляет собой чрез-
вычайно трудную задачу. Задачей внутренней баллистики
является не только изучение, но и управление этими про-
цессами таким образом, чтобы артиллерийское орудие
всегда обладало определенными баллистическими характе-
62
ристиками, т. е. чтобы снаряд определенного веса при вы-
лете из канала ствола обладал бы определенной начальной
скоростью и чтобы наибольшее давление пороховых газов
не превышало заданной величины, зависящей от прочности,
стенок ствола.
Явление выстрела в условиях обычного артиллерий-
ского орудия протекает следующим образом. Действием
некоторого механического или электрического импульса
вызывается взрывчатое разложение воспламенителя. Вос-
пламенителем, как известно, называется небольшой заряд
пороха, предназначенный для воспламенения боевого за-
ряда.
Под действием газов воспламенителя и частиц продук-
тов его взрывчатого разложения, имеющих высокую тем-
пературу и давление 10-Е-50 кг/см2, пламя распростра-
няется по поверхностям пороховых зерен, вследствие чего
происходит воспламенение боевого заряда.
Воспламенившийся заряд сначала горит в постоянном
объеме, пока давление не достигнет величины, достаточ-
ной, чтобы преодолеть сопротивление врезанию ведущего
пояска в нарезы. Величина этого давления колеблется в
пределах 2504-500 кг/см2 и называется давлением,
форсирования.
Период выстрела от начала горения воспламенителя до
момента начала движения снаряда называется предвари-
тельным периодом.
С момента достижения давления форсирования начи-
нается движение снаряда. Начало движения снаряда яв-
ляется началом основного или первого периода
выстрела, в течение которого происходит горение по-
роха в изменяющемся объеме, и пороховые газы, сообщая
снаряду скорость, совершают работу за счет заключенной
в них энергии.
В этот период вследствие непрерывного процесса горе-
ния пороха происходит непрерывный приток пороховых га-
зов, что приводит к нарастанию давления газов в канале
ствола. С другой стороны, непрерывное увеличение ско-
рости поступательного движения снаряда и связанное с
этим увеличение объема заснарядного пространства приво-
дит к уменьшению величины этого давления.
В начале первого периода, когда скорость снаряда не
велика, количество газов растет быстрее, чем увеличение
объема заснарядного пространства, давление повышается
и достигает своего максимального значения рт (рис. 25),
когда снаряд пройдет по каналу некоторый путь 1т и до-
стигнет скорости vm.
63
Однако увеличение давления приводит к возрастанию
линейного ускорения снаряда, вызывающего дальнейшее
быстрое увеличение скорости снаряда, а следовательно, и
увеличение заснарядного пространства. Поэтому, несмотря
на продолжающееся горение пороха и приток новых газов,
давление начинает падать и к концу горения пороха, зна-
менующего собой конец первого периода выстрела, падает
до величины рк. Путь, пройденный снарядом к этому вре-
мени, обозначим через 1К, а скорость снаряда через vK.
С окончанием горения пороха приток новых пороховых
газов в канал ствола прекращается. Однако образовав-
шиеся в результате сгорания боевого заряда газы после
первого периода обладают большим запасом энергии, а
поэтому, продолжая расширяться, совершают дополнитель-
ную работу.
Второй период выстрела представляет собой физический
процесс расширения определенного количества сильно сжа-
тых и нагретых газов. Второй период заканчивается в мо-
мент прохождения дна снаряда через дульный срез ствола.
Поскольку к концу первого периода скорость снаряда уже
достаточно велика и дальше она еще увеличивается, то
снаряд свой путь по каналу ствола за второй период про-
ходит очень быстро, а поэтому можно считать, что потеря
тепла газов через стенки ствола не происходит, и процесс
их расширения совершается адиабатически.
Величину полного пути снаряда по каналу ствола в мо-
мент вылета снаряда обозначим через а скорость, ко-
торой обладает снаряд в момент прохода дна снаряда через
дульный срез, будем называть дульной скоростью и обо-
значать через vd.
На рис. 25 показаны кривая изменения давления поро-
ховых газов в зависимости от пути снаряда по каналу
ствола p=f(l) и кривая изменения скорости <u = v(l).
На рис. 26 показаны кривая давления пороховых газов
и кривая скорости снаряда в зависимости от времени.
Точкой вылета снаряда называется положение центра
тяжести снаряда в момент прохождения дном снаряда
дульного среза ствола. Хотя эта точка и находится на не-
котором расстоянии от дульного среза, практически же
можно принять, что точкой вылета является центр канала
ствола у дульного среза. Точка вылета является началом
отсчета расстояний и времен на траектории и по горизонту.
В момент вылета снаряда пороховые газы обладают до-
статочно высоким дульным давлением рд (порядка
500-4-1500 кг{см2) и высокой температурой, а поэтому вы-
рываются из канала ствола вслед за снарядом со скоростью,
64
Рис. 25. Кривая давления пороховых газов на дно снаряда и кривая
скоростей снаряда в зависимости от пути последнего по каналу ствола.
Рис. 26. Кривая давления пороховых газов и кривая скоростей
снаряда в зависимости от времени.
Э. К. Дарман
65
значительно превышающей скорость снаряда, обгоняют
снаряд и сообщают ему дополнительное положительное
ускорение. Следовательно, после вылета снаряда из канала
ствола поступательная скорость его возрастает и достигает
максимального значения на
Рис. 27. Движение снаряда
в периоде последействия:
а) момент вылета снаряда из канала
ствола; б) снаряд движется в газовом
облаке; в) конец периода после-
действия
некотором удалении от дуль-
ного среза. Положение центра
тяжести снаряда в этот мо-
мент и следовало бы принять
за начало отсчета всех даль-
ностей и времен полета сна-
ряда.
Однако этим обстоятель-
ством пренебрегают, и, как
уже было указано, этот от-
счет начинают от точки выле-
та. При этом для компенсации
ошибок, которые при этом мо-
гут произойти, принимают вме-
сто действительной скорости
снаряда в точке вылета неко-
торую фиктивную скорость,
называемую начальной скоро-
стью ^0, величина и направле-
ние которой должны быть та-
кими, чтобы элементы траек-
тории в одной из точек за точ-
кой наибольшей скорости сов-
пали с действительными. На-
чальная скорость всегда боль-
ше дульной скорости снаряда
и приводится в таблицах
стрельбы.
Период, в течение которо-
го на снаряд действуют поро-
ховые газы, вытекающие из.
канала ствола, называется пе-
риодом последействия пороховых газов на снаряд и состав-
ляет третий период выстрела. В периоде последействия
пороховые газы оказывают действие также и на ствол. Дви-
жение снаряда в периоде последействия см. на рис. 27.
Теоретическое и экспериментальное изучение явления
выстрела дает возможность при проектировании орудий
для заданных калибра, веса снаряда и начальной скорости
определить конструктивные размеры канала ствола, вес
боевого заряда и размеры пороховых зерен его, рассчитать
указанные выше кривые.
66
Элементы этих кривых при проектировании артилле-
рийского орудия используются для проектирования ствола,
лафета, снаряда и взрывателя.
Таким образом, внутренняя баллистика дает исходные
данные для проектирования артиллерийской системы в
целом.
9.	О НЕКОТОРЫХ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ И БАЛЛИСТИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИКАХ ПОРОХОВ
Впервые порох для метания снарядов был применен на
Руси во второй половине XIV в.
После этого на протяжении более чем 500 лет селитро-
угольный или так называемый черный, или дымный порох
был единственным метательным взрывчатым веществом, ко-
торый применялся в огнестрельном оружии различных ти-
пов. В 80 —90-х годах XIX в. был изобретен коллоидный,
или бездымный порох, который в настоящее время нашел
повсеместное применение в артиллерийской практике. Ме-
тательные свойства порохов зависят от их химических
свойств.
При выстреле химическая энергия превращается в теп-
ловую, а тепловая — в механическую. Следовательно, чем
больше тепла выделит при взрывчатом разложении единица
веса пороха, тем большую работу смогут совершить поро-
ховые газы. Поэтому количество тепла Q [кал/кг}, выде-
ляемое при сгорании 1 кг пороха, является одной из важ-
ных характеристик пороха, как взрывчатого метательного
вещества. Так, например, если все тепло, образующееся
при сгорании 1 кг черного пороха, употребить на нагрева-
ние воды, то этим теплом можно нагреть около 665 кг
воды на 1°С.
Так как количество тепла, которое необходимо для на-
гревания 1 кг воды на 1°С, называется калорией, то кало-
рийность черного пороха равна примерно 665 кал/кг. Ка-
лорийность современных коллоидных или бездымных поро-
хов меняется в широких пределах 800 4-1200 кал/кг.
Следующей величиной, характеризующей способность
пороха совершать механическую работу, является удель-
ный объем газов [дм3/кг], т. е. объем, который зани-
мают газы, полученные от сжигания 1 кг пороха при дав-
лении 760 мм и температуре 0°С.
Температурой взрывчатого разложения или температу-
рой горения пороха 7\ называется температура, которую
имеют пороховые газы в момент их образования.
67
Чем большую температуру имеют газы, тем большую
работу они совершают при выстреле. Температура 7\ изме-
ряется по абсолютной шкале.
Другими физико-химическими характеристиками пороха,
часто употребляемыми в баллистике, являются теплоем-
кость ср при постоянном давлении и тепло-
емкость cw при постоянном объеме. Все пере-
численные характеристики находятся в зависимости от
химического состава пороха и продуктов его взрывчатого
разложения.
К физико-химическим характеристикам пороха относит-
ся также плотность пороха 8 [кг/дм3] — вес единицы
объема вещества пороха. Плотность пороха мало зависит
от типа пороха. От плотности пороха следует отличать
гравиметрическую плотность 8Г [кг/дм3], которая представляет
отношение веса пороха, свободно насыпанного в сосуд
определенного объема и формы и заполняющего его целиком,
к объему этого сосуда. Величина гравиметрической плот-
ности пороха зависит от объема и формы и способа насы-
пания, а поэтому должна определяться при определенно
установленных условиях.
Ниже будет показано, что на величину и характер на-
растания давления оказывает влияние также и плотность
заряжания Д, являющаяся одной из характеристик усло-
вий заряжания.
Плотность заряжания представляет собой отношение веса
заряда <о к объему IFO, в котором происходит сгорание за-
ряда,
Д=[кг/дл«3].	(8)
Если заполнить весь объем WQ порохом, плотность за-
ряжания рбратится в гравиметрическую плотность.
В таблице 6 приводятся некоторые значения фйзико-хими-
ческих характеристик различных порохов.
Весьма важной баллистической характеристикой является
такжеи сила пороха/, имеющая размерность кг-дм/кг. Сила
пороха представляет собой работу, которую могли бы со-
вершить газы при сгорании 1 кг пороха, если их нагреть до
температуры 7\ °К и дать расширяться при постоянном ат-
мосферном давлении.
Эта работа зависит от удельного объема газов и темпера-
туры горения пороха и может быть определена по формуле
f=RT1 = -^-,	(9)
7	1	273
68
где
Pq — 1,033 кг/см2 — атмосферное давление;
^ — удельный объем газов при 0°С и атмосферном дав*
лении;
7\ — температура горения пороха;
R — газовая постоянная.
Формула (9) показывает, как можно влиять на силу по*
роха, изменяя физико-химические свойства пороха.
Таблица 6
Некоторые физико-химические характеристики различных			порохов
Характеристика порохов	Для дымных порохов	Для пиро- ксилиновых ‘ порохов	Для нитро- глицерино- вых поро- хов
Теплота взрывчатого разложе- ния Q [ккал/кг] Удельный объем	пороховых газов 1 кг пороха при давлении 760 мм pm. cm. при t = 0° С [дм^кг] Температура горения пороха т\ К Плотность пороха 6 \кг1дм%\ 1	665-700 ок. 2300 1,5-1,8 1	800-900 900—970 2500-2800 1,56-1,62	1100-1200 800-860 3000—3500 1,56-1,62
При сжигании порохов в определенном объеме развива-
ются весьма большие давления, при которых плотности
газов становятся настолько велики, что сами газовые моле-
кулы уже занимают значительную часть того объема, в
котором происходит сжигание. В физике это учитывается
тем, что в уравнение состояния газов вводится величина,
пропорциональная объему газовых молекул, равная сумме
объемов сфер действия каждой молекулы.
Таблица 7
Таблица значений f и а для различных порохов
Пороха	/, кг»дм/кг	а, дм?/кг
Пироксилиновые	770 000—950000 '	0,90-1,1
Нитроглицериновые	900000-1 100000	0,75-0,85
Дымные	280 000-300000	—0,5
Подобная величина, характерная для данного сорта по-
роха, пропорциональная объему газовых молекул и оказы-
вающая влияние на величину давления, называется коволю-
69
мом. Коволюм есть объем, пропорциональный объему мо-
лекул газов, образовавшихся при сгорании 1 кг пороха.
Обозначается коволюм через а и имеет размерность дм3/кг.
В таблице 7 приведены значения силы пороха f и ко-
волюма а.
10.	КРЕШЕР, КРЕШЕРНЫЙ ПРИБОР И МАНОМЕТРИЧЕСКАЯ
БОМБА
Процессы, составляющие явление выстрела, отличаются
большой сложностью и взаимно связаны между собой. Кроме
того, эти процессы протекают в крайне короткие промежутки
времени и характеризуются высокими значениями физических
параметров. Вследствие этого экспериментальное изучение яв-
ления выстрела представляет большие трудности. Для опыт-
ного изучения процессов, сопровождающих выстрел, и измере-
ния разнообразных баллистических величин применяется боль-
шое количество сложных приборов.
Для измерения давления пороховых газов широко исполь-
зуется крешерный метод. Этот метод основан на определении
величины давления по величине осевой остаточной деформации
медного цилиндрического или цилиндро-конического столбика,
называемого крешером (рис. 28, а).
Для сжатия крешера под действием давления пороховых
газов имеются специальные приборы. На рис. 28, б показана
принципиальная схема вкладного крешерного прибора.
Вкладной крешерный прибор состоит ив полого цилиндра /,
в один конец которого вставлен подвижной поршень 2. В дру-
гой конец цилиндра ввинчена крышка 3. Крешер 4 с надетым
на него резиновым кольцом 5 ставится на головку поршня.
Для того чтобы пороховые газы не проникли во внутрь
цилиндра, хвостовик поршня хорошо притерт. Коническая часть
головки ввинтной крышки также плотно прилегает к поверхно-
сти своего гнезда. Для полного обеспечения прибора от про-
рыва пороховых газов все места соприкосновения деталей при-
бора обмазываются специальной мастикой. Мастикой
заполняется также свободное пространство под поршнем.
В зависимости от объема зарядной каморы крешерные при-
боры применяются трех различных объемов: 35, 16 и 4 см3.
При выборе типа крешерного прибора руководствуются те-
ми соображениями, чтобы объем его не .превышал 2% объ-
ема каморы для орудий малых калибров и 1 % — для орудий
крупных калибров.
Крешерный прибор вкладывается в камору орудия и при
выстреле остается в канале ствола или вылетает из канала
ствола вслед за снарядом. Поэтому при применении крешер-
70
кого прибора необходимо перед орудием иметь открытую пло-
щадку и наблюдать место падения крешерного прибора.
При действии пороховых газов -на поршень деформируется
крешер. По величине деформации е = й0— h «крешера судят о
величине максимального давления в канале ствола. Для пере-
вода величины деформации крешера в величину давления
газов пользуются заранее составленной таражной таблицей,
Рис. 28. Крешер и вкладной крешерный прибор.

дающей зависимость между нагрузкой, которая приложена к
крешеру, и обжатием, которое получается от этой нагрузки.
’Гаражная таблица, как правило, составляется путем статиче-
ского тарирования крешеров.
Цилиндрический крешер начинает обжиматься при срав-
нительно большом давлении. Чтобы крешер сделать более
чувствительным к малым давлениям, его делают коническим
(рис. 28,а). Конический крешер был предложен проф. М. Е.Се-
ребряковым и введен в практику в 1923—1924 гг. Конический
крешер начинает деформироваться -при усилии 5 ч-7 кг.
71
По мере увеличения сжатия сопротивление конического
крешера возрастает, приближаясь к сопротивлению цилиндри-
ческого.
Помимо вкладных крешерных приборов, существуют еще
и ввинтные крешерные приборы, которые применяются для
определения давления в различных сечениях ствола.
Как вкладные, так и ввинтные крешерные приборы позво-
ляют определить лишь то максимальное давление газов, кото-
рое оказывало действие на поршень крешерного прибора. Для
регистрации всего процесса изменения давления служат мано-
метрические установки (рис. 29,а), состоящие из манометриче-
ской бомбы 1, закрепляемой в зажимных шарнирных тисках <
регистрирующего барабана 2 с электромотором, камертонного
устройства 3.
Принципиальная схемн манометрической бомбы показана
на рис. 29, б.
Бомба состоит из полого стального цилиндра 1. С одного
конца в цилиндр ввинчено дно 2 с электрозапалом, а с дру-
гой — втулка 3, в которой имеется подвижной поршень 4, кре-
шер 5 и упорная пробка 6. К концу поршня прикреплено
перо 7. Бомба укрепляется тисками на чугунной -плите.
Регистрирующий барабан — пустотелый цилиндр, приводи-
мый во вращение электромотором. На поверхности барабана
наклеивается закопченная бумага, к поверхности которой при-
касается перо 7.
Камертонное устройство (рис. 29,в) крепится в стойке 1
около барабана так, чтобы колебания камертона совершались
в плоскости, параллельной оси барабана. Ножка камертона 2
закреплена на латунной рамке 3, на которой закреплены четьи
ре электромагнита 4. В середине одной из ветвей камертона
привинчен^ контактная пластинка 5, которая, колеблясь вместе
с ветвью камертона между двумя штифтами, один из которых
является изолятором, а другой — контактом в цепи электро-
магнитов, замыкает и размыкает ток в обмотках последних.
Таким образом, в обмотках электромагнитов совершается
колебательный процесс с частотой, задаваемой самим камер-
тоном, что предотвращает затухание колебаний камертона до
конца проведения опыта. На верхнем конце одной из ветвей
камертона привинчено стальное перо 6.
Рамка 3 -может качаться около горизонтальной оси на
центрах 7. Качание рамки с камертоном осуществляется элек-
тромагнитным спусковым приспособлением, называемым отме-
чателем. Отмечатель состоит из барабанчика 8, внутри кото-
рого помещается спиральная пружина, поворачивающая
72
7а
'барабанчик в крайне левое положение. На конце рычага 9,
прикрепленного к барабанчику, укреплена контактная пластин-
ка. При правом положении рычага контактная пластинка при-
касается к сердечникам пары электромагнитов 10 и при нали-
чии тока в обмотках последних удерживают рычаг в правом
положении. Если разомкнуть цепь обмоток электромагнитов,
то действие электромагнитов прекратится, и рычаг под дей-
ствием спиральной пружины отходит в крайне левое положе-
ние. При правом положении рычага верхний конец рамки
отведен назад и перо камертона не прикасается к регистрирую-
щему барабану. При повороте рычага из правого положения
в левое при помощи ролика, скользящего по фигурному срезу
на барабанчике, сперва наклоняют рамку вперед до прикосно-
вения пера камертона к поверхности барабана, а потом отво-
дят опять назад. Таким образом, во время опыта перо камер-
тона прикасается к регистрирующему барабану в течение
небольшого промежутка времени.
Рис. 30. Кривая записи нарастания давления в бомбе.
При опыте навеска испытуемого пороха помещается в ка-
море бомбы. После сборки установки барабан приводится во
вращение электромотором. Когда вращение мотора установит-
ся, нажатием кнопки производят воспламенение заряда.
При этом включаются также электромагниты камертона и
размыкается ток в цепи электромагнитов.
Газы, образующиеся при горении пороха, действуют через
поршень на крешер и сжимают его, а перо поршня вычерчи-
вает кривую сжатия крешера соответственно процессу нарас-
тания давления. Одновременно с воспламенением заряда перо
камертона, прикасаясь к поверхности закопченной бумаги, чер
тит на последней синусоиду.
Таким образом, при снятии с барабана закопченной бумаги
на последней будут две кривых (рис. 30). На основе обработки
этих кривых можно построить кривую нарастания давления в
зависимости от времени.
74
11.	НАИБОЛЬШЕЕ ДАВЛЕНИЕ, ВОЗНИКАЮЩЕЕ ПРИ СГОРАНИИ
ПОРОХА В БОМБЕ
На основании многочисленных опытов с бомбой для
определения наибольшего давления ртп установлена сле-
дующая зависимость:
Ртах== “	~ ,	(Ю)
1 — аД
где
/—сила пороха;
а — коволюм;
& = ~—плотность заряжания;
<» —вес заряда (навески пороха);
1FO — объем бомбы.
Из этой формулы видно, что величина максимального
давления, возникающего в бомбе, не зависит ни от формы,
ни от размеров пороховых зерен; она зависит лишь от плот-
ности заряжания, силы пороха и коволюма.
Пользуясь формулой (10) и результатами опытов с ма-
нометрической бомбой, можно определить силу пороха / и
коволюм а для любого сорта пороха.
Для определения этих величин в первом приближении
необходимо при помощи манометрической бомбы опреде-
лить два значения р'та* и р"тт при двух плотностях заряжа-
ния и Д2-
Имеем
два уравнения:
Р max
7*1
1 — aAj
/А3
О „
max 1 - аД2
(И)
совместно эти уравнения, можно определить зна-
а. Для более точного их определения необхо-
Решая
чения / и
димо подобного рода опыты повторить.
Приведенная выше формула для максимального давле-
ния соответствует моменту, когда весь помещенный в бом-
бу порох сгорел. Представляет, однако, интерес установить
более общее выражение для определения давления в зави-
симости от величины сгоревшей части заряда.
Пусть в объеме бомбы помещен заряд весом <о. Если
к некоторому моменту сгорела часть заряда весом ш', то,
75
обозначая через 4* относительный вес сгоревшей части
заряда, можем написать
К рассматриваемому моменту объем несгоревшей части
будет
(1 — ф) “>
где 8 — плотность пороха.
Объем, занятый молекулами сгоревшей части заряда,
т. е. объем, отвечающий коволюму, будет фо>а.
В этот момент свободный объем №ф полости бомбы бу-
дет равен объему IV 0 за вычетом объема несгоревшей ча-
сти заряда и за вычетом объема, занятого молекулами газов
сгоревшей части заряда, т. е.
W* = Wo-	- фша.
(12)
Дальнейший вывод формулы для определения давления
р<1>, т. е. давления, которое будет существовать в бомбе,
когда сгорит ф-я часть заряда, может быть произведен раз-
личным образом. Выберем простейший путь, для чего
формулу для ршах представим в следующем виде:
/<»
IFq — аш
(13)
Рассматривая эту формулу, видим, что в числителе пра-
вой части стоит произведение силы пороха на вес сгорев-
шего пороха, а в знаменателе выражение Wo — <хо> пред-
ставляет собой свободный объем после того, как сгорел за-
ряд весом <о. В рассматриваемый нами момент свободный
объем определяется выражением (121. Имея в виду из-
ложенное, по аналогии с выражением (13) можем написать
где рф — давление пороховых газов в бомбе, когда сгорела
ф-я часть заряда.
76
Объединяя в знаменателе члены с ф, формула перепи-
шется в следующем виде:
Pty
(15)
Разделив числитель и знаменатель на и замечая, что
— ='Д, окончательно получим
1Г0
Рф=----------№---------.	(16)
Д	/	1 \	v 7
1 —--— Д I а —-- ) ф
о	\	о J
Формула (16) по определению р^ во внутренней бал-
листике является основной формулой для изучения
горения пороха в неизменяемом объеме и имеет большое
практическое значение. Формула позволяет решать следу-
ющие задачи:
а)	по заданной величине ф‘Определить величину давле-
ния ;
б)	по заданной величине р^ определить величину ф.
Для изучения явления выстрела, пользуясь формулой
(16) и пренебрегая давлением от воспламенителя, можно
определить относительную часть заряда ф0, которая сгоре-
ла к началу движения снаряда в канале орудия, т. е. к
концу предварительного периода, когда р^ = р0 — давлению
форсирования
/<*>
(17)
1-Т“д(в-т)'}'0
Принимая, например, р0 = 4ОО кг]см*, из последнего вы-
ражения можно определить Фо.
Из формулы (16) при ф = 1 непосредственно получаем
формулу (10) для определения давления ртах.
Формула для может быть получена также теорети-
чески, исходя из уравнения состояния реального газа (фор-
мулы Ван-дер-Ваальса), а поэтому формула (10) для опреде-
ления ртах, которую опытным путем установили Нооль и
Абель, является частным видом формулы для ръ.
На рис. 31 схематически показано изменение свободно-
го объема бомбы. Из рис. 31 и формулы (15) видно, что
по мере сгорания пороха свободный объем увеличи-
вается за счет освобождающегося объема от сгорания по-
77
роха на величину —фи уменьшается вследствие прибав-
б
ления объема молекул образовавшегося газа аомр.
Более подробные исследования показывают, что в ко-
нечном счете свободный объем по мере горения убывает,,
давление растет, но не пропорционально сгоревшей
части заряда. Свободный объем бомбы в конце горения
меньше, чем в начале.
	% = %
W=0
начало горе-
ния
0<Р<1
промежуточ-
ный момент
Же	w= Wg-aoj
<л=1
конец горе -
ния
Рис. 31. Схема изменения свободного объема в бомбе.
12. ГОРЕНИЕ ПОРОХА
Горение пороха — это реакция превращения его в газооб
разное состояние. В отличие от других видов топлива горение
пороха происходит за счет кислорода, заключенного в самом
порохе. Для сгорания пороха требуется определенное время,
величина которого зависит от многих факторов. Процесс горе-
ния пороха состоит из трех физ: зажжения, воспламенения и
собственно горения.
Зажжение — это возбуждение процесса горения в ка-
кой-либо точке порохового элемента. В зависимости от сорта
пороха для зажжения требуется различная температура. Для
зажжения на открытом воздухе дымного пороха требуется тем-
78
пература около 300° С, а для пироксилинового пороха — около*
200° С.
Воспламенение — это распространение пламени по
всей поверхности порохового зерна.
Собственно горение — это распространение пламе-
ни вглубь зерна.
Понятия «воспламенение» и «собственно горение» возни-
кают из того, что эти две фазы проходят с различными скоро-
стями: распространение реакции горения по поверхности зерна
происходит значительно быстрее, чем проникновение пламени
вглубь зерна.
Скорость воспламенения дымных порохов во много раз
больше, чем скорость их горения. На открытом воздухе ско-
рость воспламенения достигает 1—3 м!сек, в то время как ско-
рость горения равна всего около 10 мм/сек, т. е. в 100—300 раз.
меньше.
У бездымных порохов скорость воспламенения на открытом
воздухе составляет 2—3 мм/сек, а скорость горения 1 мм!сек,
т. е. значительно меньше, чем у дымных порохов.
При применении воспламенителей, создающих высокое
предварительное давление и высокую температуру, процесс
воспламенения бездымного пороха начинается по всей поверх-
ности, и поэтому в первом приближении процесс воспламене-
ния боевого заряда в -каморе орудия можно считать мгно-
венным.
Скорости воспламенения пороха и его горения зависят от
природы пороха и главным образом от давления, при котором
происходит процесс горения, и от температуры газов, окру-
жающих порох.
13. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ ЗАКОН И ЗАКОН СКОРОСТИ
ГОРЕНИЯ ПОРОХА
Закон образования газов, -а следовательно, и закон нара-
стания давления зависит прежде всего от процесса горения.
Процесс горения очень сложный и протекает не одинаково в
различных частях заряда.
Обычно заряд состоит из отдельных элементов — зерен. Эти
элементы не одинаковы как по размерам, так и по форме:
между элементами существуют различные по величине зазоры;
сами элементы различно ориентированы по отношению к ка-
море, в которой они помещены, и т. д. Из-за этих причин про-
цесс горения для различных элементов заряда не будет одина-
ков, а общий процесс горения всего заряда сложный.
Практически было бы крайне затруднительно учитывать осо-
бенности горения каждого зерна заряда в отдельности.
79
Принимая во внимание, что бездымные пороха обладают
высокой однородностью по составу, и делая допущение, что
зерна как по размерам, так и по форме одинаковы, что зерна
в заряде располагаются одинаково, можно принять, что вос-
пламенение и горение пороховых зерен боевого заряда проис-
ходит одновременно. Одновременность воспламенения является
более или менее обоснованной, поскольку в современных ар-
тиллерийских орудиях применяются мощные воспламенители.
При выстреле пламенем от капсюльной втулки или запаль-
ной трубки непосредственно зажигается воспламенитель,
который весьма быстро сгорает и создает этим некоторое дав-
ление, измеряемое десятками атмосфер. Под таким (началь-
ным) давлением и при высокой температуре газов пламя очень
быстро распространяется по поверхности зерен всего заряда,
и все зерна начинают гореть почти одновременно и сразу по
всей поверхности.
На основании сказанного .можно принять следующие допу-
щения о процессе горения заряда:
I) воспламенение всего заряда происходит мгновенно,
2) горение зерен происходит параллельными слоями.
Второе допущение означает, что зерна пороха в течение ‘
всего процесса горения сохраняют свою форму, но изменяют
лишь размеры.
При этих допущениях становится возможным из чисто гео-
метрических соображений подойти к установлению характера
выделения пороховых газов при горении пороха. Указанные
допущения, положенные в основу большинства методов, при-
меняемых в настоящее время для решения задачи внутренней
баллистики, получили название геометрического закона горе-
ния. Впервые эти допущения были сформулированы Вьелем, а
поэтому иногда в литературе они носят название «признак
Вьеля».
Само собой понятно, что принятие геометрического закона
горения является схематизацией такого весьма сложного про-
цесса, как горение заряда. Однако, несмотря на это, при
геометрическом законе получается решение стройное и доста-
точно точное для целей проектирования артиллерийских
орудий.
Рассмотрим теперь вопрос о законе скорости горения поро-
ха. На основании целого ряда исследований установлено, что
скорость и горения пороха пропорциональна давлению, т. е.
и —Ар.	(18)
где А — некоторый коэффициент.
Означенная функциональная зависимость скорости горе-
ния пороха от давления р называется законом скорости
горения.
80
Физический смысл коэффициента А в формуле (18) лег-
ко выясняется, если положить р, равным единице, и опре-
делить иг.
При этом получим, что
Wj = A	(19)
Величина и, называется коэффициентом скоро-
сти горения пороха и является весьма важной его
характеристикой. Зная коэффициент скорости горения и1(
закон скорости горения пороха может быть выражен в
следующем виде:
и = ихр.	(20)
Для определения размерности определим ее значение
из формулы (20)
=	(21)
Если выразить скорость и в дм[сек, а давление р в
кг/дм2, тогда должно иметь размерность дм1сек: кг/дм*.
Если принять, что и выражено в мм/сек, а давление р в
кг/см2, тогда будет иметь размерность мм]сек : кг/см?.
Величина и зависит от природы пороха и изменяется с
с изменением летучих веществ, азота и нитроглицерина в
порохе. Значение растет с увеличением процента азота
и нитроглицерина в порохе и убывает с увеличением про-
цента растворителя.
Скорости горения пороха при р, равном 1 кг!см\
имеют значения: для пироксилинового пороха 0,06-г
4-0,09 —:: — , для нитроглицеринового пороха 0,07-4
сек см-
. Л 1 г мм кг
— 0,15 — : — .
сек см*
Так как скорость горения и есть отношение прираще-
ния сгоревшей толщины de порохового зерна к соответ-
de
«ствующему промежутку времени at, т. е. u= —, то мо-
dt
жем написать
(22)
dt
откуда
de — ихр dt.	(23)
‘6 Э. К. Ларман	81
Интегрируя последнее равенство в пределах от нуля
до ег и от нуля до tK, где tK — полное время горения поро-
ха в бомбе, получим
=	(24)
о	о
или
е1 = и1 J р dt.	(25)
о
Откуда
(26)
‘к
J pdt
о
Величину ег мы получаем непосредственным обмером
порохового зерна, aj pdt получается из опыта.
Рис. 32. Графическое представление о полном импульсе
давления пороховых газов.
При сжигании пороха в бомбе мы получаем кривую
давления р в зависимости от времени Л На рис. 32 кривые
Оа9 ОЬ и Ос представляют собой эти кривые, полученные
для одного и того же пороха при различных плотностях
заряжания. Следует заметить, что площади Оссх, ObbY и
Оаа}, представляющие собой значения J pdt, равновелики,
о
82
Как видно из последней, а также из предыдущих фор-
мул,
( pdt = -^ = IK .	(27)
J	«1
о
Величина /к, представляет собою полный импульс
давления пороховых газов.
14. ЗАКОН ГАЗООБРАЗОВАНИЯ И ВЛИЯНИЕ (НА НЕГО ФОРМЫ
ПОРОХОВОГО ЗЕРНА
Процесс горения пороха может различно протекать во
времени: пороховые газы могут наиболее интенсивно вы-
деляться как в начале горения, так
и в конце горения. Интенсивность
выделения газов может оказаться
также постоянной за весь период
горения.
Наша задача будет заключаться
в том, чтобы установить, какие
факторы оказывают влияние на
характер газообразования.
Пусть пороховые зерна, из ко-
торых состоит заряд (рис. 33), го-
рят в соответствии с геометриче*
ским законом горения, т. е. парал-
лельными слоями и с одинаковой
скоростью со всех сторон.
Обозначим через Aj начальный
Рис. 33. Обгорание зерна
произвольной формы.
объем и через Si на-
чальную поверхность каждого зерна.
Если весь заряд состоит из п таких зерен, то вес заря-
да со определится из следующего выражения:
(b = /zA13,	(28)
где В — плотность пороха.
Если через А обозначить объем сгоревшей части зер-
на, то для веса <»' сгоревшей части заряда получим выра-
жение
ы' — пЛЬ.	(29)
Поделив почленно последнее равенство на предыдущее,
после очевидных сокращений получим
। ш
А
6*
(30)
83
где ф — относительное количество сгоревшего заряда к
рассматриваемому моменту.
Последнее равенство наглядно иллюстрирует одно из
положений геометрического закона горения. Оно показы-
вает, что при геометрическом законе горения
процесс горения всего заряда определяется
горением зерна при условии, что заряд со-
ставлен из одинаковых, по форме и составу
зерен.
Законом образования газов называют закон
изменения во времени величины ф и ее произ-
водной которая носит название „быстроты
dt
газообразования”.
Дифференцируя выражение (30), получим
d*t=~ 	{31>
Л1
Если по истечении промежутка времени dt со всех сто-
рон порохового зерна сгорит слой, толщиной de, то эле-
ментарный объем сгоревшей части зерна определится из
выражения
dX = Sde,	(32)
где
S— поверхность порохового зерна в рассматриваемый
момент.
Разделим правую и левую часть последнего выражения
на Aj и dt, после чего получим
dA   S	de
&idt	Aj	dt
Так как-^- равно и и, имея в виду зависимость (31),
dt
следнее выражение перепишется следующим образом:
dt А,
Умножив и разделив правую часть на S,, получим
-*L== А1_. А „
dt Aj S;
Последнее выражение показывает, что характер газо-
образования зависит от отношения поверх-
ностей зерна и с к о р о с т и го р е н и я. От н о ше н и е
84
(33)
по-
(34)
(35)
— = о представляет собой относительную поверх-
н ость зерна, которая характеризует форму порохового
зерна в смысле влияния ее на газообразование.
Если з в процессе горения увеличивается, т. е. з стано-
вится больше единицы, то это значит, что по мере горе-
ния горящая поверхность зерна увеличивается. В этом
случае зерно имеет прогрессивную форму. Если
в процессе горения а становится меньше единицы, это
значит, что в процессе горения горящая поверхность
зерна уменьшается. Такая форма порохового зерна
называется дегрессивной. И, наконец, если в про-
цессе горения о равняется единице, то это зна-
чит, что горящая поверхность за все время остается
постоянной. Пороховое зерно подобной формы называется
зерном с постоянной поверхностью горения.
Поскольку количество газов, выделяемых при горении
порохового зерна, при прочих равных условиях пропорцио-
нально площади горения, то отсюда можно сделать сле-
дующие выводы:
а)	если заряд составлен из пороховых зерен, имеющих
прогрессивную форму, то по мере сгорания заряда коли-
чество выделяемых пороховых газов в единицу времени
все время увеличивается;
б)	если заряд составлен из пороховых зерен дегрессив-
ной формы, то по мере сгорания заряда количество обра-
зующихся газов уменьшается;
в)	если заряд составлен из зерен с постоянной поверх-
ностью горения, то во время горения пороха приток газов
в любой момент времени остается постоянным.
£
Отношение —— в выражении (35) представляет так назы-
•Л-1
ваемую начальную оголенность порохового зерна или его
удельную поверхность, приходящуюся на единицу объема
зерна в начале горения, и зависит также от формы и
размеров последнего. Что касается третьего множителя и
в формуле (35), то, как известно, он зависит от природы
пороха, от давления, при котором происходит горение по-
роха.
Таким образом, при прочих равных обстоятельствах при
выстреле количество притока пороховых газов в единицу
времени можно регулировать формой порохового зерна и
природой пороха.
Этим и объясняется то, что на вооружении имеются
различные формы пороховых зерен, а также и пороха,
всевозможные по своей природе горения. Какая из форм
85
порохового зерна является прогрессивной, дегрессивной или
Постоянной поверхностью горения, будет сказано ниже.
Исследования показывают, что для всех форм порохо-
вого зерна имеет место следующая зависимость:
ф = хг(1-f-Xz + pz2),	(36)
где
е
z =--------относительная толщина слоя порохового зерна,
«1
сгоревшего к рассматриваемому моменту,
ег — половина наименьшего размера порохового зерна;
е — половина толщины сгоревшего слоя порохового зерна;
х, X, Р—характеристики формы порохового зерна, посто-
янные положительные или отрицательные числа, которые
для каждой формы зерна имеют особые присущие только
ей численные значения.
Во время горения е меняется в пределах от 0 до elt
a z и ф от 0 до 1.
Выражения для определения х, X и ц могут быть полу-
чены для каждой формы порохового зерна, исходя из гео-
метрических соображений, весьма просто. Ниже эти выводы
опущены и только окончательные результаты их приведены
в таблице 8.
Для удобства вычислений на практике часто применяют
двухчленную формулу
ф = xtz (1 + XjZ).	(37)
Новые коэффициенты определяют из условия, чтобы
значение ф, вычисленное по двухчленной формуле при z,
равном единице, и z, равном 0,5, совпадало со значением ф,
вычисленным для этих же условий по трехчленной формуле.
Не вдаваясь в подробные выводы, укажем, что
х ==х (1 —и X = —— 1.	(38)
\	2 /	хх
Обычно в двухчленной формуле коэффициенты х и X
пишутся без индекса, т. е.
ф = хг(1 + Xz).	(39)
Исходя из формулы (39), нетрудно получить также зави-
$
симость а = — от z в следующем виде:
1	а=1 + 2Хг.	(40)
На рис. 34,а графически показана зависимость ф от г,
а на рис. 34,6— зависимость а от z для следующих форм
пороховых зерен: трубка 1, лента 2, квадратная пластинка 3,
86
Таблица 8
Характеристики различных форм пороховых зерен
Форма порохового зерна			Характеристики					
			а	р	а?	X	X	и
трудна ) )	2с, < 2с V^-Г	О=а<0<1			0	2е, 2с	0	1 + р	0 1 + 0	0
Лента	-—^у 2<?1 < 26 < 2с			2ij "2Г	2*1 2с 1	_£ Ьс	14-а + ₽	_ ° + 0 + °0 1 +а + 0	“0 ] + а + 0
квадратная плаатинпа 2е,<2Ь~2с уС гг=^ “=6<1			2et 26	2ei 26	4__J. № с*	1+20	_ ,20 + 02 1+20		02 1+20
кбадра/п Г" 1_.	чый бу	7/427Л 2et = 2b С 2с а = 1 ?<1	2е; 26	2е, 2с	2е. 2с	2+0	1+20 2 + 0	0 2 + 0
Г V	г* /Ё "	/	Куб /	2ej = 26 = 2с _/$	а=₽=1	2Ь	-^ = 1 2с	1	3	— 1	1 3 Зак. 447
брусок без канала 4, куб или шар 5. Из рассмотрения
кривых видно, что (рис. 34,6) у трубчатой формы в про-
S
цессе горения отношение — — а все время остается почти
постоянным, а кривая ф в зависимости от z (рис. 34,а) почти
совпадает с диагональю квадрата — со стороной, равной еди-
нице. Это показывает, что горящая поверхность зерна в
процессе всего периода горения остается почти постоянной.
Следовательно, трубчатая форма близка к форме с по-
стоянной поверхностью горения. Что касается остальных
форм порохового зерна, как-то ленга, квадратная пластин-
ка, квадратный брусок и куб, то для них а в зависимости
Рис. 34. Графические зависимости ф от z и s от г.
от z все время убывает. Это указывает на то, что горящая
поверхность S у этих форм по мере обгорания зерна умень-
шается и, следовательно, эти формы являются дегрессив-
ными формами. Наиболее дегрессивной формой является
кубическая форма.
Некоторое уменьшение горящей поверхности у зерна
трубчатой формы объясняется тем, что при горении с тор-
цов трубка укорачивается. Если это явление локализовать,
то трубчатая форма превратилась бы в форму с постоянной
поверхностью горения.
Это свойство трубчатой формы наводит на мысль о пу-
тях создания порохового зерна прогрессивной формы. Так,
например, если у порохового зерна трубчатой формы тор-
цевые поверхности, а также наружную поверхность сделать
так, чтобы они не воспламенялись, тогда горение проис-
ходило бы лишь по внутренней поверхности, и поверхность
87
Рис. 35. Поперечное сечение поро-
хового зерна с семью каналами.
горения S все время бы увеличивалась. Трубчатая форма
превратилась бы из формы с постоянной поверхностью го-
рения в прогрессивную форму. Подобным образом изготов-
ленное пороховое зерно называется бронированным.
Прогрессивность формы порохового зерна может быть
увеличена, если взять пороховое зерно не с одним кана-
лом, а с несколькими, воз-
растание поверхностей ко-
торых прй горении будет
перекрывать уменьшение
наружной цилиндрической
поверхности. На этом прин-
ципе построено зерно се-
миканальной формы, попе-
речное сечение которого*
показано на рис. 35.
Центральный канал и
часть каналов, расположен-
ных по окружности в вер-
шинах правильного шести-
угольника, дают при горе-
нии приращение горящей
поверхности и компенсиру-
ют убывание наружной по-
верхности зерна. Наружная поверхность и поверхность ка-
налов расположены друг от друга на расстоянии 2ек В по-
роховых зернах с одним или несколькими каналами вели-
чину 2^j принято называть толщиной свода.
Горение от поверхности каналов идет концентрическими
слоями. Когда порох сгорит на толщину е}, окружности
во всех направлениях встретятся, и пороховое зерно рас-
падется на призмы криволинейного поперечного сечения
(на рисунке поперечные сечения этих призм зачернены).
Если толщину сводов 2е} принять равной удвоенным диа-
метрам 2d каналов, то увеличение горящей поверхности к
5
моменту распада составит 37%, т. е. отношение — = 1,37,
-1
где S3 — горящая поверхность зерна к моменту распада.
К этому моменту при правильном расположении каналов,
сгорает 85°/0 объема зерна (ф3 = 0,85), оставшиеся 15°/0
в виде призм сгорают дегрессивно.
Таким образом, горение порохового зерна с семью или с
другим числом каналов распадается на две фазы: первая фа-
за — до распада зерна и вторая фаза — после распада. В тече-
ние первой фазы горение идет с увеличивающейся поверхно-
стью горения, а во второй — с уменьшением горящей
88
поверхности!. Таким образом, форма порохового зерна с семью-
каналами также не является полностью прогрессивной формой.
Наш соотечественник пороходел Киснемский спроектировал
и изготовил пороховое зерно (рис. 36,а) квадратного сечения
и с квадратными отверстиями. При этом он имел в виду избег-
нуть получение распада зерна и тем самым достигнуть подоб-
ной формой большой прогрессивности. Опыты показали, что
квадратный канал в процессе горения не сохраняет формы
(рис. 36,6) квадрата, а закругляется в углах. Вследствие этого
получается примерно 10% продуктов распада. Существует еще
целый ряд других форм порохового зерна, претендующий на
большую прогрессивность, однако эти формы пока не вышли,
из стадии опытных работ.
Рис. 36. Горение порохового зерна Кионемского.
Ознакомившись с общими вопросами, связанными с горе-
нием пороха в неизменяемом объеме, перейдем к изучению тех
процессов, которые совершаются в канале ствола во время вы-
стрела.
15. БАЛАНС ЭНЕРГИИ ПРИ ВЫСТРЕЛЕ И КОЭФФИЦИЕНТ
ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ПОРОХОВЫХ ГАЗОВ В ОРУДИИ
При выстреле энергия пороховых газов, получающихся
в результате сгорания боевого заряда, затрачивается на
совершение различного рода работ.
Полезной работой является та часть энергии, которая
затрачивается на сообщение снаряду поступательного дви-
жения и которая измеряется его кинетической энергией,
(41),
89
тде
q — вес снаряда;
v — скорость снаряда в канале ствола в рассматриваемый
момент;
g — ускорение силы тяжести.
Рассмотрим, каков будет баланс энергии в некоторый
момент tt когда сгорела часть ф заряда весом ш, а снаряд
весом q приобрел скорость <и.
Поскольку пороховые газы совершили к рассматри-
ваемому моменту некоторую работу, то они будут иметь
температуру Т, меньшую чем температура горения 7\.
При сгорании фа) пороха будет выделено калорий
тепла, которые эквивалентны механической работе
£фо>(2 [кг-дм], где Е = 4270 кг• дм/кг — механический экви-
валент тепла.
Если через cw обозначим среднюю теплоемкость при
постоянном объеме, то Q. = cwT1, и эквивалентное ко-
личество энергии Э определится из выражения
Э = EQ^ = Ес w Т^фш.	(42)
Такое количество энергии перешло бы полностью в
работу, если температура пороховых газов понизилась бы
до абсолютного нуля.
Поскольку к моменту t газы имеют температуру Т, то
в них содержится еще некоторая энергия, которая способ-
на совершить механическую работу Э' и которая может
быть определена по формуле
Э' = E^(dcwT.	(43)
Следовательно, энергия, израсходованная к моменту t,
составляет разность
Э — Э' — E^cw 7\ — E^Tcw.	(44)
Большая часть этой энергии будет затрачена на совер-
шение полезной работы, т. е. на сообщение снаряду кине-
тической энергии	а остальная часть будет за-
трачена не производительно на совершение ряда второсте-
пенных работ, подчас даже вредных. Если через А обозна-
чим сумму всех учитываемых работ, совершенных порохо-
выми газами к моменту t при выстреле, то можем написать,
что
4= П
д =	(45)
90
где Zj Ai — сумма всех прочих второстепенных работ,
i=2
которые совершают пороховые газы при выстреле.
Наиболее существенными из учитываемых второстепен-
ных работ являются:
Д, — работа по сообщению снаряду вращательного дви-
жения;
Д, —работа на преодоление трения между пояском
снаряда и поверхностью канала ствола;
Д4 — работа поступательного движения самих продуктов
взрывчатого разложения боевого заряда и несгоревших
частей заряда;
Д5 — работа, затрачиваемая на откат ствола.
К этим работам можно было прибавить еще и другие
затраты энергии заряда, как на нагревание стенок ствола
и их деформирование, на прорыв пороховых газов через
зазоры между снарядом и стенками канала ствола и ряд
других, которые малы или при современном состоянии
теории не всегда поддаются учету.
В первом приближении можно принять, что все второ-
степенные работы пропорциональны основной работе
д __qt^ Т0Гда можем записать, что
2g’
i=n	i=n	i=n
=	Д1=	(46)
i=2	i=2	/=2
Имея это в виду,	можем написать,	что
А =	+	k2^ +	+	k.	(47)
2g 22g s2g 42g	52g	V 7
ИЛИ
Д = р(1+^2 + ^ + й4 + ^).	(48)
Обозначая 1 4- k2 + k2 4- ki 4- kb = <o, последнее выраже-
ние перепишем в следующем виде:
x = (49)
2g 2
91
Имея теперь значение А к моменту t, уравнение баланса
энергии напишется в следующем виде:
Е'Ъшст7\— Etyu>cwT —
(50}
где т — масса снаряда.
Последнее уравнение показывает, что разность двух
тепловых состояний превратилась в сумму внешних работ,
совершаемых за счет энергии пороховых газов боевого за-
ряда.
Если коэффициент ср, учитывающий второстепенные ра-
боты, относить не ко всей кинетической энергии поступа-
тельного движения снаряда, а только к его массе т, то
можно считать, что работа газов затрачена на сообщение
поступательного движения с той же скоростью более тяже-
лому снаряду с массой <от. Массу называют фиктивной
массой, а коэффициент <р — коэффициентом фиктивности
массы снаряда.
На основании своих исследований проф. В. Е. Слухоц-
кий предложил для определения коэффициента фиктивно-
сти следующую формулу:
? = * + 4	(50
3 q
где k — коэффициент, зависящий от типа орудия.
Для коэффициента k в среднем можно принять следую-
щие значения (таблица 9).
Таблица 9
Значения коэффициента k для разных /типов орудий
Тип орудия	Значение k
Гаубицы	1,06
Пушки с длиной ствола до 40 калибров	1,05
Пушки с длиной ствола более 40 калибров	1,03
Как это будет показано ниже, коэффициент фиктивности <?•
зависит также от уширения каморы.
92
Из физики известно, что
cp-cv=AR=-^.	(52)
Откуда
Е =—-—.	(53)
Ср cw
Умножая правую и левую части этого выражения на
cw, будем иметь
Ecw = —^— = —5(54)
Ср	Ср «	« —- 1
--—-1
Сад
где k = ^L — отношение теплоемкостей (показатель адиа-
Сад
баты).
Для простоты обозначим
k—1=0.	(55)
Тогда
=	(56)
Значение 0 является величиной переменной и зависит
от температуры. Значение 0 для баллистических
расчетов принимается средним значением,
равным 0,2.
Имея в виду изложенное, из уравнения (50) можно
исключить Ecw и переписать его в следующем виде:
(57)
Применяя это уравнение баланса энергии для момента
вылета снаряда из дула, когда ф = 1, Т=Тд и v = Vd,
получим
Я	'г 4mv2d
-Т^- —	=	(58)
где — дульная скорость снаряда.
Поскольку R7\=f, то последнее выражение может быть
лереписано следующим образом:
tmvd __fu> fa Тд _fv / Тд \
2 ~ 0	0	7\ ~ 0 \	~Т\ )
93
Из этого выражения видно, что с уменьшением темпе-
ратуры Тд работа, совершаемая пороховыми газами, увели-
чивается.
Если бы удалось достигнуть такого положения, когда
в момент вылета снаряда из канала ствола температура по-
роховых газов понизилась бы до абсолютного нуля, тогда
снаряд с массой <?т достиг бы предельно возможной скорости,
которую обозначим через Vnp. Из выражения (59) получим
_ /со
2	~ 0
(60)
Откуда
=	(61)
н у <?mQ
Из выражения (60) видно, что представляет полный
запас энергии, заключенный в <о («г] пороховых газов.
Величина — определяет собой полный запас энергии для
0
1 кг пороха и называется потенциалом пороха.
Выражение (61) для Ипр имеет лишь теоретическое зна-
чение, поскольку в орудии не представляется возможным
создать такие условия, чтобы к моменту вылета снаряда
из канала ствола пороховые газы охладились бы до абсо-
лютного нуля.
Зная теперь выражение для полного запаса энергии по-
рохового заряда, можно решить вопрос о коэффици-
енте полезного действия заряда в орудии,
под которым понимают отношение полезной работы порохо-
вых газов к полному запасу энергии в данном боевом заряде.
Обозначая через Гд коэффициент полезного действия,
можем написать
1	2
_ Qmv1 2
/ш	2/ш
v
(62)
Для обычных орудий значение колеблется в пределах
0,204-0,33.
Таким образом, в артиллерийском орудии используется
для сообщения поступательного движения снаряду только
около одной трети полной энергии боевого заряда. Осталь-
94
ная часть энергии боевого заряда расходуется следующим*
образом: около 22% от общего количества энергии погло-
щается стенками ствола в виде тепла, на сообщение энергии
откатным частям и пр., а около 45% энергии уносят с со-
бой пороховые газы при выходе из дула орудия.
В главе 1 нами уже упоминался коэффициент ис-
пользования веса заряда
Из выражения (62) для коэффициента полезного действия
можем написать
f mvj.
=	=	(64).
Отсюда получаем следующую простую зависимость меж-
ду гд и т)ю:
гд = т\т-.^~.	(65)
16. ВЫВОД ОСНОВНОГО УРАВНЕНИЯ ВНУТРЕННЕЙ
БАЛЛИСТИКИ
Выведенное выше уравнение (57) баланса энергии
— <1ио Т,---Фш Т = —
в ‘	1 О т 2
устанавливает связь между сгоревшей частью заряда ф,
скоростью снаряда v и температурой Т пороховых газов в
заснарядном пространстве в рассматриваемый момент.
Как уже было указано выше, основной задачей внут-
ренней баллистики является нахождение зависимости между
длиной пути I снаряда, проходимого им по каналу ствола,
скоростью v и давлением р на дно снаряда и стенки
ствола. Однако эти величины, за исключением v, в полу-
ченное нами уравнение баланса энергии не входят. Поэтому
дальнейшие преобразования будут заключаться в том, чтобы
в уравнение (57) ввести величины р и I.
Исключим из упомянутого уравнения переменную Т. Для
решения этой задачи воспользуемся известным из физики
уравнением состояния газа
fp + 4)(w-b)==/?r,	(66)
95
где
р — давление газов;
— удельный объем при £ = 0°С и давлении 1 атм;
Т — абсолютная температура газов;
R — газовая постоянная;
« — характеристика силы сцепления молекул;
b — характеристика объема молекул.
При высоких температурах, с которыми приходится
иметь дело во внутренней баллистике, силой сцепления мо-
лекул можно пренебречь, т. е. положить а равной нулю.
Тогда уравнение состояния газа примет вид
p(iw — b) = RT.	(67)
Означенное уравнение относится к единице веса газов.
Если допустить, что в объеме Wo сгорит ф [кг] пороха,
температура которых равна 7\,то на основании последнего
уравнения можем написать
=	(68)
ИЛИ
Р(1Г0-ф&) = ф/?Т1,	(69)
или
pW=u>R7\,	(70)
где IV=U7O — о)6—свободный объем, занимаемый газами.
Если в некоторый момент сгорела лишь часть порохо-
вого заряда, равная фш [кг], и газы вследствие совершения
работы имеют температуру Г, то уравнение состояния
напишется в следующем виде:
Откуда	р w = <!>«>/? т.	(71) 7' = ——.	(72)
Подставляя значение Т в формулу (57) баланса энергии
при выстреле и имея в виду, что R7\=f, получим
.	(73)
е т о 2	'
Рассмотрим, чему же равен в нашем случае свободный
объем W (рис. 37).
96
До начала движения снаряда сгорание пороха происхо-
дило в объеме каморы, равном После того, как сгорело
[кг] пороха, и снаряд продвинулся на величину I, объем
заснарядного пространства увеличился на объем W = ls и,
следовательно, составляет
где s — поперечное сечение канала ствола с учетом площа-
ди нарезов.
Часть этого объема, равная —-----— , занимает несгорев-
шая часть порохового заряда и часть, равная а®ф, прихо-
дится на долю коволюма газов сгоревшей части заряда.
Рис. 37. Объем заснарядного пространства в некоторый момент.
Таким образом, свободный объем можно выразить формулой
W=W0	— — (1 — ф) =	4-sZ, (74)
О
где
^=и70_а(Вф_^(1_ф).
О
Подставляя это значение W в формулу (73), получим
=	.	(75)
0 т	0	2	7
В таком виде преобразованное уравнение баланса энергии
принято называть основным уравнением внутрен-
ней баллистики. Все члены этого уравнения выража-
ются в единицах работы (кг-дм).
7 Э. К. Ларман	97
'Г	«7*	,
Так как —— =/<ь, то это уравнение можно переписать
s
еще в следующем виде:
0
pS (1^ + /) = /о>ф----— yntV1.
(76)
Это уравнение связывает следующие переменные вели-
чины: давление пороховых газов р, длину пути I снаряда
по каналу ствола, скорость v снаряда, приведенную длину
/ф свободного объема заснарядного пространства и вели-
чину ф.
17.	СРЕДНЕЕ ДАВЛЕНИЕ ПОРОХОВЫХ ГАЗОВ НА ДНО
СНАРЯДА
На рис. 38 представлена кривая давления пороховых
газов на дно снаряда в зависимости от пути снаряда при
Рис. 38. График кривой давления пороховых газов на дне
снаряда и график рср-
движении его по каналу. На основании общеизвестной тео-
ремы теоретической механики известно, что приращение
работы, совершаемой силой, в данном случае ps, равно
приращению кинетической энергии; отсюда можем на-
писать
psdl = d (	„
(77)
98
Интегрируя это выражение для левой части от нуля до
I и для правой от нуля до v, получим
(78)
О
Так как не существует аналитической зависимости для
выражения изменения давления р в зависимости от I, то
i
интеграл ^pdl в конечном виде не может быть проинте-
о
грирован, о чем более подробно будет сказано ниже.
Если к моменту вылета снаряда из канала ствола путь
его равен 1д, а скорость vd, то уравнение (78) для этого
случая перепишется в следующем виде:
sJpdZ=2_2.	(79)
о
Из этого выражения видим, что площадь ОАВС, огра-
ниченная кривой давления и осью абсцисс /, умноженная
на s, равна работе пороховых газов в орудии во время
выстрела.
Введем в рассмотрение некоторое постоянное давление
рСр, но которое удовлетворяет условию
2
spCpld=s I pdl= —-
J	*8
о
Откуда
Pcp~ Ыд
(80)
Таким образом, давление рср, называемое средним
давлением, есть такое условное постоянное
давление, которое совершает такую же рабо-
ту, как действительное переменное давление.
Графически это давление представляет собой высоту пря-
моугольника ODEC, площадь которого равновелика площа-
ди ОАВС.
Составим отношение
Pep _ <fmvd__________
------— Чд
Pm teldPm
(81)
99
обозна-
(82)
от 0,40
можно
(83)
прямо-
Произведение sld, стоящее в знаменателе, представ-
ляет собой рабочий объем канала ствола, который
чим через Wd, после чего можем написать, что
7|д— 21^ •
Величина -qd для орудий колеблется в пределах
до 0,70 и называется коэффициентом использова
ния рабочего объема канала ствола.
1д
Так как —s J pdl, то выражение для
о
представить в следующем виде:
s	J р dl	J р dl
т —	о _____о
^<3-- -	 —-
s‘d Рт	Рт
Произведение 1д рт представляет собой площадь
угольника OMNC (рис. 38). Так как J pdl является
о
лишь частью этой площади, то коэффициент показывает,
какую часть составляет действительная работа пороховых
газов от той работы, которая получилась бы в том идеа-
лизированном случае, если бы давление на всем пути 1д
снаряда было равно максимальному давлению рт.
18.	ЗАВИСИМОСТЬ МЕЖДУ ДАВЛЕНИЕМ НА ДНО СНАРЯДА И
НА ДНО КАНАЛА И ВЛИЯНИЕ УШИРЕНИЯ КАМОРЫ
НА КОЭФФИЦИЕНТ ФИКТИВНОСТИ <р
Давление пороховых газов в каждый данный момент
времени не одинаково в различных сечениях канала между
дном снаряда и дном канала. Причина эта заключается как
в волнообразном движении пороховых газов, так и в дви-
жении продуктов горения и несгоревшей части заряда.
Учет волнообразного движения представляет большие труд-
ности и, кроме того, исследования проф. В. Е. Слухоцко-
го показывают, что влияние волнообразного движения на
закон распределения давлений в заснарядном объеме и'
баллистические данные орудия незначительны, если плот-
ность заряжания не слишком мала и правильно подобран
воспламенитель.
100
Если положить, что воспламенитель подобран пра-
вильно, то на распределение давлений между дном снаря-
да и дном канала будет оказывать влияние лишь движение
продуктов горения и несгоревшей части заряда. В этом
случае между давлением на дно снаряда рсн и давлением
на дно канала рки существует следующая зависимость:
Ркн --	4" ^1 Рен»
(84)
где
Xj — некоторый коэффициент;
о> — вес боевого заряда;
q — вес снаряда.
Рис. 39. Схема каморы.
При допущении, что продукты горения и несгоревшая
часть заряда равномерно распределены по всей длине за-
снарядного пространства в данный момент времени и что
скорость движения продуктов горения меняется по линей-
ному закону от нуля у дна канала до скорости снаряда v
у дна снаряда, можно принять Х1 = 0,5.
Тогда
Ан=(1 + 0,5-^-)рсн.	(85)
Однако это справедливо лишь для случая, если отсут-
ствует уширение каморы, т. е. для случая/ когда коэффи-
циент уширения каморы х=1. Если же у каморы (рис. 39)
101
Х>1> то значение коэффициента следует определять по
формуле
к1=0,5_ГТТ^’	(86)
где
Л = —------относительный путь снаряда по каналу ствола;
*о
I — путь снаряда по каналу ствола в данный момент
времени;
Zo = — — приведенная длина каморы;
S
^ — действительная длина каморы;
L — расстояние от горловины каморы (начало нарезов)
до дна снаряда в рассматриваемый момент.
Величина х» может быть определена по формуле
(87)
Так как расстояние от дна досланного снаряда до начала
нарезов в среднем составляет 0,75tf, то
Хи = к0+ 0.75J.	(88)
Следовательно, согласно формуле (87)
у —______1о____ .
Ан Хо + 0,75d
Последнее выражение может быть переписано в следу-
ющем виде:
= 1• (89>
Ад 0,75а
Zo Zo
Так как —=х, то окончательно получаем
Zo
Хн =----------- .	(90)
Лн 1 v '
X + lo
При малом значении коэффициента уширения каморы х
для установления зависимости между давлением на дно
канала и давлением на дно снаряда можно также пользо-
ваться формулой (84), принимая Х1 = 0,5.
102
На рис. 40 линия АВ показывает, как меняетсд давление
в различных сечениях заснарядного пространства в тот
момент, когда на дно снаряда действует максимальное дав-
ление ртт.
Как показывают исследования отечественных баллисти-
ков проф. В. Е. Слухоцкого и проф. М. Е. Серебрякова, ве-
личина х уширения каморы оказывает влияние и на коэф-
фициент фиктивности. Выражение для определения послед-
него может быть представлено в следующем виде:
? = +	.	(91)
9
Рис. 40. Кривая давления на дно снаряда и на дно канала.
Значение коэффициента k берется таким, как это было
указано в п. 18. Что касается коэффициента Х2, то для его
определения существует следующая весьма простая зави-
симость:
3 ’ 1+ лд ’
(92)
где
относительная длина нарезной части;
Ан= —
/о
L„ — длина нарезной части канала ствола;
Ад = ——относительный путь снаряда по каналу
А>
1д— полный путь снаряда по каналу ствола.
ствола;
103
Длина нарезной части канала при предварительных рас-
четах может быть определена из выражения
L„ = ld — Q,75d.	(93)
19.	ЗАВИСИМОСТЬ МЕЖДУ РАСЧЕТНОЙ ВЕЛИЧИНОЙ
НАИБОЛЬШЕГО ДАВЛЕНИЯ рт ПОРОХОВЫХ ГАЗОВ
В КАНАЛЕ СТВОЛА И ВЕЛИЧИНОЙ МАКСИМАЛЬНОГО
ДАВЛЕНИЯ рткр, ОПРЕДЕЛЯЕМОГО ВКЛАДНЫМ
КРЕШЕРНЫМ ПРИБОРОМ
При решении задачи внутренней баллистики величина
давления р пороховых газов в каждый данный момент во
всех сечениях заснарядного пространства принимается по-
стоянной и равной некоторой средней величине.
Если это давление р определить посредством формул
внутренней баллистики, то между ним и давлением на дно
снаряда будет существовать следующая зависимость:
Рсн = —(1+v);	(94')
<р
или
Рен =	(94")
<?
где
?i = l + V-
Множитель <?1 = 1 + v в данном выражении учитывает
потери на ведение снаряда по нарезам. Для баллистических
расчетов можно принять:
для артиллерийских орудий v~0,02;
для стрелкового оружия	v~0,10.
Для момента наибольшего давления рт зависимость (94)
перепишется в следующем виде:
Ртт= ?1>	(95)
<Р
где рыщ — наибольшее давление на дно снаряда.
При стрельбе на полигоне для подбора заряда величина
наибольшего давления пороховых газов измеряется вклад-
ным крешерным прибором, который укладывается впереди
зеркала затвора, а поэтому фактически измеряет наиболь-
шее давление ркат на дно канала, между которым и наи-
большим давлением р№т на дно снаряда существует зави-
симость
Ркят== Г1 4“	'j Р<мт-	(96)
\ я /
104
Подставляя значение рснт в последнее уравнение полу-
чим
=	—•	(97)
\	<7 / ?
Откуда
Рт= —-------2------- Ркн т-	(98)
11 + I
Известно, что давления пороховых газов, определенные
крешером, оказываются заниженными примерно на 12%.
Если обозначим через pmKV наибольшее давление, опреде-
ляемое по вкладному крешерному прибору, то можем
написать, что
PvMm 1 1.
(99),
Имея это в виду, окончательно получим
Ркнт ,	Рткр*
(100)
Величину kj следует определять по формуле (86), по-
лагая
Ан=-^ и А = Лд.
‘о
20.	ТАБЛИЦЫ ВНУТРЕННЕЙ БАЛЛИСТИКИ ГЛАВНОГО
АРТИЛЛЕРИЙСКОГО УПРАВЛЕНИЯ (ГАУ)
СОВЕТСКОЙ АРМИИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
При баллистическом проектировании основная задача
внутренней баллистики заключается в определении конст-
руктивных данных канала ствола и таких условий заряжа-
ния (веса заряда, размеров и формы порохового зерна), при
которых снаряду данного калибра и веса за время его дви-
жения по каналу ствола сообщается требуемая начальная
скорость. Попутно с решением этой задачи внутренняя
баллистика разрабатывает методы построения баллистиче-
ских кривых, к которым относятся кривая давлений поро-
ховых газов в канале ствола в зависимости от пути сна-
ряда р = f(/) или от времени p=fi(t) движения снаряда
по каналу ствола, кривая изменения скорости снаряда от
пути последнего z> = <p(/) или от времени £» = <?!(<) и целый
105
ряд других кривых, характеризующих процессы, происхо-
дящие в канале ствола во время выстрела.
Аналитическое решение этих задач с использованием основ-
ного уравнения внутренней баллистики, содержащего несколь-
ко переменных, взаимно связанных между собой, и вывод до-
полнительных зависимостей, выражающих связь между
физико-химическими и механическими явлениями при выстре-
ле, даже при некоторой схематизации и допущениях, представ^
ляет собой сложную математическую задачу и приводит к
сложным расчетам.
Основные трудности возникают при выводе формул для
определения пути снаряда и давления в первом периоде. Су-
ществует целый ряд способов решения основного уравнения
внутренней баллистики и системы уравнений, связанных с ней,
которые сами по себе не вносят что-либо новое в область вну-
тренней баллистики, .а решают ее, принимая те или иные допу-
щения. Первенство точного аналитического решения основного
уравнения внутренней баллистики для первого периода при-
надлежит отечественному ученому-артиллеристу, заслуженному
деятелю науки и техники РСФСР профессору генерал-полков-
нику артиллерии Н. Ф. Дроздову. Проф. Н. Ф. Дроздов яв-
ляется основоположником отечественной баллистической шко-
лы; на его трудах воспитывалась целая плеяда советских
артиллеристов и талантливых конструкторов советской артил-
лерии. Решение это было дано в 1903 г.
Проф. Н. Ф. Дроздов при решении этой задачи из основно-
го уравнения внутренней баллистики получил линейное урав-
нение первого порядка, которое им было точно решено. Особое
внимание следует при этом обратить на величину В
№I2 s2 ej
В =------ ------,
fvym u\f^m
которая была введена в основное уравнение баллистики и ко-
торая включает в себя все основные характеристики заряда и
снаряда, а поэтому назв1анная проф. Н. Ф. Дроздовым пара-
метром условий заряжания.
Однако при баллистическом проектировании и вычислении
баллистических кривых при помощи формул проф. Н. Ф. Дроз-
дова приходится проделать большое количество вычислений,
требующих значительной затраты времени. Кроме того, при
определении наивыгоднейших условий заряжания и элементов
конструкции канала ствола приходится решать задачу в не-
скольких вариантах, что еще больше увеличивает объем весь-
ма кропотливой вычислительной работы.
106
Вследствие этого составляются баллистические таблицы или
графики, сокращающие вычислительную работу.
Впервые такие таблицы для русской артиллерии составил
в 1910 г. проф. Н. Ф. Дроздов. Эти таблицы в несколько изме-
ненном виде частично находят применение и в наше время.
Наиболее полными являются «Таблицы внутренней балли-
стики», изданные Главным артиллерийским управлением
Советской Армии в 1942 г., пользование которыми будет рас-
смотрено ниже.
Таблицы внутренней баллистики ГАУ 1 состоят из четырех
частей. В первых трех частях приведены давления, скорости
снаряда и времена движения его по каналу ствола. Для удоб-
ства производства вычислений имеется четвертая часть таб-
лиц для баллистического расчета (ТБР), при помощи которых
можно непосредственно определить величину начальной скоро-
сти снаряда для заданных максимальном давлении и полном
пути снаряда по каналу ствола.
При составлении таблиц приняты следующие исходные
данные:
Сила пороха............../	= 950 000 кг-дм)кг
Коволюм..................а	= 1,0 дм3/кг
Удельный вес пороха.....в = 1,6 кг)дм3
Давление форсирования . . . . pQ = 300 кг/см*.
Таблицы составлены для порохов слабо дегрессивной
формы.
Для коэффициентов, входящих в двухчленную формулу
относительного веса сгоревшей части заряда
ф = хг(1 +• кг),
приняты следующие значения:
х= 1,06;
хк = — 0,06.
Кроме того, при составлении таблиц принято © = 0,2.
Таблицы составлены для плотностей заряжания от 0,05 до
0,95 кг!дм3 через 0,01.
Входным числом для таблиц давлений, скоростей и вре-
мен является:
1 Таблицы внутренней баллистики ГАУ. Воениздат.
Ч. I. Давления. 1943.
Ч. II. Скорости. 1942.
Ч. III. Времена. 1942.
Ч. IV. Таблицы для баллистического расчета (ТБР). 1942.
Таблицы составлены под руководством профессора доктора техниче-
ских наук В. Е. Слухоцкого и кандидата технических наук С. И. Ермо-
лаева.
107
параметр условий заряжания
В —	= (sIK)2 -%— ;
и, faxftn
плотность заряжания Д = -^- ;
„	0 A 1
относительный путь снаряда А =— .
Относительные пути для различного положения снаряда
в канале ствола в таблицах обозначены:
а)	для момента максимального давления
б)	для момента конца горения пороха
А = —
•“•к— ,
‘О
Величины А в таблицах внутренней баллистики
ГАУ изменяются в пределах от нуля до 20. В таблицах
ч. I, II и III непосредственно даются точные значения Ат,
•A-к» Рт> Рк> ^т’	®
Давления в таблицах выражены в кг 1см2, а приведенные
данные так называемых табличных (условных) скоростей
©табл выражены в м/сек.
Действительные величины скоростей снаряда определя-
ются по формуле
'V = v^\/r -.	(102)
Г ?<7
В „Таблицах внутренней баллистики", ч. III — Времена,
приведены табличные (условные) времена £табл движения
снаряда по каналу ствола.
Действительные времена t движения снаряда по каналу
ствола определяются из выражения
/ = Ла6л/0|/	(103)
где /0 — приведенная длина каморы, дм.
Для уяснения применения таблиц (ч. I, II и III) построим
кривые давлений скоростей и времен для случая стрельбы
из 76,2-мм пушки при следующих данных1: И70=1,6д.м3;
s = 0,47 дм2; 1д— 18,50 дм; /к = 670 кг-сек/дм2; «> = 0,9 кг;
<7 = 6,5 кг.
1 В. Е. Слухоцкий. Баллистическое проектирование. МВТУ. 1946.
108
Задачу будем решать, пренебрегая влиянием уширения
каморы. Ниже приводятся предварительные вычисления:
В таблицах внутренней
баллистики, ч. I на стр. 224
находим таблицу для Д =
— 0,56, где показаны дав-
ления для В = 1,5 и В= 1,6.
Чтобы определить давле-
ния для 2?= 1,59, необхо-
димо прибегнуть к интер-
поляции. Получаемые ре-
зультаты рекомендуется
сводить в таблицу 10.
Полученные результаты
вычислений графически
представлены на рис. 41 и
42.
На рис. 41 показаны
кривые давления
скорости x» = cp(/) и времен
/ = <р2(/) в зависимости от i
Формулы	Результаты вычислений
	0,56 кг!дм*
, IFp /о=т	3,405 дм
'"Г *0	5,43
1	О) <р - 1,05 + — • -- 3	q	1,096
B-(slKP fq	1,59
снаряда по каналу ствола.
На рис. 42 на основании данных таблицы 10 построены
кривые давлений p=fr(t), скорости v = ^1(t) и пути сна-
ряда / = ф(/) в зависимости от времени движения снаряда
по каналу ствола.
Следует обратить внимание на точку Лк (рис. 41), орди-
ната, которой изображает давление рк, соответствующее к
концу горения заряда. Точка Ак является точкой перегиба,
так как слева кривая давления имеет выпуклость вверх,
а справа — вниз.
Следует также отметить, что давления р, получаемые
из таблиц внутренней баллистики ГАУ, не являются значе-
ниями давлений в определенном сечении канала ствола, а
являются средними значениями давления в заснарядном
пространстве, отвечающие данной величине пути снаряда
по каналу ствола. Поэтому для определения максимального
давления пороховых газов рткр, соответствующего показа-
ниям вкладного крешерного прибора, необходимо восполь-
зоваться формулой (100).
Для рассмотренного нами примера
Рткр —
/	(О \
<F1( 1+0,5 —)
— 1)12у 9 ~ Рт = 2282 кг 1см.
109
Таблица 10
Сводная таблица данных для построения баллистических кривых
Л	1 = Л/о, дм	Р, кг/см2	^табл	V — V-габл 1/ м/сек		^табл	*='таблЧ/—Ю-6, сек
0	0	300	0	0		0	0
0,2	0,68	1979	313	111		187	0,00179
0,4	1 ,£6	2442	509	179		237	0,00228
Лт = 0,664	2,26	2567	699	248		280	0,00229
1,0	3,41	2464	888	315		322	0,00309
Лк = 1,754	5,98	2069	1176	417		395	0,00379
3,0	10,21	1202	1438	510		490	0,00470
5,43	18,50	634	1674	594		646	0,00620
Рис. 42. Баллистические кривые р = Л(/), v — ^(t)
и I = ф (/) по данным таблицы 10.
111
Для определения давлений на дно снаряда рсн и дно
канала ркн следует пользоваться формулами, приведенными
:в п. 21.
Таблицы для баллистического расчета (ТБР, ч. IV) позво-
ляют непосредственно определить величину начальной
скорости для заданной величины максимального давления
рт, Л и относительного пути снаряда Лй по каналу ствола.
Эти величины являются входными данными таблиц. Таб-
лицы, кроме того, дают возможность непосредственно
определить Лк и В.
Из таблицы мы получаем табличные скорости ‘иТабл.<5
и ^табл к- Действительные величины этих скоростей сна-
ряда найдутся по формуле
^ = ^64 1/ — •	(104)
V ?9
В таблицах приведены значения максимального давления
пороховых газов рт, получаемые при решении задачи внут-
ренней баллистики, к которым надо перейти от величины
РткР> пользуясь формулой (1Q0).
Рассмотрим использование таблиц при решении ниже-
следующей задачи. Требуется определить полную длину
ствола 76,2-мм пушки при следующих данных:
Wo= 12,00 дм'3-, s = 0,47 дм2-, х = 2,5; а =0,70 кг/дм3-,
д = 7,0кг; г»д= 1450 MfceK-, рткр = 4000 кг/см2.
Решим сначала задачу в первом приближении, не учи-
тывая уширения каморы.
Ниже приводятся расчеты:
Формулы
Результаты
вычислений
*0 —
S
Год
1	О)
V = 1,03 + — . —
з	9
_	0,12<р
Рт —	,	. Ртко
„(i+o.sy)
25,55 дм
8,400 кг
1,430
1584 м/сек
3930 кг/см2
112
Обращаясь к „Таблицам баллистического расчета-,
стр. 128, имеем:
Ад	Рт		
	3600	3930	4000
3,0	1492	|1528[	1535
И	—	1584	—
3,5	1558	|1591|	1597
Зная Ад, можно определить
1д = Ад10 = 3,45 • 25,55 = 88,2 дм.
Поскольку коэффициент уширения каморы велик, то
необходимо решение уточнить. В этом случае предвари-
тельные вычисления необходимо произвести нижеследую-
щим образом:
Формулы	Результаты расчета	Формулы	Результаты расчета
	25,55 дм	1	
z° ” s’		Ан + Xj =0,5	 1 + А^	0,437
« = IFqA	8,4 кг	1 Ак + х2=—.		0,29
Т'нар A? 4“ 0,75^ = = 88,2 —0,75rf	87,63 дм	3	1+ лд <о ср = 1,03 -J- Х2 Я	1,365
а	^нар AH= ;	3,43	! ^табл = Уд 1,124 Аи “	/	ш \ Pmwp ?11 1+^1	) \	Я /	
Iq 	1 7к~	1	0,75d X+ Zo	2,37		1546 м/сек 3990 кг/см2
Обращаясь к „Таблицам баллистического расчета",
стр. 128, для Д = 0,70 кг) дм3, рот = 3990 кг/смг и
^табл = 1546 м/сек, после двойной интерполяции находим
Ад = 3,097. Следовательно, 1д = Ад10 — 79,05 дм.
8 Э. К. Ларман
113
Для дальнейшего уточнения следует еще раз произвести
расчет при новых исходных данных:
Формулы	Результаты вычислений	Формулы	Результаты^ вычислений
W.		1	
1	— *0 		25,55 дм	Ан +	
S IFo о» = — Д	8,40 кг	kj =0,5	 1+ Лд Ак -|-	0,43
^нар ~	+ 0,75б/	18,78 дм	> 1 	 Ао == ~ *	0,285
ДН = ^Е	3,082	3	1 + Ад	
1о 	1	2,37	ср = 1 ,03	^2	1,362
/Н ~ 1 °J5d 3 + /о		^3 а II	s чз	2х ~	11 Q КЗ 	. в 6 + 1 X •о	1545 м/сек 4000 кг/см^
Обращаясь опять к таблицам баллистического расчета,
при Д = 0,70, для рт = 4000 кг/см2 и 'глГабл= 1545 м{сек
находим, что. Ад = 3,081.
Обычно два уточнения являются вполне достаточными.
Исходя из Л.д, можно определить и длину ствола. Для
предварительных расчетов затворную часть принимают рав-
ной 1,5 калибрам. Имея это в виду, длина ствола опреде-
лится как сумма трех длин: длины затворной части
Z3 = l,5 d, длины каморы — и длины пути снаряда no-
каналу ствола Ад/0.
Следовательно,
£„=1,5-0,762 + ^- +3,081-25,55 = 90,07 дм.
2,5
Выражая эту длину в калибрах, получим
т 9-0,07 11ОО _
LCT = —— = 118,3 калибра.
Из таблиц баллистического расчета при Д, равном 0,70, и
рт, равном 4000 кг)см, непосредственно получаем:
1)	относительный путь снаряда к концу горения заряда
Ак = 1,373;
114
2)	соответствующую этому пути табличную скорость
Фк.табл =1161 м/сек,
3)	параметр заряжания,
В= 1,510.
Первая и вторая величины дают возможность опреде-
лить /к и vK, а параметр заряжания служит для выбора
пороха.
Как известно из формулы (101),
B = s42K-S- ,
Т^Я
откуда
В- 1873.
«Г g
При выборе сорта пороха надо брать порох, имеющийся
на вооружении.
Обращаясь к таблице значений 1К, приведенной в прило-
жении 1, видим, что близким по величине /к является пи-
роксилиновый порох с одним каналом марки 130/55, на
котором можно остановиться.
Если необходимо
известной величине /к
шего размера 2еи так
проектировать новый порох, то по
можно определить толщину наимень-
как
1 —JL
'к----- •
“1
Выбрав скорость горения пороха в соответствии с
его природой, можно определить наименьшую толщину
свода 2е?1 порохового зерна. Если желательно применить
порох с семью каналами, то, как показывают исследования
проф. Сл у ходкого, можно определить толщину свода
этого пороха, пользуясь весьма простой зависимостью
(2^1) 7-канального —- 0,7 (2в,) трубч.	(105)
Что касается построения баллистических кривых, то
после уточнения 1д их можно построить, пользуясь табли-
цами, ч. I, II и III, и поступая так, как это было показано
при решении первого примера.
Как уже было указано, таблицы внутренней баллистики
ГАУ составлены для пороха, имеющего силу пороха /, рав-
ную 950000 кг-дм/кг. Таблицы без особых погрешностей
могут быть использованы, если сила пороха находится в
пределах от 900000 до 1000000 кг'дм/кг.
8*
115
В этом случае погрешность до известной степени уни-
чтожается при вычислении значения /к. Если же сила по-
роха /3 находится вне указанного диапазона, то при поль-
зовании таблицами изменения р, v и t приближенно можно
учесть при помощи следующих переходных формул:
(106)
(107)
(108)
остается
п Л
р-_р^л~^- -
t =	• —-0-000  • 10-6
V ш /I
В остальном порядок пользования табли
тот же, который был рассмотрен выше.
Зависимость между рт табл и ртхр устанавливается при
помощи нижеследующей формулы:
Р.	р„ кр .	(109)
„(1+0,5^-) Л '
При построении кривой давления пороховых газов дав-
ление форсирования принимается, как и раньше, равным
300 кг/см2.
Весьма усложняется решение задачи внутренней бал-
листики в том случае, когда боевой заряд состоит из по-
рохов различных марок.
Проф. М. Е. Серебряков предложил простые формулы
для определения среднего импульса А и средней силы по-
роха f для случая, когда заряд состоит из двух марок
пороха. Эти формулы дают возможность с достаточной
для практики точностью решать задачу внутренней бал-
листики для случая комбинированного заряда.
Если обозначим: ®i и <о2 — вес частей отдельных марок
пороха, черези /2 —силы порохов и через /К1 и
пульсы давлений, отвечающие отдельным маркам,
занные формулы будут иметь следующий вид:
у	/1М1 + А^а
СО
/	I**
+ ш2/К1
/Кз — ИМ-
ТО ука-
(И0)
где =	-|- ш2 — полный вес заряда.
116
В остальном порядок расчета останется прежним.
В заключение заметим, что при решении приведенных выше
задач не учитывалось ни влияние флегматизатора, ни размед-
нителя, которые находят применение в мощных орудиях. Опыт
показывает, что наличие флегматизатора и размеднителя по-
вышает максимальное давление пороховых газов примерно на
3%, а дульная скорость понижается на 0,5% по сравнению с
тем, что имело бы место при их отсутствии. Чтобы учесть это
влияние при решении задач внутренней баллистики для ору-
дия, в котором будут применены флегматизатор и размедни-
тель, необходимо исходить из крешерного давления, уменьшен-
ного на 3% по сравнению с тем давлением, под которое будет
подбираться заряд, и из начальной скорости, увеличенной на
0,5%, указанной в задании на проектирование.
Выше была рассмотрена в основном техника использования
баллистических таблиц ГАУ (1942) для решения отдельных
вопросов, относящихся к внутренней баллистике. В заключении
(в конце труда) кратко будут рассмотрены вопросы баллисти-
ческого проектирования.
21. НЕКОТОРЫЕ СООБРАЖЕНИЯ О ВЫБОРЕ СОРТА ПОРОХА
ДЛЯ АРТИЛЛЕРИЙСКОГО ОРУДИЯ
Выше уже было выяснено (формула 79), что площадь,
ограниченная кривой давления на дно снаряда (рис. 42) и
осью абсцисс I, умноженная на площадь поперечного сечения
канала ствола s, равна работе пороховых газов во время вы-
стрела,
I'd	2
sf pd,= ^.	(Ill)
о
Следовательно, от величины этой площади при прочих рав-
ных условиях будет зависеть как живая сила снаряда, так и
его дульная скорость.
Однако эти <велич1И'ны не зависят ют формы этой кривой.
Поэтому, меняя сорт порока (химический состав, форму и раз-
меры зерна и т. д.), можно подобрать несколько боевых заря-
дов так, чтобы при выстреле получались бы различные кри-
вые давлений на дно снаряда, а площади, ограниченные ими
и осью абсцисс, были бы равновеликими. При этих условиях,
как это вытекает из предыдущего и формулы (79), при одном
и том же значении 1д и весе снаряда дульная скорость долж-
на получиться одной и той же.
117
В связи с этим при баллистическом проектировании орудия
возникает вопрос, какой же сорт пороха является наиболее
подходящим. Чтобы ответить на этот вопрос, в каждом отдель-
ном случае должны быть произведены соответствующие иссле-
дования. Здесь же остановимся лишь на общих требованиях,
•которым должен удовлетворять сорт пороха в указанном ору-
дии. Подбираемый для данного орудия сорт пороха должен.
а)	обеспечить получение требуемой дульной скорости сна-
ряда;
б)	не развивать в канале ствола чрезмерно больших дав-
лений;
в)	полностью сгорать до вылета снаряда из канала ствола;
*г) оказывать возможно меньшее влияние на разгар канала
ствола;
д) обладать однообразием горения при всех выстрелах.
Выше при изучении горения пороха было установлено, что
формой порохового зерна и его размерами можно в широких
пределах менять закон газобразования в процессе выстрела.
Существенное влияние на характер кривой давления и дуль-
ную скорость оказывает толщина свода
Наглядным примером в этом отношении могут служить
расчеты проф. М. Е. Серебрякова, произведенные для пороха
ленточной формы с различной толщиной. Результаты расчетов
приведены в таблице 11 и показаны на рис. 43.
Таблица 11
Зависимости рт и vd от толщины ленты
Толщина ленты 2^	Рт. кг/см2	vd , м/сек
1,5	3540	632
2,0	2040	575
2,5	1450	486
Приведенные данные показывают, что действие этих поро-
хов при одинаковых зарядах в орудии различно. Кривая 1
относится к тонкому пороху и, как видно из таблицы, макси-
мальное давление пороховых газов получается на 68% боль-
ше, чем у пороха средней толщины (кривая 2), а для наиболее
толстого пороха (кривая 3) это давление на 31% ниже.
Из рассматриваемого примера видно, что с увеличением
толщины горящего свода порохового зерна конец горения бое-
вого заряда перемещается к дулу. В данном случае боевой
заряд из пороха, имеющего наибольшую толщину ленты, даже
не успевает сгореть в канале ствола, вследствие этого несго-
ревшая часть заряда окажется неиспользованной.
118
В последнем случае получается неоднообразное дей-
ствие боевого заряда, приводящее к разбросу дульных
•скоростей снаряда и ухудшению кучности боя орудия.
Поэтому рекомендуется порох подбирать таким образом,
чтобы величина т]к =——> являющаяся характер и-
1д
с’тикой полноты сгорания пороха в ка-
нале ствола, находилась бы в определенных преде-
лах:
а)	для пушек т)к равна 0,54-0,7;
б)	для гаубиц т]к равна 0,25 4-0,4 (при полном заряде).
Рис. 43. Изменение характера кривой давления пороховых газов
в зависимости от формы порохового зерна.
Для того чтобы наилучшим образом использовать по-
рох в орудии, необходимо всегда стремиться, чтобы фор-
ма порохового зерна была бы наименее дегрессивной.
Это положение иллюстрируется на рис. 44. Кривая 1
давления пороховых газов и кривая 3 скорости снаряда
относятся к пороху дегрессивной формы зерна, а кривые
2 и 4 к пороху, у которого пороховое зерно имеет посто-
янную поверхность горения. При одинаковых значениях
рент дульные скорости снаряда получаются разные.
119
Можно еще несколько улучшить использование пороха
в орудии, применяя порох с более прогрессивной формой
зерна.
Рис. 44. Кривые давления пороховых газов и кривые скоростей
снаряда для порохового зерна ленточной и трубчатой формы.
Заканчивая вопрос о выборе сорта пороха, следует оста-
новиться на вопросе о влиянии сорта пороха на разгар ка-
нала ствола.
Рис. 45. Кривые изменения живучести ствола:
а) для пушек среднего калибра; б) для орудий
больших калибров.
В настоящий момент не существует каких-либо опреде-
ленных теоретических положений, которые позволили бы
указать, какой сорт пороха будет больше или меньше спо-
собствовать разгару ствола. Опыт показывает, что пороха,
обладающие большой калорийностью и имеющие высокую
120
температуру горения, понижают живучесть ствола. Однако
это влияние на живучесть ствола у различных орудий мо-
жет проявляться по-разному. Это положение иллюстри-
руется на рис. 45, где показано падение начальной ско-
рости v0 вследствие разгара при стрельбе из орудий
двумя марками пороха, из которых порох обла-
дает большей калорийностью, чем порох „Б“. Поэтому
не всегда при оценке пороха с точки зрения живучести
ствола можно руководствоваться лишь одной только кало-
рийностью, но следует выяснить, как калорийность пороха
будет влиять ни живучесть в данном конкретном случае.
Помимо вышеизложенного, к пороху предъявляется еще
ряд других экслуатационных требований: отсутствие дуль-
ного пламени, бездымность и другие требования, о кото-
рых подробно изложено в „Курсе артиллерии", т. II.
22. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ ФОРМУЛЫ ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ
КОМИССИИ ОХТЕНСКИХ ПОРОХОВЫХ ЗАВОДОВ
И ПОПРАВОЧНЫЕ ФОРМУЛЫ И ТАБЛИЦЫ
ПРОФ. В. Е. СЛУХОЦКОГО
На практике часто приходится вести стрельбу из ору-
дия при изменившихся условиях заряжания. Чрезвычайно
важно знать, как эти изменения скажутся на величины
максимального давления пороховых газов рт и дульной
скорости vd снаряда. Для решения подобного рода задач
существуют дифференциальные поправочные формулы, из
которых рассмотрим формулы Испытательной комиссии ох-
тенских пороховых заводов (ИКОПЗ) и поправочные фор-
мулы с таблицами проф. В. Е. Слухоцкого.
Дифференциальные формулы ИКОПЗ составлены на ос-
нове большего числа стрельб в период с 1895—1910 гг.
при участии известных русских артиллеристов Г. П. Кис-
немского и Н. А. Забудского.
Формулы дают зависимость относительного изменения
максимального давления и дульной скорости от
Рт
изменения веса заряда Д<о, толщины пороха Д<?1, объема ка-
моры ди70, веса снаряда Д<?, процентного содержания лету-
чих веществ в порохе ДН% и температуры заряда при
выстреле. Эти формулы имеют следующий вид:
Д/>т .— 2—___— —_____4	| 3
Рт “ з 6]	3 IFO 4 q
— 0,15(ДН%)Ц-0,0036 (Д£°);	(112}
121
йуд  3 Дф______1_ Дед___Д1Г0
«а	4 <о	3 ei	3 Wo
—0,04 (ДН%)+ 0,0011 (Д^°).	(113)
5 q
Если изменение каких-либо параметров отсутствует, то
-соответствующие члены правой части этих выражений от-
падают.
Следует заметить, что означенные формулы были по-
лучены для артиллерийских орудий средней мощности
(vd 4004- 600 м1сек\ а поэтому для современных орудий
численные коэффициенты при параметрах в отдельных
случаях могут меняться в ту или другую сторону. Однако,
несмотря на это, формулы являются вполне пригодными
для быстрой прикидки и ориентировки при решении цело-
го ряда практических вопросов. Остановимся более под-
робно на отдельных зависимостях -Рт и от основ-
Рт Vd
ных параметров заряжания.
1. Будем считать, что при прочих равных условиях ме-
няется лишь объем каморы на величину AU70. Тогда можем
написать
л	4	д 1Г0	, - - . ч
=	(И4)
д ___ 1 ДЩо	4
-----(114)
д 3 д Wo	v ’
Из этих выражений видно, что если объем каморы уве-
личивается (приращение ее равно +AIF0), то максимальное
давление и дульная скорость уменьшаются и, наоборот,
если объем каморы уменьшается (приращение ее равно —
&U70), указанные величины возрастают. Так как плотность
заряжания обратно пропорциональна объему каморы, то с
увеличением плотности заряжания возраста-
ет максимальное давление пороховых газов
и дульная скорость, причем возрастание по-
следней происходит на относительно меньшую вели-
чину, чем давление. При уменьшении плотно-
сти заряжания максимальное давление поро-
ховых газов рт и дульная скорость умень-
шаются.
Пользуясь зависимостями (114 и 115), можно решить
вопрос о падении начальной скорости и максимального
давления в случае удлинения каморы в результате разгара,
122
так как удлинение каморы приводит к увеличению объема
каморы и к уменьшению плотности заряжания.
Так, например, 122-мм гаубица обр. 1938 г. при стрель-
бе из нового ствола снарядом весом 21,76 кг имеет на-
чальную скорость 515 м/сек, максимальное давление поро-
ховых газов 2350 кг/см2 и объем зарядной каморы
3,592 дм3 (приведенная длина каморы /0 равна 300 мм).
. Допустим, что в результате разгара произошло удли-
нение каморы на 40 мм. В этом случае при вычислениях,
вместо объема каморы, можно воспользоваться ее при-
веденной длиной /0. В этом случае получим
—	— 0,16;	(115)
2350	3	/0	3 300	'
—	=-----L.i2_~_QO4,	(116)
515	3	/0	3 300
т. е. давление понизилось примерно на 16%, а начальная
скорость уменьшилась на 4%, что достаточно близко к дан-
ным, приводимым в таблицах стрельбы.
Пользуясь формулами (112) и (113), можно учесть влия-
ние вкладного крешерного прибора на изменения макси-
мального давления пороховых газов и начальной скорости
снаряда.
2. При изменении веса заряда зависимости для опреде-
ления изменения величины максимального давления поро-
ховых газов и величины дульной (начальной) скорости
снаряда напишутся в следующем виде:
±Рт —-2— •
Рт	“
At»^  3 До>
v$	4 ш
(Н7)
(П8)
Нетрудно видеть, что максимальное давление рт и
дульная скорость vd изменяются в том же направлении, в
каком меняется вес боевого заряда.
3. Влияние изменения веса снаряда на рт и vd выразит-
ся следующими зависимостями:
ЬРт. .	___з_ А *	(П9)
Рт	4 q	
	2 Ад	(120)
Vd	5 q	
123
В данном случае при увеличении веса снаряда макси-
мальное давление пороховых газов увеличивается, а дуль-
ная скорость уменьшается. При уменьшении веса снаряда
рт уменьшается, a vd возрастает. Повышение максимально-
го давления и уменьшение начальной скорости снаряда
при увеличении веса последнего можно примерно объяс-
нить следующим образом.
Для того чтобы снаряд более тяжелого веса начал
свое поступательное движение по каналу ствола, необхо-
димо создать более высокое давление форсирования. По-
вышение давления форсирования приводит в свою очередь-
к увеличению скорости горения пороха, а последнее вле-
чет к повышению максимального давления пороховых га-
зов. Что касается уменьшения дульной (начальной) скоро-
сти снаряда, то это можно объяснить, исходя из равенства
полезной работы боевого заряда при разных весах сна-
рядов.
Исходя из этого положения, можем написать
2	2
2g ~ 2g-
где
q < qY — веса снарядов;
— соответствующие дульные скорости.
Из этого равенства вытекает, что
или
т. е. при разных весах снарядов начальные
скорости их обратно пропорциональны квад-
ратным корням из весов этих снарядов.
4. Влияние толщины (наименьшего размера) пороховых
зерен, исходя из общих формул ИКОПЗ, на рт и vd опре-
делится по формулам
ДРт 4
Рт	3
ЬУд __ _ Д_
Уд	3

(122)
(123)
124
Как видно, в этом случае более резко меняется макси-
мальное давление пороховых газов, чем дульная (началь-
ная) скорость снаряда, причем увеличение наименьшего
размера зерна приводит к уменьшению как величины рт,
так и величины vd.
5. Для определения влияния изменения температуры за-
ряда на величину максимального давления пороховых га-
зов и дульной (начальной) скорости снаряда будем иметь
следующие зависимости:
= 0,0036 (ДГ);	(124)
Рт
-^- = 0,0011 (Д/°).	(125)
При использовании формул (124) и (125) необходимо
напомнить, что нормальной температурой, для которой со-
ставлены баллистические таблицы, а также таблицы стрель-
бы, является температура + 15°С.
Следует также иметь в виду, что боевые заряды, рас-
положенные в тени, принимают температуру окружающего
воздуха к концу второго часа пребывания в нем.
Заканчивая рассмотрение дифференциальных формул
ИКОПЗ, следует заметить, что они не дают указания о
влиянии длины ствола на величину дульной скорости.
При увеличении длины ствола увеличивается длина пу-
ти 1д снаряда по каналу ствола, вследствие чего увеличивает-
ся площадь кривой давления (рис. 42), определяемая как
1д
s J pdl, и, следовательно, должна увеличиваться и дульная
о
скорость. При укорочении длины ствола дульная скорость
должна уменьшаться. Является очевидным, что удлинение или
укорочение длины ствола не может оказать влияния на вели-
чину максимального давления пороховых газов, поскольку
последнее возникает в канале ствола до вылета снаряда.
Дульная скорость при изменении длины ствола зависит
вместе с тем и от сорта пороха. При быстрогорящих поро-
хах влияние дульной скорости не будет столь заметным
при данном изменении длины ствола. При медленно горя-
щих порохах при том же изменении длины ствола измене-
ние дульной скорости будет более заметным.
На основании опытных данных принимают, что
A^=0,25vd—.	(126)
Id
125
В действительности при быстрогорящих порохах коэф-
фициент 0,25 надо брать несколько меньше, а при медлен-
ногорящих порохах несколько больше.
В формулах ИКОПЗ коэффициенты при параметрах, как
это было указано, являются постоянными. В действитель-
ности они зависят от плотности заряжания Д, максимально-
го давления рт и от относительного пути Л.д=— снаряда
/о
по каналу ствола.
Наиболее полно это влияние учтено проф. В. Е. Слухоц-
ким1 в составленных им таблицах для поправочных фор-
мул, имеющих вид
Рт

(127)
где
X и ДХ — отдельные параметры и их приращения;
тх и 1Х — числовые коэффициенты, определяемые из
таблиц.
В таблицах даны числовые значения коэффициентов тх
и 1Х для определения поправок следующих величин:
/к — импульса давления пороховых газов за время горе-
ния пороха, коэффициенты и ;
о> — веса боевого заряда, коэффициенты тш и 1Ш;
f—силы пороха, коэффициенты mf и If,
q — веса снаряда, коэффициенты mq и lq-,
Wo — объемы каморы, коэффициенты mWo и lWa.
Изменение температуры заряда меняет величину импуль-
са 7К. Проф. В. Е. Слухоцкий в своих таблицах для опре-
деления изменения импульса /к в зависимости от Д7° дает
следующие зависимости:
а)	для пироксилиновых порохов
= - 0,0027 М;	(129)
1к
б)	для нитроглицериновых порохов
-^=-0,0035 At	(130)
1к
1 В. Е. Слухоцкий. Поправочные формулы внутренней балли-
стики ГАУ. Воениздат. 1941.
126
Поправочные формулы для определения изменения ма-
ксимального давления пороховых газов и дульной скорости
в зависимости от изменения температуры заряда имеют
следующий вид:
		(131)
где:	= ltVd М,	(132)
а) для	пироксилиновых порохов	
	mt= — 0,0027/П/к;	(133).
	/.= - 0,0027// ; г	’	'к’	(134)
б) для	нитроглицериновых порохов	
	mt = — 0,0035/П/к;	(135)
	//= - 0,0035//к.К	(136).
Пользуясь таблицами и приведенными выше формулами,
можно с достаточной для практики точностью определить
изменения рт и Фа в зависимости от различных параметров.
Для проектирования орудийных стволов, как это будет
видно-из дальнейшего изложения, нам необходимо будет
знать, как меняется кривая давлений пороховых газов в
зависимости от температуры, т. е. знать величину коэффи-
циента miK.
Ниже приводится таблица 12 значений коэффициента
т1к, заимствованная из упомянутых выше таблиц проф.
В. Е. Слухоцкого.
Таблица 12
Величины mj
д Рт кр	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
500	0,92	1,02	1,00	0,92	0,80	0,70	0,63	0,57
1000	0,02	1,28	1,33	1,41	1,32	1,19	1,08	0,98
1500	—	0,96	1,40	1,50	1,43	1,32	1,22	1,13
2000	—	0,59	1,41	1,53	1,49	1,40	1,32	1,24
2500	—	—	1,28	1,50	1,50	1,46	1,40	1,33
3000	—	—	0,98	1,40	1,50	1,50	1,46	1,40
3500	—	—	0,50	1,23	1,45	1,51	1,50	1,44
4000	—	—	—	1,03	1,36	1,48	1,50	1,46
4500	—	—	—	0,80	1,27	1,42	1,48	1,47
127’
Данные из таблицы следует брать со знаком (—) минус.
Давления рткр, приводимые в таблице 12, определяются
крешерным прибором.
23. ПОСТРОЕНИЕ КРИВОЙ НАИБОЛЬШИХ ДАВЛЕНИЙ
ПОРОХОВЫХ ГАЗОВ, ^ДЕЙСТВУЮЩИХ НА СТЕНКИ СТВОЛА
Артиллерийские орудия, как и вся техника Советской
Армии, должны быть так устроены, чтобы они исправно и на-
дежно работали как в условиях больших холодов, так и при
сильной жаре. Известно, что в зависимости от температуры
заряда меняется не только максимальное давление пороховых
газов, но и характер всей кривой этих давлений. Поэтому
одной из задач внутренней баллистики является установление
кривых давления пороховых газов для различных температур,
отличных от нормальной, боевого заряда и установление той
кривой этих давлений, в соответствии с которой должны быть
произведены прочностные расчеты ствола.
Как уже указывалось, в результате решения задачи вну-
тренней баллистики получается кривая средних давлений по-
роховых газов в заснарядном пространстве, соответствующая
температуре боевого заряда + 15° С.
Пользуясь формулой (94,z)
/’сн= — р,
<р
где '? определяется по формуле (91), нетрудно построить
кривую давлений рСн, действующих на дно снаряда. На
рис. 46 кривая OFB'C'D’ представляет собой эту кривую
Рс+„15° =/(')» соответствующую температуре боевого заряда
+ 15°С.
Принято считать, что, начиная с места максималь-
ного давления по направлению к дулу,
давление пороховых газов, действующее
на стенки ствола в каком-либо сечении его,
равно давлению пороховых газов, действую-
щему на дно снаряда при нахождении его дна
в рассматриваемом сечении.
Что касается участка от места максимального
давления к казне, то величина давления поро-
ховых газов, действующего на стенки ствола,
меняется по прямолинейному закону от рснт
Д О ркн т •
Между этими давлениями существует известная из пре-
дыдущих формул (84) и (85) следующая зависимость:
#кн т == I 1 4“ \	) Рен т
\ <1 /
128
cd
Q)
X
\ Ларман
Рис. 46. Кривая наибольших давлений на стенки ствола
С©
или
Р*н т — ( 1 "Ь 0,5	) /?сн т >
\	Q /
где определяется по формуле (86).
Таким образом, если стрельба из орудия производилась
бы всегда при нормальных температурных усло-
виях, то кривая A'B'C'D' (рис. 46) являлась бы
кривой наибольших давлений на стенки
ст в о л а.
Для того чтобы выяснить значение наибольших давле-
ний, действующих на стенки ствола при резких отклоне-
ниях температуры заряда от нормальных условий, необхо-
димо построить кривые давления пороховых газов на дно
снаряда при предельно возможных температурах боевого
заряда. Такими предельными температурами в
нашей артиллерии принято считать f=+40°C и
*=- 40°С.
Чтобы построить кривые давления на дно снаряда при
указанных выше температурах боевого заряда, необходимо
воспользоваться поправочными формулами и таблицами
проф. В. Е. Слухоцкого.
При решении поставленной задачи прежде всего необ-
ходимо от максимального давления рт пороховых газов,
полученного на основании решения задачи внутренней бал-
листики, перейти к соответствующему крешерному давле-
нию рОТКр, пользуясь формулой
Рт кр = —Рт.	(137)
Зная рт кр и плотность заряжания, из таблицы 12 опре-
деляем значение /И/К) которое берем со знаком минус.
После этого по формуле (133) или (134) определяется ве-
личина коэффициента mt поправочной формулы (131) для
давления. Для рассматриваемых нами температур значения
Д£ будут:
а)	для температуры ty равной + 40°С,
д£ = 40 — 15= + 25°;
б)	для температуры t, равной — 40°С,
д£= —40 — 15 =-55°.
139
После этого, пользуясь формулой (131), можно опреде-
лить приращения максимального крешерного давления,
а также величины этих давлений:
а)	для t, равной + 40°С,
др+40° == щ, р+,5° • 25, р+40° = р+15° + Др+40°:
Гт кр f г т кр ’ г т кр г т кр 1 г т Кр>
б)	для t, равной — 40°С,
Дп~40" _ _ т р + 15» . 55 р-40» __ р + 15» _ Дп“40»
кр	1 гт Кр	гт кр -* /и кр гт Кр*
Зная теперь давления />+4®° и можно определить
максимальные давления р+40° и Р“40°, соответствующие дав-
лениям, получаемым из таблиц внутренней баллистики ГАУ,
	п+40» —		п+40»	<138) Гти	,	\ Гт кр (1 + V) ^1 + ^-1 —J
И	р-40» =	1Л2?	р-40»	(! 39) (1 + V)/1 + X1 \	ч /
По известной плотности заряжания Д и давлениям р+40°
и р~40°, пользуясь таблицами внутренней баллистики, ч. I,
можно вычислить нисходящие ветви кривых средних дав-
лений в заснарядном пространстве p+i0° =fx (I) и />~40° =/2(0
и далее, пользуясь формулой
Рен — — р,
перейти снаряда	к кривым давления пороховых газов на дно
и	Рс+н40°=/з(/) при ; = + 40°С p-w=fdl) при г=-40°С.
На рис. 46 показано расположение полученных кривых
по отношению ,к кривой давления пороховых газов на дно
снаряда при ^= + 15°С. После построения этих кривых
можно приступить к построению кривой ABCDE наиболь-
ших давлений на стенки ствола. От места максимального
давления пороховых газов р+4£ при £==-|-40оС по направ-
9*	131
лению к казне наибольшие давления будут меняться
по прямолинейному закону от р+^ до р+*% — (1 —) р+^.
По направлению же к дулу от места максимального
давления проводится огибающая BCDE (пунктиром).
Ординаты кривой ABCDE показывают, какое наибольшее
давление пороховых газов может действовать на стенки
ствола в том или ином сечении его во время выстрела.
Таким образом, кривая ABODE является кривой наиболь-
ших давлений пороховых газов, действующих на стенки
ствола во время стрельбы при изменении температуры
боевого заряда от f= + 40°C до£=—-40°С.
На практике может встретиться случай, когда конец
горения пороха при t= — 40°С находится за дульным
срезом. В этом случае построение кривой наибольших дав-
лений усложняется, поэтому рекомендуется найти такое
значение рт. при котором конец горения пороха нахо-
дится в дульном срезе (/д = /к), и для этого случая по-
строить кривую давлений на стенки ствола, после чего
построить огибающую таким же образом, как это было
указано выше.
24.	О НЕКОТОРЫХ НЕЖЕЛАТЕЛЬНЫХ ЯВЛЕНИЯХ,
СОПРОВОЖДАЮЩИХ ВЫСТРЕЛ
Стрельба из артиллерийских орудий, помимо звуковых яв-
лений, иногда сопровождается такими нежелательными явле-
ниями, как дульное и обратное пламя. Оба эти явления, свя-
занные с элементами внутренней баллистики, в частности сор-
том пороха, далеко- еще не изучены, хотя они отрицательно
сказываются как на обслуживание артиллерийского орудия,
так <и на его боевые свойства.
Под обратным пламенем понимают пламя горящих поро-
ховых газов, которые выбрасываются из канала ствола при
открывании затвора. Обратное пламя может появляться также
из экстрагируемой гильзы. При стрельбе из артиллерийских
орудий, установленных на открытых установках, с учетом осто-
рожных действий орудийного расчета обратное пламя, хотя
особой опасности и не представляет, все же является крайне
нежелательным явлением, так как заставляет орудийный расчет
с опаской относиться к своему орудию. Обратное пламя, задер-
живаясь в стволе, не может воспламенять вновь вводимый бое-
вой заряд даже при картузном заряжании, так как картузная
ткань является достаточной защитой против воспламенения
пороха в этом случае.
132
В закрытых артиллерийских установках (казематных, ба-
шенных, танковых и самоходных) обратное пламя является
крайне нежелательным.
Возникновение обратного пламени можно представить сле-
дующим образом. Во время выстрела, после вылета снаряда из
канала ствола, в последнем остается часть сильно нагретых по-
роховых газов. При открывании затвора у орудий, имеющих
гильзовое заряжание, экстрагируемая гильза действует, как
поршень насоса, и вытягивает эти газы назад. При выходе из
затворного гнезда газы смешиваются с воздухом и вследствие
этого происходит вторичное их воспламенение, так как газо-
образные продукты содержат окись углерода СО и водород
Н2, способные к горению.
Направление ветра и метеорологические условия способ-
ствуют появлению обратного пламени. Замечено, что обратное
пламя появляется при стрельбе в холодную погоду и при
стрельбе из орудий, имеющих большую камору, но малый бое-
вой заряд (у мощных пушек и гаубиц при стрельбе с умень-
шенными зарядами). Появлению обратного пламени способ-
ствуют также тип дульного тормоза, конструкция боевого
заряда и сорт пороха. Для уменьшения вероятности появления
обратного пламени следует избегать дульных тормозов актив-
ного действия. Действие такого тормоза заключается в следую-
щем. Двигающиеся вслед за снарядом пороховые газы ударя-
ются о переднюю стенку или диафрагмы дульного тормоза и за
счет удара и отвода части газов в сторону происходит тормо-
жение ствола. Чем сильнее удар, тем более эффективно дей-
ствие тормоза. Одновременно с этим увеличивается задержка
пороховых газов в канале ствола, которые при открывании
затвора устремляются назад. В литературе встречаются указа-
ния на то, что соответствующим подбором конструкции дуль-
ного тормоза можно свести к минимуму возможность появле-
ния обратного пламени.
Известны также попытки уменьшить вероятность появления
обратного пламени введением в заряд добавок различного ро-
да солей.
Самым надежным средством повидимому является приме-
нение механизмов продувки канала ствола после каждого вы-
стрела до того, как будет открыт затвор, так как в этом случае
происходит принудительное выталкивание пороховых газов из
канала через дульный срез.
Следует различать понятия дульное пламя и пламя из ду-
ла. После вылета снаряда из канала ствола за ним устремля-
ются раскаленные пороховые газы; они светятся перед дулом
в виде темнокрасного шара или вытянутого темнокрасного пла-
мени. Это есть пламя из дула, оно обладает сравнительно ма-
133
лой светосилой и на дальних расстояниях видно лишь в
сумерках или в ночное время, а поэтому для боевого использо-
вания артиллерии особого значения не имеет.
Дульное пламя является вторичным взрывом пороховых
газов, выходящих из канала ствола и способных еще к горе-
нию. Дульное пламя ощущается во время выстрела в виде толч-
ка. Особенно большое дульное пламя появляется при стрельбе
из мощных орудий. Орудия малой мощности обладают значи-
тельно меньшей склонностью к образованию дульного пламени.
Дульное пламя может появляться при стрельбе из орудия
с уменьшенным зарядом. Это объясняется тем, что при
уменьшении заряда при одном и том же порохе давление
пороховых газов уменьшается, а вместе с этим уменьшается
и скорость горения порохового зерна. Последнее приводит к
перемещению конца горения пороха ближе к дульному
срезу, т. е. к увеличению ZK. Вследствие этого возможно
увеличение дульного давления, и последние химические
превращения могут совершаться или вблизи дульного
среза, или даже после выхода пороховых газов из дула.
Все это вместе взятое способствует появлению дульного
пламени.
Таким образом, при проектировании орудия имеет боль-
шое значение выбор такого заряда и сорта пороха, чтобы
отношение — находилось в определенных пределах.
1д
Хотя явление возникновения дульного пламени далеко не
изучено, все же можно отметить ряд причин, способствующих
его возникновению. К ним следует отнести:
а)	неудачный выбор сорта пороха;
б)	плохая обтюрация пороховых газов между снарядом и
стенками канала ствола, а поэтому у изношенного ствола чаще
возникает дульное пламя;
в)	чрезмерный'нагрев ствола.
Дульное пламя обладает большой силой света, поэтому
месторасположение орудия может быть определено и днем и
ночью светометрической разведкой. Чтобы ликвидировать воз-
можность возникновения дульного пламени, в заряд кладут
навески какого-либо вещества, называемые пламегасителями.
Однако при применении пламегасителя не следует до-
пускать повышения дымности выстрела.
В настоящее время имеются некоторые данные, указываю-
щие на связь между дульным и обратным пламенем, которая
заключается в том, что при устранении дульного пламени,
автоматически устраняется и обратное пламя. Однако это по-
ложение требует еще тщательной опытной проверки.
134
Глава III
ДЕЙСТВИЕ ВЫСТРЕЛА НА АРТИЛЛЕРИЙСКОЕ ОРУДИЕ
25.	УСТОЙЧИВОСТЬ Й НЕПОДВИЖНОСТЬ АРТИЛЛЕРИЙСКОГО
ОРУДИЯ ВО ВРЕМЯ ВЫСТРЕЛА
Артиллерийское орудие состоит из ствола и лафета или
станка.
До последней четверти XIX в. ствол непосредственно со
своими цапфами накладывался н(а лафет. Общая схема подоб-
ного орудия показана на рис. 47. Орудия эти носят название —
орудия на жестком лафете.
Рассмотрим условия устойчивости и .неподвижности артил-
лерийского орудия на жестком лафете.
Под устойчивостью артиллерийского орудия пони-
мают такое состояние его, когда орудие всеми точками опоры
во время выстрела продолжает давить на грунт (основание)
и не имеет вращения вокруг какой-либо оси.
135
Под неподвижностью орудия во время выстрела
понимают такое его состояние, когда отсутствует скольжение
или юз точек опоры по грунту или основанию, на котором оно
установлено.
При рассмотрении этого вопроса будем предполагать,
что:
1)	стрельба ведется при некотором угле возвышения <?,.
большем нуля;
2)	само орудие является абсолютно жестким и устано-
влено на горизонтальном, абсолютно твердом основании;
3)	сошник врезан в грунт (основание) и препятствует
перемещению орудия в горизонтальной плоскости;
4)	все силы, действующие на орудие, лежат в верти-
кальной плоскости симметрии орудия.
Силами, действующими на орудие рассматриваемой нами
схемы (рис. 48), во время выстрела будут:
Ркн — равнодействующая сил, возникающих при выстреле
в канале ствола, направленная вдоль его оси в сторону,
обратную движению снаряда; значение этой силы Ркн можно
принять равной ркн^ г 1 т. е. давлению Ркн пороховых
газов на дно канала, умноженному на площадь $ попереч-
ного сечения канала ствола, минус сила сопротивления
движению снаряда по каналу г.
Q6 — сила веса орудия в боевом положении, приложенная
к центру тяжести его и направленная по вертикали вниз;
Nx6 и Т\б — вертикальная и горизонтальная составляющие
реакции грунта на сошник, направленные, как показано на
рис. 48 (для упрощения выводов точка приложения этих
реакций принята на поверхности основания);
136
Njri — вертикальная реакция грунта на колеса.
Кроме того, примем следующие обозначения:
h — плечо действия силы Ркн относительно оси, прохо-
дящей через точку С перпендикулярно к плоскости
чертежа;
L — расстояние по горизонту от точки С до точки опо-
ры колес;
D — расстояние по горизонту от точки С до центра тя-
жести орудия.
Выберем оси координат так, как показано на рис. 48, и
применим к данному случаю известные из теоретической
механики условия равновесия системы:
Хх,= 0;	=	2^=0,	(140)
где
Xi — проекция силы на-ось ОХ;
—проекция силы на ось OY;
М{ — момент силы относительно оси, проходящей через
точку С перпендикулярно к плоскости чертежа.
Составляя указанные выше условия равновесия, получим:
SM = Ркн cos ср — Тхб = 0
= Мб — Qe — Ркн sin <р 4- Мб=0
£Л*г = Ркн h + Nn6 L - Q6 D = 0
(141)
Выразим величину h через высоту линии огня Но. Если
через da обозначим горизонтальное расстояние от оси цапф
до точки С, то непосредственно из рис. 48 можем написать
h — a — b,
(142)
причем
а = Н0 cos у и 6 = dusin<p.	(143)
Следовательно,
h — H0 cos <р — da sin ср.
(144)
Подставляя значение h в систему уравнений (141) и ре-
шая уравнения системы относительно Лб, N»6 и Мб, получим
Тхб = Ркн cos ср
yi6 _ Qe£> — Ркн cos у — sin у)
Мб = Ркн sin ср 4- Q6 — Мб
(145),
13Z
Если орудие устойчиво, то колеса все время будут да-
вить на грунт, и реакция грунта Nae будет больше нуля
(направлена вверх), а на пределе устойчивости она будет
равна нулю.
Следовательно, на основании второго уравнения системы
(145) условие устойчивости орудия во время выстрела на-
пишется в следующем виде:
Qe D — Ркн (Но cos <? — da sin <р) > О
или
Qe £> > Ркн (Но cos <? — da sin ср).	(146)
Левая часть неравенства (146) представляет собой ста-
билизирующий момент, а правая часть — опро-
кидывающий момент.
Условие неподвижности орудия выражается первым урав-
нением системы (145)
^6 = Ркн cos <р.	(147)
Для случая стрельбы при ср = 0 условие устойчивости
примет вид
Q6 D > Ркн Но,	(148)
а условие неподвижности
Т'хб = Ркн •
(149)
Как видно из условия неподвижности, Лб достигает мак-
симального значения при <р = 0.
Поскольку допустимое удельное давление со стороны
сошника на грунт руд = 2,5-?4,5 кг/см2, а сила давления
пороховых газов достигает нескольких десятков тонн у ору-
дий малых калибров и нескольких сот тонн у орудий бо-
лее крупных калибров, то для достижения неподвижности
сошник приходилось бы делать весьма больших размеров:
Так, например, у 76-мм легкой полевой пушки при
Ркн = 110000 кг и руЛ =4,0 кг>см2 для обеспечения непо-
движности пришлось бы делать сошник с большой опорной
поверхностью 2, а именно:
~ 2,8 м*.
РуЛ 40 000
Если же принять, что высота линии огня у легкой
полевой пушки не превышает 1 м, а вес в боевом поло-
жении составляет 1100 кг, то для обеспечения устойчиво-
сти во время выстрела необходимо было бы величину D
также делать чрезмерно большой.
138
Из выражения (148) имеем
£) = ЛаЛо_ = П00004 = юо м
Q6 1100
Само собой понятно, что ни сошник с подобной опор-
ной поверхностью, ни станины такой длины практически не
приемлемы, а поэтому во время стрельбы при <р = 0 и при
устройстве орудия на жестком лафете практически невоз-
можно осуществить ни его устойчивости, ни обеспечить
его неподвижности.
Вследствие этого у орудий на жестком лафете сошников
не делали, а давали возможность орудию во время вы-
стрела откатываться. Сошник впервые в русской артил-
лерии был введен у орудий 1877 г., разработанных талант-
ливым отечественным конструктором А. П. Энгельгардтом.
Из условия устойчивости (146) вытекает, что устойчи-
вость орудия возрастает с увеличением угла возвышения,
так как с увеличением угла возвышения правая часть не-
равенства, т. е. величина опрокидывающего момента,
уменьшается за счет уменьшения плеча
Ii — Hq cos ф — sin ф.	(150)
При некотором значении ср плечо h становится равным
нулю, что соответствует прохождению линии действия си-
лы Ркн (оси канала ствола) через точку опоры С.
При дальнейшем увеличении угла возвышения опроки-
дывающий момент меняет знак, после чего действует в
том же направлении, как и стабилизирующий момент Q6Z),
и вследствие этого устойчивость увеличивается.
Из изложенного вытекает, что устойчивость орудия на
жестком лафете обеспечивалась у орудий, предназначен-
ных для стрельбы под большими углами возвышения.
В настоящее время принцип жесткого лафета находит при-
менение в минометах малого и среднего калибров, где
конструктивно удается осуществить прохождение линии
действия силы Ркн примерно через центр опорной плиты.
Отсутствие неподвижности и устойчивости у орудий на
жестком лафете создавало большие неудобства при их обслу-
живании. Орудие во время выстрела подпрыгивало и откатыва-
лось назад, вследствие чего орудийный расчет вынужден был
отходить от орудия, а после выстрела перекатывать орудие в
прежнее положение и т. д.
Все это приводило к снижению боевых свойств артилле-
рийского орудия (сбиваемости наводки, понижению скоро-
стрельности) и явилось серьезным препятствием для дальней-
шего повышения его могущества.
139
В связи с этим перед артиллерийской техникой вставал во-
прос о создании такой конструкции артиллерийского орудия^
при которой орудие во время выстрела оставалось бы или
полностью неподвижным и устойчивым, или откат орудия по
основанию и прыжок были бы минимальными. Приоритет ре-
шения этой проблемы принадлежит русским артиллеристам, в
частности, создателю первого в мире скорострельного орудия
В. С. Барановскому и А. П. Энгельгардту — создателю первого
в мире упругого лафета.
Примером такого орудия является созданная для русской
артиллерии 3-дюймовая скорострельная пушка * обр. 1900 г.,
где применен лафет, разработанный Энгельгардтом по типу
лафета пушки Барановского.
Рис. 49. Схематический чертеж 3-дм (76,2-мм) пушки обр. 1900 г.
У 3-дюймовой пушки обр. 1900 г. (рис. 49) ствол а со свои-
ми цапфами и подъемным механизмом закреплен на салаз-
ках Ь, которые могут перемещаться по бронзовым полозкам,
укрепленным на верхней части станин нижнего станка /.
Между станинами расположен гидравлический тормоз d,
шток которого прикреплен к станинам, а цилиндр к салазкам.
Над цилиндром, параллельно верхнему ребру станин, в двух
поперечных связях укреплен стержень с надетыми на него кау-
чуковыми буферами, причем задний буфер упирается в хобо-
товую поперечную связь, а передний в бороду на салазках.
Буферная колонка с представляет собой накатник.
Станины с боевой частью и колесами, удерживаемые сошни-
ком, во время выстрела остаются на месте, а ствол с салаз-
ками движется назад. Часть энергии подвижных частей погло-
щется гидравлическим тормозом, а часть аккумулируется в
накатнике при сжатии каучуковых буферов.
По окончании отката буфера, разжимаясь, возвращают
ствол с салазками в свое первоначальное положение.
140
Дальнейшее совершенствование и развитие этой идеи вид-
но на примере устройства 3-дюймовой скорострельной пушки
обр. 1902 г., которая в те времена являлась наилучшим артил-
лерийским орудием среди ей подобных, принятых на вооруже-
ние в артиллерии иностранных армий.
В этой конструкции орудия (рис. 50) гидравлический тор-
моз и -накатник размещены в специальном агрегате — в люльке,
которая со своими цапфами закреплена на станке. Ствол же
при помощи своей бороды соединен с цилиндром тормоза, по-
верх которого надеты винтовые пружины накатника. Во время
выстрела ствол со своими захватами откатывается по направ-
ляющим люльки. Часть энергии отката поглощается гидравли-
ческим тормозом, а часть аккумулируется в накатнике при сжа-
тии его пружин. Нижний же станок, состоящий из станин с
сошником и боевой оси с колесами, остается на месте.
Рис. 50. Схематический чертеж 3-дм (76,2-мм) пушки обр. 1902 г.
После окончания отката ствол под действием накатника
возвращается в первоначальное положение.
Нетрудно видеть, что в подобной конструкции артиллерий-
ского орудия между стволом и лафетом имеется упругая связь,
а поэтому подобные лафеты называются упругими л а ф е-
г а м и. Кроме того, в подобной конструкции артиллерийского
орудия центр тяжести ствола, а также центр тяжести всех
откатных частей во время отката и наката двигаются парал-
лельно оси канала ствола. Вследствие этого указанные орудия
называются орудиями с откатом ствола по оси
канала.
Почти все современные артиллерийские орудия имеют упру-
гий лафет и выполнены по принципу отката ствола в направ-
лении оси канала ствола.
141
26.	НЕПОДВИЖНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ АРТИЛЛЕРИЙСКОГО
ОРУДИЯ С ОТКАТОМ СТВОЛА ПО ОСИ КАНАЛА СТВОЛА
Как уже было указано, в артиллерийском орудии с откатом
ствола по оси канала ствол накладывается на люльку так, что-
при выстреле он может вместе с некоторыми! другими деталя-
ми перемещаться в направлении, обратном движению снаряда.
Явление перемещения (ствола по направляющим люльки во
время выстрела называется откатом, а ствол вместе с дета-
лями, принимающими участие в откате,— откатными частями.
В дальнейшем вес откатных частей будем обозначать
через Qo.
Для поглощения живой силы откатных частей, приобрел
тенной ими под действием силы Ркн, а затем для накатыва-
ния их в исходное положение служит гидравлический тор-
моз отката, накатник и тормоз наката, которые составляют
противооткатные устройства орудия.
Рассмотрим условия неподвижности и устойчивости по-
добного артиллерийского орудия на однобрусном лафете
во время выстрела.
Предположим, что:
1)	стрельба ведется при некотором угле возвышения ©,
большем нуля;
2)	орудие установлено на горизонтальном, абсолютно
твердом основании;
3)	сошник врезан в грунт и препятствует перемеще-
нию орудия по горизонтальной плоскости;
4)	все силы, действующие на орудие, лежат в верти-
кальной плоскости симметрии орудия;
5)	лафет орудия точно также является абсолютно твер-
дым телом.
Внешними силами, действующими на орудие во время
выстрела будут:
Ркн =ркн s — г — сила давления пороховых газов на дно
канала;
Q6 — вес орудия в боевом положении;
Д/хб и Лб — вертикальная и горизонтальная составляю-
щие реакции грунта на хобот;
А/лб — вертикальная реакция грунта на колеса.
Поскольку элементы откатных частей обычно распола-
гаются несимметрично относительно оси канала ствола,
то и центр тяжести откатных частей не лежит на оси ка-
нала ствола, а выше или ниже его. Расстояние от центра
тяжести откатных частей до оси канала ствола обозначим
через е. Прочие обозначения, а также система выбранных
координатных осей показаны на рис. 51.
142
Артиллерийское орудие с откатом ствола во время вы-
стрела, с точки зрения теоретической механики, можем рас-
сматривать как изменяемую систему, к которой, кроме
внешних сил, приложены еще и внутренние силы. Поэто-
му, чтобы составить уравнения равновесия орудия, необ-
ходимо, к действующим на него внешним силам на основа-
нии принципа Даламбера приложить к центру тяжести от-
катных частей еще и силу инерции последних.
Имея это в виду, уравнение движения откатных частей
напишется в следующем виде:
Рис. 51. Схема сил, действующих на орудие с откатом
по оси во время выстрела.
где R — сила сопротивления откату ствола или равнодей-
ствующая сил сопротивления гидравлического тормоза от-
ката, накатника, составляющей вес Qosin®, и сил трения в
уплотнительных устройствах и на направляющих.
Имея в виду вышеизложенное, выберем оси координат
и напишем уравнения равновесия, принимая за ось момен-
тов ось, проходящую через точку С, перпендикулярную к
плоскости чертежа:
27 = pkhC0s<p — — • ^cos<f> — 7\б = 0
g dt*
=	—Q6+ — .-^sinco — PKsin<p+ 2Vx6 = 0
g dt2
^Mt=Pm(h + e)-^.^h + Nn6L
. (152)
143.
Решая эти уравнения относительно реакций, получим
- (п Qo №Х\
=	)cos?;
Q&D — Ркн (h + е) Ч--- h
N л =___________________g ™ •
2Улб—	l	’
^6 = (ркк -	Sin ? + Q6 - Ул6.
\	g dt2)
Подставляя значения силы инерции ~из уравне-
ния (151) и производя соответствующие алгебраические
преобразования, получим
Tx6 = Kcos<f>;	(153)
7Vx6 = Q*D~p*e-Rh .	(154)
/Vxrt = /? sin ® + Q6 — N„6.	(155)
Рис. 52. Схема действия сил и моментов на лафет артиллерийского
орудия с откатом ствола вдоль оси канала..
Выражение (153) представляет собой условие неподвиж-
ности.
Условие устойчивости получим из выражения (154), по-
лагая 7Ул6>-0.
Тогда
Q6D — Ркае — Rh^-0
или
Pme + Rh^Q6D.	(156)
Сопоставляя условия неподвижности для орудия на жест-
ком лафете и для орудия на упругом лафете, видим, что
в последнем случае вследствие введения упругой связи
между стволом и лафетом в правую часть входит сила R,
вместо силы PKtt.
144
Так как сила /?шах примерно в 304-50 раз меньше Рки.тах,
то условие неподвижности у орудий с откатом осуществить
сравнительно легко, применяя приемлемой длины станины и
сошник небольших размеров.
Рассмотрим более подробно неравенство (156), выража-
ющее условие устойчивости. Левая часть выражает сумму
двух опрокидывающих или вращающих вокруг точки С
моментов.
Момент Ркне называется моментом динамической
пары, а плечо е — плечом динамический пары.
Правая часть выражения представляет собой ста бил и-
зирующий момент.
Помимо указанных сил и моментов, действующих в пло-
скости стрельбы, на орудие во время выстрела действуют
еще следующие моменты:
а)	реактивный момент 7Ивр от поперечной составляю-
щей нормального давления на боевую грань нарезов;
б)	боковой момент PKllei динамической пары, где ех— бо-
ковое смещение центра тяжести откатных частей относи-
тельно оси канала ствола.
При принятом в советской артиллерии направлении вин-
товой линии нарезов момент 7Ивр увеличивает реакцию на
левое колесо и уменьшает ее на правое колесо. Боковой
момент РКн^ динамической пары стремится повернуть ору-
дие вправо или влево вокруг хоботовой опоры. Моменты
Мвр и Ркн^! не влияют на продольную устойчивость орудия,
рассмотренную выше, но ухудшают так называемую попе-
речную устойчивость.
Таким образом, действие выстрела на лафет артилле-
рийского орудия с откатом ствола вдоль оси его канала
приводится к действию силы, по величине равной силе
сопротивления откату R, направленной параллельно оси
канала в сторону отката и проходящей через центр тяже-
сти откатных частей, и к действию моментов Ркне и Ркпег
динамической пары и реактивного момента /Ивр от попе-
речной составляющей нормального давления на боевую
грань нарезов.
Перемещение откатных частей во время отката приво-
дит к изменению положения центра тяжести орудия в бое-
вом положении, вследствие этого величина D в выражении
для устойчивости является величиной переменной, завися-
щей от величины пути отката X.
Установим зависимость величины стабилизирующего мо-
мента от пути отката X.
Ю Э К. Ларман
145
Как известно, вес орудия в боевом положении состоит-
из двух весов
Q6 = Qo + Qh,	(157>
где QH —вес неподвижных частей орудия.
Для дальнейших выводов примем следующие обозначе-
ния (рис. 53):
Dq — расстояние по горизонту от центра тяжести ору-
дия до точки С при данном угле возвышения до выстрела^
D — то же расстояние в рассматриваемый момент;
Рис. 53. Схема изменения весовых моментов артиллерийского
орудия во время отката ствола.
Lq — расстояние по горизонту от точки С до центра тя-
жести откатных частей;
Lx — то же расстояние в рассматриваемый момент от-
ката;
Ан — расстояние по горизонту до центра тяжести непод-
вижных частей орудия (величина во время отката остается
постоянной).
Для любого момента отката на основании известного
положения механики можем написать
Q6D = QOLX+QHLK.	(158).
Из рис. 53 непосредственно можем написать, что
Lx — Lq — Л" cos ip.
Подставляя это выражение для Lx в уравнение (158)».
получим
Q6D = Qo(L0-Xcos?)4-QHLH	(159).
или
Q6D = QoL0 + QuLtt - Q0X cos ?.	(160>
146
До начала отката D равно О0 и X равняется нулю и,
следовательно,
Q6jD0 = QoL0 4-(?н£и.	(161)
Имея это в виду, получим для стабилизирующего мо-
мента следующее выражение:
Q6D = Q6D0 - Q0X cos ?.	(162)
Подставляя значение Q6D в выражение устойчивости
(156), окончательно будем иметь
Ркне + Rh^ <2бВ0 — QoXcos <р.	(163)
Рис. 54. Схема весовых моментов артиллерийского орудия
с раздвижными станинами.
При выводе условий неподвижности и устойчивости
все рассуждения и выводы производились применительно к
орудию с однобрусным лафетом. Однако все это остается
справедливым и для случая, когда орудие имеет раздвиж-
ные станины, а для зенитных орудий, имеющих три, четы-
ре или большее число хоботовых опор. В этом случае вы-
бор линейных величин Do, Lo и £н необходимо произво-
дить относительно линии сошниковых опор. На рис. 54
это показано для случая орудия с раздвижными станинами.
Точки О, О1г Ot соответственно означают проекции на го-
ризонтальную плоскость центров тяжести орудия в боевом
положении, неподвижных и откатных частей орудия, а ли-
ния СгС2 является линией сошниковых опор.
10*	147
Нетрудно убедиться, что при некотором значении <р = <рпр
это неравенство (выражение 163) обращается в равенство.
При дальнейшем уменьшении угла <р, т. е. при <р мень-
шем <рпр равенство меняет знак на обратный. Последнее
указывает, что в случае стрельбы при этих углах возвы-
шения орудие уже не будет устойчивым. Угол <рпр назы-
вается предельным углом устойчивости или
п|рсдельным углом вращения орудия.
Таким образом, предельным углом устойчивости или
предельным углом вращения артиллерийского орудия на-
зывается тот наименьший угол возвышения, при котором
во время выстрела орудие еще остается устойчивым.
Условие устойчивости для <рпр перепишется в виде
~~ Qe^o Qo-У COS <рпр,
где йПр — плечо силы R относительно точки опоры сошни-
ка С (рис. 55) при предельном угле устойчивости.
Найдем выражение для определения плеча Лпр. На
рис. 55 приняты следующие обозначения:
О — ось цапф;
На — высота оси цапф над горизонтом основания;
da — расстояние по горизонту от оси цапфы до точки
опоры сошника;
148
АВ — ось канала ствола при угле возвышения <р;
АаВ0 — ось канала ствола при <р = 0;
C\D — траектория центра тяжести откатных частей;
OF — линия, проходящая через ось цапф, параллельная
оси канала ствола;
А — плечо действия силы R относительно точки С опо-
ры сошника.
Ранее для простоты рассуждения мы принимали, что
точка С опоры сошника находится на поверхности гори-
зонта основания. В действительности же она находится
ниже горизонта основания на величину Д/7, которая у по-
левых орудий может быть в пределах 15-г 30 см. Расстоя-
ние Но между осью АВ канала ствола и горизонтом осно-
вания при угле возвышения <р, равном нулю, называется
высотой линии огня.
Прочие обозначения понятны непосредственно из рис. 55.
Плечо силы R
h — mq — тп = тр + pq — тп.
Так как
тО = Нц + LH,
то
тр = (//ц + ДЯ) cos <р.
Кроме того,
pq = d и тп = dusin<p.
Следовательно,
h = (На ДЯ) cos ф + d — da sin <?.
Из рисунка также видно, что
н0=ня+а+ е.
Откуда
ЯЦ=ЯО - d - е.
Имея это в вицу, выражение для А можно переписать
в следующем вйде:
А = (Нй — d — е + &Н) cos <р + d — da sin <р —
= (Но — е + ДЯ) cos + d (1 — cos <р) — da sin <р.
Поскольку при небольших значениях <? множитель
(1 — cos ср) близок к нулю, то последнее выражение можно
переписать так:
h-=H' cos <р — d sin <p,
где	Н' = Нп — e + ДЯ.
149
Следовательно, при <р = <рпр получим
*np = ^'cos?np-dusin<pnp.	(164)
Величина предельного угла устойчивости является одной из
технических характеристик артиллерийского орудия. Посколь-
ку орудия сухопутной артиллерии должны вести огонь по таН'
кам, то требуется, чтобы этот угол был бы возможно меньшим.
У современных пушек примерно до калибра 150 мм желатель-
но, чтобы предельный угол устойчивости был бы равен нулю,
у гаубиц и мортир он находился в пределах 5-г-18°.
При выводе уравнения устойчивости артиллерийского ору-
дия мы делали целый ряд допущений. Так, в частности, нами
принималось, что грунт, на котором устанавливается полевое
артиллерийское орудие, а также само орудие являются абсо-
лютно твердыми телами.
В действительности это не так. Грунт обладает определён-
ной податливостью. Передняя лобовая опора артиллерийского
орудия в виде колес с резиновой ошиновкой является
своеобразным буфером между орудием и основанием, который
во время выстрела вначале сжимается, а потом, принимая свои
первоначальные размеры, вращает орудие в том же направле-
нии, что, и опрокидывающие моменты, приведенные в уравне-
нии (163). Уже вследствие только этих двух причин при
любом угле возвышения не может быть полной устойчивости
артиллерийского орудия. Нарушению устойчивости способ
ствует также податливость станин и зазоры в местах сочлене-
ния отдельных агрегатов орудия.
Кроме того, нагрузки, приложенные к отдельным частям
орудия, также нельзя рассматривать, как статически прило-
женные силы. Вследствие всего этого у полевых орудий на
колесном лафете и стреляющих с колес во время выстрела
можно наблюдать подпрыгивание орудия на ту или иную ве-
личину. Для определения высоты подпрыгивания орудия отече-
ственными артиллеристами разработан целый ряд методов
расчета этой величины.
Теоретические исследования, а также и опыты показывают,
что замена колес с резиновой ошиновкой в качестве лобовой
опоры во время стрельбы жесткой опорой повышает устойчи-
вость артиллерийского орудия. В этом случае условия устойчи-
вости близки к тем, которые были рассмотрены выше и основ-
ную роль в нарушении устойчивости имеет податливость
станин.
Подводя итог вопросу об устойчивости артиллерийского
орудия на колесном лафете, необходимо подчеркнуть, что вы-
150
веденные выше условия устойчивости являются необходимыми,
но недостаточными условиями для того, чтобы при углах воз-
вышения у Фпр во время выстрела отсутствовало бы под-
прыгивание орудия.
Поэтому при изучении нарушения устойчивости во время
выстрела вопрос необходимо расчленить и выяснить, какая
часть величины прыжка является результатом несоблюдения
условия устойчивости, выведенной выше (статическая устойчи-
вость), и что1 является результатам податливости опор (дина-
мическая устойчивость).
27.	СВОБОДНЫЙ ОТКАТ СТВОЛА
Изучение явления отката значительно упрощается, если
предварительно рассмотреть свободный откат ствола, совер-
шающийся без силы сопротивления. Движение откатных частей
при свободном откате начинается одновременно с началом
движения снаряда, т. е. в тот момент, когда давление порохо-
вых газов на дно снаряда достигнет величины давления фор-
сирования, причем скорость откатных частей будет все время
'возрастать по мере нарастания скорости снаряда при движении
его по каналу ствола.
После выхода ведущего пояска снаряда за дульный срез
вырывающиеся пороховые газы в течение периода последей-
ствия оказывают реактивное действие на откатные части, со-
общая им дополнительное ускорение. Вследствие этого и в
период последействия скорость движения откатных частей бу-
дет возрастать и достигнет некоторого максимального значе-
ния в момент конца периода последействия, когда давление
пороховых газов в канале ствола станет равным атмосфер-
ному.
В дальнейшем движение откатных частей будет совершать-
ся по инерции.
Таким образом, весь период свободного отката можно раз-
бить на три периода:
1)	период движения снаряда по каналу;
2)	период последействия;
3)	период движения откатных частей по инерции.
Уравнение движения свободного отката ствола в период
движения снаряда по каналу ствола в общем виде напишется
следующим образом:
где
Qo — вес откатных частей;
g — ускорение силы тяжести;
151
Рк„ — сила давления пороховых газов на дно канала;
L — абсолютный путь откатных частей.
Для того чтобы найти скорости и пути свободного от-
ката, необходимо это уравнение проинтегрировать дважды.
Однако это невозможно, поскольку неизвестен аналитиче-
ский вид функции PKa = f(t). График изменения силы Рк»
в зависимости от времени показан на рис. 56. Для
определения элементов свободного отката в первом
периоде применим известную из теоретической механики
теорему сохранения количества движения центра массы
Рис. 56. График изменения силы Рки в зависимости
от времени.
или сохранения количества движения системы: откатные
части—снаряд — заряд. Кроме того, примем следующие до-
пущения: а) масса заряда равномерно распределена в за-
снарядном пространстве; б) скорость движения продуктов
горения и несгоревших частиц заряда отсечения к сече-
нию заснарядного пространства меняется по линейному
закону, причем скорость частиц заряда, непосредственно
прилегающих к дну снаряда, равна скорости снаряда w, а
скорость частиц заряда, прилегающих к дну канала, равна
скорости свободного отката ствола W.
152
Так как до выстрела центр тяжести указанной системы'
находился в покое и поскольку по отношению к этой
системе сила Ркн является внутренней силой, то можем
написать
где
Л40 —масса откатных частей;
т — масса снаряда;
у. — масса боевого заряда;
w — абсолютная скорость снаряда;
W — абсолютная скорость свободного отката.
Рассматривая это выражение, можно представить будто
бы половина массы заряда двигается со стволом, а вторая
половина — со снарядом. Однако это относится лишь к
внешнему виду уравнения.
Из последнего выражения находим зависимость между
абсолютными скоростями
4* 0,5р.
Af0 4- 0,5у
(166)
Имея в виду, что скорость свободного отката равна
первой производной — от пути свободного отката по вре-
dt
мени,а абсолютная скорость снаряда равна первой про-
_ dx
изводной — от абсолютного пути снаряда х по времени,
dt
на основании выражения (166) можем написать
dL = л»+ 0,5, dx
о 4~ 0,5 у*
(167).
Интегрируя левую часть от 0 до £ и правую от 0 до х,
получим
L___ m 4- 0,5р
“ Л10 + О,5р
(168)
Для того чтобы вместо абсолютной скорости w снаряда
и абсолютного его пути х в формулах (166 и 168) ввести
относительную скорость v и относительный путь /, вос-
пользуемся уравнением механики, связывающим элементы
движения тела в абсолютном и относительном движениях,
v = w + W-,
I х Z,.
(169)
(170)-
153.
Решая совместно уравнения (166) и (169), а также урав-
нения (168) и (170), •ний получим	после соответствующих преобразова- °-5^ v;	(171) Af0 + + Р £ = _m + 015E_z	(172) ЛГо + /и + Р
Если скорость снаряда v и путь I для некоторого опре-
.деленного момента заданы, то, пользуясь формулами (171)
и (172), можно для этого момента определить как ско-
рость W, так и путь L свободного отката.
Для момента наибольшего давления пороховых газов в
канале ствола = и 1 — 1т и, следовательно,
Для момента лучим	w = _т + 0,5|л_ т Л40 + т + р- (174) Мо + т 4- (л вылета снаряда, когда v — vd и 1 — 1д, по- = m + 0,5tx _	(175) jWo + /и + Р <176) /Ио + т + р
Поскольку массы пропорциональны весам, то формулы
<173, 174, 175 и	176) могут быть переписаны так: Vm' {У17} Qo + Я + ® (178) Qo + Q + ш w	‘Z + O'fo.	(179) Qo + Q + ш О	(180) Qo + Q + ш
154
Выражая скорость свободного отката в момент вылета
снаряда из канала ствола через начальную (абсолютную)
скорость v0 снаряда, на основании формулы (166) получим
Wd=-^-^-v0.	(181)
Qo 4- 0,5о>
Поскольку величина 0,5а> мала по сравнению с Qo, то
ею в знаменателе можно пренебречь, после чего будем
иметь
(182)
Vo
Обратимся теперь ко второму периоду свободного от-
ката. Для закона изменения силы РК№ в периоде последей-
ствия пороховых газов на практике чаще всего применяет-
Рис. 57. График изменения силы Ркн в периоде
последействия пороховых газов.
ся аналитическое выражение, предложенное проф. Брави-
ным, в виде показательной функции (рис. 57)
=	(183)
где
Рд — значение силы Ркя в ближайший момент после вы-
хода пояска снаряда из канала ствола;
е — основание натуральных логарифмов;
b — параметр показательной функции;
t — время, которое может иметь значения от 0 до -с —
полного времени периода последействия пороховых газов.
155
Значение силы Рд определяется из следующей зависи-
мости:
Рд Ркн$‘
(184)
Продолжительность т периода последействия и величи-
на параметра b определяются из условия постоянства им-
пульса силы при действительном изменении значения силы
Ркн и при изменении значений этой силы, выражаемых фор-
мулой (230). Определение этих величин рассмотрим ниже,
а пока будем считать их известными. Имея в виду изло-
женное, уравнение свободного отката для второго периода
напишется в следующем виде:
=	<|85)
Так как	т0 уравнение (185) перепишется так:
=	(186)
g at
Откуда
dW = -^~ Рде~ь dt.
Qo д
Интегрируя это выражение в пределах от Wd до W и
от 0 до t, получим
^=Гй+^РдбС	(187)
VO
Так как W=^, то последнее уравнение можно пере-
писать в следующем виде:
dL = Wddt + РдЬ (1 - е~ ** ) dt.
Qo
Интегрируя это дифференциальное уравнение в преде-
лах от Ld до L и от 0 до t, получим
L = Ld+ +	б(1 — е
Qo
(188)
156
При рассмотрении второго периода свободного отката
интерес представляют элементы движения откатных частей
в конце этого периода, т. е. для момента t — x, когда ско-
рость свободного отката IFmax достигает своего максималь-
ного значения, а путь откатных частей L равен Ак. Имея
это в виду и подставляя значение £ = т в формулы (187) и
1188), будем иметь
Wan=Wd+^-Pd^ ;	(189)
Qo
LK = Ld+ Wdx +	б(1_ет)] .	(i90)
Qo
Величиной е ь мбжно пренебречь и принять
^maz=^ +	(189')
Qo
LK = Ld+Wdx + ^-Pd(r-b).	(190')
Qo
На практике максимальная скорость определяется не по
формуле (189), а по полуэмпирической формуле
(191)
Qo
где р — коэффициент действия пороховых газов.
Коэффициент р представляет отношение средней ско-
рости истечения газов иср к начальной скорости снаряда,
т. е.
р — иср
V0
Величина этого коэффициента для орудий, у которых
v0 не превышает 1000 м/сек, может быть определена по
эмпирической формуле
р = —.	(192)
Vo
Максимальная скорость'свободного отката в полевых
артиллерийских орудиях не превышает 18-^20 м/сек.
На рис. 58 показаны изменение силы Ркн в первом и
втором периодах свободного отката и кривая скоростей
свободного отката.
Продолжительность этих двух периодов
=	(193)
157
Если исходить из приращения скорости свободного от-
ката за период последействия, то для определения пара-
метра b показательной функции и времени т продолжи-
тельности периода последействия могут быть получены
следующие формулы:
_ Ф — 0,5) а>У0 .
g(pd — spK)
т = 2,303 b 1g
Рк
(194>
(195)
где
рд — давление пороховых газов на дно канала в начале
периода последействия пороховых газов (дульное
давление);
I период
'свободного. отката
(период движения
снаряда по каналу
J период
'свободного отката
(период после дебет -
оая пороховых гаооо)
Рис. 58. Элементы свободного отката.
рк— давление пороховых газов на дно канала в конце
периода последействия;
s — поперечное сечение канала ствола с учетом нарезов.
Величина рк обычно принимается равной 2 кг/см2,
а поэтому ввиду ее малости при определении b величиной
spK можно пренебречь.
Третий период свободного отката представляет собой
явление элементарно простое — движение по инерции, а
поэтому на его изучении останавливаться не будем.
158
28.	ТОРМОЖЕННЫИ ОТКАТ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ЕГО ЭЛЕМЕНТОВ В ПЕРВОМ ПЕРИОДЕ
Весь период торможенного отката для удобства изуче-
ния можно разбить на два периода: первый период —от
начала отката до конца периода последействия газов и
второй период — от конца первого периода до остановки
откатных частей.
Уравнение движения откатных частей для первого пе-
риода при торможенном откате напишется в следующем
виде:
— d^=P™-R’	(196)
g dt2
где
X—путь торможенного отката;
R — сила, тормозящая откат.
Поскольку ^- = — , V=dX , то, интегрируя уравне-
dft dt	dt
ние (196) дважды в пределах от нуля до t и соответствен-
но от нуля до V и от нуля до X, получим
v=dp‘-dt-^Rd‘-'
о	о
(197)
(198)
где V и X — скорость и путь торможенного отката ствола..
Нетрудно видеть, что если /? = 0, то имеет место сво-
бодный откат, так как в этом случае V=W и Х = £.Так
как из уравнений (197) и (198) можем написать
и
1г=/-[рки^
Qo J
о
(199)
t t
(200)
159'
то для периода движения снаряда по каналу ствола полу-
чаем следующие выражения для определения элементов
торможенного отката:
t
V= W- dt
Qo J
и
(201)
I"
Рис. 59. Диаграмма сил при торможении отката
силой R = const.
Торможение отката ствола может производиться как
постоянной силой 7?, так и переменной. Рассмотрим слу-
чай, когда торможение производится постоянной силой
/? = const. Диаграмма сил для этого случая торможения
показана на рис. 59. Из диаграммы сил видно, что макси-
мальная скорость отката в этом случае будет не в конце
периода последействия, а несколько раньше в некоторый
момент периода последействия, когда Ркн будет равно
силе торможения R.
Для означенного момента уравнение движения напи-
шется в следующем виде:
— ~ = P^~R = ^	(203)
g dt2
160
Откуда следует, что ускорение
dt
(РХ
dP
и, следовательно, скорость V равна максимальной ско-
рости торможенного отката Итак •
После достижения откатными частями максимальной
скорости торможенного отката скорость будет умень-
шаться, поскольку с этого момента правая часть уравне-
ния станет отрицательной, т. е. Рки — R < 0.
/?|У
Рис. 60. Кривая скоростей торможенного отката
при R = const.
После первого периода отката (с конца периода после-
действия) движение откатных частей будет продолжаться
до тех пор, пока живая сила, приобретенная ими к концу
первого периода, не будет поглощена работой силы R.
Уравнение движения откатных частей для второго периода
будет иметь вид
—= -R. (204)
g dP ' '
Если считать, что к концу первого периода откатные
части приобрели скорость 14 и прошли путь Хк, то, за-
давшись длиной отката К, можем написать (см. рис. 60)
Откуда
^l = R(k-^K).
2g a - Ук)
(205)
(206)
11 Э- К. Jlapiwai
161
Постоянная сила сопротивления откату R, и то только*
во втором периоде отката, находит применение в стацио-
нарных, а также танковых и самоходных артиллерийских
установках.
В полевых артиллерийских орудиях сила сопротивле-
ния откату входит в уравнение устойчивости (163), кото-
рое для ф, равного српр, представляется в следующем виде:
Ркн^ “Ь ^пр^пр ’— Q<A	Qq^ COS <рПр*
Откуда
Г)  	Qo^ COS cpnp	Pkh^	/ОЛ7\
Knp	h	•
Лпр	Лпр
Если e = 0, то. последнее выражение перепишется в сле-
дующем виде:
/?пр = 9б£>° ~ ^° —os Упр (	(208>
ЛПр
где Лпр — плечо действия силы /?пр, соответствующее пре-
дельному углу устойчивости орудия.
Из последних двух уравнений видно, что правые части
их являются переменными, а отсюда, как следствие: в по-
левых артиллерийских орудиях, для того чтобы обеспечить
устойчивость на всей длине отката при угле возвышения ®
равном <рпр, сила сопротивления должна быть переменной.
Величина силы сопротивления откату, определяемая
из уравнений (207 и 208), называется предельным со-
противлением откату и обозначается R„p. На вели-
чину 7?пр следует смотреть, как на максимально возмож-
ную силу сопротивления откату /?, какую можно допу-
стить для данного орудия, исходя из условий устойчи-
вости при стрельбе под предельным углом устойчи-
вости <рпр. На рис. 61 прямая АВ показывает значение /?пр.
в зависимости от длины отката
При создании полевого артиллерийского орудия, осо-
бенно на колесном лафете, для получения во время вы-
стрела некоторого запаса устойчивости силу сопротивления
откату R принимают несколько меньше, чем R„p, а именно:
Л = 7;/?пр.	(209)
Коэффициент т], называемый коэффициентом запаса
устойчивости, берется в пределах 0,94-0,7.
Так как R берется меньше, то, чтобы работа этой силы
осталась бы постоянной, длину отката необходимо увели-
чить. На рис. 61 это положение иллюстрируется графиком-
162
R
---------------A -----------------
Рис. 61. График переменной силы /?пр.
Рис. 62. График переменной силы R при наличии
момента динамической пары.
11*
163
Заштрихованные площадки должны быть равновеликим и,
поскольку они характеризуют изменение работы силы R
при ее значении, равном т;/?пр.
Рис. 61 относится к случаю, когда плечо динамической
пары е = 0.
При наличии е > 0 на первом периоде отката сила со-
противления откату должна меняться по более сложному
закону. Закон изменения силы R для этого случая приведен
на рис. 62. В первом периоде сила сопротивления откату
должна быть значительно меньше, чем в начале второго
Рис. 63. График изменения сил в первом периоде торможенного
отката в зависимости ст времени.
Ниже рассмотрим определение элементов торможенного.
отката для случая, когда сила R в первом периоде возра-
стает по линейному закону от Ro в начале до RK в конце
этого периода (рис. 63). В путевой диаграмме (рис. 64)
значение R будет меняться по некоторому криволинейному
закону.
Во втором периоде силу сопротивления откату примем
убывающей по линейному закону от RK до в зависимости
от перемещения.
Начальное значение силы сопротивления откату выби-
рается из следующего соотношения:
/?0 = (2-:-2,5)Qo.	(210)
Что касается значения силы сопротивления откату в
конце первого периода RK, то будем считать последнюю тоже
известной.
164
Зависимость R от t в данном случае выразится следую-
щей формулой:
R = Ro +	1.	(211)
Подставляя теперь значение R в формулы (201) и (202),
получим
t
V=w-^- f(R0+--K ~ 7?0	(212)
Qo J \	/
и
t t
X=L--£-\dt\(Ra + /?K A dt. (213)
Qo J J \ t* 7
о о
Рис. 64. График переменного значения силы R сопротивления огкату.
Производя соответствующее интегрирование, будем
иметь
(212')
Qo \	/
zV=L-^-(r0+ RK~R^t\-^-.	(213')
Qo \
Эти формулы дают возможность определить скорости
и пути торможенного отката для всех интересующих нас
165
моментов времени, в том числе t = tm at = td. Подставляя
в формулы (212) и (213)значения IF, L и ^соответствующие
указанным временам, получим	е
	Q (R‘ +	7?к — Ro 2/к		14,;	(214)
Xm = Lm-	- f («" +	Rk — Ro 3^к	tm]	1— • 1 2 ’	(215)
Vd=wd	-HR°+	Rk — Ro 2tK	td J		(216)
		Rk — Rq 3tK			(217)
Значения Rm и Rd	могут быть вычислены,				исходя из
формулы (211), полагая соответственно t — tm и t—td.
Чтобы получить зависимости для определения элемен-
тов торможенного отката в периоде последействия, не-
обходимо исходить из общего уравнения торможенного
отката (196), которое может быть переписано так:
•— = Рки - R ил и	d V --= PKKdt - R dt.
g dt	g .
Принимая за начало отсчета начало периода последей-
ствия и интегрируя это уравнение в пределах от Vd до V
и от нуля до t, после соответствующих преобразований
получим
t	t
14 + -f- f PKKdt- ^Rdt.	(218)
Mo J	Mo J
0	6
dX
Так как У= —, то из последнего выражения непосред-
dt
ственно получаем
t	t
dX= Vddt + £-dt\ PKadt -^-dt^Rdt.
Qo J	Qo J
о	0
Интегрируя это уравнение в пределах от Хд до X и от
нуля до t, будем иметь
t t	t t
Х = Хд + Vddt + ^- f dt \PKKdt- ^dt^Rdt. (219)
Qo J J Qo J J
oo	oo
166
Как уже известно, для периода последействия имеем
t
Р =Р^Ь
^кн —
Для начала периода последействия R—Rd и определяется
из формулы
Rd = R0+ RK^td.	(220)
Так как отсчет времени в периоде последействия при-
нимается от начала периода, т. е. от нуля до т, то закон
изменения силы R в периоде последействия напишется в
следующем виде:
R = Rd + R*-R?.t.	(221)
т
Подставляя эти значения Ркп и /? в уравнения (218) и
(220), получим
V= Vd + j Pde'^dt - j (/?<, +	dt-, (222)
° 0	° 0
t t
- J dt f (Rd + Rx~Rd dt.	(223)
° 0	0
Проинтегрировать правые части этих уравнений не пред-
ставляет труда. В результате этого интегрирования будем
иметь
V=Vd + ~Pdb(l -e~^)-^-(Rd+^-^-t)t-, (224)
Mo	Mo \	/
X=Xd+ Vdt-\--%- Pdb I/-&G— e
Mo
d
Rk-RsX t-
3x ) 2
(225)
Полагая в этих уравнениях t = -t и имея в виду, что
Рде ь =spK, получим выражение для определения скоро-
167
сти VK и пути Хк торможенного отката к концу первого
периода в следующем виде:
VK = Vd-^~ \b(Pd-spK)-^±^
vo L
(226}
XK=Xd+ Vd.+^ lb {Pdx — b(Rd — spK)] -	 ^-l. (227}
Vo k	о	Z J
Значение spK по сравнению с Рд очень мало, а поэтому
при вычислениях по формулам (226) и (227) можно принять
spK, равным нулю.
Наибольшая скорость 1/тах торможенного отката дости-
гается в некоторый момент 0), отсчитываемый (рис. 53} от
начала периода последействия пороховых газов, когда
Рде ь=/?д + ^—
т
(228}
Решение этого уравнения относительно 0г крайне не-
удобно, а поэтому с достаточной для практики точностью
можно его решать приближенно следующим образом. Для
этого принимают силу сопротивления откату в периоде по-
следействия постоянной и равной среднему значению
р __ Rd +
Rc₽_ 2
При этом допущенное выражение (228) перепишется в
следующем виде:
Рде~~^= ^ + Rk	(229}
ИЛИ
е~^= -д^^-.	(230}
2Рд
Логарифмируя последнее равенство, получим
0Х = 2,303 b 1g —(231}
Кд "г Кк
Подставляя теперь в формулы (224) и (225), будем
иметь
Vmax — Vd + ~~
Vo
(232),
168
Х»=Хд 4- Vde, + -ЦрдЬ 0, - b (1 - е ь ) -
Qo '
_p?d+	(233>
\	от / 2 j
Чтобы не вычислять функцию е ь, ее можно из этих
формул исключить. Из равенства (228) имеем
е ь + Rk~r<> 0
Рд ^Рв
Имея это в виду, формулы (232) и (233) перепишутся в
следующем виде:
vmn=vd + 4 [(рд - Rd	_
QoL \	т /
- (Rd + /?к 7 Rd	Oil;	(232')
Х*=Хд + Иа0х+ -Я|^(01-ь) + Ч/?<’ + -К—R<? 01У1&-
Qo IL	\ т /-
- (r6 + -77^ ©х) 4} •	(233')
Для того чтобы воспользоваться полученными форму-
лами для определения элементов торможенного отката, нам
необходимо знать значения RK. Как видно из рис. 64,
оно должно быть определено из выражения'
r ОбО» QqXk cos ?пр	(234)
. Лпр
Однако сама сила RK зависит от .
В этом случае для определения RK можно воспользо-
ваться формулой (202), которая для принятого нами закона
изменения R в первом периоде отката перепишется в сле-
дующем виде:
X=L — {dt { (/?0 + -^к—R?- t)dt =
Qo J 0М 0	4 J
= L-^~
Qo
Як —Д P
3ZK	/ 2
(235>
Ro +
169-
Следовательно, при значении t = tK, L = LK и Х = ХК
X =L - g (р Rk~Ro Vi
к к Qo \ °+	3	/2
(236)
Подставляя значение Хк в формулу (234), получим
Рб^о — Qo £к (2^о + Як ) д cos ?пр
= ц-------------------------------J---------. (237)
“пр
Решая это уравнение относительно /?,<, будем иметь
Q6O0-(Qo/K-0,33g/?0/2)cos<pnp
Мк -- 7)	-	.	(ZOO)
Апр —0,15^ cos <Рпр
Означенная формула дает возможность определить зна-
чение силы сопротивления откату /?к в конце первого пе-
риода, которая в начале была принята как известная вели-
чина.
В заключение следует заметить, что рассмотренные схе-
мы торможения отката являются упрощенными, в действи-
тельности эти схемы гораздо сложнее, а поэтому изложен-
ный здесь метод расчета следует уточнить в зависимости
от принятой схемы торможения отката ствола.
29. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ОТКАТА А И ЭЛЕМЕНТОВ
ТОРМОЖЕННОГО ОТКАТА ВО ВТОРОМ ПЕРИОДЕ
К концу первого периода торможенного отката откатные
части приобретут энергию
Еот = ^ 1/к2.	(239)
Переменная сила R сопротивления откату, меняющаяся
по закону,
р Qft^o Qq^Vcos <рпр	(240)
Апр
должна быть так подобрана, чтобы на пути отката X — Хк
поглотить указанную выше энергию отката.
Это условие может быть выражено следующей зависи-
мостью:
~ к2 = f (Q6 Do - Q.X cos ?пр)dX. (241)
“пр £
.170
После интегрирования и соответствующих алгебраиче-
ских преобразований получим
ЛХ2 — ВХ + С = 0,	(242)
где
А = Qo cos csnp; B = 2Q6D0;
с = Лпр .	^2 + 2q6	cos Хк
ъ g
Решая это квадратное уравнение, получим выражение
для определения длины отката
Для того чтобы получить реальное значение перед ра-
дикалом, необходимо удержать знак минус (—).
Чтобы окончательно остановиться на принятой длине
отката X, необходимо произвести поверку возможности
стрельбы без удара казенной части ствола об основание
при наибольшем угле возвышения.
Из рис. 65 видно, что для возможности отката ствола
на длину X при наибольшем угле возвышения должно быть
удовлетворено нижеследующее неравенство:
Нц О' + Al) SIH ершах ± ^2 COS ершах,	(244)
171
где
/ц — расстояние от оси цапф до казенного среза;
‘ /2 — расстояние от нижней задней точки откатных ча-
стей до линии, проходящей через цапфы параллельно оси
канала ствола.
Для удовлетворения этого неравенства при ранее выб-
ранной высоте линии* огня HQ и величины Htl можно менять
лишь величину /ц.
После окончательного выбора величины длины отката к
можно приступить к определению элементов торможенного
отката во втором периоде.
RiV
1 период Ппериод торможенного
Рис. 66. График переменного значения силы R и кривая
скоростей торможенного отката.
Как это видно из рис. 66, переменное значение силы R
во втором периоде может быть определено из выражения
о __д
R =	(>' - *),	(245)
Л — лк
где
__тд QgD° cos ?пр	(246)
ЛПр
Величина же RK определяется из выражения (240).
Если через V обозначить скорость откатных частей к
моменту, когда последние прошли путь X, отсчитываемый
172
от начала отката, то для любого значения X в пределах
от Хк до к должно существовать следующее равенство:
g- У^=—^-а-Х).	(247)
Откуда
V* = f- {R + Rx)(k- X),	(248)
Qo
где R — сила сопротивления откату, соответствующему
значению X.
При расчете значений I/2 предварительно необходимо
вычислить значение R по формуле (245), меняя значение X
через каждые 50—100 мм.
Приближенное значение продолжительности второго
периода торможенного отката можно определить, исходя
из уравнения количества движения
R02 = 2° Ук.	(249)
g
Среднее значение силы сопротивления отката /?ср опре-
деляется из выражения
D __Як +
Кср—	2
Имея это в виду, окончательно получим, что
0  Qo . Ук   Qo е 2 Ик
2	g Rc	g	Rk + Rx ’
(250)
(251)
Если имеется надобность более точно определить про-
должительность второго периода торможенного отката, то
можно воспользоваться более точной формулой, согласно
которой
-| f Qo (X-Лк) 1пЯк
j/" R{
(252)
Полное время /от продолжительности торможенного от-
ката после этого определится из выражения
£от = н-(253)
На рис. 66 показано, как меняется скорость торможен-
ного отката.
173
30. ДУЛЬНЫЙ ТОРМОЗ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ЭЛЕМЕНТЫ
ОТКАТА
Дульный тормоз является эффективным средством для
уменьшения действия выстрела на лафет.
Впервые дульный тормоз был применен в русской артилле-
рии в 1862 г. у трехпудовой бомбовой пушки обр. 1838 г. в
виде восьми отверстий, наклоненных к оси канала под углом
45° и расположенных в дульной части ствола.
Тогда дульные тормоза не получили распространения, так
как вопрос об устойчивости артиллерийского орудия и ограни-
чении длины отката был успешно разрешен применением
гидравлических тормозов отката и переходом к упругим ла-
фетам. Особенно широкое распространение начали получать
дульные тормоза во время Великой Отечественной войны, в
связи с необходимостью сочетания в сухопутных артиллерий-
ских орудиях большой мощности с 'малым 'весом орудия в бое-
вом положении.
Все существующие дульные тормоза могут быть разделены
на три группы:
1)	активного действия,
2)	реактивного действия,
3)	активно-реактивного действия.
Подобное деление на группы является условным, так как
каждому типу дульного тормоза присуще как активное, так и
реактивное действие истекающих из ствола пороховых газов.
Дульный тормоз работает в период последействия пороховых
газов. При истечении пороховых газов через окна тормоза
уменьшается количество пороховых газов, истекающих из ка-
нала ствола в осевом направлении, что уменьшает реактивную
силу, действующую в направлении отката. Кроме того, вслед-
ствие истечения газов через окна создается реактивная сила,
действующая в обратном истечению газов направлении. Части-
цы пороховых газов ударяются (активное действие) о перего-
родки -между окнами и лопатками тормоза, создают также уси-
лия, противодействующее откату ствола.
В результате равнодействующая, сообщающая дополни-
тельный импульс откатным частям в период последействия
пороховых газов, будет меньше, чем при отсутствии дульного
тормоза.
Наиболее эффективное действие дульного тормоза в умень-
шении равнодействующей получается у орудий с большой на-
чальной скоростью, имеющих большой относительный вес бое-
вого заряда, при сгорании которого образуется большое коли-
чество пороховых газов.
174
Эффективность действия дульного тормоза тем значитель-
нее, чем (большему количеству пороховых газов он изменит
направление истечения после вылета снаряда из канала ствола
и чем больше скорость их истечения.
Рис. 67. Истечение пороховых газов из канала ствола
при отсутствии дульного тормоза.
Поясним сказанное некоторыми простейшими схемами. На
рис. 67 показано истечение пороховых газов из канала ствола
при отсутствии дульного тормоза. В этом случае основная мас-
са пороховых газов истекает в направлении движения снаря-
Рис. 68. Истечение пороховых газов из канала ствола
при наличии мало эффективного дульного тормоза.
да. На рис. 68 показаны характер истечения и область рас-
пространения пороховых газов из канала ствола при наличии
мало эффективного дульного- тормоза, а на рис. 69 то же явле-
ние при наличии мощного дульного тормоза. В последнем слу-
175'
чае вслед за снарядом истекает сравнительно небольшое коли-
чество пороховых газов, а самый большой объем последних
получает резкое изменение направления истечения.
У современных орудий в зависимости от баллистических ха-
рактеристик орудия дульный тормоз поглощает от 25 до 65%
энергии1 откатных частей.
Дульный тормоз имеет и свои отрицательные стороны, ко-
торые проявляются тем больше, чем эффективнее дульный тор
моз. Остановимся вкратце на его недостатках.
У орудий с дульным тормозом при. прочих равных условиях
иногда наблюдается ухудшение кучности боя, чем у таких же
орудий без дульного тормоза. Объясняется это тем, что при на-
личии дульного тормоза условия вылета снаряда услож тяются.
Существенное значение имеет неизбежная асимметрия внут-
ренней полости дульного тормоза, особенно- если дульный тор-
Рис. 69. Истечение пороховых газов из канала ствола
при наличии дулыного тормоза большой эффективности.
моз изготовлен в виде отливки без механической обработки
внутренней полости тормоза. Несимметричное воздействие
пороховых газов на снаряд при нахождении его в полости
дулыного тормоза вызывает неправильности его движения.
Поэтому отверстие для вылета снаряда в дульном тормозе
приходится делать значительно большего диаметра, чем калибр
орудия, так как в противном случае снаряд будет задевать
дульный тормоз.
Важнейшим недостатком дульного тормоза является воз-
действие газов на орудийный расчет. Пороховые газы (рис. 70),
истекающие в стороны и назад, создают около орудия опас
ную зону на довольно большое расстояние. Орудийный расчет
при нахождении в этой зоне будет поражаться частицами го-
рячих пороховых газов, обладающих большой живой силой.
Даже вне опасной зоны орудийный расчет иногда испытывает
неприятное ощущение звукового эффекта от выстрела из ору-
дия с дульным тормозом.
176
Кроме того, вырывающиеся в стороны, вверх и вниз поро-
ховые газы подымают облако пыли, чем демаскируют место
нахождения орудия и затрудняют производство наводки по-
следнего, особенно при стрельбе прямой наводкой.
Вследствие этих же причин орудие с дульным тормозом
нельзя располагать в укрытом блиндаже или в глубоком ро-
вике.
Существующие конструкции дульных тормозов не допускают
•стрельбу обыкновенной картечью.
Помимо этих чисто эксплуатационных недочетов, дульный
тормоз приводит и к некоторым конструктивным и технологиче-
ским усложнениям артиллерийского орудия.
Рис. 70. Схема опасной зоны около орудия.
Однако, несмотря на все эти недочеты, дульный тормоз
является наиболее эффективным средством для уменьшения
действия выстрела на артиллерийское орудие, способное раз-
решить удачное сочетание большого могущества с подвижно-
стью и устойчивостью орудия во время выстрела, а поэто-
му находит все большее применение при создании мощных
орудий сухопутной артиллерии.
Рассмотрим влияние дульного тормоза на элементы дви-
жение откатных частей. Обычно за меру полезного дей-
ствия дульного тормоза принимают величину определяе-
мую из отношения
IF2 — IT2
w max w д.т
w
2
max
12 Э. К. Ларман
(254)
177
где
W'max — наибольшая скорость свободного отката при от-
сутствии дульного тормоза;
1Гд.т — скорость отката в конце периода последействия
при торможении откатных частей одним дульным тормо-
зом.
Коэффициент $ выражает относительное количество ки-
нетической энергии поступательного движения откатных
частей, поглощаемое дульным тормозом. При наличии
дульного тормоза несколько изменяется в большую сторону
Рис. 71. Изменение скоростей свободного отката при наличии
дульного тормоза
как продолжительность периода последействия, так и началь-
ная скорость. Однако эти изменения не столь существенны,
ими можно пренебречь и считать, что т и т>0 при наличии
дульного тормоза такие же, как и без него.
Скорость отката 1ГД.Т в конце периода последей-
ствия при наличии дульного тормоза в зависимости
от величины коэффициента В может быть больше или мень-
ше скорости в момент выхода снаряда за дуЯьный
срез, т. е. в момент времени td. На рис. 71 кривая ОаЬ
характеризует изменение скоростей отката при отсутствии
дульного тормоза (£ = 0), кривая Оас при £ = 0,25, а кри-
вая Oad показывает изменение скоростей отката при £,
равном 0,65. Как видно из рисунка, при отсутствии дуль-
178
ного тормоза за период последействия откатные части по-
лучают приращение скорости
AU7=UZmax- Wd.	(255)
При торможении же только дульным тормозом это при-
ращение скорости составит
A1F = 1ГД.Т- Wd.	(256}
Это приращение скорости в зависимости от величины $
может быть или положительным, или отрицательным.
Из формулы (254) имеем, что
= Wmax.	(257)
Следовательно,
A W' =	U7max - Wd.	(258)
При отсутствии дульного тормоза величина импульса /
силы Рк„ за период последействия пороховых газов опре-
делится из выражения
I =	(259>
где 7И0 — масса откатных частей.
При наличии дульного тормоза величина этого же им-
пульса /д.т
=	(260)
Обозначим
Тогда, подставляя значения /д.т и I, получим, что
ait  irmax/i -е -
Air	1Гшах-ЯЪ
(261)
или
д/-----
V1 — 5 -——
ITmix
^тах
(262)
12*
179
Так как
	1Гтах=-Ц^-^	(263) Qo
и	WdZ=1 + 0^Vo>	(264) ’	Qo
то	V,— х=	<265> q -f- 0,5о> <? +
или	Vl -	)-(1 +0,5—) X =	Ц	q-LA	11	(266) /	О) \ ₽-0,5 — \	Я /
Допустим, что отношение приращения скоростей отката
для любого момента времени в периоде последействия ос-
тается постоянным и равным х- Тогда отношение прираще-
ния скоростей равно отношению импульсов силы Рк„ при
наличии дульного тормоза 7Я.Т к импульсу / той же силы
при отсутствии дульного тормоза.
Поскольку нами было принято допущение о равенстве
времени т в обоих случаях, то можем написать следую-
щее выражение для силы Р'кн в периоде последействия по-
роховых газов при наличии дульного тормоза:
Р'„ = хРкн-	(267)
Таким образом, для учета влияния дульного тормоза
при расчете элементов движения откатных частей в перио-
де последействия силу Рки следует умножить на коэффи-
циент х, определяемый формулой (266).
Следовательно, исходя из принятого нами закона изме-
нения силы Ркн в периоде последействия пороховых газов,
можем написать
_ t_
Ркп==1рде~ь.	(268)
Коэффициент х может быть положительным или отри-
цательным в зависимости от величины L Графики измене-
180
ния силы Р'н в периоде последействия при различных зна-
чениях £ показаны на рис. 72. Зная изменение Р’кн, расчет
элементов отката может быть произведен по формулам,
которые были выведены выше.
Рассмотренный способ учета влияния дульного тормоза
на элементы движения откатных частей является весьма
приближенным, однако им можно пользоваться при пред-
варительных вычислениях как путей, так и скоростей от-
катных частей.
Рис. 72. Изменение силы Ркн в периоде последействия
в зависимости от мощности дульного тормоза.
31. СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ ДЕЙСТВИЯ ВЫСТРЕЛА
НА АРТИЛЛЕРИЙСКОЕ ОРУДИЕ И ПОВЫШЕНИЕ
ЕГО УСТОЙЧИВОСТИ ВО ВРЕМЯ ВЫСТРЕЛА
На протяжении почти всего периода существования огне-
стрельной артиллерии к орудиям сухопутной артиллерии всегда
предъявлялись трудно совместимые требования.
С одной стороны, требовалось от орудий большое могуще-
ство и, с другой,— большая подвижность (малый вес и габа-
риты), а также устойчивость и неподвижность при выстреле.
Конструктивное разрешение этих требований в основном пре-
допределило и эволюцию конструкции полевого артиллерий-
ского орудия. >Сам переход от орудий на жестком лафете к
орудиям на упругом лафете знаменует собой коренное разре-
шение целого ряда этих трудно совместимых требований.
Введение в конструкцию полевого артиллерийского орудия
противооткатных устройств уменьшило действие выстрела на
орудие, что дало возможность повысить могущество последне-
181
го, сохраняя примерно прежний вес и не уменьшая прочность
конструкции. Это же конструктивное мероприятие в значитель-
ной степени разрешило противоречивость между большим мо-
гуществом орудия и его устойчивостью и неподвижностью при
выстреле. Как отразилось .на конструкцию артиллерийского
орудия сочетание большого могущества и подвижности, мы ча-
стично уже рассмотрели в главе I. Здесь же рассмотрим, ка-
кими конструктивными мероприятиями можно уменьшить дей-
ствие выстрела на орудие и улучшить его устойчивость и
неподвижность во время выстрела.
Для простоты дальнейших рассуждений напишем урав-
нение устойчивости для случая стрельбы при угле возвы-
шения <р, равном нулю,
Ркае -t RH. < Q6D0 - Q0X,	(269)
где Н1 = Нй — е + Ш.
Высота Но, представляющая превышение оси канала
ствола над поверхностью основания, на котором установле-
но орудие, как известно, носит название высоты линии
огня и является основной составляющей плеча силы сопро-
тивления откату /?.*
Из уравнения устойчивости непосредственно вытекает,
что при одних и тех же баллистических характеристиках
и сохранении одного и того же веса в боевом положении
устойчивость артиллерийского орудия может быть увели-
чена за счет уменьшения плеча динамической пары е и
высоты линии огня Но, за счет увеличения величины D и
уменьшения силы сопротивления откату R.
У первых орудий с откатом ствола в направлении его
оси противооткатные устройства обычно располагались в
люльке, находящейся под стволом (рис. 73), что приводило
к понижению центра тяжести откатных частей под осью
канала ствола и появлению момента динамической пары.
Величина плеча динамической пары не велика (5-? ЗОльи).
Максимальная величина момента динамической пары обыч-
но составляет от одной четверти до одной трети от мак-
симального значения момента RHt. Вследствие кратковре-
менности его действия и правильности выбора закона из-
менения силы R на первом периоде торможенного отката
влияние этого момента на устойчивость орудия во время
выстрела не существенно. Отсутствие же момента динами-
ческой пары выгодно с точки зрения уменьшения суммар-
ного момента, действующего на подъемный механизм во
время выстрела.
182
Чтобы уменьшить или ликвидировать плечо динамической
пары у современных артиллерийских орудий, противооткат-
ные устройства расчленяются и располагаются: накатник
-над стволом, а тормоз отката под ним или наоборот (рис. 74).
Вследствие такого симметричного расположения массы
откатных частей центр тяжести их располагается на оси
канала ствола и, следовательно, момент динамической пары
становится равным нулю или имеет ничтожно малую вели-
чину.
Рис. 73. 76,2-мм легкая полевая пушка обр. 1902/30 i.
Уравнение устойчивости в этом случае напишется в
следующем виде:
RH^QtDo-QoX.	(270)
Подобное расположение противооткатных устройств
имеет и то преимущество, что цилиндры как тормоза отка-
та, так и накатника возможно относить подальше от по-
верхности ствола и тем самым предохранить находящуюся
в них жидкость от нагревания теплом, выделяемым ство-
лом во время стрельбы.
Однако в этом случае противооткатные устройства, осо-
бенно тот агрегат, который располагается над стволом,
являются открытыми, чаще могут поражаться пулями и
осколками. Во избежение этого цилиндры иногда прикры-
ваются броней.
Наш отечественный конструктор Герой Социалистиче-
ского Труда генерал-майор инженерно-технической службы
Ф. Ф. Петров в одном из созданных под его руководством
образцов (рис. 75) разместил противооткатные устройства
над стволом, чем было достигнуто расположение центра
тяжести откатных частей над осью канала ствола.
183
Рис. 74. 76,2-мм легкая полевая пущка обр 1942 Г,
'S81
Рис. 75. 85-мм легкая полевая пушка Д-44.
При подобной компоновке артиллерийского орудия урав-
нение устойчивости принимает следующий вид:
- Ркае+ RH. < Q6 Do - Q0X.	(271)
Отсюда видно, что при данной конструкции орудия
момент динамической пары играет роль стабилизирующего
момента, что приводит к повышению его устойчивости при
выстреле. Кроме того, подобное расположение противоот-
катных устройств дает возможность понизить высоту линии
огня, что также при прочих равных условиях понижает
опрокидывающий момент RHX.
Рассмотрим теперь вопрос об изменении высоты линии
огня Но, от которой зависит плечо опрокидывающего мо-
мента силы R.
Для устойчивости при выстреле высота линии огня
должна быть возможно меньше. Однако это требование
не может быть полностью выполнено из-за того, что высота
линии огня должна быть такой, чтобы работа орудийного
расчета была удобной.
В настоящее время не встречаются полевые артиллерий-
ские орудия среднего калибра, у которых высота линии
огня была бы меньше 0,8 м.
Высота линии огня должна также обеспечить место для
отката ствола при наибольшем угле возвышения.
Последнее положение наглядно было показано на рис. 65.
Из рисунка видно, что если при данной длине отката по-
низить высоту линии огня, то ствол при откате ударился
бы в грунт и в грунте пришлось бы откопать ровик. Подоб-
ная мера может быть допущена лишь у тяжелых орудий
сухопутной артиллерии. Из рис. 65 также видно, что можно
уменьшить высоту линии огня Но с одновременным умень-
шением расстояния /ц между казенным срезом и осью цапф.
Подобным мероприятием при прежней длине отката можно
избегнуть удара казенным срезом ствола в грунт.
На практике встречаются артиллерийские орудия, у ко-
торых не только /ц = 0, но у которых казенный срез ствола
находится впереди оси цапф. Однако чрезмерное вынесе-
ние ствола вперед нежелательно, исходя из следующих
соображений:
а)	получается большая неуравновешенность качающейся
части относительно оси цапф, что, как это будет видно из
дальнейшего, требует постановки мощного уравновешиваю-
щего механизма и вызывает другие конструктивные услож-
нения артиллерийского орудия;
б)	затрудняется заряжание.
186
Вследствие этого, применяют противооткатные устрой-
ства, меняющие длину отката ствола в зависимости от
угла возвышения. Если обратимся к уравнению устойчи-
вости
PKlie + Rh < Q6 Do — Q0X cos <p,
то нетрудно убедиться, что с увеличением угла возвышения <р
устойчивость орудия во время выстрела повышается вслед-
ствие уменьшения момента Rh за счет уменьшения плеча h.
Это дает возможность, не ухудшая устойчивости орудия,
увеличить силу сопротивления откату R при стрельбе под
углами возвышения, близкими к наибольшему с одновре-
менным уменьшением длины отката X.
Это положение схематически иллюстрируется на рис. 76,
на котором ab показывает изменение силы R при угле
возвышения <р, равном нулю, a de — изменение силы R при
угле <р, равном ©т1Х, для данного орудия. В последнем случае
Рис. 76. График изменения силы R при длинном
и коротком откатах.
сила сопротивления на всей длине отката может оставаться
постоянной. Поскольку как в первом, так и во втором
случае работой силы сопротивления откату необходимо
поглотить примерно одну и ту же энергию откатных частей,
то площади Oabc и Odef, представляющие работу силы
сопротивления откату и равные энергии откатных масс,
должны быть равновеликими.
187
Изменение момента Rh в зависимости от угла можно
достигнуть также устройством артиллерийского орудия с
переменной высотой линии огня.
Решение этой задачи технически можно осуществить
различными конструктивными мероприятиями. Первым
таким мероприятием в свое время являлось устройство
коленчатой боевой оси (рис. 77). В этом случае стрельба
при малых углах возвышения производится, когда боевая
ось занимает положение, показанное на рис. 77,а, В этом
случае высота линии огня будет такой, при которой обес-
печивается требуемая от орудия устойчивость. Начиная с
какого-либо угла возвышения <рг и до <ртах, стрельба про-
изводится при боевой оси, повернутой на 180°, как это
показано на рис. 77, б.
высоты линии огня.
В этом случае плечо h увеличивается за счет увеличе-
ния высоты линии огня Н.
Чтобы устойчивость орудия не нарушалась от увеличе-
ния момента Rh, необходимо выбрать таким образом,
чтобы момент Rh менял бы знак, т. е. чтобы этот момент
из момента, опрокидывающего орудие, стал бы моментом
стабилизирующим.
В артиллерийских орудиях перевод боевой оси из
одного положения в другое осуществляется специаль-
ными рычагами вручную силами орудийного расчета. При-
мером артиллерийского орудия подобной конструкции может
служить отечественная 76,2-мм горная пушка обр. 1909 г.
Само собой понятно, что подобное изменение высоты
линии огня требует перерыва в стрельбе; оно осуществ-
ляется у орудий на колесном лафете сравнительно неболь-
шого веса.
188
Имелись попытки для зенитных орудий, от которых тре-
буется непрерывное ведение огня, начиная с малых углов
возвышения до q>max = 85°, осуществить непрерывное повы-
шение линии огня при работе подъемным механизмом, ко-
торый приводится в действие вручную или от электриче-
ской силовой передачи. Орудия с переменной высотой
линии огня распространения не получили.
Улучшение устойчивости артиллерийского орудия можно
добиться и путем увеличения стабилизирующего момента
Q6 £>о — QOX cos <р.
Величина веса Q5 орудия в боевом положении при соз-
дании орудия на колесном лафете является заданной, а
поэтому конструктор имеет в своем распоряжении лишь
величину горизонтального расстояния Z)o от центра тяжести
орудия в боевом положении до центра опоры сошника С.
Для устойчивости орудия желательно Do делать как можно
больше. Конструктивно это можно осущестдить с удли-
нением станин. Однако это приводит к удлинению артилле-
рийской повозки, т. е. орудия, соединенного при помощи
сцепных устройств с тягачом, что резко ухудшает пово-
ротливость такой повозки на походе.
Чтобы этого избежать, станины делают складными или
телескопическими. В первом случае для походного движе-
ния хоботовую часть станин (рис. 78) закидывают на лобо-
вую, которая на своем конце имеет шкворневую лапу для
прицепки орудия к тягачу. Во втором случае хоботовая
часть станин вдвигается в лобовую, чем достигается умень-
шение длины орудия для походного движения.
Подобное устройство станин встречалось у некоторых
образцов орудий иностранных армий.
Увеличение плеча стабилизирующего момента можно
достигнуть вынесением центра тяжести орудия вперед.
189
У орудий наземной артиллерии, не имеющих передней
опоры, центр тяжести орудия в боевом положении должен
обязательно находиться сзади боевой оси между последней
и сошником и на таком удалении, чтобы при накате ствола
во время стрельбы не было бы „клевка" орудия, т. е. при-
поднимания хоботовой части станин, и чтобы при перевозке
орудия шкворневая лапа все время оказывала давление на
сцепное устройство тягача, направленное сверху вниз.
Вынесение центра тяжести вперед с целью удлинения
плеча Do применяется при создании орудий зенитной артил-
лерии, имеющих трех- или четырехстанинное основание.
Изучив методы изменения величин, входящих в формулу
устойчивости орудия во время выстрела, рассмотрим вопрос
о том, нельзя ли уменьшить силу сопротивления откату
при безусловном сохранении баллистических характеристик
(веса снаряда и заряда и начальной скорости его), а также
определенной длины отката К.
Выше нами уже было выяснено, что максимальная ско-
рость свободного отката, определяемая по формуле
п/ _ ‘/ТРШ
tnax —	~ t'o»
Qo
при одних и тех же баллистических характеристиках
зависит от веса откатных частей Qo. Кроме того, при изу-
чении торможенного отката величина силы сопротивления
откату R при одной и той же длине отката X получается тем
больше, чем больше U7max. Если допустить, что торможение
отката производится постоянной на всей длине отката
силой R, то можно написать следующую приближенную
зависимость:
ОоПах D1 п „.о d Q°W™
--------= л? Л, откуда к —--------------
1,12.2g	J	l,12-2gX
(272)
Рассматривая эти формулы, нетрудно видеть, что умень-
шение величины R возможно за счет уменьшения Wmax, а
последнее может быть достигнуто за счет увеличения веса
откатных частей. Это положение более отчетливо видно,
если подставить значение U7max в формулу (272), после
чего будем иметь
(Я + ?<1>)2у2 .
l,12.2gQ0X ’
(273).
193
Таким образом, при создании артиллерийского орудия, же-
лая уменьшить действие выстрела на лафет и увеличить его
устойчивость во время выстрела, целесообразно увеличивать
вес откатных частей. Поскольку основной составной частью
веса откатных частей является вес ствола, то при его устрой-
стве нет необходимости стремиться сделать его чрезмерно лег-
кого веса.
Русским артиллеристам это положение было известно еще
на заре зарождения артиллерии как науки. В те времена гово-
рили: «Тяжелое орудие 1 меньше портит лафет». Как известно,
первые образцы артиллерийских орудий имели деревянные
лафеты слабой конструкции, легко повреждавшиеся во- время
стрельбы. Поэтому при наличии жесткого лафета, в целях
уменьшения разрушительного действия выстрела на лафет
ствол делали тяжелым по сравнению с лафетом. Так, напри-
мер, у 24-фунтовой пушки обр. 1838 г. вес ствола был в 4,5 ра-
за больше веса лафета, а у 18-фунтовой пушки обр. 1838 г.
в три раза.
У современных артиллерийских орудий с целью повышения
веса откатных частей противооткатные устройства конструиру-
ются таким образом, чтобы вместе со стволом участвовали в
откате цилиндры тормоза отката и накатника, которые тяже-
лее, чем штоки последних. Вес откатных частей в зависимости
от веса ствола может быть примерно определен из следующей
эмпирической зависимости:
Qo = AQK,	(274},
где
k — некоторый коэффициент, равный 1,1 — 1,2 в случае,
если в откате принимают участие штоки тормоза отката и
накатника, и 1,25 — 1,3 в случае, если откатываются цилиндры
тормоза и накатника;
Qc — вес ствола.
У существующих современных артиллерийских орудий
коэффициент распределения масс е= — = 0,25 4-0,45.
<?б
Следующим коструктивным мероприятием для уменьшения
максимальной скорости как свободного, так и торможенного
отката является устройство орудий с выкатом. Откатным час-
тям перед выстрелом сообщается энергия поступательного дви-
жения вперед, на поглощение которой расходуется часть
энергии отдачи, вследствие чего уменьшается, максимальная
1 В те времена под словом «орудие» понимали теперешний термин
«ствол».
191
скорость отката и, следовательно, уменьшается действие вы-
стрела на лафет. Работа орудия подобной конструкции проис-
ходит следующим образом. Перед выстрелом для первого
заряжания ствол орудия отводится назад; одновременно с этим
происходит сжатие пружин или воздуха в накатнике. В отве-
денном положении ствол удерживается стопором. После заря-
жания и наводки орудия ствол со стопора снимается и под
действием накатника начинает двигаться вперед. При достиже-
нии откатными частями определенной поступательной скорости
автоматически происходит выстрел. Вследствие действия силы
давления пороховых газов на дно канала движение ствола впе-
ред резко затормаживается, после чего начинается откат ство-
ла и сжатие пружин или газа в накатнике.
После остановки ствол опять задерживается в заднем по-
ложении гем же стопором, и орудие готово к заряжанию и
производству следующего выстрела.
Применение принципа выката при создании артиллерийских
орудий на колесном лафете позволяет облегчить вес орудия в
боевом положении, так как энергия откатных частей умень-
шается в два-три раза.
Орудия с выкатом обладают хорошей устойчивостью и куч-
ностью.	°
Однако эти орудия имеют и существенные недостатки:
а) необходимость приведения откатных частей в крайнее
заднее положение для первого выстрела задерживает немед-
ленное открытие огня в экстренных случаях;
б) при осечках орудие может терять устойчивость и давать
большие набросы и «клевки», а при затяжных выстрелах поте-
ря устойчивости при выкате приводит к большим недолетам,
опасным для своих войск.
Вследствие указанных основных недостатков орудия с вы-
катом не получили широкого распространения.
В настоящее время принцип выката ствола или затвора с
целью уменьшения отдачи находит применение при создании
автоматического стрелкового орудия и малокалиберных авто-
матических пушек.
Следующим методом, служащим для уменьшения действия
выстрела на лафет и повышения устойчивости во время вы-
стрела, является устройство орудия с «двойным откатом.
Принцип двойного отката ствола получил в артиллерийской
технике значительно большее распространение, чем принцип
выката. С учетом использования этого принципа в свое время
был создан целый ряд .артиллерийских орудий.
На рис. 79 приведен схематически общий вид 211-мм гер-
манской мортиры обр. 18. Корытообразная люлька 2 имеет
направляющие, по которым во время отката и наката сколь-
192
зит ствол 1. Сверху ствола в кольцевой обойме люльки укреп-
лен гидропневматический накатник 3 ствола. Гидравлический
тормоз отката ствол!а расположен в люльке под стволом.
Люлька со своими цапфами наложена на верхний станок 4. На
верхнем станке укреплен подъемный механизм для придачи
стволу с люлькой необходимых углов возвышения. Верхний
станок имеет захваты, которыми он скользит по направляю-
щим нижнего станка 5. В нижнем станке расположены тормоз
отката и накатник, цилиндры которых соединены с нижним,
а штоки с верхним станком.
Прицел, независимый от орудия, с полунезависимой линией
прицеливания укреплен на верхнем станке и, следовательно,
откатывается вместе с ним. Под нижним станком крепится
опорная плита 6 со стойками. Стойки прикреплены к нижнему
станку, который шаровой пятой опирается на подпятник плиты
и закрепляется в нем. В боевом положении плита крепится
посредством нескольких оттяжек 7, имеющих забивные сош-
ники 8. В походном положении плита отводится назад и под-
Рис. 79. Схематический чертеж общего вида орудия с двойным
откатом на колесном лафете.
нимается вверх подъемным механизмом плиты и закрепляется
снизу станин. Задней опорой лафета служит хоботовая опорная
плита 9. Она же является частью поворотного механизма ору-
дия. По этой опорной плите при работе приводом 10 поворот-
ного механизма скользит хоботовая часть станин. При работе
поворотным механизмом угол горизонтального обстрела может
меняться в незначительных пределах. Для переноса огня в го-
ризонтальной плоскости специальными приспособлениями хобо-
товая часть станин приподнимается и переносится на требуе-
мый угол. Во всех случаях горизонтальной наводки центром
вращения служит шаровая пята стоек.
Устройство хода позволяет поднять колеса с рессорами и
осью вверх при помощи подъемного механизма хода, враще-
нием рукоятки 11 этого механизма. Для соединения орудия с
передком на хоботовой части станин укреплена шкворневая
13 Э. К. Ларман	193
лапа и лебедка. Вследствие применения двойного' отката уда-
лось для этого орудия добиться хорошей устойчивости.
Орудия с двойным откатом по сравнению с обыкновенными
орудиями имеют ряд преимуществ. При применении этого
принципа удается получить большую массу откатных частей
за счет участия .в откате верхнего станка и обеспечить большое
перемещение центра тяжести откатных частей вследствие од-
новременного отката ствола и станка. Это приводит к умень-
шению силы, действующей на лафет и, как следствие, повыше-
нию устойчивости орудия во время выстрела.
При стрельбе под углом возвышения <р, равным нулю,
откат ствола и откат верхнего станка происходят на полную
длину. С увеличением угла возвышения длина отката верх-
него станка по нижнему уменьшается и при ср = 90° стано-
вится равным нулю.
К основным недостаткам подобных орудий следует отнести
следующее:
а)	сложность конструкции орудия;
б)	не всегда удобное обслуживание орудия из-за переме-
щения прицела, установленного на верхнем станке.
Применение принципа двойного отката не дает возможно-
сти добиться уменьшения веса орудия в боевом положении для
орудий малых калибров. Уменьшение веса можно ожидать
лишь при создании орудий крупного калибра от 150 мм и
выше.
Вследствие участия ствола во время отката в двух движе-
ниях траектория центра тяжести ствола представляет собой не-
которую кривую. Движение центра тяжести ствола по этой
кривой приводит к дополнительному динамическому изгибу
геометрической оси ствола, который будет тем больше, чем
длиннее ствол.
В артиллерийской технике можно часто встретить случаи
двойного отката.
Так, при стрельбе с танка или самоходной установки про-
исходит откат ствола и одновременно с этим откат всей уста-
новки.
Двойной откат имеет место также и в железнодорожных
установках скользящего и катящегося типа, где, кроме отката
ствола по люльке, откатывается вся установка по рельсам.
Своеобразный двойной откат происходит также в обычном
артиллерийском орудии, если учитывать податливость грунта и
упругость шин.
Закончив вопрос о методах уменьшения действия выстрела
на артиллерийскую установку, перейдем к Изучению оснований
устройства основных агрегатов и механизмов артиллерийского
орудия.
194
Глава IV
УСТРОЙСТВО ОРУДИЙНЫХ СТВОЛОВ И ЗАТВОРОВ
32. УСТРОЙСТВО ОРУДИЙНЫХ СТВОЛОВ И ОБЩИЕ понятия.
ОБ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИИ
Агрегат артиллерийского орудия, непосредственно предназ-
наченный для бросания снаряда и сообщения ему правильного
полета в желаемом направлении с определенной начальной
скоростью, называется стволом.
Рис. 80. Схематический чертеж продольного разреза ствола.
На рис. 80 схематически представлен продольный разрез
ствола. По общему устройству ствол представляет собой ме-
13*	195
таллическую трубу, закрываемую с одного конца затвором.
Внутренняя полость ствола называется каналом и в орудиях
обычного устройства может быть разделена на следующие час-
ти: А — нарезная часть, предназначенная для ведения снаряда
по каналу ствола, В — соединительный конус, С — камора'
D—затворное гнездо. В орудиях с раздельным заряжанием в
соединительном конусе защемляется ведущий поясок дослан-
ного снаряда с тем, чтобы он до выстрела в канале ствола
занимал определенное положение. В орудиях же,
имеющих унитарный патрон, положение снаряда в канале
определяется длиной гильзы и ограничивается упором фланца
гильзы в казенный срез ствола.
Та часть ствола, в которой помещается затвор, боевой за-
ряд и снаряд, называется казенной частью, далее идет средняя
часть и, наконец, передняя часть ствола, которая называется
дульной частью. Передний срез ствола называется дульным, а
задний — казенным. Расстояние между ними называется дли-
ной ствола и измеряется обычно в калибрах.
На рис. 80 кривая abed изображает кривую давления поро-
ховых газов на дно снаряда при температуре t боевого заряда
+ 15° С.
Кривая АВС представляет собой кривую наибольших дав-
лений на стенки ствола (см. п. 23). Ординаты этой кривой
показывают, какому -наибольшему давлению (может быть под-
вергнуто то или иное сечение ствола во время выстрела.
Ствол артиллерийского орудия должен удовлетворять сле-
дующим основным требованиям:
а)	требованиям баллистики, т. е. снаряд определенного
веса .и формы должен .вылетать из ствола с определенной
начальной скоростью, быть устойчивым в полете и обеспечить
необходимую кучность;
б)	обладать прочностью, обеспечивающей безопасность в
процессе эксплуатации;
в)	иметь возможно большую живучесть;
г)	быть простым и дешевым в изготовлении;
д)	обладать требуемым весом и по своей конструкции соот-
ветствовать назначению артиллерийского орудия.
Для удовлетворения требований баллистики ствол должен
иметь тот объем зарядной каморы и ту длину пути движения
снаряда по каналу, которые получаются при решении задачи
внутренней баллистики, а также обладать определенной кру-
тизной нарезки у дульного среза, прямой геометрической осью
канала и равной толщиной стенки в каждом сечении (равно-
стенность). Выбор крутизны нарезки у дула производится ме-
тодами, изучаемыми во внешней баллистике.
196
Ствол артиллерийского орудия во время выстрела подвер-
гается действию быстро возрастающего давления пороховых
газов, которые, обладая высокой температурой, оказывают эро-
зионное и коррозионное действие на поверхность канала ство-
ла. Кроме того, повторно переменное нагревание и охлаждение
тонкого слоя на поверхности канала ствола приводит к обра-
зованию сетки трещин, а действие ведущих частей снаряда при
движении его по каналу производит расширение стенок послед-
него.
Все это указывает, что ствол артиллерийского орудия во
время выстрела работает в весьма тяжелых условиях, а поэто-
му для того, чтобы обеспечить его прочность и живучесть,
ствол прежде всего должен быть изготовлен из специальной
высококачественной орудийной стали. Орудийная сталь для
изготовления стволов по своему качеству не только не должна
являться причиной разрушения ствола, но даже и в случае
аварий должна по возможности сохранять вязкое состояние,
т. е. давать в крайнем случае раздутие или отдельные крупные
трещины, а не хрупкий разрыв ствола на осколки, во избежа-
ние поражения бойцов и разрушения всей системы в целом.
Основным способом производства орудийной стали являет-
ся ее выплавка в мартеновских печах. Основными материала-
ми для выплавки стали служат высококачественный чугун и
чистый отборный металлолом. Для придания определенных
свойств стали в него вводятся различного рода присадочные
элементы. Наибольшее содержание этих элементов во всех сор-
тах стали не должно превышать (в процентах):
углерода	С . .	. . . 0,50	вольфрама W . . .		. . 2,00
марганца	Мп . .	. . . 0,85	ванадия	V . . .	. . 0,30
кремния	Si . .	. . . 0,60	титана	Ti . . .	. . 0,30
хрома	Сг . .	. . . 1,80 . . . 5,00	меди	Си . . .	. . 0,20
никеля	Ni . .		фосфора	Р . . .	0,035
молибдена Мо . .		. . . 1,00	серы	S . . .	. . 0,03
Сера и	фосфор	придают	стали хрупкость. Фосфор сооб-		
щает стали хладноломкость, т. е. резкое увеличение хрупкости
при пониженной температуре, а сера — красноломкость, т. е.
большое увеличение хрупкости при высоких температурах. По-
скольку сера и фосфор «оказывают вредное влияние на свой-
ства орудийной стали, то и содержание их в стали должно
быть минимальным и не превышать в сумме 0,06%.
Другие элементы, указанные в приведенной выше таблице,
входят в состав стали в различных комбинациях в зависимости
от того, какие свойства желательно придать стали. Так, хром
и вольфрам придают стали вязкость без понижения твердости
ее, никель также сообщает стали вязкость. В таблице 13 приве-
ден химический состав и механические свойства некоторых
орудийных сталей.
197
Таблица 13
Химический состав и механические свойства некоторых орудийных сталей
Марка стали	Кате- гория стали	Химический состав									Механические свойства				
		С	Мп	Si	S	р	Сг	Ni	Мо	V следы	кг/млР	кг/мм2	®в* кг/мм^	ф. %	ак> кг»м/см2
ОУ	0-30	0,45	0,70	0,35	0,03	0,035	0,15	0,30	—	—	30	34	55	35	3
ОХ	0-40	0,40	0,70	0,35	0,03	0,035	1,10	0,30	—	0,20	40	45	70	35	4
ОХМ	0-50	0,38	0,70	0,35	0,03	0,035	1,25	0,30	0,40	0,20	50	58	75	35	4
ОХМФ	0-60	0,38	0,70	0,35	0,03	0,035	1,30	0,25	0,40	0,20	60	70	85	35	4
ОХНЗМ	0-70	0,36	0,65	0,35	0,03	0,035	1,00	3,25	0,40	—	70	80	95	35	4
ОХН4М	0-80	0,36	0,65	0,35	0,03	0,035	1,40	4,25	0,50		80	90	105	30	3
Примечание: В таблице обозначено через: ср — предел пропорциональности; — предел текучести;
ав — временное сопротивление; ф — относительное удлинение; ак — ударная вязкость.
Марка стали позволяет судить об основных легирующих
элементах, введенных в сталь при ее изготовлении. Так, ОХМ
означает: сталь орудийная (О), хромо (X)-молибденовая (М),
л марка ОХНЗМ расшифровывается следующим образом: сталь
орудийная (О), хромо (Х)-никелево (Н)-молибденовая (М), а
цифра «3», стоящая после буквы «Н», указывает, что в состав
стали никель входит в размере около 3%. Если же никеля
введено около 4%, то марка такой стали напишется 0ХН4М.
Категория стали указывает величину предела пропорциональ-
ности. Так, 0-60 означает: сталь орудийная с пределом про-
порциональности 60 кг!мм2. Таким образом, марка и категория
стали дают общее представление как о прочности, так и хими-
ческом составе последней, а следовательно, и об основных ее
свойствах. Отечественная металлургия дает возможность по-
лучать стали весьма высокой категории прочности до 0-120
включительно. Широкий (ассортимент орудийных сталей позво-
ляет при изготовлении орудийных стволов и их элементов вы-
брать такую марку стали, которая обеспечивает требуемую
прочность.
Технологический процесс изготовления орудийного ствола и
его элементов сложен и длителен.
Для характеристики ствольного производства ниже в общих
чертах показан процесс изготовления внутренней трубы
(рис. 81), который слагается из следующих основных операций:
1)	выплавки орудийной стали требуемой марки,
2)	отрезки прибылей у поковки,
3)	ковки,
4)	грубой обдирки,
5)	предварительного сверления,
6)	закалки (нагрева в специальной печи до определенной
температуры и охлаждения в масле),
7)	отпуска (нагрева до определенной температуры и ох-
лаждения на воздухе),
8)	отрезки дисков от дульной и казенной части ствола,
изготовления образцов для механических испытаний,
9)	испытания образцов на растяжение и ударную вязкость,
9а) в некоторых случаях берется взрывная проба (взрыв
цилиндрика с определенным количеством взрывчатого ве-
щества),
10)	черновой обточки,
11)	черновой расточки,
12)	предварительной обточки,
13)	предварительной расточки,
14)	.чистовой расточки,
15)	расточки каморы,
16)	чистовой обточки,
199
s
6
9
9a

17)	нарезания нарезов,
18)	хонингования нарезов,
19)	полирования нарезов,
20)	сборки ствола,
21)	испытания стрельбой.
Трудность изготовления трубы усугубляется еще и тем, что
обработке должны подвергаться глубокие отверстия, глубина
которых может составлять около сотни диаметров и обработка
которых должна быть весьма тщательной.
По своей конструкции орудийные стволы могут быть разде-
лены на три группы:
а)	нескрепленные стволы (моноблоки);
б)	искусственно скрепленные стволы;
в)	стволы со свободной трубой и со свободным лейнером.
Более подробно конструкции орудийных стволов будут рас-
смотрены при изучении каждой из указанных выше групп.
33. НАПРЯЖЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ В СТЕНКАХ
ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ТРУБЫ. ЗАДАЧА ЛЯМЕ — ГАДОЛИНА
Ствол артиллерийского орудия и его отдельные элементы
при прочностных расчетах, в зависимости от условий работы
каждого элемента во время выстрела, можно рассматривать
как цилиндрическую трубу, подвергнутую одновременному дей-
ствию внутреннего и наружного давлений или одного из них.
Поэтому, прежде чем приступить к непосредственному
изучению сопротивления орудийных стволов разрыву от
действующего в канале давления пороховых газов, рас-
смотрим те напряжения и деформации, которые возникают
в стенках цилиндрической трубы с внутренним радиусом
гв и наружным радиусом гн при действии на нее внутрен-
него давления Рв, наружного давления Рн и растягиваю-
щего усилия Af (рис. 82).
В шестидесятых годах XIX столетия наш соотечественник,
заслуженный профессор Михайловской артиллерийской акаде-
мии и экстраординарный академик Академии наук генерал от
артиллерии А. В. Гадолин первый обратил внимание на необ-
ходимость руководствоваться при проектировании орудийных
стволов началами теории упругости. А. В. Гадолин дал простой
вывод формул для определения напряжений и деформаций в
стенках цилиндрической трубы при вышеуказанных условиях.
Вывод этих формул он произвел независимо от работ Ляме,
а поэтому в теории упругости эта задача известна под наиме-
нованием задачи Ляме — Гадолина.
А. В. Гадолин первый разработал теорию расчета скреплен-
ных орудийных стволов и методику расчета казенников. Труды
202
его’широко были использованы за пределами нашей страны и
в последующем легли в основу составления учебников по про-
ектированию орудийных стволов, написанных как у нас, так и
за границей. Способ вывода формул о напряженном состоянии
цилиндрической трубы был впоследствии применен Клебшем
для вывода общих уравнений твердого тела. Таким образом,
А. В. Гадолин является не только основоположником совре-
меннной теории сопротивления орудийных стволов, но он свои-
ми работами способствовал разрешению целого ряда вопросов
теории упругости.
Рис. 82. Усилия, действующие на трубу.
Все выводы при решении задачи Ляме — Гадолина произ-
водятся при следующих допущениях:
а)	труба имеет цилиндрическую форму;
б)	материал трубы однороден и изотропен;
в)	давления нормальны к поверхностям трубы и равномер-
но распределены по поверхностям;
г)	труба и после деформации! сохраняет цилиндрическую
форму, и всякое сечение остается плоским;
д)	частицы под действием внешних сил находятся в равно-
весии.
Выведенные при указанных допущениях зависимости в
дальнейшем будут применены для расчета на прочность ору-
дийных стволов. Однако явления, происходящие в стенках
ствола во время выстрела, не вполне соответствуют этим до-
пущениям.
В стенках орудийного ствола во время выстрела нет равно-
весия частиц металла. Давление пороховых газов изменяется
в больших пределах в короткий промежуток времени; поэтому
203
после спада давления частицы металла не могут придти в рав-
новесие, а будут колебаться около центров, положение которых
обусловливается статическим действием давления в каждой
точке поверхности. Кроме того, не все участки орудийных труб
цилиндрические, а некоторые имеют очертание усеченного ко-
нуса. Поэтому такие участки орудийных труб приходится де-
лить на части так, чтобы разница в диаметрах оснований была
незначительна, и каждую такую часть принимать за цилиндр
с радиусом меньшего основания усеченного конуеа. Несмотря
на все это, полученные формулы при указанных выше допуще-
ниях, как это подтверждается долголетним опытом, могут
вполне служить для расчета прочного сопротивления орудий-
ных стволов.
Положение любой точки т в стенке выбранной нами
трубы определяется цилиндрическими координатами, а
именно: углом 6, составляемым плоскостью того меридио-
нального сечения, в котором лежит точка, с плоскостью по-
стоянного меридионального сечения; расстоянием г — точки
от оси трубы; расстоянием г от некоторой постоянной пло-
скости, перпендикулярной к оси трубы.
В силу принятых допущений каждая точка или частица
в стенке трубы от действия внешних сил может иметь
лишь два перемещения: и — в направлении радиуса и
w — в направлении оси трубы. Вследствие сделанных до-
пущений о сохранении трубой цилиндрической формы и о
том, что все сечения ее остаются плоскими, перемещение it
может зависеть лишь от величины г, а перемещение w
от величины г.
Под действием внешних сил в стенке трубы возникают
напряжения: по радиусу — радиальные; по касательной к
окружности поперечного сечения а© — тангенциальные или
касательные; в направлении оси трубы <з2 — осевые. Так
как в рассматриваемый момент частицы трубы, находя-
щиеся на окружности, лежащей в плоскости, перпендику-
лярной к оси трубы, остаются при действии внешних сил
также в плоскости перпендикулярной к той же оси, то и
напряжения зе должны оставаться постоянными во всех
точках рассматриваемой окружности. Что касается напря-
жений аг и о2, то зг изменяется с положением точки -на ра-
диусе, а <зг может быть функцией только z.
Радиальные напряжения, очевидно, будут равны по
абсолютной величине соответствующим давлениям, но
обратны по знаку, т. е. для какого-либо радиуса г <зг= — Р.
На внутренней поверхности трубы агв —— Рв, а на наруж-
ной з,н = — Рн.
204
ДлЪ установления зависимости между напряжениями вы-
режем в стенке рассматриваемой нами трубы концентри-
ческими поверхностями с радиусами г и г Ч- dr цилиндр,
имеющий длину, равную единице. Возьмем половину этого
цилиндра, расположенную выше горизонтального диаметра
АВ (рис. 83). Рассматривая этот полуцилиндр отдельно от
нижнего, мы должны к плоскости раздела ab и а'Ь' прило-
жить тангенциальные напряжения о©, представляющие вли-
яние нижнего полуцилиндра на верхний. Так как толщина
цилиндра бесконечно мала, то величину а© можно принять
dPn
постоянной. Если через Р и Р Ч----dr обозначим те дав-
Рис. 83. Элемент трубы.
ления, которые действуют на поверхности радиусов г и
г + dr, то условия равновесия полуцилиндра напишутся в
следующем виде:
2 Р Ч----dr) (г Ч- dr) 1 — 2Рг-1 Ч- 2oedr-l =0
или
НР \
Р + — dr) (г -J- dr) — Рг + <з^ dr = 0.
Раскрывая скобки и пренебрегая бесконечно малыми
второго порядка, получим
или
АЧ~ г --h ае =0
(275)
d (Рг) = — a© dr.
(276)
205
Так <зг= — Р, то эти уравнения, связывающие значения
тангенциального и радиального напряжений, перепишутся
в следующем виде:
+	= О	(277)
dr
и
d(rar) = ^dr.	(278)
Что касается осевого напряжения о2, то для всех зна-
чений Z и г
<з2 = const.	(279)
Прежде чем устанавливать зависимости для выражения
<зг и о© как функции Рв и Рн, а также и радиусов трубы,
найдем общие выражения для соответствующих деформа-
ций.
Рис. 84. Элемент поперечного сечения трубы.
Эти деформации будем называть и обозначать:
е© — относительная тангенциальная или окружная дефор-
мация; ег — относительная радиальная деформация; ег—от-
носительная осевая деформация.
С целью вывода общих выражений для указанных де-
формаций возьмем сечение трубы (рис. 84), перпендикуляр-
ное к ее оси, а на нем точку т, удаленную от оси трубы
(до приложения внешних сил) на расстояние г, и точку т'
в направлении того же радиуса, находящуюся от оси трубы
на расстоянии г + dr, а от точки т — на расстоянии dr.
Пусть под действием внешних Сфл точка т переместится
на величину и и займет положение mv В то же время
точка /п переместится на величину и-)---dr и займет по-
206
ложение m'v Если первоначальное расстояние между точ-
ками до приложения внешних сил mm' = dr, то после их
перемещения под действием внешних сил расстояние между
ними будет
туШ\ = dr — dr.
dr
Величина —dr будет абсолютной радиальной деформа-
dr
цией, а следовательно, относительную деформацию полу-
чим, разделив эту величину на dr, т. е.
Для определения относительной тангенциальной дефор-
мации возьмем другую точку п, лежащую на той же
окружности, что и точка т. Когда точка т переместится
на величину и и займет положение ти то и точка п пере-
местится в направлении своего радиуса на ту же величину
и займет положение nv
Так как mn — rdQy а тхпу =(r + it))d&, то изменение
расстояния между точками т и п — абсолютная танген-
циальная деформация — будет ucZ0 и, следовательно, отно-
сительная тангенциальная деформация
^ = —.	(281)
г
(282).
Точно таким же образом может быть определена отно-
сительная осевая деформация, которая будет
dw
Для нахождения зависимости между гг и s0 составим
выражение для —, пользуясь выражением (281),
dr
d / и \	1 (du	и\
dr dr \ г I	г \ dr	г I
или, имея в виду зависимость (280), последнее выражение
перепишется в следующем виде:
de#__ ег £@
dr г
Это выражение представляет собой условие сов-
местности деформаций.
(283)
207
Если около рассматриваемой нами точки т выделим
'бесконечно малый прямоугольный параллелепипед так,
чтобы его грани были бы главными площадками, то рас-
смотренные нами напряжения по граням этого параллеле-
пипеда будут распределены так, как это показано на
рис. 85.
Из курса сопротивления материалов известно, что в
этом случае напряженного состояния между нормальными
напряжениями и соответствующими деформациями суще-
ствуют следующие зависимости:
er=2.(ar —fi30 —fiaz)
£
е0 = -£(зв —р.<з2)
£
£2=4-(’z- Нбе —
£
(284)
Рис. 85. Прямоугольный
параллелепипед.
где
E — модуль упругости
первого рода;
Р- —- коэффициент Пу-
ассона.
Обычно, для того что-
бы выразить напряжения
и деформации через раз-
меры трубы и внешние
силы, используют уравне-
ние совместности дефор-
мации и первые два урав-
нения системы (284). Од-
нако значительно проще
воспользоваться выска-
занным выше допуще-
нием, что не зависит
от радиуса. Имея это в
виду, можем написать,
что
^ = 0
dr
и, следовательно, из пос-
леднего выражения систе-
мы (284) получаем
4.ав)=0.
dr
(285)
208
Умножая на dr и интегрируя, получаем
аЛ + ав = 2С1,	(286)
где 2С\ — постоянная интегрирования.
Теперь имеем следующую систему уравнений:
, dar	Л
а. 4- Г — — «Зе — О
dr	[ .	(287)
Н- ae — 2Ci
Складывая почленно эти два уравнения, будем иметь
2аг4-г^ = 2С1.	(288)
Умножая правую и левую части на г dr, получаем
2ra dr 4- г2 — dr = 2Cjr dr.
r	dr
Это выражение можно переписать
d(r2ar) = d(C1r2).	(289)
Интегрируя это выражение, получаем
r2ar=Cjr2 — С2.
Откуда
3г = С1-^.,	(290)
где С2— постоянная второго интегрирования.
Подставляя теперь значение аг в выражение (286) и
решая относительно а©, будем иметь
О0 = С14-§.	(291)
Постоянные интегрирования Сг и С2 найдем из условий
на наружной и внутренней поверхностях трубы
(3>=гв= — Рв и (e,),-rH = - Ря.
Имея это в виду, можем написать
Рв = -%-С1 г, D 	 €>2 Гн	(292)
209
14 Э. К. Ларма
Решая совместно эти
два уравнения, найдем, что
Подставдяя значения Cj и С2 в уравнения (290) и (291),
а также в уравнения системы (284) после производства
чисто алгебраических преобразований и принимая |i=—,
получим
г2	г2Ч-г2	г2
ав = Рв-2-—2---------Рн —
г2	г2 — г2	г2
' н	’ в
Г2 + Г,
№ — t2
' н *в
(294}
ИЛИ
р=рв
Г2 гн - г2	гн г2 — ГВ
Г«” г2_г2 ~ "Т2” г2_ 2
Лн 'в	Лн гв
(296).
Г2
2 ___ г2
' в
•2 - г2
н ' в
(297).
2 г2 2г2 — г*
Ег — — — Р —-------------2-----
3 в ГЗ г2 _ 2
н 'в
_ 2 р 'и . г2 - 2гп
3	"г2' г2 -Г2
' н 'в
1
з °г’
(298)

2 РВГв-~РнГн
3 г2 — г2
9 и	м
(299}
где г —текущий радиус (переменная величина).
Что касается осевого напряжения аг, то, как было ука-
зано, оно является величиной постоянной. Его значение
определяется конкретно для каждого случая. Так, напри-
210
мер, для случая, когда труба имеет донья и нагружена,
как это показано на рис. 86, то
	—^нрн
ИЛИ
^==--^~Yh=c>-	<з°°>
ги гв
Те осевые напряжения, которые возникают в стенках
орудийной трубы во время выстрела, по формуле (300) вы-
числять нельзя, так как она не соответствует условиям
работы ствола, а поэтому при применении формулы
(295) и (298) будем полагать аг равным нулю.
Рис. 86. Продольный разрез трубы, имеющей донья.
Приведенные формулы (294), (295), (296), (297), (298) и
(299) могут быть применены для различных случаев нагру-
жения трубы. Для случая, когда наружное давление от-
сутствует или чрезмерно мало по сравнению с внутренним,
в указанных формулах надлежит положить Р„ равным ну-
лю, при отсутствии внутреннего давления в этих форму-
лах, очевидно, надлежит полагать Рв, равным нулю.
Выражения, состоящие из произведения относительной
деформации на модуль упругости первого рода, условимся
в дальнейшем называть приведенными напряжениями:
Егг — приведенным радиальным напряжением;
Дее — приведенным тангенциальным напряжением;
Еег — приведенным осевым напряжением.
В заключение вкратце остановимся на знаке напряже-
ний и деформаций и распределении последних в стенках
трубы. Предположим, что труба подвергается действию од-
ного внутреннего давления Рв, а Рн равно нулю. Под дей-
14*	211
ствием этого давления внутренний диаметр трубы будет
увеличиваться, т. е. слой стенок трубы, прилегающий к
внутренней поверхности, будет растягиваться.
Растягиваясь, этот слой будет передавать давление после-
дующему слою.
Очевидно, что всякий последующий, мысленно выделяемый
слой будет испытывать давление меньше, чем предыдущий,
вследствие того, что часть давления будет израсходована на
сопротивление предыдущего слоя. Может оказаться, что вся
работа давления будет израсходована на растяжение несколь-
ких внутренних концентрических слоев, а наружные цри этом
не будут испытывать почти никакого растяжения. Каждый
слой, отделенный двумя цилиндрическими поверхностями, будет
растянут по окружности и сжат по направлению радиуса.
Эти деформации, а следовательно, и напряжения будут тем
больше, чем слой ближе к внутренней поверхности.
Таким образом, при действии в трубе одного внутреннего
давления радиальные деформации и напряжения являются де-
формациями и напряжениями сжатия, на что также указывает
знак минус в выражениях (296) и (298). Наибольшее значение
эти деформации и напряжения будут иметь на внутренней по-
верхности. Каждый слой, отделенный двумя цилиндрическими
поверхностями, будет растянут по окружности и сжат по на-
правлению радиуса.
Эти деформации, а следовательно, и напряжения будут
тем больше, чем слой ближе к внутренней поверхности.
Таким образом, при действии в трубе одного внутреннего
давления радиальные деформации и напряжения являются
деформациями и напряжениями сжатия, на что также указы-
вает знак минус в выражениях (296) и (298). Наибольшее
значение эти деформации и напряжения будут иметь на внут-
ренней поверхности.
Для того чтобы убедиться в характере тангенциальных или
окружных деформаций и напряжений, представим, что кольцо
состоит из сегментов (рис. 87), соединенных между собой пру-
жинками. Под действием внутреннего давления сегменты бу-
дут расходиться, и пружинки будут испытывать деформацию
растяжения. Наибольшее значение эти деформации и напряже-
ния будут на внутренней поверхности трубы. Характер распро-
странения радиальных и тангенциальных деформаций и напря-
жений в стенке трубы от одного внутреннего давления показа-
ны на рис. 88.
Предположим теперь, что труба подвергается одному на-
ружному давлению Рн, а внутреннее давление Ръ равно ну-
212
лю. Тогда формулы для напряжений и деформаций -перепишут-
ся в следующем виде:
Г2 д-2 —L. д-2
Р' н » ' в
И 2	2 ’
(301)
q г2 д-2 4 2г2
£е0 = --2-Рн12_Г—Lfjj;
3	** Г2 -2 _ 2
'и 'в
г2 г8 — г2
а,= - рн —--------- ;
'	г*
'н 'в
(302)
(303)
£е,= - —Р,
'	3	1
(304)
Нетрудно видеть, что все
значения а0, Е&& и аг явля-
ются отрицательными, на что
указывает знак минус перед
правой частью. Что касает-
ся приведенного ридиально-
го напряжения Esr, то знак
их будет определяться чи-
г2 г8 — 2г2
Рис 87. Составное кольцо. Рис. 88. Эпюры напряжений при рн = 0.
слителем г* — 2г2 до тех пор, пока г2 — 2г2 < 0, значения Еге
будут положительными при г2 — 2г2 = 0, значение Ее.г рав-
няется нулю, а при дальнейшем увеличении г г2 — 2г2 > 0
значение Еег будет отрицательным.
Нетрудно также заметить, что наибольшие значе-
ния по абсолютной величине нормальных и
приведенных тангенциальных и радиальных
напряжений будут на внутренней поверхности
трубы и что при г = гв о0в = £е0В.
213
34. НЕСКРЕПЛЕННЫЙ СТВОЛ
Нескрепленный ствол (моноблок) изготовляется из одной
заготовки и не имеет в стенках каких-либо ^напряжений, соз-
данных искусственно, за исключением тех, которые могли воз'
никнуть в процессе его термической обработки.
Любое поперечное сечение нескрепленного ствола ©о время
выстрела можно рассматривать как сечение трубы, подвергну-
той внутреннему давлению, равному давлению пороховых га-^
зов в рассматриваемом сечении.
В дальнейшем будем внутренний радиус нескрепленного
ствола обозначать через а наружный через г2- За внутрен-
ний радиус в стволе артиллерийского орудия принимается ра-
диус, равный половине диаметра канала ствола по дну наре-
зов. При расчете орудийных стволов на проч-
ность в нашей советской артиллерии принята
за основу теория прочности, называемая тео-
рией максимальных деформаций или теорией
наибольших приведенных напряжений.
Эта теория прочности указывает, что прочность ствола не
будет нарушена, если наибольшее значение приведенных тан-
генциальных напряжений или приведенных радиальных .напря-
жений, в зависимости от того, которое из них больше, будут
меньше или равны условному 'пределу упругости металла, из
которого изготовлен ствол. Математически это положение мо-
жет быть записано следующим образом:
£е0 <	|
£ег\<яе J ’
где <зе — предел упругости металла.
Когда говорится о прочности ствола, то имеется в виду,
что во время выстрела в стенках его возникают лишь
упругие деформации.
Сравнивая формулы (295) и (298), нетрудно убедиться,
что при действии на трубу одного внутреннего давления
Ег& всегда больше | Егг |.
Следовательно, для того чтобы нескрепленный ствол
во время выстрела не получил бы остаточных деформаций,
в соответствии с принятой у нас теорией прочности необхо-
димо соблюсти условие,
Ee^i С <зе,	(306)
где Ее01 — приведенное тангенциальное напряжение на внут-
ренней поверхности ствола, имеющее наибольшую
величину.
Полагая, что радиусы ствола известны и известен предел
упругости металла ае, из которого изготовлен ствол, и поль-
214
зуясь формулой (295), можно определить то внутреннее
давление Ру, которое может выдержать ствол в рассматри-
ваемом сечении. Имея в виду принятые теперь обозначения
и полагая Ег®\ = <зе, г3 = гм = и Р* = Р^ можем напи-
сать	2	2г? + г? ».=^=23₽.
Откуда	р.=тз--4-4-	<зо7> 2	2^2 4- г*
Вычисленное из формулы (307) давление Р\ должно быть
больше того давления пороховых газов, которое действует .в
данном сечении. Если через р обозначим наибольшее давление
пороховых газов в 'соответствующем -сечении, то можем
написать
— — п
Р
(308)
где п — коэффициент запаса прочности ствола в данном се-
чении.
Давление вычисляемое по формуле (307), называется
пределом упругого сопротивления ствола в рассматри-
ваемом сечении.
Таким образом, пределом упругого сопротивле-
ния называется такое внутреннее давление,
при котор ом в стенках ствола воз пикают толь-
ко упругие деформации и приведенное тан-
генциальное напряжение достигает на по-
верхности канала значения предела упруго-
сти металла, из которого изготовлен ствол.
Рассматривая формулу (307), видно, что предел упругого
сопротивления можно повысить или -изготовлением ствола из
стали с более высоким пределом упругости металла, или утол-
щением стенок, т. е. увеличением г2, шоскольку г\ для данного
орудия является строго заданной величиной.
Однако возможности металлургии ограничены, и на данной
стадии развития получение орудийной стали ограничивается
пределом упругости 100—120 кг/см2, Следовательно, остается
один путь повышения предела упругого сопротивления ствола,
это утолщение его стенок. Для того чтобы уяснить, как влияет
толщина стенок на предел упругого сопротивления, разделим
215
числитель и знаменатель в выражении (307) на г*, после
чего означенная формула перепишется в следующем виде:
3	Л2
-----Ь (309>
2 + ZL
Л
Предположим, что г2 бесконечно большое, т. е. стенки
ствола бесконечно толстые, тогда — равняется нулю и,
rt
следовательно,
A=-j-ae=0’75ff«-	(ЗЮ)
Таким образом, даже при бесконечно толстых стенках
ствола его упругое сопротивление не будет пре-
восходить трех четвертей предела упругости
металла, из которого такой ствол был бы изготовлен.
В таблице 14 показано, как изменяются отношения предела
упругого сопротивления ствола к пределу упругости металла в
зависимости от толщины стенок.
Таблица 14
Зависимость — от толщины стенок трубы
Толщина стенки ствола, калибры	А Г1	А
0,10	1,2	0,17
0,25	1,5	0,34
0,50	2,0	0,50
0,75	2,5	0,58
1,00	3,0	0,63
1,25	3,5	0,66
1,50	4,0	0,68
1,75	4,5	0,69
2,00	6,0	0,70
on	—	0,75
Данные, приведенные в таблице 14, для большей наглядно-
сти показаны графиком на рис. 89.
Из таблицы 14 и рис. 89 (кривая I) видно, что, начиная с
толщины стенки в один калибр, т. е. с отношения радиусов ,
И
216
равного трем, увеличение упругого сопротивления ствола Р\
идет медленно. Кроме того, кривая II (рис. 89) показывает..
что, начиная примерно' с отношения —, равного 2,5, вес ство-
ri
ла с увеличением толщины стенок его быстро .возрастает. Это
- приводит к выводу, что
на практике нёцелесооб-
разно толщину стенок
делать толще одного ка-
либра, так как это утя-
желяет ствол и ведет к
нерациональному исполь-
зованию металла.
На рис. 90 показано
изменение величины Ее®
в стенке ствола при от-
ношении— , равном трем,
и при давлении равном
2400 кг/см2. Из рисунка
видно, как неравномерно
напряжены отдельные
слои металла стенок не-
скрепленного ствола. В то время как внутренние слои имеют
величину Ее0Ь равную 3800 кг/см2, на наружной поверхности
эта величина более чем в шесть раз меньше, так как наружные
слои мало принимают участия в сопротивлении разрыву. Поэто-
му перед конструкторами давно встал вопрос о создании такой
217
конструкции ствол-a, при которой все слои, металла его стенок
были бы более равномерно напряжены, а возникающие на-
пряжения и деформации на его внутренней (поверхности были
бы уменьшены. Эта задача в значительной своей части решена
путем устройства 'Искусственно скрепленных стволов, о кото-
рых речь будет идти ниже.
Проектирование ствола необходимо начать с установления
геометрических размеров каморы и нарезной части канала.
После установления сечения, в котором будет находиться дно
снаряда до выстрела, над • вычерченным в соответствующем
масштабе каналом ствола (рис. 91) производится построение
кривой давления пороховых газов на дно снаряда при темпе-
ратуре боевого заряда +15° С. После этого по изложенному
ранее методу строится кривая АВС наибольших давлений на
стенки ствола во время выстрела. После этих предварительных
работ можно приступить к определению наружных размеров
ствола.
Первым расчетным сечением, по которому производится
выбор как наружного радиуса, так и предела упругости
металла ствола, можно рекомендовать казенный срез. В этом
сечении, как и во всех прочих сечениях каморы, т. е. на
участке Оа} коэффициент запаса прочности п принимается
равным единице. Следовательно, расчетным давлением Рг
в данном сечении будет /?+н4<£— максимальное давление по-
роховых газов на дно канала при температуре заряда
+40° С. Задавшись, например, величиной <зе из формулы
(307) для предела упругого сопротивления ствола опреде-
ляют значение г2. Из формулы (307) имеем
—=l/rL±^-	<311>
Поскольку Гу известно, то нетрудно определить г2 при
известных Ру и
Если исходить только из условий прочности ствола, то ка-
зенную часть до сечения наибольшего давления газов на дно
снаряда при температуре заряда +40° С и еще далее по на-
правлению к дулу на 3-н5 калибров можно делать цилиндри-
ческой. Участок ствола от цилиндрической части к дульному
срезу делается коническим.
Окончательное наружное очертание ствола определяется
способом наложения его на люльку, характером соединения с
казенником и дульным тормозом. При учете всех этих обстоя-
тельств наружная конфигурация ствола усложнится. Поэтому
после того, как окончательно будут установлены наружные
размеры, пользуясь формулой (307) для всех -сечений, где про-
218
Рис. 91. Продольный разрез нескрепленного ствола
to
ю
исходит то или иное изменение внутреннего или наружного
радиуса, необходимо определить предел упругого сопротивле-
ния ствола в каждом таком сечении. Откладывая по ордина-
там вычисленные величины предела упругого сопротивления
(в том же масштабе, что и давления пороховых газов), полу-
чаем ломаную Abcdefgklmsnti, ординаты которой показывают,
какой предел упругого (прочного) сопротивления имеет ствол
в том или другом сечении. Эта ломаная называется
кривой действительного упругого сопротив-
ления ствол а.
Отношение предела упругого сопротивления к наибольше-
му давлению пороховых газов в каком-либо сечении представ-
ляет собой коэффициент запаса прочности и.
Наименьшие допускаемые значения этого
коэффициента по длине ствола принимаются
различными, а именно:
а)	от казенного среза до начала нарезов (сечения камо-
ры), т. е. на участке Оах п> 1,0;
б)	от начала нарезов до сечения наибольшего давления
пороховых газов на дно снаряда при температуре заряда
4-40°С, т. е. на участке п > 1,1 — при однопроцентной
(мелкой) нарезке, п > 1,2при двухпроцентной (глубокой)
нарезке;
в)	на расстоянии двух калибров от дульного среза ni>2,0;
г)	от сечения максимального давления к дульному срезу
коэффициент запаса прочности увеличивается от 1,1 или 1,2
до 2,0.
Для удобства вычислений по формуле (307) в приложе-
нии 2 приведена таблица значений
3	~
2	*2^+1+rf
в зависимости от При пользовании таблицей необхо-
ri
димо полагать r1=rf и г2 = г/+1.
Иногда на практике при проектировании нескрепленного
ствола в целях увеличения его' веса стенки приходится делать
достаточно толстыми, что недопустимо с точки зрения терми-
ческой обработки. В этом случае неокрепленный ствол делает-
ся составным (рис. 92).
Ствол подобной конструкции состоит из трубы а, вставлен-
ной в оболочку b с зазором, который во время выстрела в
основном не 'выбирается. Выход внутренней трубы вперед
предотвращается кольцевым выступом с, расположенным на
казенной части трубы, а выход назад — навинтным казенни-
ком d. В целях уменьшения шаткости трубы в оболочке и с
220
a	c
Рис. 93. Продольный разрез ствола горной пушки.
целью центрования зазор на участках тт1 и пщ делается ма-
лым и во *в|ремя выстрела выбирается, вследствие чего и обо-
лочка на этих участках принимает участие в сопротивлении
продольному разрыву. Подобная конструкция представляет со-
бой нескрепленный ствол, и все ординаты кривой упругого
сопротивления определяются по формуле (307), за исключени-
ем участков ттх и wii, где ординаты этой кривой должны
определяться по другим формулам.
При проектировании нескрепленных стволов для горных
орудий приходится встречаться с двумя трудно совместно вы-
полнимыми требованиями. С одной стороны, для уменьшения
максимальной скорости отката необходимо', чтобы ствол обла-
дал бы достаточно большим весом. С другой стороны, для
того чтобы ствол можно было' вьючить, вес его не должен пре-
вышать 85—90 кг. Для удовлетворения этим требованиям
ствол делается составным из трех — четырех частей.
Ствол подобной конструкции (рис. 93) состоит из неукреп-
ленной трубы а, на которую с казенной части надевается ка-
зенник Ь, а с дульной—муфта с. Казенник и муфта соединя-
ются при помощи нарезных винтовых секторов. При проекти-
ровании такого ствола необходимо обратить внимание на то,
чтобы труба плотно была закреплена между казенником и
муфтой и чтобы открывание затвора оказалось возможным
только .после надежного сцепления муфты с казенником и сое-
динения ствола с противооткатными устройствами!.
Заканчивая вопрос об устройстве нескрепленных стволов,
следует отметить некоторые их преимущества.
Основным достоинством нескрепленных стволов является
простота конструкции и их изготовления. Опыт показывает,
что, например, при замене двухслойного скрепленного ствола
нескрепленным, независимо от калибра, достигается экономия
в металле около 25% и 'сокращается количество станкочасов
примерно на 35%.
Учитывая возможности 'Современной металлургии и исходя
лишь от упругой прочности ствола, можно' предполагать, что
для всех орудий, имеющих максимальное давление в канале
ствола не более 4000 кг!см2, стволы будут делать неукреплен-
ными.
35.	НЕОБХОДИМОСТЬ СКРЕПЛЕНИЯ ОРУДИЙНЫХ СТВОЛОВ
И СПОСОБЫ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Выше было установлено, что одним увеличением толщины
стенок нельзя значительно увеличить упругое сопротивление
неукрепленного ствола. Применение же высококачественных
орудийных сталей для нескрепленного ствола не всегда может
222
экономически оказаться выгодным. Вследствие этого артилле-
рийская техническая мысль отыскивала способы искусственно-
го повышения прочности! орудийных труб.
Если обратиться к формуле (295) для 'приведенных танген-
циальных напряжений
F — 2 Р Еей — з Рв	•	2г2 4- г2	d,	г2 + 2гв
	г2-г2 ' н 'в	з 	’ г2-г2 ’ ' н	в
то нетрудно видеть, что приведенные напряжения на внут-
ренней поверхности трубы, т. е. при г, равном гв, будут
меньше при одновременном действии давлений как на внут-
ренней, так и наружной поверхностях, чем при действии
только одного и того же внутреннего давления. Следова-
тельно, предел упругого сопротивления орудийной трубы
с радиусами гх и г2 и изготовленной из определенного ма-
териала с пределом упругости может быть выше пре-
дела упругого сопротивления Ръ вычисленного по формуле
(307), если во время выстрела трубу поставить в такие ус-
ловия работы, чтобы и на ее наружную поверхность дей-
ствовало бы какое-то наружное давление Рн, равное Р2.
Наружное давление Р2 в стенках трубы создает напря-
жения сжатия, а внутреннее давление во время выстрела
будет создавать напряжения растяжения. При одновремен-
ном действии этих двух давлений указанные два вида на-
пряжений будут алгебраически складываться, в результате
чего конечное напряженное состояние металла трубы ока-
жется пониженным. Это положение иллюстрируется рис. 94,
на котором эпюра abed изображает приведенные тангенци-
альные напряжения, вызванные наружным давлением Р2>
эпюра klmn—приведенные тангенциальные напряжения,
вызванные внутренним давлением а эпюра aefd — одно-
именные, результирующие напряжения.	.
Известны четыре основных способа скрепления орудийной
трубы:
а)	проволокой;
б)	кольцами гили цилиндрами;
в)	автофретаж или самоскрепление.
Первая в мире пушка со стволом, скрепленным проволокой,
была создана в 1799 г. полковником И. И. Дибичем. Даже
первый ствол, скрепленный проволокой по проекту Лонгриджа,
которому раньше приписывалось изобретение этого способа
скрепления, был изготовлен для английской артиллерии на
Обуховском заводе в шестидесятых подах XIX столетия.
223
При скреплении! проволокой на орудийную трубу с натяже-
нием в несколько рядов навивается проволока, вследствие чего
труба сжимается и в стенках ее создаются напряжения сжатия,
подобные тем, которые показаны на рис. 94 эпюрой aecd. Для
^скрепления применяется проволока прямоугольного сечения.
Рис. 94. Эпюры приведенных напряжений в стенках трубы.
На рис. 95 схематически* показана конструкция ствола,
скрепленного проволокой. На трубу а навито с натяжением
несколько рядов стальной проволоки Ь. Концы проволоки в
Рис. 95. Ствол, скрепленный проволокой.
казенной части закреплены в навинченном на трубу кольце d,
-а в дульной —в кольце с. Над участком ствола, скрепленного
проволокой, надета оболочка е, которая спереди связывается
зацепом со скрепляющими дульную часть ствола слоями.
Между наружным слоем проволоки и внутренней поверхностью
оболочки оставлен кольцевой зазор, и поэтому оболочка в со-
224
противлении продольному разрыву участия .не принимает. Для
того чтобы оболочка не могла оползать к дулу, поставлено
навинтное упорное кольцо /. Гнездо затвора сделано в казен-
нике g, ввинченном в оболочку, и подпирается (кольцом k, на-
винченным на оболочку.
Параллельно с разработкой способов скрепления орудийных
стволов проволокой русские артиллеристы В. И. Семашко и
А. В. Гадолин продолжали усовершенствование способов искус-
ственного скрепления орудийных стволов. Им принадлежит
первенство в разработке способов скрепления орудийных ство-
лов кольцами и цилиндрами.
Рис. 96. Схематический чертеж ствола, скрепленного кольцами.
Способ скрепления кольцами (рис. 96) заключается в том,
что напряжения сжатия в стенках трубы и создаются надева-
нием с натяжениями одного или нескольких рядов колец таким
образом, чтобы стыки нижнего слоя колец перекрывались коль-
цами верхнего. Для устранения смещения скрепляющих колец
вдоль т]рубы укрепляются разрезным кольцом с. На разрезное
кольцо обыкновенно надевается перекрывающее кольцо d, ко-
торое закрепляется упорным кольцом f г
Самый распространенный способ скрепления стволов за-
ключается в том, что ствол делается из нескольких слоев, ко-
торые надеваются подобно кольцам один на другой с извест-
ным натяжением. Вследствие этого каждый верхний слой об-
жимает с наружной поверхности слой, лежащий под ним.
В этих стволах внутренний слой называется трубой, а
прочие — скрепляющими оболочками или цилиндрами. На-
ружный слой называется кожухом. В полевой артиллерии
встречаются стволы двух- или трехслойные. В морской и бере-
говой артиллерии у скрепленных стволов число скрепляющих
слоев .может доходить до четырех.
На рис. 97 схематически показан продольный разрез скреп-
ленного трехслойного ствола. На трубу а с натяжением надет
скрепляющий слой Ь, а на него кожух с. Выход трубы и сред-
него скрепляющего слоя в направлении к дулу задерживают
кольцевые уступы, а выход назад предотвращается упором
15 Э. К. Ларман	225
части торца трубы и скрепляющих слоев в чавинтной казен-
ник d.
Из рассмотрения трех способов скрепления орудийных
стволов видно, что искусственно скрепленный ствол состоит и *
отдельных элементов, что усложняет их изготовление. Поэтому
возникает вопрос, а нельзя ли создать в стенках трубы (моно-
блока) сжимающие напряжения при отсутствии специальных
скрепляющих элементов проволоки, колец и цилиндров. Ока-
зывается, что это возможно. Подобный способ решения задачи
по скреплению орудийных стволов зародился в русской артил-
лерии и носит название самоскрепления или автофре-
тажа. Вопрос о са/москреплении орудийных труб в дальнейшем
будет рассмотрен более подробно.
Рис. 97. Ствол, скрепленный цилиндрами.
36.	СКРЕПЛЕНИЕ ОРУДИЙНЫХ СТВОЛОВ ЦИЛИНДРАМИ
При скреплении орудийных стволов цилиндры надеваются
на трубу. Рассмотрим более подробно этот способ скрепле-
ния для случая, когда скрепляющим слоем является только
кожух. Для того чтобы кожух надевался на трубу с натя-
жением, его внутренний диаметр d2 делается меньше, чем
наружный диаметр трубы Разность
d2,i — d2 = q2	(312)
называется натяжением.
Отношение — = ч2, принято называть относ и-
^2
те л ь’н ым натяжением. Внутренняя поверхность кожу-
ха и та часть наружной поверхности трубы, которая сопри-
касается с внутренней поверхностью кожуха при скреплении,
после механической обработки) подвергается полировке. После
подготовки поверхностей как трубы, так и кожуха под скреп-
ление, последний погружается в вертикальную нагреватель-
ную печь, где нагревается до определенной температуры.
226
Вследствие нагрева внутренний диаметр кожуха и его длина
увеличиваются, и кожух -свободно надевается -на вертикально
установленную трубу.
После того, как кожух дойдет до места, начинают его
охлаждать водой. При охлаждении кожух, стремясь принять
свои (первоначальные размеры, обжимает трубу. Уменьшаясь
также по «длине, кожух сжимает трубу в осевом направлении.
На практике встречаются «случаи, когда после первых
стрельб из скрепленного ствола -наблюдается «вылезание»
трубы -из кожуха в результате восстановления трубой своих
нормальных размеров в осевом направлении, что не представ-
ляет опасности inp'Hi стрельбе.
После окончания скрепления равновесие между трубой
и кожухом устанавливается по некоторой цилиндрической
поверхности с радиусом р, который больше первоначаль-
ного внутреннего радиуса кожуха г2 = -^-, и меньше пер-
воначального наружного радиуса трубы г2,1=-т-, т. е.
Г2>Р>Г2,1-
Таким образом, после скрепления труба окажется в
сжатом, а кожух в растянутом состоянии. Следовательно,
в кожухе еще до выстрела будут существовать тангенци-
альные напряжения растяжения, а в трубе — тангенциаль-
ные напряжения сжатия.
Эпюры напряжений могут быть построены, пользуясь
формулой (295), если предположить, что известно давление
Pj, которое устанавливается между трубой и кожухом после
скрепления. Давление Pj называется давлением, про-
изведенным скреплением. Напряжения и деформации^
созданные в стенках трубы и кожуха в результате скреп-
ления, также принято называть напряжениями и деформа-
циями, произведенными скреплением. Если принять, чта
труба имеет радиусы i\ и гг, а кожух г, и гъ (рис. 98), то
для построения эпюры тангенциальных напряжений в стен-
ках трубы из формулы (295) получим следующее выраже-
ние:
Ег' --	2 Л' Г2 + 2Г?
0	3	2 г» г2_г2
(313>
где г может иметь значения от гг до г2
15*
227
Для построения эпюры аналогичных напряжений в стен-
ках кожуха будем иметь
2 rl 2г^ +
0	3	2 Г2 2_ 2
Г3 Г2
(314)
где г может иметь значения от г2 до г3.
Важное значение для практических расчетов имеет при-
веденное тангенциальное напряжение сжатия, произведен-
ное скреплением на внутренней поверхности трубы, изоб-
ражаемое на эпюре abed ординатой ab.
Рис. 98. Эпюры произведенных напряжений.
Полагая в формуле (313) г, равным гх, получим
££01	^2
2г^
г2 _ г2
Г2 Г1
Обычно полагают, что Ее'е1 = — Ть где 7\—положитель-
ная величина, тогда
2г2
Т1 = Р'2^у.	(315)
Г2 ~ Г1
При производстве скрепления кожух может быть нагрет
до такой температуры, при которой в металле не произой-
дет каких-либо структурных изменений, способных изменять
228
его механические характеристики. Такой температурой яв-
ляется t, равная 400^-450° С. Исходя из этой максимальной
температуры нагрева кожуха при скреплении, и установ-
лена величина предельно допустимого относи-
тельного натяжения f2 < 0,002.
37.	ПРЕДЕЛ УПРУГОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
СКРЕПЛЕННОГО СТВОЛА
После скрепления в стенках трубы создаются напряже-
ния сжатия (рис. 98 и 99), характеризуемые эпюрой abed,
а в кожухе напряжения растяжения, изображенные на ри-
Рис. 99. Эпюры напряжений в стенках скрепленного ствола.
сунке эпюрой dspz. Ордината ab является тем тангенциаль-
ным напряжением сжатия, величину которого мы обозна-
чили через Тр
После производства скрепления между трубой и кожу-
хом устанавливается такое плотное прилегание, что скреп-
ленный ствол можно рассматривать как моноблок с внут-
ренним радиусом гг и наружным г3. При действии в канале
давления Рг в стенках этой трубы будут возникать приве-
229
денные тангенциальные напряжения, которые на основании
формулы (295) могут быть определены из выражения
„ ,	9	г? 2г? + г»
£el= —Р.-1------?---
®	3	г* г’_г2
О I
(316)
Распределение этих напряжений в стенках моноблока
изображено эпюрой klmn. Наибольшее значение этих на-
пряжений будет на внутренней поверхности; оно может
быть определено из формулы (316) при r = t\


(317)
Напряжения, а также и деформации в стенках скреп-
ленного ствола, вызванные действием давления Pv принято
называть дополнительными.
Дополнительные напряжения будут алгебраически скла-
дываться с напряжениями, произведенными скреплением,
в результате чего в трубе будут существовать действи-
тельные напряжения изображенные в стенках
трубы эпюрой aefd, а в стенках кожуха эпюрой diuz.
Очевидно, что ордината ае будет изображать величину
приведенных тангенциальных напряжений Ее01 на внутрен-
ней поверхности трубы, а ордината di — напряжения Е&т на
внутренней поверхности кожуха.
Для того чтобы в стенках трубы при действии давления
Рг в канале не возникли бы остаточные деформации, необ-
ходимо, чтобы
fee, < о,, ,
где aet — предел упругости металла трубы.
Из эпюр напряжений видно, что
ae — kl — ab
или
E^t = E^ -Л.	(318)
Подставляя значение Де' из формулы (317), последнее
выражение для предельного случая перепишется следую-
щим образом:
откуда
2__ 2
+	(319)
2	2г| + г?
230
Если формулу (319) переписать так:
3 Г2 —Г2 о Г2-г2
Pi =— ае, —-------- + —7\ —-------L,
2 2гз + г2 2	2г| + г2
(320)
то первый член правой ее части.будет выражать предел
упругого сопротивления моноблока с радиусами гг и г3,
изготовленного из металла с пределом упругости <ге,, а вто-
рой член показывает насколько возможно повысить
предел упругого сопротивления этой трубы пу-
тем скрепления. Исходя из этого, давление, вычисляемое
по формуле (319), называется пределом возможного
со п р о т и в л е н и я скр е п л е н н о й трубы.
Таким образом, пределом возможного сопро-
тивления скрепленной трубы называется та-
кое внутреннее давление которое вызыва-
ет на внутренней поверхности трубы напря-
жения, равные по величине сумме предела
упругости металла трубы и тангенциаль-
ного напряжения сжатия Т\ вызванного скреп-
лением.
Тангенциальное напряжение сжатия 7\ зависит от вели-
чины натяжения, но оно не может быть больше предела
упругости металла трубы на сжатие, в противном случае
при скреплении возможно получить на поверхности трубы
остаточные напряжения, что не желательно. Так как пре-
дел упругости металла на сжатие практически равен пре-
делу упругости <5е, металла на растяжение, то теоретически
можно допустить, что Timax равно аг,. Однако на практике
оставляют некоторый запас и не допускают, чтобы значе-
ние Т3 при скреплении было бы больше 3/4 ае,.
Если принять, что 7\ — 3/4 ае,, то из формулы (319)
получим
•-2__ „2	„2___ 2
гз Г1	21	гз	ri
2d + г\	8	2/д + г2
или
При г3 -»оо для скрепленной трубы получим, что
Л = 2ка„^1,3^.
10
231
Для нескрепленного ствола при г3 -> оо было получено,,
что
Р1 = 0,755е1.
Отсюда можно сделать вывод, что прочность трубы пу-
тем скрепления, произведенного соответствующим образом,
может быть при прочих равных условиях (при одинако-
вых — и зй1) повышена примерно в полтора раза.
ri	/
В выражение (319) для предела возможного сопротив-
ления скрепленной трубы не входит предел упругости ме-
талла скрепляющего слоя кожуха ае>. Однако, как это вы-
текает из вышеизложенного, давление Р1 должно быть
так выбрано, чтобы приведенные тангенциальные напряже-
ния на внутренней поверхности кожуха не были бы больше,
чем Выведем выражение, где была бы поставлена на
вид зависимость внутреннего давления Рх от пределов уп-
ругости металла трубы и предела упругости ае, металла
кожуха.
При действии давления Р, в канале ствола в стенках
его будут создаваться давления Р", которые рассматривая
скрепленный ствол как моноблок с радиусами гв = г1Г
га = га, при давлении Рн равном нулю, могут быть опреде-
лены, пользуясь формулой (297), из которой будем иметь
»-2	«-2_ 2
Р^Р,— • —----------.
Г2 г2-г2
Нас будет интересовать давление между наружной по-
верхностью трубы и внутренней поверхностью кожуха,
т. е. при г, равном г2, которое обозначим через Р2. Полагая
в формуле (321) г, равным г2, получим
г2
Р2 = Р1-Г •
2	-2
г2
Р — Р
г3__г2
г2 —г2
г3 Г1
(322
Давление Р2 называется дополнительным давле-
нием в отличие от давления Р2, произведенного скреп-
лением.
Поскольку оба эти давления действуют по поверхности
с радиусом г2, то они будут складываться
Р'2 + Р'=Р2.
Давление Р2 называется действительным или
равнодействующим давлением.
232
Давление Р2 для трубы является наружным давлением,
а для кожуха — внутренним давлением.
Таким образом, при действии давления Рг в канале
скрепленного ствола труба окажется нагруженной изнутри
давлением Рг и снаружи давлением Pt, а кожух только-
одним внутренним давлением Р2 (рис. ЮО).
Пользуясь формулой (295), напишем выражение для при-
веденных тангенциальных напряжений Е&в, на внутренней;
поверхности трубы, пользуясь формулой
Рис. 100. Схема действия давлений на трубу и кожух.
Полагая ra = i\\ r„ = r2; Ра — Р1; рп = р^ r — rit
получим
2	2г~+г
(323)-
Для того чтобы труба работала
димо, чтобы
Г1~Г1
только упруго, необхо-
2
1 __р
Ее01 = ог>1.
Решая формулу (323) относительно Р1( будем иметь
(324)
233
Для определения значения Де», на внутренней поверх-
ности кожуха положим в формуле (347)
rB = r2; rH = r3; Рв — Р2‘, Р» = 0; г=г„
после чего получим
Дг®, — — Р2
’	3	2
2/j + rI
'з~'г
(325)
Чтобы и в кожухе не появились бы остаточные дефор*
мации, необходимо, чтобы
Решая последнее выражение относительно будем
иметь

2	2
Г3 - Г2
2г| +
Подставляя значение Pt в формулу (324), окончательно
получим
„ _ 3	Г2-г1 з 3r| rl-rj
р = — ае-----------------се	1 ---------.
1	2	1 2г22 + г? 2	2г2 + г2 2г2з + г|
(326)
(327)
Давление Pi, -вычисленное по последней формуле, на-
зывается пределом упругого сопротивления
скрепленного ствола. Таким образом, пределом
упругого сопротивления скрепленного ство-
ла называется такое давление Р\ в канале
ствола, которое вызывает на внутренних по-
верхностях трубы и кожуха приведенные тан-
генциальные напряжения, равные соответ-
ствующим пределам упругости -металла тру-
бы и к ожу х а.
Давление Pi, вычисляемое по формуле предела возможно-
го сопротивления, может быть равно или быть меньше преде-
ла упругого сопротивления, определяемого формулой (327).
Все вышеизложенные рассуждения нами были проведены
для случая, когда во время выстрела приведенные тан-
генциальные напряжения в трубе больше аб-
солютного значения приведенных радиаль-
ных н а п р я ж е н и й, т. е. когда
Ее01 > | £еГ11.
3
В этом случае всегда Рх меньше —.
4
234
з
Если же Рх больше —	,
4
то приведенные ради-
альные напряжения по абсолютной величине
больше приведенных тангенциальных напряжений.
В последнем случае рассуждения о работе скрепленного
ствола мало чем будут отличаться ют изложенного выше. Фор-
мулы для определения пределов возможного mi упругого сопро-
тивлений в этом случае будут иметь вид:
а) для предела возможного сопротивления скрепленной
трубы
(328)
б) для предела упругого сопротивления
Рассматривая формулы для пределов упругого сопротивле-
ния (327) и (329), нетрудно заметить, что величина Р\ зависит
также и от сочетания величин радиусов.
А. В. Гадолин в своих работах доказал, что значение Р\
будет наибольшим -в том случае, если при прочих равных усло-
виях радиусы будут находиться в следующей зависимости:
Г2	г4
— = — == — и т. д.
ri	г2 г3
Для двухслойного ствола будем иметь
Г2 _ г3
ri г2 ’
откуда
г2 = Уг,г3.	(330)
Радиусы скрепленного ствола, выбранные из приведенной
зависимости, называются наивыгоднейшими. На практике редко
используется значение г2, определяемое из выражения (391).
Как видно из формулы (327), для предела упругого сопро-
приходится встречаться с двоякого
тивления при вычислении
рода членами.
Если положим, что
S'i-t-i
2<i + Г1
то
г2 -
02	-T- = y.-L
2ri+l + Г1
235
Это обстоятельство облегчает производство вычислений.
В приложении 3 приведена таблица значений у,- в зави-
симости от Найдя из таблицы значение у; и умень-
ri
шая его на единицу, получим значение члена
Так, например, пусть радиусы скрепленного ствола имеют следующие
значения:
И = 20 мм\ г2 = 40 мм\ г3 = 60 мм.
Составляем отношения — = 2 и — — 1,5.
Г1	г2
г2
Тогда из таблицы приложения при — = 2 находим, что член вида
3г?
—-----— = 1,3333.
2г* + г?
Уменьшая это значение на единицу, получим значение члена
Г2““ Г1
—п----=0,3333.
2г? + г?
По отношению —= 1,5 из таблицы находим значение члена
г2
Уменьшая его на единицу, получим значение члена
Пользуясь таблицей приложения 2, по отношениям —
гт
и — можно определить также непосредственно значения
г2
членов
о	Г2 — Г2	о	Г2	— Г2
3	г2 Г1	3	г3 Г2
2	2г|	+ г2	2	2г2 + г\
236
Если составить отношение —, то из таблицы приложе-
r 1
ния 2 можем найти величину множителя
з
2 ’ 2г| + d ’
входящего в формулу для предела возможного сопротив-
ления двухслойного скрепленного ствола.
38. ЗАВИСИМОСТЬ ТАНГЕНЦИАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ
СЖАТИЯ 71 ОТ ВЕЛИЧИНЫ НАТЯЖЕНИЯ
При скреплении между наружной поверхностью трубы
и внутренней поверхностью кожуха устанавливается давле-
ние Р'2. Установим зависимость между этим давлением и
натяжением qt. Обозначим изменения радиусов г21 и г2
после производства скрепления через »21 и й, (рис. 101).
Рис. 101. Схема .-для определения натяжений.
Из чертежа непосредственно можем написать1
р = г211 + и211 = г14-и2,
откуда
Г2,1-Г2 = «2-И2,Г
Тогда выражение для натяжения между трубой и кожу-
хом напишется в следующем виде:
= 2 (г2>1 - г2) = 2 (и2 — а2>1).
1 На выражение г2д + и2>1 следует смотреть как на алгебраическую
сумму, так как и2л является деформацией сжатия, а — деформацией
растяжения.
237
Нетрудно видеть, что относительные тангенциальные
деформации, произведенные скреплением, будут:
а)	на наружной поверхности внутреннего слоя (трубы)
• ____иы
£02,1  _
б)	на внутренней поверхности кожуха
.• _±з_
02-- _
Имея это в виду, получим выражение для натяжения
^2 = 2 (^2®02	Г2,1 е02,1) ~
— ^г2	е02 г, s02,i) •
Так как натяжение невелико, то можно положить
-А1 = 1
г*
и тогда
(331)
(332)'
*7»-2Г2 (®02
Или, умножая обе части на Е,
Е?, = 2r2 (Es02	^8e2,i)’
Поскольку деформации и е^2 вызваны давлением
Р2, то, пользуясь формулой (295), можем написать
а)	полагая rB=r1; r„ = rt; Рв—0; РН = Р'2; r = rt,
р . _	2 D, '2 + ^'1
£е02,1—	з Р2 2_ 2
(333)
б)	полагая rB = r,; r» — ra> г = гт> Рв = Рг. Рн = 0-
2 , 2г| + г?
_ р' 3	2
CS02— 3 *2	2
з 'г
Подставляя значения Ее^21 и Ее^2 в формулу (332), по-
лучим
(334)
/2	2г? + г? 2 г2 + 2г?’
Eqt = 2г, 4- Р2 3 --2 + 4- р;
42	Ц3< 2 г2_г2	3	2
,2_,2
'2	'1
238
После соответствующих алгебраических преобразований'
это выражение перепишется в следующем виде:
Е^- = Р 2г^ (Гз
2г‘
Так как ~	_ относительное натяжение,
2г2
ние (335) примет вид:
Еъ = Р'2
2ri(d-ri)
('i-dH'i-'-?) ‘
(335)
то уравне-
(336)'
Откуда
P'2 = E12
(rl- r2)(rl~'2l)
(337)

Это выражение связывает произведенное давление Р\
с натяжением 7,.
Ранее нами было получено
Т\ = Р'2^-г,	(338).
>2 -
откуда
г2-г2
Р' = т1 -----L .	(339)
2г2
Подставляя это значение Р'2 в уравнение (337) и решая
относительно 7}, получим
г2-г2
^ = £7,-2—а-.	(340)
Г3~~Г1
Это выражение устанавливает связь между приведенными
тангенциальными напряжениями сжатия на поверхности кана-
ла ствола (и относительным натяжением.
Из этого выражения видно, что Л возрастает прямо про-
порционально величине натяжения.
Как было указано, величина относительного натяжения не
должна -превосходить 0,002. Таким образом, речь идет о вели-
чинах, составляющих всего несколько десятых долей милли-
метра для малых и средних калибров и не превосходящих од-
ного миллиметра для орудий крупных калибров. Поэтому для
получения надлежащих величин натяжений механическая об-
239
работка .поверхностей прилегания должна быть точной и тща-
тельной. После чистовой обработки резцом указанные поверх-
ности обычно подвергаются полировке.
Однако, несмотря на тщательность обработки, величины
натяжений на практике отклоняются от теоретических значе-
ний. В таких случаях производятся исследования деформаций
и напряжений, вызываемых скреплением, для более важных
сечений ствола. При этом исследовании необходимо обратить
внимание, чтобы тангенциальное напряжение сжатия канала
ствола Т1 не превосходило допускаемой величины и чтобы т|ре-
буемое упругое сопротивление ствола было полностью обес-
печено.
На обработку поверхностей прилегания назначаются опре-
деленные допуски. Согласно техническим условиям на прием
скрепленных стволов допуски на натяжения принимаются рав-
ными 0,025 мм для стволов всех калибров.
Вследствие этого теоретические натяжения будут от-
личаться от практических. Рекомендуется всегда произво-
дить расчет прочности ствола на <?2(пйп) минимальное и Q2(max)
максимальное значения натяжений с учетом назначаемых
допусков.
Подставим значение 7\ в формулу (319) для^ предела
возможного сопротивления.
Тогда
ч /
р1 = ^ ь. + Еъ
2	9
г3~г2
(341)
'3 ~ '1
2rj + r?
Формула (341) дает возможность определить значение
Р1 ПрИ </2(min) И <72(тах)*
Эта формула в дальнейшем нами будет также исполь-
зована при изучении устройства стволов со свободным лей-
нером и со свободной трубой.
39. ПОРЯДОК РАБОТЫ И ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ
ФОРМУЛ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СКРЕПЛЕННОГО СТВОЛА
При проектировании двухслойного скрепленного ствола
общий порядок работы аналогичен работе над проектом
нескрепленного ствола.
После того, как решена задача внутренней баллистики
и построена кривая АВС наибольших давлений, необходимо
установить геометрические размеры канала ствола (каморы
и нарезной части) и можно приступить к конструктивному
оформлению стенок ствола. Основным (первым) расчетным
•240
сечением можно рекомендовать сечение максимального дав-
ления пороховых газов на дно снаряда при температуре
боевого заряда +40° С. На рис. 102 ордината ВВХ графиче-
ски изображает величину этого давления, которое будем
обозначать р+41£. Так как коэффициент запаса прочности в
этом сечении должен быть равным в зависимости от глу-
Ншменыцив допускаемые значения а- коэффициента
запаса прочности
Рис. 102- Схема продольного разреза двухслойного
скрепленного ствола.
бины нарезки 1,1 -Н,2, то необходимая величина Рх предела
упругого сопротивления ствола в означенном сечении опре-
делится из выражения
Следующим шагом явится выбор радиусов г, и г3. На
практике установилось, что для орудий средних калибров
(до 150 мм) можно принимать /•3 = (2,8-^3,0)/'1.
16 Э. К. Ларман	241
Однако при проектировании может потребоваться это
соотношение изменить с тем, чтобы получить необходимый
вес ствола и требуемое расстояние от казенного среза до
центра тяжести ствола.
Для определения величины радиуса г2 толщину Дх сте-
нок трубы можно выбирать из следующих соотношений:
Для стволов оруций до d ~ 76мм .............=	0,4d
Для стволов орудий от d = 76 до d — 150 мм . . = 0,3d
Для стволов орудий более крупного калибра . . . Aj — 0,2d
Толщина стенки над каморой, вследствие уширения послед-
ней, будет значителыно меньше. Однако надо иметь в ваду, что
тоньше 0,15 d можно допускать лишь в исключительных
случаях.
После того как будут установлены величины радиусов по
месту наибольшего давления, можно приступить к расчету
ствола по этому сечению.
При производстве расчетов полученными формулами мож-
но пользоваться в различной последдвательности. Ниже при-
водится один из возможных вариантов.
1.	Задавшись пределом упругости зех металла трубы,
устанавливаем, какая из деформаций в данном случае
больше — тангенциальная или радиальная.
Известно, что если Рг меньше 3/4^, то тангенциальная
деформация больше радиальной, а если Рг больше 3/4а^,
то радиальная деформация больше тангенциальной.
2.	Определяем предел упругости металла кожуха для
случая, когда Рг меньше 3/4^, пользуясь формулой (327),
о	Г2 г2	Q	Зг2	г2 - г2
п 3	Г(2 — г\	3	6ГЧ	г3 Г2
--  G& 	—г~   ------- •	"	.
2	' 2г% + г? 2	2г? +	2г| + г%
Из этой формулы определяется При вычислении ре-
комендуется пользоваться таблицами, приведенными в при-
ложениях 2 и 3.
После определения величину его необходимо округ-
лить до ае ближайшей категории орудийной стали, после чего
вновь определить Ри что и принять за действительное
прочное сопротивление ствола в этом сечении и по этому
значению Pj рассчитать сечение.
3.	Определяем необходимое тангенциальное напряжение
7‘1 на внутренней поверхности канала ствола из выражения
(319)
242
откуда
г_2 M+d ?
Г‘~ ’ *
4.	Определяем давление Р2 из выражения (326)
о	_ „2
п 3 Г3 Г2
Р2 =--Се,------.
2	2г| + г2
5.	Определяем дополнительное давление из выраже-
ния (322)
(342)
2	2 _ г
/у' = р _L—з-----
2 rl rl-r]
6, Определяем давление Р'2, произведенное скреплением,
Р' = Л-Р2".
7.	Определяем приведенное тангенциальное напряжение
сжатия 7\ на внутренней поверхности канала ствола из
выражения (315)
Величина вычисленная по формуле (315), должна по-
лучиться такой же, как по формуле (342).
8.	Определение относительного натяжения из выраже-
ния (336)
£ =Р^_	2г2 (г2-г2)
Е ‘
Натяжение ?2 должно быть меньше 0,002
9.	Поверка проведенных расчетов определением 7\ по
формуле (340)
Значение 7\ вычисленное по этой формуле, должно быть
таким же, как вычисленное выше.
Мы привели порядок расчета сечения ствола с тем, чтобы
показать взаимозависимость полученных ранее нами формул.
16*	243
При производстве расчетов можно вычислений, при веден-
ных в пп. 4, 5, 6, 7 ,и 8, не делать, а, зная значение Л, сразу
из формулы (340) определить
Зная относительное натяжение можно определить q2
?2 = 2г2ъ-
Ту часть .наружной (поверхности, которая находится под
кожухом, за исключением уступа .в казенной части, делают (ци-
линдрической, а после окончания кожуха — конической. Тол-
щину стенок у дула выбирают, исходя :из коэффициента запаса
прочности п = 2. Однако эту толщину трубы у дула не реко-
мендуется делать тоньше 0,1 калибра.
Найденные натяжения q2 округляют до сотых долей мил-
лиметра и для облегчения (производства назначают одинако-
выми на более длинных участках одного и того же радиуса.
При той конфигурации ствола, которая приведена на
рис. 102, натяжения могут быть выбраны следующие: одно на-
тяжение для уступа в казенной части трубы, другое натяжение
от уступа до сечения, где кончается наружная цилиндрическая
поверхность кожуха, и два или три различных натяжения под
конической поверхностью кожуха.
После расчета первого сечения необходимо решить во-
прос о том сечении ствола, где можно закончить кожух.
Очевидно, что это сечение будет там, где упругое сопро-
тивление Р1Т одной трубы будет отвечать желаемому пре-
делу упругого сопротивления ствола
Для установления этого сечения определим величину
р	±1
1Т 2 е' 2^+rf ’
Величину коэффициента запаса прочности в этом сечении
можно принять равным 1,4^-1,5. Тогда, разделив Рх т на п,
получим величину наибольшего давления в этом сечении.
На рис. 102 ордината тшх кривой наибольших давлений
представляет собой в соответствующем масштабе давление,
Р, т
равное ----. У стволов орудий средних калибров
п
толщина стенок кожуха на конце делается
10—15 мм и 20—30 мм у стволов орудий крупных
калибров. В первом приближении наружное очертание
244
кожуха можно принять таким, как показано на рис. 102 и
состоящее из цилиндрического и конического участков. При
окончательной отработке конструкции ствола наружное
очертание как трубы, так и кожуха изменится и станет
более сложной, а поэтому первоначальные расчеты придется
уточнить. В конечном счете должна быть получена кривая
действительного прочного сопротивления abb^cdeffjd для
того чтобы убедиться, что во всех сечениях обеспечены
требуемые коэффициенты запаса прочности.
При построении кривой действительного прочного сопро-
тивления для некоторых сечений будут известны натяжения
и потребуется определить Р,. В этом случае расчет можно
вести в следующем порядке:
1.	Определить
2.	Определить Тх и Р'2 по формулам (337), (339) и (340)
3.	Определить Р, из выражения (319)
4.	Определить Р2 из выражения (322)
„	Г;	Гз - ГГ,
р'=р1-±- . -3—* .
’	2	_2	2
гг	гз ri
5.	Определить Ро
p2=p;-t-p2.
6.	Определить приведенные тангенциальные напряжения
£е02 на внутренней поверхности кожуха из выражения (325)
Полученное значение Еен2 должно быть меньше или
равно пределу упругости зв2 металла кожуха.
245
Рис. 103. Чертеж скрепленного ствола с навиягным казенником.
Все рассуждения нами велись для случая, когда танген-
циальная деформация больше радиальной. Если же Рх боль-
ше 3/4^, то порядок расчета не изменится — вместо фор-
мул (319) и (327) необходимо будет пользоваться форму-
лами (328) и (329).
Захваты, при помощи которых ствол откатывается по на-
правляющим, обычно крепятся на кожухе.
На рис. 103 представлена конструкция скрепленного ство-
ла, в которой труба удерживается в кожухе от продвижения
вперед уступом d, а от выхода назад—навинтным казенни-
ком с. Захваты, при помощи которых ствол откатывается по
направляющим люльки, своими обоймами и k2 надеваются
на кожух в нагретом состоянии с незначительным натяжением.
На рис. 104 показана конструкция скрепленного ствола,
где казенник составляет с кожухом одну деталь. В этой кон-
струкции, помимо кольцевого уступа, после скрепления встав-
ляются две шпильки &\ и а2, которые препятствуют как пере-
мещению грубы вдоль кожуха назад, так и ее повороту.
40. САМОСКРЕПЛЕННЫЕ ИЛИ АВТОФРЕТИРОВАННЫЕ СТВОЛЫ
При изучении работы нескрепленного ствола было выясне-
но, что внутренние слои его стенок напряжены значительно
больше, чем наружные. В скрепленных же стволах имеется не-
которое перераспределение напряжений — действительные на-
пряжения во внутренних слоях понижаются, а в наружных
повышаются. Этим и достигается повышение прочности скреп-
ленного ствола даже при том условии, если труба и скрепляю-
щие слои изготовлены из одного и того же металла, что и
нескрепленный ствол, и имеет с ним одинаковую толщину.
Известно также и то, что прочность скрепленного ствола при
прочих равных условиях возрастает с увеличением числа
скрепляющих слоев и достигает определенного предела, если
последних бесконечно большое число, т. е. когда имеется так
называемое непрерывное скрепление.
247
В этом случае все бесконечно тонкие слои такого непрерыв-
но скрепленного ствола окажутся напряженными почти оди-
наково.
В связи с этим перед артиллерийской технической мыслью
встал вопрос о разработке таких 'методов, при помощи которых
можно было бы осуществить непрерывное скрепление или
отыскать такие способы изготовления орудийных стволов, ко-
торые позволяли бы соз-
дать в стенках монобло-
ка внутренние напряже-
ния, аналогичные тем,ко-
торые создаются в стен-
ках скрепленного ство-
ла после окончательной
сборки всех скрепляющих
слоев. Оказалось, что для
этой цели возможно вос-
пользоваться наклепом
или пластическими дефор-
мациями, создаваемыми
в стенках моноблока.
Представим себе ци-
линдрическую трубу
(рис. 105) с внутренним
Рис. 105. Поперечное сечение трубы, радиусом И наружным
г2, изготовленную из ме-
талла с пределом упругости <зео и подвергнутую изнутри
давлению большему, чем ее предел упругого сопротив-
ления В этом случае труба, помимо упругих деформа-
ций, получит остаточные деформации, которые в толщине
стенки будут различными.
Наибольшие остаточные деформации будут во внутренних
слоях, а по мере удаления к периферии эти остаточные дефор-
мации будут становиться все меньше и меньше. Слои стенки
трубы, получившие остаточные деформации, будут оставаться
деформированными также после прекращения действия давле-
ния Р\ и будут препятствовать возврату внешних слоев в
первоначальное положение. Внутренние слои будут удержи-
вать над ними лежащие слои более или менее растянутыми,
тогда как сами окажутся сжатыми. В результате этого в
стенке моноблока окажутся созданными напряжения, подобные
произведенным скреплением, и труба будет иметь характер
непрерывного скрепления.
Подобный способ создания напряжений в стенках монобло-
ка получил название самоскрепления или автофретажа.
248
Наряду с созданием указанных напряжений при автофре-
таже получается также и упрочнение «металла, которое заклю-
чается в том, что при незначительном наклепе происходит
некоторое повышение предела упругости металла. Упрочнение
металла и созданные напряжения в стенках моноблока явля-
ются теми факторами, которые повышают прочное сопротивле-
ние трубы. По внешнему виду отличить автофретированный
ствол от неукрепленного почти невозможно. Это различие мо-
жет быть установлено лишь после лабораторных исследований
механических характеристик металла.
Первенство осуществления автофретированного ствола при-
надлежит П. Л. Лаврову, который еще в середине минувшего
столетия начал разрабатывать особый способ изготовления
бронзовых орудий с повышением качества металла у поверх-
ности канала путем продавливания через него пуансона, имею-
щего диаметр несколько больший, . нежели диаметр канала
ствола. При такой операции внутренние слои стенок ствола
получали остаточные деформации и после продавливания пу-
ансона в стенках создавалось состояние как при современном
самоскреплении.
В СССР теоретическая разработка вопросов автофретажа
принадлежит Н. Ф. Дроздову, а первое практическое осуще-
ствление— проф. А. Ф. Головину. В нашей артиллерии авто-
фретаж для валового производства орудийных стволов приме-
нения не нашел.
Состояние металла, когда приведенные напряжения пре-
восходят предел упругости, называется (пластическим.
Процесс автофретажа происходит следующим образом.
Берется труба, из которой в дальнейшем предполагается
окончательно изготовить ствол, и располагается горизонтально
или вертикально (рис. 106). В канал трубы вставляется метал-
лический стержень так, чтобы между его поверхностью и по-
верхностью канала был зазор 2—4 мм. Постановка стержня
делается для того, чтобы при автофретаже можно было огра-
ничиться малым количеством жидкости. Концы автофретируе-
мой трубы закрываются пробками с уплотнительными устрой-
ствами. Через трубку а в канал подводится жидкость под дав-
лением большим, чем предел упругого сопротивления трубы.
В процессе автофретажа давление постепенно поднимается до
требуемой величины и после некоторой выдержки постепенно
понижается до нуля. Измерение давления в трубе производится
специальным манометром, соединенным с автофретируемой
трубой при помощи трубки Ь. После автофретажа труба с
автофретажной установки демонтируется и поступает на меха-
ническую обработку под ствол.
249
При производстве автофретажа, в зависимости от того, на-
сколько давление автофретажа превосходит предел упругого
сопротивления автофретируемой трубы, металл в стенках
последней частично или полностью может быть приведен в
пластическое состояние. В первом случае в стенках трубы
(рис. 105) будут существовать две зоны: первая — внутренняя
зона с радиусом и R — пластическая зона и вторая — с
радиусами R и г2 — упругая зона. Подобный период в состоя-
нии металла при автофретаже можно назвать полуупругим.
НаДибка / внутренний стержень
Отверстие для пред!) ар стель-
ного наполнения
воздуха
Манометр ёьп*
соного дарения
Рис. 106. Схема автофретажной установки.
Во втором случае пластическая зона распространяется по
всей толщине стенок трубы. Момент исчезновения упругой
зоны является концом полуупругого .периода и начало-м перио-
да полной перегрузки. При дальнейшем увеличении давления
автофретажа, после указанного момента, остаточные деформа-
ции во всей толщине стенок трубы нарастают все больше и
больше, причем значения этих деформаций, как и в полуупру-
гом периоде, будут наибольшими на внутренней поверхности.
Увеличением давления автофретажа состояние трубы можно
довести до того, что на внутренней поверхности ее появятся
трещины, а при дальнейшем увеличении давления труба лопнет.
При автофретаже труб, предназначенных для изготовления
орудийных стволов, ограничиваются относительными деформа
циями порядка 0,02—0,03. Вследствие этого автофретаж по-
добных труб, имеющих толщину около одного калибра
250
у-=3-’-3,5j, чаще всего соответствует .полуупругому пе-
риоду. Трубы, предназначенные для изготовления лейнеров,
имеющие значительно меньшую толщину, чем вышеуказанные,
могут быть подвергнуты автофретажу с доведением пластиче-
ской зоны до наружной поверхности.
Пределом упругого сопротивления для автофретированного
ствола, если последний после операции автофретажа не под-
вергается механической обработке, как расточке и обточке,
является давление автофретажа, так как повторнюе создание
в канале ствола этого же давления не вызовет возникновения
каких-либо новых остаточных деформаций.
Из вышеизложенного об автофретаже вытекает одно весьма
важное обстоятельство, которое заключается в том, что если
во время выстрела происходит незначительное остаточное рас-
ширение канала ствола, находящееся в пределах допусков, и
если получившиеся при этом пластические деформации ока-
жутся стабилизированными, то прочное сопротивление такого
ствола не только не уменьшится, а наоборот, повысится, и
ствол будет пригодным для дальнейшей службы.
41. ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО СТВОЛОВ СО СВОБОДНЫМ
ЛЕЙНЕРОМ ИЛИ СО СВОБОДНОЙ ТРУБОЙ
В связи с переходом на нарезные орудия перед артилле-
рийской техникой -встал ряд весьма существенных технических
задач, как-то: разработка вопроса о заряжании с казны, что
было связано с созданием затворов с надежной обтюрацией;
разработка вопросов баллистики, стрельбы и другие. Но среди
этих весьма важных вопросов с первых же дней существова-
ния нарезных орудий встал вопрос и о живучести орудийных
стволов. Над разрешением этой проблемы работает артилле-
рийская научная мысль по сие время. Первые же опыты с на-
резными. орудиями показали, что уже после 20 выстрелов был
заметен сильный износ полей нарезов.
Если внимательно проследить эволюцию отдельных элемен-
тов нарезного орудия, как нарезы и ведущие части снаряда,
металл ствола, форма каморы и устройство стенок ствола,
порох, то увидим, что их совершенствование, помимо всего про-
чего, преследовало также цель повысить живучесть ствола
артиллерийского орудия.
Как известно, вследствие износа и разгара канала ствола
происходит понижение баллистических свойств артиллерий-
ского орудия. Для их восстановления приходится или полно-
стью заменять ствол, если последний неокрепленный, или от-
правлять орудие на завод для замены изношенной внутренней
трубы в скрепленном стволе.
251
Подобный способ обновления канала ствола оказывается
чрезвычайно невыгодным во время войны, так как приводит к
сокращению числа орудий на фронте -и загружает транспорт
орудиями, отправляемыми в тыл исключительно для замены
стволов.
Поэтому уже сравнительно давно начали работать над кон:
етрукцией орудийного ствола, которая позволяла бы произве-
сти обновление канала ствола непосредственно на огневой по-
зиции 'или на корабле. Подобное решение было найдено в
создании орудийных стволов, у которых внутренняя труба
вставлялась с незначительным зазором, обеспечивающим ее
замену, если не непосредственно на огневой позиции, то во
всяком случае в ближайшем тылу. Первенство идеи и практи-
ческое осуществление принадлежат русским артиллеристам.
Известно, что еще до 1885 г. по предложению Колокольцева
б. Обуховский завод на протяжении почти 20 лет вставлял
внутреннюю трубу у стволов орудий всех калибров в холодном
состоянии с зазором. Небольшое натяжение давалось только в
конце трубы у запирающего кольца во избежание прорыва
пороховых газов, проворота и сдвига трубы. Зазор этот дохо-
дил до 0,3 мм.
Однако, несмотря на всю выгоду орудийных стволов по-
добной конструкции, они не получили тогда распространения.
Лишь первая мировая война 1914—1918 гг. показала не-
достаточную живучесть орудийных стволов и всю невыгодность
отправки орудий в глубокий тыл для перестволения. Поэтому
в двадцатых годах XX столетия вновь возродилась идея о
конструкции орудийных стволов, у которых труба вставляется
с зазором такой величины, который во время выстрела выби-
рается.
В настоящее время встречается два типа подобных орудий-
ных стволов.
На рис. 107 показан продольный разрез ствола, у которого
в кожух b вставлена с зазором труба а, последняя от продви-
жения к дулу удерживается кольцевым уступом d; а от выхо-
да назад — навинтным казенником. Ствол подобной конструк-
ции получил название ствола со свободной трубой.
Ствол со свободным лейнером (рис. 108) состоит из тонко-
стенной трубы, вставленной с зазором в оболочку.
Свободная труба от лейнера отличается тем, что последний
имеет более тонкие стенки и по всей длине снаружи прикры-
вается вторым слоем, называемым оболочкой.
В производственном отношении свободная труба имеет не-
которые преимущества по сравнению со свободным лейнером.
Более толстые стенки у свободной трубы дают возможность
изготовить ее из металла более низкого качества, чем требует-
252
Рис. 107. Чертеж ствола со свободной трубой.
Казенник
Рис. 108. Схема ствола со свободным лейнером.
8
ся для лейнера. Практика показывает, что для изготовления
свободных труб для орудий средних калибров можно ограни-
читься металлом, имеющим «предел упругости 60—65 кг!мм2, в
то время как для лейнеров тех же орудий должна быть при-
менена сталь с пределом упругости, иногда превосходящим
80 кг/мм2. Кроме того, свободная труба благодаря своей тол-
стостенности менее подвержена прогибу и искривлению при
обработке. Как видно из приведенных выше схем, у свободной
трубы величина поверхности, подлежащей обработке под за-
зор, значительно меньше, чем у лейнера. Так как указанный
зазор крайне -мал, то поверхности эти требуют весьма тщатель-
ной обработки, а поскольку у свободной трубы она меньше,
то последняя дешевле в производстве.
К недостаткам ствола со свободной трубой следует отнести
то, что вес свободной трубы примерно в полтора — два раза
больше веса свободного лейнера. Это затрудняет транспорти-
ровку запасных труб в войсковых частях и парках.
Работа ствола со свободным лейнером, а также и со сво-
бодной трубой, в той части, где имеется зазор, при сопротив-
лении продольному разрыву происходит следующим образом.
При развитии давления пороховых газов в канале ствола
лейнер (труба) расширяется до тех пор, пока не выберется
зазор между наружной поверхностью лейнера и внутренней
поверхностью оболочки. Дальнейшее расширение лейнера (сво-
бодной трубы) вместе с этим и сопротивление разрыву проис-
ходит совместно с оболочкой. Дульная часть лейнера, в кото-
рой внутреннее давление настолько мало, что зазор уже не
выбирается, работает как «простой моноблок.
Вставка свободного лейнера в оболочку может произво-
диться как с дула, так и с казенной части. Как в том, так и в
другом случае должны быть приняты меры для закрепления
лейнера от продвижения в направлении оси и поворачивания
во время выстрела.
При вставке лейнера с казны и при навинтном казеннике
лейнер от продвижения вперед и назад закрепляется сравни-
тельно просто. Для это-го на казенной части лейнера делается
бурт или уступ.
Для того чтобы лейнер не .поворачивался при наличии в
казенной части бурта или уступа, он закрепляется стопорным
винтом или специальной стопорной планкой.
Для уменьшения скручивания лейнера шпонки делаются
также в дульной части. При постановке в дульной части
шпонки необходимо разместить так, чтобы они не препятство-
вали как расширению лейнера под действием пороховых газов,
так и растяжению его в направлении к дулу.
254
Не останавливаясь на описании отдельных конструкций
крепления лейнера в стволе артиллерийского орудия, сформу-
лируем основные требования к конструкциям крепления. Эти
крепления должны:
—	препятствовать выходу лейнера назад (в гнездо
затвора);
—	давать возможность лейнеру после прекращения дей-
ствия растягивающих усилий и охлаждения занять свое перво-
начальное положение, даже при условии, если оболочка по
каким-либо причинам удлинена;
—	давать возможность удлиняться от упора по направле-
нию к дулу как под действием растягивающих усилий, так и
вследствие нагрева;
—	не допускать поворота и скручивания лейнера;
—	быть простым в производстве и давать возможность
делать все лейнеры для данной системы взаимозаменяемыми;
—	обеспечить быструю смену лейнера в полевых условиях.
Рассматривая вопрос о конструкциях стволов со свободным
лейнером, необходимо остановиться еще на вопросе об обеспе-
чении надежной экстракции гильзы и о лейнерах составных.
Ясно, что при стрельбе из ствола со свободным лейнером упру-
гая деформация на внутренней поверхности ствола получается
больше чем у скрепленного ствола или даже моноблока. Эта
деформация, очевидно, будет тем больше, чем больше зазор
между наружной поверхностью лейнера и внутренней поверх-
ностью оболочки. Это обстоятельство создает неблагоприятные
условия для работы гильзы, особенно в орудиях, которые ра-
ботают при больших давлениях. Как показывает опыт, иногда
получается раздутие гильз, 'что приводит к неудовлетворитель-
ной экстракции последних при открывании затвора. Во избе-
жание подобных явлений зазор над каморой делается меньше
и даже равным нулю.
Износ канала ствола происходит неравномерно по его дли-
не. Наибольший износ имеется (преимущественно на участке от
начала нарезов до места максимального давления, из-за кото-
рого приходится производить смену лейнера, хотя последний
в остальной своей части еще пригоден для дальнейшей экс-
плуатации.
Поэтому существуют конструкции стволов со свободным
лейнером, который состоит из трех частей и дающий воз-
можность заменить лишь (наиболее изношенную часть его.
Однако конструкция такого ствола сложна, а поэтому не полу-
чила широкого распространения.
По своему наружному очертанию лейнеры могут быть ци-
линдрическими или коническими. Как те, так и другие имеют
свои преимущества и недостатки. Цилиндрические лейнеры
255
имеют некоторые преимущества в отношении простоты изго-
товления по сравнению с коническими.
Однако в случае незначительного раздутия цилиндрическо-
го лейнера его вынуть труднее и приходится прилагать весьма
большие усилия ib течение всего периода вынимания.
При коническом лейнере наибольшие усилия необходимо
приложить при страгиваими лейнера с места, так как по
мере выдвижения зазоры становятся (больше и вынимание зна-
чительно облегчается. Последнее обстоятельство объясняется
большим распространением конического лейнера. Конусность
наружной поверхности лейнера составляет примерно 3—4%.
Конусность на отдельных участках может быть различна.
Наименьшую конусность имеет участок в казенной части. По-
добная (конструкция лейнера имеет то преимущество, что в
длинных орудийных стволах она дает возможность над камо-
рой и в районе действия больших давлений стенки лейнера
делать более толстыми, вследствие чего предел упругости ме-
талла лейнера может быть несколько понижен.
Величина диаметральных зазоров в современных лейниро-
ванных орудиях колеблется в пределах:
0,05—0,2 мм — для орудий средник калибров;
0,15—0,25 мм— для орудий крупных калибров.
Наружная поверхность в целях облегчения вставки и вы-
нимания или смазывается специальной мазью, или омедняется.
Вставка лейнера производится без приложения больших уси-
лий и лишь в последний момент, так называемый момент
доводки лейнера до места, производится с приложением значи-
тельных усилий механическим или гидравлическим приспособ-
лением простейшего типа.
4,2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВАНИЯ УСТРОЙСТВА СТВОЛОВ
СО СВОБОДНЫМ ЛЕЙНЕРОМ ИЛИ СВОБОДНОЙ ТРУБОЙ
Рассмотрим одно из поперечных сечений стволов со
свободным лейнером или свободной трубой.
Примем следующие обозначения: гг — внутренний радиус
ствола; р —наружный радиус лейнера или свободной тру-
бы; г2 — внутренний радиус оболочки; г8 — наружный ра-
диус оболочки (рис. 109).
Величина диаметрального зазора 2е определится из вы-
ражения
2е = 2г2 — 2р.
Если через тР обозначим относительный зазор, то можем
написать
2е
Ъ 2р •
256
При условии, что лейнер изготовлен из металла с пре-
делом упругости его предел упругого сопротивления
Рл определится из выражения
Р2 —
2р2 + г2
Р — — j
*л — ^ел
(343)
Предположим, что ствол со свободным лейнером или со
свободной трубой подвергается внутреннему давлению, равно-
му пределу упругого сопротивления лейнер-а. Ясно, что в этом
случае в стенках его возникнут приведенные тангенциальные
напряжения, которые мы -можем вычислить по- формуле (295)
при Ри, равном нулю,
давая г различные значения в пределах от до р.
Нас в данном случае
будет интересовать при-
веденное тангенциальное
напряжение на наружной
поверхности, величину
которого обозначим че-
рез
Полагая в формуле
(344) г = р, получим
2 г2
Е^ = РЛ—~2, (345)
р2- Г*
откуда
Рис. 109. Поперечное сечение ствола
со свободным лейнером.
Зная величину относительной тангенциальной деформа-
ции и величину радиуса р, мы можем определить прира-
щение радиуса «' в результате действия давления Рл. Из-
вестно, что
е'
вр Р
откуда
17 Э. К. Ларман
«; = е0РР-
257
Если при этом приращение и'о радиуса р меньше чем е>
то лейнер будет работать как простой нескрепленный ствол.
В стенках его будут существовать лишь только упругие де-
формации, и поскольку не происходит прилегания наружной
поверхности лейнерак внутренней поверхности оболочки,
последняя в сопротивлении разрыву участвовать не будет.
Если бы даже получилось, что и' равняется е, то лей-
нер все же работал бы как моноблок.
Предположим теперь, что в канале ствола создается
давление Рг большее Рл. Если и теперь приращение наруж-
ного радиуса лейнера it? окажется меньше чем е, то, оче-
видно, лейнер получит остаточные деформации, поскольку
он сопротивляется один давлению, превосходящему его
предел упругого сопротивления.
Для того чтобы этого не было, необходимо, чтобы при-
легание наружной поверхности лейнера к внутренней по-
верхности оболочки произошло значительно раньше чем
в канале ствола разовьется давление т. е. необходимо,
чтобы
е<и\ или < еНр.
Только в этом случае лейнер или свободная труба не
получит достаточных деформаций, и оболочка примет уча-
стие в общем сопротивлении продольному разрыву.
Если величина зазора установлена в соответствии с этим,
то он будет выбираться при каком-то внутреннем давлении
Ро, которое принято называть да в л е н и ем, выбираю-
щим зазор.
Это давление нетрудно определить из формулы (344),
полагая е© =	, г = р; гн = р; гв=г2 и РВ=РО. Имея это в
виду, получим
р2 — г\
=	(347}
2г|
Применяя принцип независимости действия сил, давле-
ние Pj можно рассматривать как сумму двух давлений
Р, = Р] + Р0,	(348)
где Ро — известное нам давление прилегания, которое рас-
ширяет лейнер до выбора зазора;
Р\ — давление, которое производит дальнейшее расши-
рение лейнера вместе с оболочкой.
Обратимся к рассмотрению эпюры приведенных танген-
циальных напряжений, которые возникают в стенках ствола!
под действием давлений Рй и Р{.
258
При действии давления Ро> т. е. до момента прилегания
наружной поверхности лейнера к внутренней поверхности
оболочки, лейнер или свободную трубу можем рассматри-
вать как простой моноблок с радиусом гг и р и подвержен-
ный действию одного внутреннего давления Ра.
Обозначая возникаю-
щие при этом приведен-
ные тангенциальные на-
пряжения через EeQ и
пользуясь формулой (344),
можем написать
г ,	2 r, ri
Ееа =—Ро---
0	3 °
2р2 + г-
(349)
Эти напряжения на
рис. НО изображены эпю-
рой abed. В частности,
для внутренней поверх-
ности Ег* (ордината ab)
определится на основа-
нии формулы (349) при
г = г\ из выражения
£i. =1р
в1
Рис. ПО. Эпюры напряжений в стенках
ствола со свободным лейнером.
(350)
Поскольку после выбора зазора между лейнером и обо-
лочкой устанавливается плотное прилегание, то и даль-
нейшую совместную работу лейнера и оболочки можем
рассматривать как работу простой трубы с внутренним ра-
диусом и наружным г3 и подвергнутым изнутри давле-
нию Р’.
Изменение приведенных тангенциальных напряжений
в стенках ствола, возникающих под действием давления Р'',
показано на рис. 110 эпюрой ABCD. Обозначая величину
этих напряжений через Ег* и пользуясь известной нам фор-
мулой (295), можем написать
с " __ 2
£е =—
0	3
j 2г3 + г2
(351)
Для внутренней поверхности лейнера (ордината АВ) ве-
личину этих напряжений получим, полагая в указанной
формуле г, равным гг
17*
259
Следовательно,
£<, =— р; 2г*
«, 3
г2 —г2
г3 '1
(352)
Поскольку на стенках лейнера уже были напряжения,
вызванные давлением Ро, то общая диаграмма напряжений
в стенках ствола выразится суммарной эпюрой AB'C D'CD.
Для того чтобы в лейнере при действии давления
Pt = P" 4- Ро не возникли остаточные деформации, очевидно,
необходимо, чтобы предел упругости металла лейнера аел
или свободной трубы был бы равен ординате АВ', а пре-
дел упругости металла оболочки <зег ординате A'D'.
Изучив диаграмму напряжений, нетрудно определить и
величину предела возможного сопротивления
ствола со свободным лейнером или со свобод-
ной трубой, т. е. т а к ое в н у т р е н н е е давление Рь
которое на внутренней поверхности лейнера
или свободной трубы вызывает приведенные
тангенциальные напряжения, равные аел.
Непосредственно из рассмотрения эпюр вытекает, что
°ел — AB' — ab -I- АВ = Е^ + Et^.	(353)
Подставляя в последнее выражение значения и
Ег"& из формул (350) и (352), будем иметь
Прибавим и отнимем от правой части этого выражения
2гз + rl
величину Ро-------. После этого последнее выражение
перепишется в следующем виде:
+ Р0
Zrl + rj
2z3 + d
260
Так как Ро + P'1'=Pi и, исключая из этого выражения
PQ, пользуясь формулой (347), будем иметь
'3<?л = £'1р
Г1-Р2 , 2 р 2^3 + Г1
d-r? 3 1 Г2_Г2 •
(355)
Решая последнее уравнение относительно Рг, получим
выражение для предела возможного сопротивле-
ния ствола со-свободным лейнером или с о с в о-
б о д н о й тр у б о й по теории! .максимальных деформации:
р, = -3
1	2
°еЛ ~
~ Р2 \ 4 ~
Г3 - Г1 / 2гз + Г1
(356)
Выражение для предела возможного сопротивления ствола
со свободным лейнером или со свободной трубой можно полу-
чить и из формулы (341) предела возможного сопротивления
скрепленной трубы
Рг = у ( Зе, +
Г3 - г2 \ Г3 ~ Г1
- Г1 J 2гз +
рассматривая зазор как отрицательное натяжение.
Полагая в этой формуле ^2 = 2в или т2=— т? и прини-
мая 0^=0^ и г2 = р, получим
( аел — ЕТр
/1-р2 \ d - ri
/ 2г“ + г?
(357)
Предел упругости металла оболочки <^2, который по ве-
личине должен быть равен ординате A'D', определится из
формулы (351) при г = р
9 Г? 4- р2
4=	4^4-- 4-4 •	(358)
‘ г3 — Г1
Сопоставляя выражения для пределов возможного сопро-
тивления для скрепленного ствола и для ствола со свободным
лейнером, нетрудно видеть, что для того, чтобы эти пределы
были бы одинаковы, при прочих равных условиях металл лей-
нера должен быть взят со значительно большим пределом
упругости, чем металл для внутренней трубы в скрепленном
стволе.
261
Общий ход работы при 'проектировании ствола со свобод-
ным лейнером аналогичен работе «по проектированию скреп-
ленного ствола. Выбрав радиусы лейнера и оболочки, задаются
пределом упругости металла лейнера и определяют величину
зазора, который не должен быть меньше 0,05 мм. При мень-
шей величине зазора невозможна свободная вставка лейнера в
оболочку. Величина зазора по длине лейнера может быть раз-
личной, о чем уже было сказано выше.
43. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УСТРОЙСТВЕ КАНАЛА СТВОЛА.
КРУТИЗНА И ПРОФИЛЬ НАРЕЗОВ
Канал ствола артиллерийского орудия состоит из каморы
и ведущей части. В каморе (в гильзе или картузе) 'помещает-
ся боевой заряд. Ведущая же часть канала ствола служит для
направления снаряда и сообщения ему не только поступатель-
ной, но и вращательной скорости, обеспечивающей устойчи-
вость продолговатого снаряда на полете.
До середины XIX века артиллерийские орудия имели глад-
кую ведущую часть, стреляли круглыми ядрами и заряжались
с дула. Эти орудия не давали требуемой дальности и имели
неудовлетворительную 'кучность боя. В целях улучшения этих
баллистических свойств, а также для повышения- могущества
снаряда перед артиллерийской техникой и наукой встала за-
дача об изыскании новых способов ведения снаряда по* каналу
ствола.
Русские артиллеристы Плесцов, Смагин, Маслов, Завад-
ский, Мясоедов и другие пытались решить проблему сообще-
ния снаряду определенного вращательного движения посред-
ством устройства сплюснутых, диоксида л ьных снарядов и
стрельбой из орудий с кривым каналом.
Однако все эти опыты окончились безуспешно. Поэтому ар-
тиллерийская мысль с целью повышения дальнобойности, куч-
ности боя и могущества снаряда стала на тот путь, который
был указан русскими артиллеристами еще в XVII веке, т. е.
когда в 1615 г. была отлита сохранившаяся до сих пор пищаль
калибром 2,6 дюйма, имеющая винтовые нарезы длиной хода
180 'калибров.
Ведущая роль в деле создания орудий нарезной артилле-
рии принадлежит отечественному артиллеристу, создателю
баллистики нарезных орудий Николаю Владимировичу Май-
евокому.
В творческом содружестве Майевского с выдающимися рус-
скими артиллеристами того времени А. В. Гадолиным и
Н. А. Забудским были разработаны теоретические основы про-
ектирования нарезных орудий и создан целый ряд образцов
262
их для вооружения русской артиллерии. Все эти работы не
только оказали влияние на развитие артиллерийской науки и
техники за рубежом, но многие из .ник были полностью исполь-
зованы во многих странах при перевооружении артиллерии
нарезными! орудиями.
Благодаря трудам отечественных артиллеристов при кри-
тическом использовании заграничного опыта во второй поло-
вине прошлого столетия канал ствола и ведущие части сна-
ряда в основном приняли вид современных нарезных артилле-
рийских орудий.
Самой распространенной конструкцией ведущей части ка-
нала ствола .современных артиллерийских орудий является
такая, у которой на цилиндрической или конической поверхно-
сти канала сделаны нарезы, имеющие соответствующий наклон.
В зависимости от наклона нарезка в артиллерийских орудиях
может быть постоянной или прогрессивной крутизны.
Нарезка постоянной крутизны характеризуется постоянным
углом наклона нареза к оси канала ствола. При прогрессивной
крутизне нарез вначале имеет малый угол наклона и может
быть даже равен нулю, а затем к дулу постепенно- возрастает.
При развертке на плоскость в случае нарезки постоянной кру-
тизны нарез представляется в виде прямой линии, а в случае
прогрессивной — в виде кривой, которая может быть выраже-
на аналитически каким-либо уравнением (рис. 111).
В зависимости от характера кривой развертки нареза на
плоскость прогрессивная нарезка называется параболической,
синусоидальной и т. д. В большинстве случаев кривая нареза
представляет собой параболу второй степени.
Мерой крутизны нарезки служит величина угла наклона
нареза к оси канала ствола, выраженная в градусах или в ра-
дианах. На практике для характеристики крутизны нарезки
часто пользуются длиной хода нарезов, выраженной в калиб-
рах. Длиной хода нарезов принято считать расстояние по оси
канала ствола, на котором нарез делает один оборот.
263
На рис. 112 прямоугольник ABCD представляет собой
развернутый на плоскость канал ствола. Как видно из ри-
сунка, нарез делает один оборот на расстояние АЕ. Так
как AD = vd, где of —калибр, то длина хода нареза, выра-
женная в калибрах, определяется из выражения
^1 = -^-.	(359)
tga
Очевидно, что для нарезки постоянной крутизны длина
хода нареза есть величина постоянная, а для нарезки про-
грессивной — переменная и меняется в зависимости от из-
менения угла а.
Рис. 112. Развертка нареза постоянной крутизны.
На рис. 113 приведен график для приближенного пере-
хода от крутизны нарезки, выраженной в градусах, к кру-
тизне, выраженной в калибрах, и наоборот.
Выбор величины угла а, крутизны нарезки у дула, ис-
ходя из условий устойчивости снаряда на полете, является
задачей внешней баллистики. После выбора угла крутизны
нарезки у дула определяют в случае применения нарезки
прогрессивной крутизны начальный угол крутизны а0 на-
реза.
Проф. Н. Ф. Дроздов рекомендует выбирать а0 по от-
ношению к ах так, чтобы угловое ускорение снаряда (от
которого зависит давление на выступы ведущего пояска)
не достигло наибольшего значения одновременно с макси-
мальным ускорением поступательного движения снаряда
(от которого зависит напряжение в снаряде). Кроме этого,
отношение — зависит от характера горения пороха.
ai
Чтобы удовлетворить это требование, начальный угол %
должен быть выбран тем меньше, чем более быстро го-
264
рящим является порох. Для определения а0 можно реко-
мендовать следующую зависимость:
а0:аг = 0,21+0,65^,	(360)
где
Рср
7li = —— •
Ртах
Рис. 113. График для перевода крутизны нарезки, выраженной
в калибрах, к крутизне, выраженной в градусах.
Нарезы современных артиллерийских орудий имеют прямо-
угольный профиль; края нарезов параллельны радиусу, прове-
денному к середине нареза (рис. 114).
При выборе элементов профиля и числа нарезов приходит-
ся сталкиваться с двумя трудно совместно выполнимыми тре-
бованиями. С одной стороны, необходимо обеспечить легкое
врезание ведущего пояска в нарезы, что требует малого их
265
числа с -небольшой глубиной. С другой стороны, надежное
ведение снаряда по каналу ствола и сохранность выступов на
ведущем пояске снаряда и полей нарезов требуют большого
и'х числа и значительной глубины. Поскольку усилия, дей-
Рис. 114. Образование
профиля нарезов.
ведущего пояска, в
ствующие на выступы пояска и поля
нарезов при движении снаряда по ка-
налу ствола, зивисят от могущества
орудия, то само собой понятно, что
профиль и их число меняются в за-
висимости от могущества. Кроме то-
го, профиль и число нарезов зависят
от материала ведущего пояска.
Для орудий малой и средней
мощности (z/o = 3OO — 500 м/сек) при
ведущем пояске, изготовленном из
меди, на практике установилось, что
ЗЬ>р> 1,5&,
где
Ь — ширина поля;
р — ширина нареза.
В этом случае ширину поля де-
лают от 3 до 4,5 мм. Чтобы удовлет-
ворить условию прочности выступов
зависимости от калибра берут
b + В== 10-*-15 мм.
Число же нарезов п определяется из формулы
nd
(361)
Полученное по этой формуле число нарезов следует округ-
лить до числа кратного четырем, чтобы иметь возможность
производить нарезку одновременно четырехрезцовой головкой.
Изменившаяся при этом сумма b должна быть снова
пересчитана.
Глубина t нареза у большинства существующих орудий
средней мощности до калибра 150 мм может быть определена
из соотношения
t = (0,01 - 0,015) d.	(362)
Вычисленная из этого соотношения меньшая глубина нареза
требует увеличения числа нарезов,
266
При достаточном количестве мелкие нарезы по сравнению
-с глубокими! имеют следующие преимущества:
—	облегчается врезание полей нарезной части в металл
ведущего пояска;
—	невысокие выступы на ведущем пояске уменьшают
влияние сопротивления воздуха, стремящегося ослабить вра-
щение снаряда;
—	мелкие нарезы легче очищаются от порогового нагара,
чем глубокие.
В связи с ростом мощности современных артиллерийских
орудий в целях повышения живучести орудийных стволов эле-
менты профиля нарезки потребовали некоторого пересмотра.
У современных орудий с начальной скоростью 900—1000 м/сек
ширина поля и ширина нарезов находятся примерно в следую-
щем соотношении:
2Ь > р > Ь.
Что касается глубины нареза t, то она берется в пре-
делах (0,014 -5- 0,02) d, т. е. применяется углубленная на-
резка.
Во время движения снаряда по каналу ствола между поля-
ми и выступа-ми на ведущем пояске снаряда возникает трение,
вследствие чего истираются те и другие. Степень износа зави-
сит как от свойства материала пояска, так и от размеров тру-
щихся поверхностей.
При мягком материале пояска и при -малых трущихся по-
верхностях истирание выступов на ведущем пояске может
быть настолько значительно, что между -выступами и гранями
нарезов образуются зазоры, через которые устремляются псро-
ховые газы, опережающие снаряд.
«Просвистывание» пороховых газов приводит не только к
потере начальной скорости и к ухудшению меткости, но, по
мнению некоторых специалистов, и к увеличению разгара, вы-
зывающего преждевременную негодность ствола.
Для устранения образования зазоров иногда поля и нарезы
делают переменной ширины, т. е. ширина поля к дулу увели-
чивается, а ширина нареза уменьшается. Подобного рода на-
резы называются нарезами с возрастающим форсированием.
Закупорка пороховых газов при .прогрессивной крутизне нарез-
ки достигается изменением наклона нарезов по. отношению к
пояску снаряда.
К нарезам с -возрастающим форсированием можно отнести
также нарезы с переменной глубиной нарезов, т. е. нарезы,
глубина которых к дулу уменьшается.
267
44. РАБОТА НАРЕЗНОЙ ЧАСТИ КАНАЛА СТВОЛА
ПРИ ДВИЖЕНИИ СНАРЯДА ПО НЕЙ
Снаряд под действием давления пороховых газов в 'начале
движения своим пояском врезается в нарезы. То давление по-
роховых газов, при котором начинает происходить это вреза-
ние, как известно, называется давлением форсирования.
После полного врезания пояска в (нарезы каждый образо-
вавшийся выступ при дальнейшем поступательном движении
снаряда по каналу ствола встречает наклонную грань поля,
так как нарезы к оси снаряда наклонены под определенным
углом и, испытывая от нее давление, сообщают снаряду вра-
щательное движение. Эта грань поля, в которую упирается
выступ на снаряде при сообщении последнему вращательного
движения, называется боевой гранью.
Давление, образующееся между выступом на снаряде и
боевой гранью, по закону (равенства действия и противодей-
ствия в одинаковой степени действует на выступ пояска и на
боевую грань и называется нормальным давлением на боевую
грань. Нормальное давление на боевую ррань не постоянно и
меняется в зависимости от пути снаряда по каналу ствола, а
сам закон изменения зависит от характера кривой нареза.
Обозначая это давление через N, найдем выражение, позво-
ляющее определить его значение в зависимости от кривой на-
реза и пути снаряда по каналу ствола \
Примем следующие обозначения:
Рсн=рсн-----сила давления пороховых газов на дно сна-
4
ряда;
рсн—давление пороховых газов на дно снаряда в
рассматриваемом сечении.
Как уже было указано, при развертке поверхности ка-
нала ствола на плоскость нарез представится в виде линии,
которую вообще можно выразить уравнением вида
У =/(*)•
Рассмотрим условия движения снаряда по каналу в тот
момент, когда он находится в точке Mi (рис. 115).
Под влиянием инерции снаряд оказывает сопротивление
вращению, вследствие чего возникает давление на боевую
грань нареза, направленное по нормали к кривой нареза. Под
действием силы N между выступом на пояске и боевой гранью
нареза возникает сила трения fN, где f— коэффициент трения.
Трением на других соприкасающихся поверхностях ввиду
их малости будем пренебрегать.
1 Приводимый вывод является упрощенным, но дающий достаточно
точные результаты, приемлемые при проектировании орудийных стволов
268
Составим уравнения поступательного и вращательного
движения снаряда, принимая, что все силы, действующие на
снаряд, приложены к центру его массы.
Обозначив через п число нарезов, а через v поступа-
тельную скорость снаряда, напишем уравнение движения
снаряда в направлении оси ОХ (рис. 115) в следующем виде:
т -- = Рсн — nN sin а — nfN cos а
dt
или
т — = Рса -- n7V(sina + /cosa),	(363)
dt
где
т — масса снаряда;
а —угол крутизны нареза.
Рис 115. Усилия, действующие на боевую грань нарезов.
d2v
Так как вращательное ускорение — = —7- направлено
dt dt*
по оси ОК, то уравнение вращения снаряда вокруг этой
оси напишется так:
Л — • — = Л — • — = nN cos a— n/N sin a
dt d dt2 d	J
ИЛИ
Л .JL = д A. nN(cosa — /sina),	(364)
dt d dt2 d
269
где
ср — угол поворота снаряда;
А—полярный момент инерции снаряда;
о) — угловая скорость снаряда;
d — калибр орудия.
Так как продольному перемещению х снаряда за про-
межуток времени dt соответствует поворот- его на угол я
и так как кривая нареза выражается уравнением у =/(%;,
то можем написать
У =/(*)= у?.	(365)
Дифференцируя последнее
выражение, получим
б/ср   2 df(x) dx.
dt	d dx' dt
d?j _ 2 fd2/(x) (dx V	rf/(x)
dfi ~ d L dx2 \dt J	dx dt* J ’
Так как
dx	r df(x) .
	— V	и	' = tg a,
dt	dx	&
то
dt* d dt	d^x
(366)
(367).
(368)
Если в уравнении (363) пренебречь членом rt/V (sin a 4-
+ /cosa), так как при этом погрешность получается не
более чем 5% (что в данном случае существенного значе-
ния не имеет), то m^ = Pza и выражение (368) может быть
написано так:
d^_____2_
dfi dm
Рен tg a + mv2 —
d2x
(369)
Подставляя найденное значение —- в выражение (364),.
получим
nN (cos а — /sin a) = А Грсн tg a mv2 П • (370)
Откуда
4 , 1 г
---A-----Г P<M tg ° + tnv2 	
n OTrf2 [	<Px
COS a —/sin a
(371)
270
Из-за малости угла а (6—8°) можно принять, что
cos а — /sina= 1.
Тогда, учитывая, что Д = /ир2, где р — радиус
получим выражение для в следующем виде:
—(4)2[pcHtga	.
п \ d ) [	dx^ J
Для нарезки постоянной крутизны
dx2
и, следовательно,
У большинства современных снарядов длиной
калибров и с относительным весом c9=15t/3 отношение
— = 0,75 + 0,76. Следовательно,
d
= 0,56+ 0,58.
2р
Значение — может быть получено также и расчетом,
а именно:
инерции,
(372)
(373)
(374)
до пяти
Зная уравнение кривой нареза у=/(х), в случае нарез-
ки прогрессивной крутизны по формуле (373) можно опре-
делить N для любого положения снаряда в канале ствола.
В литературе можно встретить много предложений о выбо-
ре функций кривой нарезов. На практике чаще эту кривую
принимают в виде параболы или синусоиды. Меняя отдельные
параметры этих кривых, можно закон изменения нормального
давления на боевую грань в зависимости от пути снаряда по
каналу ствола менять в достаточно широких пределах.
Рассмотрим случай, когда кривая нарезов выбирается в
виде участка параболы второй степени:
у=рл2,	(376)
где р — параметр в уравнении параболы.
27Г’
Пусть участок кривой (рис. 116), заключенный между
точками М и Мх, представляет кривую нареза с начальным
углом а0 и углом 04 наклона у дула, которые будем счи-
тать известными.
Очевидно, что хг — x0 — L (длине нарезной части канала
ствола). Значение параметра р найдем, имея в виду, что
y; = tga = 2px.
Так как при х = хй tga = tga0, а при x = xr tga = tgav
то можем написать
tg 04 — 2рху; tg a0 = 2рх0,
откуда
tg «1 - tg a0 = 2р (хг — л0) = 2pL
и, следовательно,
р=	.	(377)
Зная р,
ординаты
нетрудно определить величину начальной ко-
_____tg “о___ L tg a0
Л0-------- —
Р tg “1 — tg О0
(378)
Так как у" = 2р, то уравнение окончательно примет вид
и. \ а /
(379)
где 1Х — путь снаряда по каналу ствола.
272
Если уравнение кривой нареза выбирается в виде пара-
болы Л-й степени y=pxk, где k — любое положительное
число, то, рассуждая аналогичным образом, получим
[(tggl)* 1 - (tga0)* 1
kLk~X
(380)
(381)
м
1
„  	£(tga0)fe-1
0—	Т	Z
(tg“O4-1 — (tg *о)*-1
Рассматривая приведенные формулы для N, можем убе-
диться, что в случае нарезки постоянной крутизны давление
на боевую грань поля .изменяется пропорционально изменению
давления пороховых газов.
В случае же нарезки 'Прогрессивной крутизны характер из-
менения /V близок к характеру .изменения скорости.
На рис. 117 графически показан закон изменения давле-
ния на боевую грань нареза, где обозначены: 1 — нарезка по-
стоянной крутизны, 2 — нарезка прогрессивной крутизны
при а0 = 5° и 04 = 10°.
Как видно из рис. 117 и формул (372) и (374), нормаль-
ное давление на боевую грань имеет максимальное значе-
ние в случае нарезки постоянной крутизны в районе места
рт, а в случае нарезки прогрессивной — в дульной части,
т. е. в тех сечениях, где давление пороховых газов имеет
наименьшее значение.
Я 8 Э. К. Ларман	273
Опыт показывает, что поле нареза, помимо нормального
давления на боевую грань, подвергается от ведущего пояска
давлению, действующему в радиальном направлении^ причем
это давление иногда достигает значительной 'Величины. Таким
образом, поля нарезов вообще во время выстрела сильно' пере-
напряжены. Чтобы в углах перехода от нареза к полю не соз-
давалось бы большой концентрации напряжений, острые углы
у основания полей нарезов закругляются. Закругления, кроме
того, упрочняют поле у основания 1и не дают возможности в
углах задерживаться пороховому нагару.
Однако, несмотря на .все это, в процессе службы орудия
происходят два нежелательных (явления: сглаживание полей
(рис. 118) и выколи полей нарезов, которые по мере развития
приводят к ухудшению баллистических качеств орудия. Оба
эти явления связаны с прочностью полей нарезов и обуслов-
ливаются сопряжением ведущего пояска снаряда с нарезной
частью канала ствола.
Рис. 118. Схема сглаживания полей нарезов.
Выколы полей нарезов чаще всего наблюдаются на началь-
ном участке нарезной части канала ствола и начинаются с
образования трещин в углах у основания поля.
Экспериментальные исследования проф. А. Ф. Головина
показали, что под полями нарезов в процессе службы обра-
зуется зона, содержащая остаточные деформации, т. е. наклеп.
На рис. 119 показан снимок тамплета после специального
травления, вырезанного из ствола 76,2-мм пушки обр. 1902 г.
Темные пятна под полями нарезов указывают на наличие
местного наклепа, который возникает в результате действия
радиального давления пояска снаряда.
Таким образом, можно сделать вывод, что нарушение проч-
ности полей нарезов является результатом:
а)	концентрации напряжений во входящих углах нарезов;
б)	локального наклепа полей нарезов .под действием ра-
диального давления ведущего пояска <в начале нарезной части
канала ствола.
Если учесть, что все это совершается при сравнительно вы-
сокой температуре нагрева поверхности канала ствола, то ста-
274
нет ясным, насколько перенапряженной является поверхность
канала ствола во ’время выстрела. Основным источником, вы-
зывающим указанные причины, является ведущий поясок сна-
ряда, так как при его отсутствии (снаряды с потовыми высту-
пами) выколов полей почти не наблюдается.
Нарушение поверхностной прочности канала ствола может
произойти не только на начальном участке нарезной части, но
и на других участках. Виной этому могут быть частично при-
чины, указанные выше, и, кроме того, местные дефекты метал-
ла, технологические дефекты и т. д. В каждом отдельном слу-
чае подобные явления должны быть внимательно изучены.
Рис. 119. Снимок тамплета после специального травления.
Для того чтобы уменьшить вредное влияние ведущих частей
снаряда, последние должны быть соответственно сопряжены с
нарезной частью канала ствола.
45.	УСТРОЙСТВО КАМОР И СПОСОБЫ ЗАРЯЖАНИЯ
В современных артиллерийских орудиях применяются два
способа заряжания — гильзовое и картузное.
Гильзовое заряжание подразделяется на нераздельное и
раздельное.
18*	275
При гильзовом заряжании обтюратором служит металличе-
ская гильза, которая, «кроме сановного своего назначения,
предназначается для соединения элементов выстрела, облегче-
ния заряжания и предохранения боевого заряда -от влияния
внешних условий. Гильза, заключающая боевой заряд и сое-
диненная со снарядом, образует унитарный патрон.
Если процесс заряжания при нераздельном заряжании про-
изводится вручную, то вес унитарного патрона не должен пре-
восходить 30—35 кг. В случае большего веса унитарного пат-
рона заряжание производится специальными (механизмами,
называемыми досылателями, которые в последнее время на-
шли широкое применение в орудиях зенитной артиллерии
среднего и крупного калибров. Применение досылателей зна-
чительно повышает скорострельность орудий, имеющих значи-
тельный вес унитарного патрона.
Рис. 12(0. Чертеж каморы для унитарного патрона.
Чертеж каморы для заряжания унитарным патроном схе-
матически показан на рис. 120. Передняя цилиндрическая
часть каморы делается длиннее дульца гильзы настолько, что-
бы между началом нарезов и передним срезом дульца поме-
щались ведущие пояски. Как правило, при нераздельном гиль-
зовом заряжании «ведущий поясок несколько не доходит до на-
чала нарезов.
Раздельное гильзовое заряжание применяется в орудиях,
имеющих переменный боевой заряд, причем не обязательно,
чтобы весь боевой заряд помещался в гильзе. Однако такой
способ имеет тот недостаток, что дополнительные заряды, не
помещающиеся в гильзе, приходится сохранять в специальных
футлярах.
Раздельное гильзовое заряжание можно применять для
орудий всех калибр'ов.
Для того чтобы получить плотное прилегание к стенкам ка-
моры в гильзах для раздельного заряжания, необходимо стре-
миться, чтобы зазор между стенками каморы в передней части
гильзы был возможно меньше. С этой целью наружный диа-
276
метр гильзы делают меньше 'Соответствующего диаметра
камдры на 0,1	0,15 мм. Для обеспечения надежного приле-
гания краев гильзы при раздельном заряжании »в первый мо-
Ри<с. 121. Чертеж каморы для раздельного гильзового заряжания.
мент нарастания давления к стенкам каморы в гильзу плотно
вдавливается крышка, прессованная из картона.
Рис. 122. Чертеж камор для картузного заряжания.
На рис. 121 показан схематический чертеж каморы для
раздельного заряжания. Задний диаметр каморы делается на
0,3—0,7 мм больше, чем соответствующий диаметр гильзы.
277
На рис. 122 представлены чертежи камор для картузного
заряжания. В передний конус упирается 'ведущий поясок при
досылке снаряда. Диаметр dK каморы выгодно увеличивать,
так как при этом уменьшается общая длина каморы, а следо-
вательно, и длина ствола.
Однако увеличение dK приводит к утолщению ствола по
месту каморы и создает -большие усилия, действующие на
затвор. Для уменьшения таковых раньше в казенной части ка-
моры делался усеченный конус (рис. 122,6), переходящий в
цилиндрическую горловину. Отрицательной стороной горлови-
ны является то, что диаметр картузного -заряда приходится
делать меньше диаметра каморы, а это не дает возможности
осуществить достаточно большие плотности заряжания. Вслед-
ствие этого у современных мощных артиллерийских орудий с
картузным заряжанием камора делается без горловины, так
как это указано на рис. 122,а.
Как уже указывалось, камора с нарезной частью соеди-
няется усеченным конусом. Вследствие этого глубина нарезов
постепенно увеличивается и достигает требуемой величины
лишь -после окончания конусности.
При проектировании камор пользуются альбомом камор
существующих орудий, -что дает возможность правильно
выбрать основные размеры вновь проектируемой каморы.
46.	ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЗАТВОРАМ
Решение проблемы заряжания орудия с казны, помимо ре-
шения целого ряда других технических вопросов, в значитель-
ной мере зависело от разработки затвора, служащего одно-
временно для запирания казенной части ствола, и производ-
ства выстрела, а также экстрагирования в случае гильзового
заряжания стреляной гильзы при его открывании.
Все современные затворы могут быть подразделены на кли-
новые и поршневые.
Первенство технического осуществления клинового затвора
принадлежит русским артиллеристам, о чем свидетельствует
сохранившаяся в артиллерийском историческом музее Совет-
ской Армии железная пищаль с клиновым затвором, изготов-
ленная русскими мастерами в XVII веке (рис. 123).
В артиллерийских орудиях гильзового заряжания чаще
всего применяются клиновые затворы, а в орудиях картуз-
ного заряжания — исключительно поршневые с пластическим
обтюратором.
Затвор открывается вручную, с 'Использованием электро-
энергии или специальным механизмом автоматического откры-
вания и закрывания затвора- Указанные механизмы иногда
278
называют механизмами полуавтомата™. Для их работы ис-
пользуется энергия -отката или наката ствола.
Каждый затвор артиллерийского орудия независимо от кон-
струкции должен удовлетворять следующим основным требо-
ваниям:
1)	быть прочным, жестким и надежно соединяться (запи-
раться) со стволом;
2)	иметь замыкающий механизм, чтобы предотвратить 'са-
мопроизвольное открывание затвора во время выстрела;
3)	не допускать производства выстрела при не вполне за-
пертом затворе и не допускать его открывание до тех пор, пока
не произойдет выстрел;
Рис. 123. Отечественная пищаль XVII века с клиновым затвором.
4)	закрывание и открывание должны производиться быстро,
в один прием, с небольшим равномерным усилением;
5)	в открытом положении занимать возможно меньше
места; возможность открывания и закрывания должна быть
обеспечена при всех углах возвышения;
6)	не допускать производства выстрела в случае, если про-
тивооткатные устройства не соединены со стволом. Это требо-
вание является обязательным для тех артиллерийских орудий,
которые перевозятся на нескольких повозках или у которых
во время походного движения ствол оттягивается по-походному;
279
7)	не допускать (Производства выстрела, если откатные
части после выстрела не пришли в свое 'первоначальное поло-
жение (при недокатах);
8)	обеспечить надежное действие стреляющего приспособ-
ления и отход бойка за зеркало затвора перед открыванием
последнего;
9)	обеспечить надежное выбрасывание гильзы после
выстрела или всего патрона в целом в 'случае осечки;
10)	сборка и разборка должны производиться минималь-
ным количеством инструмента; быстро должна производиться
замена деталей, пришедших »в негодность;
11)	число деталей должно быть минимальным, а производ-
ство деталей простым;
12)	расположение механизма открывания должно быть та-
ким, чтобы орудийному номеру при работе с затвором не при-
ходилось располагаться сзади казенной части ствола. Это
требование может быть выполнено при разумной конструкции
и правильном расположении рукоятки открывания и закрыва-
ния затвора.
Имеются еще специальные требования, которые предъявля-
ются к затворам орудий в зависимости от назначения
последних.
У орудий, имеющих механизмы пол у автоматики, затвор
должен надежно удерживаться в открытом положении лапка-
ми выбрасывателя или каким-либо- другим приспособлением,
которые при досылке патрона в патронник освобождали бы
затвор для последующего его закрывания закрывающим меха-
низмом.
В затворах орудий (противотанковых, танковых, самоход-
ных и зенитных), предназначенных для стрельбы по движу-
щимся целям, ударник должен взводиться в момент открыва-
ния затвора. Это вытекает из необходимости сокращения вре-
мени запаздывания, т. е. промежутка времени между моментом
окончания наводки и моментом удара бойка по капсюлю-
воспламенителю. С этой же целью в указанных орудиях при-
меняются электроспуски или воспламенители боевого заряда
специальными электровоспламенителями.
В указанных выше орудиях весьма желательно обеспечить
взведение ударника в случае осечки без открывания затвора.
47.	ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО КЛИНОВЫХ ЗАТВОРОВ
В клиновых затворах 'основной деталью, воспринимающей
усилия во время выстрела, является клин.
Клин представляет собой призматическое тело (рис. 124)
с достаточно большими закруглениями задних углов. Перед-
280
няя поверхность клина делается перпендикулярной к оси ка-
нала ствола. Задняя опорная грань с передней образует угол
от 1° 10' до 2°.
Таким образом, клин суживается к одному концу на вели-
чину 1/30—1/40 его длины. При перемещении в гнезде клин
должен направляться так, чтобы
летала к опорной поверхности
При таком движении передняя
поверхность клина отходит от
казенного среза трубы при от-
крывании затвора и прибли-
жается к ней при его закры-
вании. Такое устройство кли-
на обеспечивает окончатель-
ную досылку гильзы при за-
ряжании, а при открывании
затвора после страгивания кли-
на с места и отхода его на-
зад почти полностью уничто-
жаются силы трения между
передней гранью клина и дном
гильзы.
Размеры клина могут быть
выбраны по данным, приве-
денным в таблице 15.
его задняя грань всегда при-
заклиновой части казенника.
Рис. 124. Схематический чертеж
клина.
Таблица 15
Основные размеры клина
Размеры клина	Для пушек	Для гаубиц
а	(1,7 ч- 1,8)	(1,4 ч- 1,5) di
h	(1,5 ч- 1,8) d,	(0,75ч-1,2) di
b	(1,5 ч-1,7)	(1,8 ч- 2,3) dj
с	(2,6 ч-3,0) di	(2,6 ч-3,0) dj
Здесь dy—диаметр дна каморы.
Для выявления условий самоторможения вертикально дви-
гающегося клина ВО' время выстрела определим величину от-
крывающей силы F , которая представляет сумму проекций
всех сил действующих на клин в направлении траектории АВ
центра тяжести клина при его открывании.
Из рис. 125.Я можем написать, что
F = 7\ cos f + ^2 — <7Kcos у — Рдн sin 7 ± /к sin у,
28 Г
где
Рдн = — Ркнт — сила давления пороховых газов на дно
канала;
=/1Рдн — сила трения между зеркалом затвора и
дном гильзы;
Т2 = /2Д/ — сила трения между опорными поверхно-
стями клина и казенника;
Л^=(Рдн — /к) cos у — нормальное давление между опорными
поверхностями клина и казенника;
/к= — Ркн — сила инерции клина при откате;
Qo
Як и Qo — вес клина и вес откатных частей;
А и /2 — коэффициенты трения.
Подставляя значения Ти Т2 и /к в полученное выше
уравнение и полагая /1=/2=/, будем иметь
F= 2/РдН cos 7 + (tg 7 ~ /) 77 Рд„ cos 7 — qK cos 7 — Рд„ sin7-
Qo
Поскольку вес qK клина мал, то членом qK cos 7 можно
лренебречь.
Точно так же из-за малости можно пренебречь и членом
(tgT — /)-^-РдНСО8 7.
1Q0
Имея это в виду, последнее выражение можно/переписать
в следующем виде:
Р=2/РдНсо8 7 — Рдн sin 7 или F = (2/— tg 7) РЯ11 cos 7.
Для того чтобы было самоторможение, необходимо
соблюсти условие F>0.
Для предельного случая, когда Р=0, из последнего вы-
ражения можем написать
2/-tgT = O или 2р0 = 7,
где р0 — угол трения.
Величина коэффициента трения f зависит от качества
смазки. Так, например, для веретенного масла /=0,14^-0,16,
смазки 21 /=0,10-^0,12, АФ-70 / = 0,06-^0,07, пушечной
смазки /=0,008-^-0,009.
Поскольку коэффициент трения -крайне мал, а при густой
смазке 1практически равен нулю, то всегда будет существовать
некоторая сила F, выталкивающая клин из его гнезда во вре-
мя выстрела.
282
Чтобы избежать самопроизвольного открывания клина во
время выстрела, клин в закрытом состоянии должен запирать-
ся в клиновом гнезде. Запирание производится при помощи
закрывающих рычагов и специального паза на боковых по-
верхностях клина, по которым скользят ролики или вкладыши,
укрепленные на концах закрывающих рычагов.
На рис. 125,6 показана принципиальная схема запирания
клина, если паз имеет криволинейный участок.
Нетрудно видеть, что между силой F и силами, приложен-
ными к ролику закрывающего рычага, существует зависимость
F = Q cos (а — 7) — Т3 sin (а — 7),
где
Q — сила, стремящаяся повернуть рычаг;
Т3 — сила трения ролика при движении его по пазу;
а — угол наклона касательной в точке соприкосновения
ролика с верхней гранью паза;
Л =AQ,
где /0 — коэффициент трения качения.
Подставляя значение Т3 в последнее выражение, полу-
чим, что
Q =------------------- .
COS (а — y) — /о Sin (а — у)
Для того чтобы было запирание, необходимо, чтобы
момент Л4В, вращающий рычаг относительно точки О, был
бы меньше или равен нулю, т. е. чтобы
Жв<0.
Подставляя значение момента в это неравенство, будем
иметь
Q4 sin (ф0 — а) - faQlK cos (ф0 — а) < О
или
sin (ф0 — а) —/0 cos (ф0 — а) < 0.
Откуда
tg^o — а)-/0<0-
Имея это в виду, условие самоторможения напи-
шется в следующем виде:
Фо — а — Ро < 0 или ф0 < а 4- р0,
где
Фо — угол между осью рычага и вертикалью при закры-
том затворе;
Ро — угол трения.
283

Рис. 125. Схема действия сил на клин во время выстрела.
Самоторможение может быть получено и при прямоли-
нейном пазе (рис. 125,в), если угол а наклона паза будет
удовлетворять условию самоторможения, приведенному
выше.
Для 'повышения надежности запирания необходимо закры-
вающие рычаги располагать так, чтобы силы инерции послед-
них не способствовали открыванию клина.
На рис. 125,г, д, ж и е показаны различные принципиаль-
ные схемы расположения деталей закрывающего механизма.
Стрелками показаны направления вращения закрывающих
рычагов силами 1И1нерции при откате ствола. По надежности
запирания выгодными являются схемы, показанные на
рис. 125,г и е.
Для предохранения клина от действия прорывающихся через
дно капсюльной втулки пороховых газов к передней поверх-
ности его прикрепляется на винтах стальная закаленная плит-
ка, называемая «боевой плиткой». Размеры ее соответству-
ют диаметру дна гильзы. Наиболее часто прорыв пороховых
газов происходит вследствие пробивания бойком дна капсюль-
ной втулки, и поэтому выгорание на передней поверхности от
прорывающихся порохов газов происходит вокруг отверстия
для выхода бойка. Для того чтобы при ремонте клина часто
не сменять плитку, можно рекомендовать постановку в плитке
специальной втулки диаметром, равным диаметру капсюльной
втулки, имеющую отверстие для выхода бойка и быстро заме-
няемую в случае значительного разгара отверстия. Для сво-
бодного выхода прерывающихся газов сквозь отверстия для
бойка на наружной поверхности ударника устраиваются ка-
навки, а в задней поверхности клина — -соответствующие от-
верстия, чаще .всего в крышке ударника.
По направлению движения клина при открывании и закры-
вании клиновые затворы можно подразделить на клиновые
затворы с вертикальным движением клина и клиновые затворы
с горизонтальным движением клина.
Клиновые затворы с горизонтальным движением клина
имеют то достоинство, что при их открывании и закрывании
приходится преодолевать лишь незначительные силы трения,
вследствие чего в случае ручного открывания и закрывания к
рукоятке затвора необходимо прикладывать незначительное уси-
лие. У клиновых затворов с вертикальным перемещением
клина при закрывании затвора приходится к рукоятке затвора
прилагать значительно большее усилие, так как преодолевают-
ся не только силы трения, возникающие при движении клина
в гнезде, но и вес последнего. Вследствие этого клиновые
затворы ручного открывания и закрывания с вертикальным
движением клина применяются лишь у орудия малого и цред-
286
него калибров, где вес клина сравнительно (невелик. У орудия
же более крупного калибра применяются, как правило, кли-
новые затворы с горизонтальным движением клина, причем в
целях уменьшения сил трения на нижней поверхности сколь-
жения клинового гнезда могут быть устроены ролики.
Клиновые затворы по своему устройству однообразны и
отличаются друг от друга лишь в деталях устройства. На
рис. 126 показана одна из конструкций клинового затвора с
вертикальным движением клина.
Рис. 126. Схема устройства клинового затвора.
48. УСТРОЙСТВО МЕХАНИЗМОВ КЛИНОВЫХ ЗАТВОРОВ
В соответствии с назначением затвор 'состоит из следующих
механизмов:
1)	закрывающего механизма;
2)	стреляющего приспособления, включающего ударный и
спусковой механизмы;
3)	выбрасывающего механизма;
4)	различного рода предохранителей;
5)	механизма удержания гильзы или унитарного патрона;
6)	механизма облегчения заряжания.
Последние два механизма в клиновых затворах применяют-
ся редко.
Закрывающий механизм клиновых затворов в основном -со-
стоит из клина, рычагов закрывания и открывания клина и
287
рукоятки ручного открывания и закрывания -затвора. Для
удобства работы угол поворота рукоятки у клиновых затворов
с горизонтальным движением клина не должен превышать 120°,
а у клиновых затворов с вертикальным движением клина по-
ворот рукоятки находится в пределах 80-н 100°. Если открыва-
ние и закрывание затвора производится механизмом полуавто-
матики, то рукоятка -открывания и закрывания затвора
устраивается таким образом, чтобы в процессе работы она
могла бы -отключаться от оси рукоятки и оставалась бы не-
подвижной.
Независимо от того, является ли клиновый затвор с верти-
кальным или горизонтальным движением клина, последний
после закрытия затвора должен «запираться» в клиновом
гнезде. Когда говорят, что затвор «запирается», то под этим
понимают такое устройство закрывающегося механизма, при ко-
тором клин под действием каких бы то ни было сил, возни-
кающих при выстреле, не мог бы выдвинуться из своего гнезда.
Это достигается соответствующим устройством паза, по кото-
рому скользят ролики закрывающих рычагов, о чем было ска-
зано выше.
Стреляющее приспособление служит для производства
выстрела и состоит из ударного и спускового механизмов.
Ударный механизм состоит из ударника с бойком, боевой пру-
жины, боевого взвода, крышки ударника и других более мел-
ких деталей. Ударный механизм должен быть так устроен,
чтобы после удара по капсюлю ударник с бойком отходил
назад. Этот отход по величине должен быть таким, чтобы ко-
нец бойка обстоял от поверхности зеркала затвора не менее
чем на 0,5 мм. Если нет этого, то конструкция ударного меха-
низма должна быть такой, чтобы при открывании затвора сна-
чала взводился бы ударник, и только после этого началось бы
движение клина.
Надежное пробитие капсюльной втулки зависит от со-
ответствующего подбора массы т ударника и усилий бое-
вой пружины. При взведении ударник оттягивается назад
на некоторую величину К, называемую рабочим ходом.
Длина рабочего хода ударника не превышает 30 мм. При
оттягивании ударника происходит сжатие боевой пружины.
Если через /70 и П1 (рис. 127) обозначим начальное и
конечное усилия боевой пружины, то количество А энергии,
аккумулированной пружиной при взведении ударника, опре-
делится из выражения
А = к.
2
288
При спуске ударника энергия пружины будет сообщена
ударнику. Если ту — масса ударника и т — масса пружины,
то можем написать
1
т „ „
3	|/г_	К
2	2
откуда
/70 + Пг
y+y™
где И —скорость ударника в момент удара по дну капсюль-
ной втулки; энергия Еу ударника в момент удара будет
EV = ^L |/\
у 2
Рис. 127. Схема ударного механизма.
’В «качестве боевой пружины обычно применяются цилиндри-
ческие винтовые -пружины, изготовленные из проволоки друг-
лого, прямоугольного или канатного поперечного сечения.
Для надежного воспламенения капсюля в момент удар'а£у
должна быть около 450 кг • мм (для латунных капсюльных
втулок). Нормальный выход бойка за поверхностью зеркала
затвора должен быть равен 2 ± 0,2 мм.
Спусковой механизм предназначается для спуска ударника.
Эти механизмы бывают различного устройства, причем часть
деталей его размещается в казеннике, а часть в клине. На
рис. 128 показана схема стреляющего приспособления 85-мм
зенитной пушки обр. 1939 г.
К стреляющему приспособлению следует отнести также и
механизм повторного взвода ударника, имеющийся у некото-
рых клиновых затворов. Этот механизм предназначается для
19 Э. К. Ларман	289
взведения ударника при осечке. В некоторых клиновых затво-
рах повторное взведение ударника в случае осечки произво-
дится поворотом рукоятки открывания и закрывания затвора
при частичном открывании последнего.
Выбрасывающий 'механизм служит для экстрагирования
стреляной гильзы.
Выбрасывающие механизмы, или просто выбрасыватели у
современных артиллерийских орудий бывают двух основных
типов — рычажные и кулачковые.
Рис. 128. Схема стреляющего приспособления.
По характеру своего действия на экстрагируемую гильзу
выбрасыватели можно подразделить на выбрасыватели удар-
ного действия и выбрасыватели плавного действия с предвари-
тельным последовательным смещением гильзы перед выбра-
сыванием ее из каморы.
Выбрасыватели рычажного типа ударного действия, в виду
их простоты устройства и действия, имеют более широкое рас-
пространение. Рычажные выбрасыватели плавного действия
встречаются реже, хотя они «и обладают большей безотказно-
стью действия.
Выбрасыватели кулачкового типа бывают исключительно
плавного действия.
290
На рис. 129 показан выбрасыватель рычажного типа удар-
ного- действия. Его действие основано на том, что -в конце
открывания затвора клин своими выступами, ударяя по корот-
ким плечам лапок выбрасывателя, сообщает последним
быстрое вращение вокруг оси выбрасывателя, закрепленной в
казеннике.
Поскольку специальные выступы на верхнем конце длин-
ного .плеча лапок находятся под закраиной гильзы, то послед-
няя при повороте лапок экстрагируется из каморы.
Рис. 129. Выбрасывающий механизм ударного действия.
Действие выбрасывателя рычажного типа (рис. 130) с
предварительным плавным вытягиванием гильзы -происходит
в два этапа. На первом этапе (рис. 130,а) под действием фи-
гурной грани ab клина выбрасыватель плавно поворачивается
вокруг некоторого мгновенного центра, одновременно переме-
щаясь относительно своей оси О в пределах овального паза.
Передняя грань при этом скю-льз-ит по торцу казенника. Вслед-
ствие этого поворота производится 'незначительное вытягива-
ние гильзы из каморы. Следует отметить, что в этом периоде
экстракции со стороны выбрасывателя давление на гильзу ока-
зывается весьма значительным, так как точка опоры А выбра-
сывателя на торце трубы располагается на малом расстоянии
от оси канала ствола. Это обеспечивает страгивание гильзы
даже при сильных «заеданиях» в каморе после выстрела.
Во второй (рис. 130,6) этап выбрасыватель действует как
рычажный выбрасыватель ударного действия. В конце откры-
19*	291
вания затвора уступ упора клина ударяет по короткому пле4у
выбрасывателя, вследствие чего лапки выбрасывателя приобре-
тают быстрое вращение :и энергично- экстрагируют предвари-
тельно смещенную гильзу.
Чаще всего выбрасыватель рычажного типа состоит из двух
лапок, которые сидят на одной оси и связаны между собой
жестко, либо подвижно. Однако и при жесткой связи лапки
делаются разъемными с той целью, чтобы в случае поломки
одной из лапок можно было бы заменить, не выбрасывая вторую.
Жесткое соединение лапок выбрасывателя применяется в тех
случаях, когда на выбрасыватель возлагается лишь экстраги-
рование стреляной гильзы. Если же, кроме этой основной
Рис. 130. Схема выбрасывателя с предварительным плавным
вытягиванием пильз.
функции, на выбрасыватель возлагается еще и задача удер-
жания клина в открытом положении при наличии механизма
автоматического закрывания затвора, то соединение лапок
между собой должно быть подвижным. Подвижная связь
между лапками выбрасывателя обеспечивает большую безопас-
ность обращения с затвором, так как при случайном расцепле-
нии Одной лапки с затвором последний будет удерживаться в
открытом положении другой лапкой.
На рис. 131 показана схема действия выбрасывателя ку-
лачкового типа.
Подобный выбрасыватель состоит из двух независимых
друг от друга кулачков одинаковой конструкции и снабжен-
ных поджимными устройствами. В собранном виде кулачки
располагаются в пространстве между боковыми поверхностя-
ми клина и стенкой казенника, опираясь передней гранью на
казенный срез ствола.
292
’цатф ы кулачка, одновр ем енно
на поверхности клина и дуговому
Рис. 131. Схема выбрасывателя
кулачкового типа.
На нижнем конце кулачок имеет соосно расположенные
цапфы Л. Наружная цапфа входит в дуговой паз LL на
стенке казенника, а внутренняя — в фигурный паз S5 на бо-
ковой поверхности клина.
Передняя грань кулачка сделана по дуге. При открывании
затвора (движение вниз)
скользя ПО' фигурному пазу
пазу на боковой поверх-
ности клинового гнезда,
поворачивают нижний ко-
нец кулачка вправо.
Вследствие этого кула-
чок, имея опору в точ-
ке В, начинает вращать-
ся вокруг какого-то мгно-
венного центра вращения
и, работая, как двупле-
чий рычаг, извлекает из
каморы стреляную гиль-
зу-. Очертания обоих па-
зов выбрано так, чтобы в
начале открывания зат-
вора поворот кулачка
происходил бы медлен-
но и вызвал бы незначи-
тельное смещение гиль-
зы. К концу же откры-
вания затвора поворот ку-
лачка происходит быстро
и действие его на гильзу
носит ударный характер.
В самый последний мо-
мент открывания затвора
внутренняя цапфа захо-
дит в горизонтальный
участок фигурного паза SS
удерживает последний в открытом положении.
В начальный момент экстрагирования гильзы точка В опо-
ры кулачка находится очень близко к верхнему концу кулачка,
вследствие чего усилие Рэ, передающее на гильзу, является
весьма значительным и может произвести первоначальный
сдвиг гильзы даже при сильном «заедании».
По мере открывания затвори плечо 1г уменьшается, а пле-
чо /2 увеличивается.
Рассмотренный тип выбрасывателя обеспечивает плавную
экстракцию гильзы и выгодное распределение усилий, дей-
293
боковой поверхности клина и
на
ствующих на выбрасыватель и гильзу. К недостаткам меха-
низма этого типа следует отнести сравнительно малый коэф-
фициент полезного действия, что объясняется потерями на
трение цапф кулачков в фигурных пазах и передней грани о
казенный срез ствола.
49. УСЛОВИЯ ЭКСТРАКЦИИ ГИЛЬЗЫ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ
ОСНОВАНИЯ РАБОТЫ ВЫБРАСЫВАТЕЛЯ УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ
Чаще всего экстракция гильзы производится при накате,
поэтому для абсолютной скорости Йэ.а гильзы (рис. 132) при
ее экстрагировании можно написать следующее выражение:
V9.a = И,.г - и3,	(382)
где
Иэ.г — относительная (относительно ствола) скорость гиль-
зы при экстракции;
и3 — скорость наката ствола после экстракции.
Рис. 1321. Схема экстракции гильзы при <р = 0.
Однако скорость наката и3 после экстракции гильзы ма-
ло отличается от скорости «э наката до начала экстракции,
а поэтому в практических расчетах можно принять, что
и3 = иэ и, следовательно,
Уэ.л = 14.г — «э.	(382')
Скорость Кэ.а должна быть такой, чтобы при угле воз-
вышения <р, равном нулю, гильза после экстракции отлетела
бы от орудия на такое расстояние, чтобы не мешать даль-
нейшей работе орудийного расчета.
В орудиях сухопутной артиллерии таким расстоянием при-
нимается хг, равное 1,5 -4-2,0 м.
294
Рассматривая гильзу как свободно задающее тело и пре-
небрегая сопротивлением -воздуха, можем написать следующие
уравнения движения центра массы после экстракции:
Хг=Х.аГ
0	2
(383)
где
хг — расстояние по горизонту, проходимое центром массы
гильзы до момента падения ее на землю;
/70 — высота линии огня;
Т — время падения гильзы.
Исключая время Т из первого уравнения системы (383),
получим
v-‘=xV^VKx" р84)
Из выражения (382) имеем, что
Уэ.г— V's.a Н- иэ.	(385)
Подставляя в эту формулу значение Иэ.а, получим
V9.r = ^=xr + u3.	(386)
Скорость К.г является той скоростью гильзы, относи-
тельно ствола, которая должна быть сообщена выбрасыва-
телем в момент экстракции. Для орудий сухопутной ар-
тиллерии можно принять приближенно, что хг = 2,0 м,
Нй=\,2 м и мэ « 0,5 м/сек.
При этих данных нетрудно при помощи простого рас-
чета убедиться, что скорость Иэ.г должна быть 5-^-6 м/сек.
В танковых и самоходных установках можно допустить,
чтобы скорость Иэг была бы 14-1,5 м/сек.
После этих общих соображений о необходимой ско-
рости экстракции гильзы обратимся к непосредственному
рассмотрению работы выбрасывающего механизма ударного
действия.
Для того чтобы гильзе была сообщена скорость экстрак-
ции 1/э.г, клин, очевидно, в момент удара по малым плечам
лапок выбрасывателя должен обладать определенной кине-
тической энергией
£к =
^к^кО
2
(387)
295
где
тк — масса клина;
14о — скорость клина в момент удара его по малому
плечу лапки выбрасывателя.
Сам же выбрасыватель должен быть так устроен, чтобы
вся эта энергия была бы израсходована на -сообщение гильзе
скорости Уэ.г и чтобы к моменту остановки лапок выбрасыва-
теля при сцеплении! их с клином скорость последнего была бы
равна нулю. Эти два основных положения и кладутся в осно-
вание устройства выбрасывателей ударного действия.
Напишем выражение (рис. 133) для кинематической энер-
гии Е системы: -выбрасыватель — гильза
Е =	+ "*Г^9Г ,	(388)
где
/в — момент инерции лапок выбрасывателя;
«>—угловая скорость выбрасывателя.
Если через Ц>к обозначить окружную или касательную
скорость конца малых лапок выбрасывателя, то можно
написать
ш	,	(389)
где г и R — величины малого и большого плеч выбрасыва-
теля.
Имея это в виду, перепишем уравнение (388) в следую-
щем виде:
Е ==	°-к + .'ПгУ°к^. =	.	(390)
2Л2 т 2г2	2	7
где тпр = —— ------приведенная к точке А удара масса
гильзы и лапок выбрасывателя.
Для того чтобы не вводить в рассмотрение время
удара t, воспользуемся импульсами удара /к клина и /Вб
выбрасывателя и напишем выражения изменения количе-
ства движения к концу удара клина по малому плечу вы-
брасывателя:
для клина
Отк (14о — Ук ) = 7к sin а;	(391)
для конца малого плеча выбрасывателя
«пр Иок = 4Р sin (а + <р),	(392)
где Ук — скорость клина после удара.
296
Практически можно принять, что /К=4Р (средние зна-
чения), тогда на основании формул (391) и (392) получим
Рис. 133. Схема действия выбрасывателя ударного действия.
Величина k является коэффициентом передачи от клина
к выбрасывателю. Из формулы (393) будем иметь
Уок
( ^ко — FK)
(394)
297
Известно, что между относительными скоростями соуда-
ряющихся тел до и после удара существует определенное соот-
ношение, которое определяется коэффициентом восстановления,
величина которого зависит от физических свойств соударяю-
щихся тел. Обозначая этот (коэффициент восстановления че-
рез b и имея в виду, что до> удара скорость концов малых ла-
пок выбрасывателя была равна нулю, можем написать
__ Уок Sin (а + ср) — Ук sin а
Ко Sin а
(395)
Если разделим числитель и знаменатель в формуле (395)
. /	sin а ,
на sin(a + <p), и имея в виду, что	--- = к, получим
(396)
(397)
(397), должна
формуле (394).
b V0K-kVK
kVK0
или
bkVK0 = V0K - kVK ,
откуда
Кк = А(6Ко + К).
Скорость Vok, вычисленная по формуле
быть равна скорости Кк, вычисленной по
Из формулы (394) имеем
7ПК VkO	—— ^!/ИПр К>к*
Подставляя в эту формулу Кк, из формулы (397) по-
лучим
тк Ко — mKVK—k.zmnpbVKo
или
К (k2m„p 4- тк) — [тк — k2bmnp) Ко-
Откуда
К = ”K-fe2^nP	Ко = Л----------—— \ Ко	(398)
Ртпр + тк	I	тк	I
у	^«пр	/
ИЛИ
К = Ко-------Ш— Ко.	(398')
1 +
&2/ИПр
Зная скорость VK, подставим ее значение в формулу
(394) и после соответствующих преобразований получим
Кк= П- ^0-	(399)
j , /^пр
/ик
298
ft
Так как Узл=У0К —, то из уравнения (399) будем
Г
иметь
1/эг=— • 	Ко	(400)
Г j fe^np
тк
или ,
, , ?twnp
Ко = К.г 4 '	-	(400')
R k (b + 1)
Эти уравнения дают возможность, зная конструктивные
характеристики выбрасывателя, по заданной скорости К.г
экстракции гильзы определить необходимую скорость Ко
удара клина по малому плечу лапок выбрасывателя или
же перейти от скорости Ко к скорости К.г.
Выше уже было указано, что желательно, чтобы в
конце удара скорость Ук = 0.
Для того чтобы удовлетворить этому условию, на осно-
вании формулы (398) необходимо, чтобы
Откуда
1--..& + 1 * .=0.
1+-^
Wznp
Ь = -^~ .
£5/ИПр
(401)
Вообще говоря, коэффициент восстановления b при-
мерно равен 0,5-? 0,6.
Так как
т 1 ^вр 4- mrR%
--------------------’
то
&=—.
k3(IBp + mrR3)
Ввиду малости значения момента инерции /вр его вели-
чиной можно пренебречь, после чего получаем
1 .
k3 тТ R3 '
(402)
299
Решая это выражение относительно—, будем иметь
—(403)
г k у Ьтг
Таким образом, если отношение — будет выбрано на
основании формулы (403), то энергия клина после удара
теоретически должна обратиться в нуль. Практически же
энергия клина в конце удара при прочих равных условиях
будет иметь минимальное значение1.
50. ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО ПОРШНЕВЫХ ЗАТВОРОВ
Поршневой затвор соединяется с казенником или кожухом
посредством поршня, имеющего на наружной поверхности на-
резку. В зависимости от расположения нарезки поршневые
затворы могут быть разделены на две основные группы:
1) поршневые затворы, у которых поршень имеет сплош-
ную нарезку;
2) поршневые затворы, у которых нарезка на поршне рас-
положена секторами.
У затворов последней группы поршень может иметь ци-
линдрическую или коническую форму.
К затворам первой группы относятся эксцентрические затво-
ры, которые могут быть применены только в Случае гильзового
заряжания.
Преобладающее большинство поршневых затворов совре-
менных орудий относится ко второй группе.
Чтобы избежать перекосов и заклинений, поршень должен
быть хорошо центрирован в своем гнезде. Под действием дав-
ления пороховых газов поршень при (неудовлетворительной
центровке после выстрела может принять несимметричное по-
ложение, что приведет к тугому открыванию затвора. Это яв-
ление весьма резко проявляется у поршневых затворов, у ко-
торых длина нарезной части поршня по сравнению с диамет-
ром незначительна. Проф. Н. Ф. Дроздов указывает, что при
отношении — (длины поршня к его диаметру) несколько
меньшем 0,6 открывание становится невозможным или крайне
трудным, как только максимальное давление в канале ствола
достигнет 2000 кг!см2. При отношении — равном единице
это давление можно доводить до 3500 кг!см2 без серьезных
1 А. Н. Куприянов. Основы расчета и проектирования полуавто-
матических затворов артиллерийских орудий. Оборонгиз. 1951.
300
затруднений для открывания затвора. Чрезмерно большая
длина поршня также невыгодна при открывании и закрывании
затвора. Так, при наличии длинного поршня, что чаще всего
имеет место при применении пластического обтюратора, порш-
невой затвор приходится открывать в три такта:
а)	поворот поршня до расцепления его нарезных секторов
с нарезными секторами гнезда,
б)	выдвигание поршня из гнезда при неподвижной раме
затвора,
в)	поворот рамы с поршнем относительно казенного среза
ствола.
Кроме понижения скорострельности, подобная конструкция
Трехтактного затвора приводит к усложнению механизма от-
крывания и закрывания.
Профиль витка для нарезки поршня имеет форму равно-
бедренного треугольника.
Угол а у основания равен 40 — 45°. Угол наклона витка
меняется в пределах от 1° 10' до 1°20'.
Наибольший диаметр нарезки Dx выбирается в зависи-
мости от диаметра дна каморы
= clK (3,5 7,0) мм,
где dK — диаметр дна каморы.
Шаг нарезки определится из выражения
p1 = rzD1tgi9	(404)
где i — угол наклона нарезки.
Если число витков п, то длина нарезной части поршня
l = npv	(405)
После установления элементов профиля нарезка прове-
ряется на срез, изгиб и удельное давление.
Если через Rs обозначим допускаемое напряжение на
срезание, то можем написать
Рюлт ~~Т" =
4
откуда
<406>
Коэффициент р учитывает наличие гладких секторов на
нарезной части поршня. В зависимости от устройства на-
резки р может иметь значения от половины до двух третей.
При наличии двух гладких и двух нарезных секторов р рав-
на половине (рис. 134), а при ступенчатой нарезке р равна
двум третям.
301
Ёсли обозначим через Rb допускаемое йапряжение на
изгиб, а через Rd допускаемое напряжение на сжатие, то
нетрудно получить следующие зависимости:
Rb = ~ Rs	(407)
Pl
и
=	(408)
где
t^-±- ;
Sin a
h — высота нарезки;
a —угол наклона грани нареза у основания.
Рис. 134. Поперечные сечения поршней затвора.
Величина Rd для стали колеблется в пределах
8-Н4 кг/мм\
Для того чтобы при открывании и закрывании затвора не
происходило заедания в нарезке поршня, поршень (всегда дол-
жен быть хорошо центрирован в гнезде, что зависит от пра-
вильного расположения рамы затвора и центрирования поршня
в ней. В процессе службы происходит износ проушин рамы, а
также и витков нарезки поршня, при помощи которых послед-
ний вращается в раме, вследствие чего центрирование поршня
по отношению к поршневому гнезду в казеннике нарушается,
и витки поршня получают некоторый наклон к оси поршневого
гнезда, чем витки на поверхности последнего. Все это приводит
к заеданию поршня в гнезде.
302
Рис. 135. Общий вид поршневого затвора.
1 — поршень; 2 — рама; 3 — рукоятка; 4 — ручка; 5 — инерционный
стопор; 6 — гребенка; 7 — спусковая рукоятка; 8 — планка меха-
низма’для облегчения£заряжания.
Рис. 136. Общий вид поршневого затвора с пластическим
обтюратором.
1 — рама; 2 — поршень; 3 — головка грибовидного стержня; 4 — гребенка;
5 и 6 — зубчатки закрывающего механизма; 7 — курок; 8 — втулка;
ударник; 10 - обтюраторное кольцо; 11 — рейка с боевой пружиной.
303
Первыми признаками нарушения центрирования поршня в
поршневом гнезде казенника является появление скрипа или,
как принято говорить, «хрипения» затвора при его открывании.
Поскольку работа поршневых затворов чувстви-
тельна к износу, то не следует без надобности
производить частые открывания и закрыва-
ния их в процессе учебных бавятий.
На рис. 135 показана наиболее типичная конструкция
поршневого затвора.
На рис. 136 показана конструкция поршневого затвора с
пластическим обтюратором.
51. УСТРОЙСТВО МЕХАНИЗМОВ ПОРШНЕВОГО ЗАТВОРА
Запирающий механизм в поршневых затворах (рис. 135
и 136) состоит из поршня, рамы поршня, рукоятки с осью и
ручкой и механизма для передачи движения от рукоятки к
поршню и раме. Для удобства открывания двухтактных порш-
невых затворов угол поворота рукоятки не должен превы-
шать 120°. Устройство закрывающих механизмов должно' быть
таким, чтобы в момент выстрела не могло произойти самопро-
извольного -открывания затвора. В поршневых .затворах это
достигается оцеплением рукоятки затвора с рамой и постанов-
кой специальных стопоров инерционного или механического
действия.
Ударные механизмы поршневых затворов бывают ударни-
ковые и молотковые. Принцип устройства и работы ударнико-
вых механизмов такой же, как и у ударных механизмов кли-
новых затворов, и отличается от последних лишь конструктив-
ным оформлением. На рис. 137 показана принципиальная
схема ударного механизма ударникового типа.
При оттягивании курка назад отходит назад и ударник, а
трубка ударника Подается вперед. Вследствие такого переме-
щения деталей происходит двойное сжатие боевой пружины
между кольцевым выступом в передней части ударника и дном
трубки ударника. При сжатии в пружине аккумулируется
энергия, которая потом расходуется на сообщение живой аилы
ударнику, необходимой для воспламенения капсюля и для
оттягивания назад ударника после того, как будет освобожден
курок.
На рис. 138 показана конструкция молоткового ударного
механизма, который состоит из бойка, молотка и рейки с бое-
вой пружиной. На кольце молотка укрепляется боевой шнур,
которым оттягивается курок и который вращается вокруг своей
оси против часовой стрелки. При этом молоток сцепляется
зубчатым сектором с рейкой поршня, передвигает последний
влево, вследствие чего происходит сжатие боевой пружины.
304
Рис. 137. Схема ударного механизма.
Рис. 138. Схема молоткового ударного механизма.
20 Э. К. Ларман
305
В некоторый момент боевой шнур с кольца срывается, hi бое-
вая пружина, разжимаясь, сообщает молотку вращательное
движение в обратном направлении. При ударе по бойку по-
следний приобретает определенную энергию, которая расхо-
дуется на разбитие капсюля.
Рассмотренный нами ударный механизм чаще всего на-
ходит применение в затворах с пластическим обтюратором, где
он предназначается для разбивания капсюля ударной трубки.
Однако по этому принципу могут быть созданы ударные ме-
ханизмы для орудий, имеющих гильзовое заряжание.
Гребенка
казенник
инерционный предохранитель
Пружина инерционного предохранителя
Рис. 139. Схема инерционного предохранителя.
По принципу работы, а также по своему устройству выбра-
сывающий механизм в поршневых затворах мило отличается
от выбрасывающего механизма ударного действия клиновых
затворов. Удар по малым плечам лапок выбрасывающего ме-
ханизма чаще всего производится рамой затвора при его от-
крывании. Для того чтобы было произведено надежное экстра-
гирование гильзы, открывание поршневого затвора необходимо
производить резко с тем, чтобы удар рамы затвора по лапам
выбрасывателя происходил бы с определенной скоростью.
Предохранительные механизмы в затворах могут иметь
различное назначение. Чаще всего они предназначаются для
того, чтобы предотвратить возможность открывания затвора
без дополнительных действий, если после спуска ударника не
произошел выстрел. В этом случае предохранительные меха-
низмы встречаются в виде самодействующих инерционных пре-
дохранителей. Конструкция подобного предохранителя пока-
зана на рис. 139. Во время выстрела под действием сил инер-
ции предохранитель, сжимая пружину, утапливается в гнездо»
казенника и тем самым освобождает гребенку затвора.
306
Инерционные предохранители могут быть устроены и так,
чтобы их работа совершалась или в конце отката, или в про-
цессе наката ствола.
Иногда в затворах имеется приспособление для выключе-
ния предохранителей в процессе учебных занятий. Это имеет то
преимущество, что орудийный расчет при обучении действию
затвором не нужно обучать приему отвода предохранителя
вперед, который при стрельбе не должен совершаться.
Рассмотрим действие инерционного предохранителя, дей-
ствующего во время выстрела. Величина силы инерции / пре-
дохранителя определится из выражения
(409)
VO
где
q — вес инерционного предохранителя;
Qo — вес откатных частей;
R — сила сопротивления откату.
Сила Рс сопротивления движению предохранителя будет
складываться из силы сопротивления пружины и слагающей
веса тела инерционного предохранителя, т. е.
Рс =/7ср + g Sin ^тах,	(410)
где
/7ср — среднее значение усилия пружины;
fmax — наибольший угол возвышения.
Величина коэффициента п запаса взводимости
определится из выражения
« =	(411)
У надежно работающих инерционных предохранителей
п находится в пределах 4,0-^5,0.
При наличии поршневого затвора снаряд приходится досы-
лать в канал ствола через поршневое гнездо, диаметр кото-
рого больше, чем диаметр дна каморы. Кроме того, в порш-
невом гнезде имеются нарезные секторы для сцепления с
нарезными секторами поршня затвора. Для того чтобы при
заряжании снаряд своей головной частью не утыкался в раз-
личного рода выступы в поршневом гнезде, а при дальнейшем
движении не задевал за ник и ведущим поя оком, устраивается
специальный механизм облегчения заряжания (рис. 140), на-
правляющая планка которого устраняет указанные выше
неудобства. При открывании затвора направляющая планка
поднимается и подается вперед, и снаряд при заряжании дви-
гается по ее верхней поверхности и досылается в канал ствола
без каких-либо утыканий.
20*	307
При закрывании затвора планка опускается на свое место
и не мешает закрыванию затвора. Движение планке передает-
ся следующим образом.
На нижнем конце квадратного сечения оси рукоятки надета
муфта с фигурным пазом. В этот паз входит кулачок оси подъ-
емного рычага планки. При повороте рукоятки затвора для его
открывания после того как поршень начнет выходить из за-
Рис. 140. Механизм облегчения заряжания.
творного гнезда, кулачок оси планки’под давлением грани фи-
гурного паза муфты начинает поворачивать ось рычага и ры-
чаг, а последний поднимает планку и двигает вперед. При
закрывании затвора действие происходит в обратном порядке.
Если заряжание производится при больших углах возвы-
шения, то можно опасаться выпадания досланной в камору
гильзы или патрона. Для предупреждения этого устраивается
удерживающий механизм, или .просто удержник а (рис. 141).
Удержник посажен на -ось со шпонкой. При закрытом затворе
удержник удерживается шпонкой оси в поднятом положении.
В конце открывания затвора, после экстрагирования стре-
ляной гильзы, ось удержника зацепом рукоятки продвигается
вправо, шпонка выходит из паза удержника, а в отверстие
удержника входит цилиндрическая часть оси без шпонки.
Тогда удержник своим весом опускается и занимает наклон-
ное положение. При заряжании- снаряд или гильза припод-
нимают передний конец удержника, и как только дно снаряда
или гильзы подвинется за удержник, последний опускается и
препятствует выпаданию досланных в канал ствола элементов
выстрела.
308
При закрывании затвора поршень подай мает удержник и
удерживает его в верхнем положении.
Удерживающий механизм может быть применен и' у кли-
новых затворов.
Помимо рассмотренных механизмов, у затворов могут быть
другие вспомогательные механизмы .и предохранители. К по-
следним можно отнести механизм взаимной замкнутости, ко-
Рис. 141. Поршневой затвор.
торый не позволяет открыть затвор до тех пор, пока ствол не
будет надежно соединен с противооткатными устройствами.
Все подобного рода механизмы простого устройства, а поэтому
на рассмотрении их останавливаться не будем.
52. СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ И УСТРОЙСТВА
ЗАТВОРОВ ТАНКОВЫХ И САМОХОДНЫХ ОРУДИЙ
При стрельбе по быстродвижущейся цели, а также с хода
из танковой и самоходной пушки на действительность стрель-
бы влияет ряд факторов, среди которых немалое значение
имеет время запаздывания выстрела t3, составной частью ко-
торого является цремя срабатывания спускового механизма.
Для повышения действительности стрельбы с хода указан-
ные орудия снабжаются специальными спусковыми меха-
низмами.
Спусковые механизмы ^могут быть разделены на механи-
ческие и электрические. Первые, в свою очередь, подразделя-
ются на ножные и ручные.
На рис. 142 схематически представлена конструкция нож-
ного спускового механизма.
309
Подобного типа механические спусковые механизмы обла-
дают 'Следующими основными недостатками!:
а)	большое время срабатывания 'механизма,
б)	громоздкость конструкции,
в)	необходимость большого давления на педаль во время
производства выстрела (от 35 до 60 кг).
Рис. 142. Ножной Рис. 143. Схема ручного спускового механизма.
СПУСКОВОЙ механизм. 1 — спусковая кнопка; 2 — рычаг; 3 — трос; 4 — корпус
защелки; 5 — защелка; 6 — трубка; 7 — шток; 8 — крон-
штейн; 9 — казенник орудия; 10 — пружина штока;
11 — рычаг; 12 — курок; 13 — толкатель с пружиной;
14 — поджим.
Ручные спусковые механизмы по сравнению с ножными
(рис. 143) имеют меньшие габариты, требуют небольшого уси-
лия от стрелка три производстве выстрела и имеют меньшее
время срабатывания.
Кроме всех этих недостатков, 'все механические спусковые
механизмы требуют тщательной регулировки.
Электрические спусковые механизмы обладают меньшим
временем срабатывания, компактностью и простотой конструк-
310
ции, не требуют сложной регулировки и больших усилий от
стрелка при производстве выстрела.
Электрические спусковые механизмы могут быть подразде-
лены на электромагнитные и электрозапальные.
При применении электромагнитного спускового механизма
не требуется конструктивного изменения затвора hi капсюльной
втулки. Принцип работы его заключается в том, что взведение
ударника и удержание его в этом положении производится
электромагнитом. В момент производства выстрела при нажа-
тии кнопки происходит размыкание электрической цепи, и
электромагнит прекращает удерживание ударника во взведен-
ном положении.
Может быть и другое использование электромагнита — воз-
действие в момент выстрела непосредственно на спусковой
механизм.
Рис. 144. Схема электрозапального механизма.
/ — кнопка спуска; 2 — аккумулятор; 3 — электрический мостик;
4 — контакт; 5 — пружина; 6 — скользящие контакты;
7 — гильза.
Таким образом, электромагнитный спусковой механизм
составляет сочетание электрического устройства с механиче-
ским и по времени qpai6aTbrBaHHH занимает промежуточное
положение между механическим и электрозапальным меха-
низмом.
Принципиальная схема электрозапального механизма пока-
зана на рис. 144.
При применении электрозапального механизма необходимо
иметь специальный затвор с изоляцией отдельных деталей и
узлов, целую систему скользящих контактов и, наконец, спе-
циальную электрозапальную капсюльную -втулку с нихромовым
либо платиновым мостиком для воспламенения боевого заряда.
311
Существуют и такие конструкции стреляющих приспособ-
лений, где, помимо электро-запального механизма, сохранено
также ударное стреляющее приспособление.
Принципиальная схема такого механизма и соответствую-
щей капсюльной втулки приведено на рис. 145. Включая
тумблер 1, затем нажимая на кнопку 2, расположенную на
рукоятке подъемного механизма, наводчик замыкает электри-
ческую цепь. Ток от аккумулятора поступает на стаканчик 6
втулки 7. Стаканчик соединен с корпусом капсюльной втулки
(т. е. массой орудия) посредством нихромовых нитей электро-
запала, которые проходят через пороховой воспламенитель.
При прохождении тока нихромовые нити накаливаются и вос-
пламеняют воспламенитель, вследствие чего происходит
выстрел.
5
Рис. 145. Схема спускового механизма с электрозапалом.
В случае отказа электрического стреляющего приспособле-
ния выстрел может быть произведен также и механическим
путем. В этом случае при воздействии наводчика на боевой
взвод 3, ударник 5 освобождается и .под действием боевой
пружины устремляется вперед, ударяя по венцу А бойка 4,
который своим ударом по дну стаканчика 7 воспламеняет кап-
сюль, а последний воспламенитель.
При применении электрических 'приспособлений для произ-
водства выстрела в электрическую цепь могут быть включены
различного рода предохранители, иногда называемые блоки-
рующими устройствами. Такими предохранителями ‘могут быть
приспособления, автоматически размыкающие электрическую
цепь электрозапала во время отката и наката ствола, или
приспособление, размыкающее цепь при недостатках жидко-
сти в тормозе отката и т. д.
Для более полной сравнительной оценки стреляющих при-
способлений рассмотрим некоторые числовые данные, харак-
теризующие их работу и приведенные в таблице 16.
312
Как известно, под временем запаздывания t3 выстрела
понимают промежуток времени, начиная от момента окон-
чания наводки наводчиком до момента вылета снаряда из
канала ствола.
Время запаздывания состоит из следующих четырех со-
ставляющих:
t} — время запаздывания самого наводчика;
f2 — время срабатывания спускового механизма;
t3 — время срабатывания стреляющего механизма затвора;
— время воспламенения боевого заряда и движения
снаряда по каналу ствола.
Таблица 16
Числовые данные, характеризующие работу стреляющих
приспособлений
Виды механизмов	Составляющие				
	л	^2			t3 I
Механический		0,02	0,120	0,060	0,0085	0,200
Электромагнитный . . .	0,02	о,ояо	0,060	0,0085	0,164
Электрозапальный . . .	0,02	0,006	0,000	0,0085	0,034
Из таблицы видно, что время запаздывания у электрозапа-
ла примерно в семь раз меньше, чем у механических стреляю-
щих устройств, причем это преимущественно достигается глав-
ным образом за счет времени t2 срабатывания спускового
механизма.
Преимущества малого времени запаздывания в боевом от-
ношении могут быть охарактеризованы (предельным значением
изменения дальности при стрельбе с хода из пушки на дистан-
цию 1000 м (при прочих равных условиях): при механическом
спуске ±970 м, электромагнитом ±670 м и электрозапа-
ле ±50 м.
Таким образом, электрозапальные механизмы обладают
несомненными преимуществами ino сравнению с другими стре-
ляющими устройствами. Следует ожидать, что они найдут ши-
рокое применение не только у орудий, стреляющих с подвиж-
ного основания, но и у неподвижных орудий, стреляющих по
быстродвижущимся целям.
53. УСТРОЙСТВО ПЛАСТИЧЕСКИХ ОБТЮРАТОРОВ
На рис. 146 показана принципиальная схема устройства
современных пластических обтураторов. Обтюратор состоит
из грибовидного стержня /, обтураторной подушки 2, чашки 3,
переднего разрезного кольца 4, заднего разрезного кольца 5,.
313
внутреннего кольца 6 и подкладных дисков 7. По оси грибо-
видный стержень имеет сквозной канал для сообщения огня
<боевому заряду.
Во время выстрела грибовидный стержень своей головкой
воспринимает давление пороховых газов ’и, перемещаясь под
действием этого усилия назад, сжимает обтюраторную по-
лушку. Последняя, будучи изготовленной из пластической
6	7 2 4
5	3
Рис. 146. Схема устройства пластического обтюратора.
массы, под действием давления грибовидного стержня во вре-
мя выстрела расширяется в радиальных направлениях и при-
жимается к скату каморы, чем и достигается обтюрация поро-
ховых газов между казенником и затвором.
Для безотказной работы обтюратора подобного устройства
необходимо, чтобы:
—	давление со стороны подушки обтюратора на скат ка-
моры было больше, чем давление прорывающихся пороховых
газов;
—	обтюраторная подушка для обеспечения плотного при-
легания к окату была изготовлена из пластичного и в то же
время достаточно прочного материала;
—	материал обладал высокой температурой плавления и
-не приставал к стенкам гнезда и к затвору;
-314
—	обтюратор после выстрела не ’препятствовал открыва-
нию затвора и свободно извлекался из гнезда.
Кроме того, обтюратор должен:
—	быть простым .и дешевым в производстве;
—	надежным в эксплуатации;
—	не снижать технически возможной для данной системы
скорострельности;
—	легко ’поддаваться ремонту и замене в боевых условиях.
Если принять допущение, что давление, передаваемое фи-
бовидным стержнем на обтюраторную подушку, в массе ее
распространяется по такому же закону, как в жидкости, то
можем написать
tzD2
Рк„—r=p06-f р2г-^)>	(412)
где
р кн — давление пороховых газов на головку грибовидного
стержня;
Dr—диаметр головки грибовидного стержня;
dz — диаметр хвостовой части грибовидного стержня;
Ров — давление со стороны обтюраторной подушки на скат.
Решая это уравнение относительно роб, получим
02
(413)
или
Роб—Ркн
(414)
с	rfc 1
Если допустить, что отношение — = — , то
Zxp	о
Роб = ~г"Ркн»	(415)
о
т. е. давление со стороны обтюраторной подушки на скат
больше давления прорывающих пороховых газов, чем и
удовлетворяется первое основное требование к обтюратору
и обеспечивается надежность обтюрации.
Так как масса обтюраторной подушки обладает некото-
рой упругостью, то распространение давлений в подушке
иное, чем в жидкости. Исследования показывают, что со-
отношение между давлениями ро6 и ркп лучше определять
по формуле
D2
Роб=т^Р^» п2 "	’	<416)
>•— Р- Dt—d2
315
где рь — коэффициент Пуассона.
Величина коэффициента у- зависит от свойств массы и
колеблется в пределах 0,36-^0,46.
Поскольку роб, как это видно из формулы (416), зависит
не только от соотношения Dr и dz, но и от свойств массы,
то необходимо иметь в виду, что замена одной массы об-
тюраторной подушки другой при готовом грибовидном
стержне не всегда может оказаться возможной.
Для того чтобы не создавать чрезмерно больших уси-
лий в обтюраторной подушке, но чтобы обеспечить
грибовидный стержень делается так, чтобы было соблюдено
неравенство
1 б/с 1
з	2
(417)
Надежность работы пластического обтюратора в значитель-
ной степени зависит от качества массы, из которой изготовле-
на обтураторная подушка. Как это вытекает из рассуждений,
приведенных выше, масса должна удовлетворять нижесле-
дующим основным требованиям:
—	обладать достаточной -пластичностью, которая не долж-
на меняться в зависимости от температуры;
—	быть прочной и химически стойкой.
Несмотря на то, что подобного рода обтюраторы суще-
ствуют более пол века, все же рецептуру массы и ее изготов-
ление нельзя считать окончательно установившимися.
Первоначально состав массы для обтюраторной подушки
был установлен следующий: асбеста 70% и бараньего сала 30%.
Асбест составлял основу подушки, а сало выполняло- роль
связывающего вещества.
Масса некоторых современных обтюраторных подушек
точно так же состоит из асбеста и пропитки различной рецеп-
туры.
Для изготовления массы обтюраторной подушки исполь-
зуется асбест лучшего качества.
Наша промышленность изготовляет высококачественный
асбест «Крюд», который по своим качествам не уступает ино-
странным асбестам типа «Амозит».
В последнее время начинают получать широкое распростра-
нение массы различной рецептуры, не содержащих асбеста.
Следующим элементом обтюраторной подушки является ее
обшивка, которая может быть парусиновой или металлической.
Обшивка — парусиновый чехол предохраняет массу подушки
от выкрашивания, а также от частичного дробления при сжа-
тии подушки во время выстрела.
316
Парусина должна иметь граденаплевое переплетение.
Граденаплевым переплетением называется такое, при котором
каждая нить основы переплетается с каждой нитью утка. Та-
кая ткань при прочих равных условиях крепче тканей всех
других переплетений, так как взаимных перехватов основы и
утка по длине нити будет максимальное количество.
Вместо парусины иногда применяют сетку из медной про-
волоки с диаметром 0,3—0,35 мм, сетка имеет 100—150 ячеек
на 1 см2. Сетка должна иметь саржевое переплетение (пере-
плетение в елочку). Саржевое переплетение придает сетке
меньшую прочность, но большую гибкость, так как нити не
так часто перехвачены одна другой.
По прочности хорошая парусина и медная сетка практиче-
ски равноценны. По огнестойкости парусина, очевидно, усту-
пает медной сетке. Однако, применяемая металлическая чаш-
ка, которая облегает подушку с передней поверхности, доста-
точно хорошо предохраняет парусиновую обшивку от прожогов.
Основным недочетом парусиновой обшивки, очевидно, яв-
ляется то, что она впитывает значительно больше влаги, чем
медная сетка. Во время стрельбы происходит нагрев обшивки,
которая, будучи увлаженной, приводит к некоторому разбуха-
нию подушки, вследствие чего становится невозможным за-
крыть затвор. Для борьбы с этим нежелаемым
явлением в процессе стрельбы необходимо
обтюратор оберегать от атмосферных осад-
ков (дождь, снег) и держать затвор по возможно-
сти за кр ытьим.
Основным назначением переднего и заднего разрезных ко-
лец, а также внутреннего неразрезного кольца является пре-
дохранение от разрушения обшивки обтюраторной подушки,
которое 'может произойти во время выстрела вследствие вдав-
ливания массы обтюраторной подушки в щели между головкой
грибовидного стержня и обтюраторным скатом, между послед-
ним и конусом поршня, а также в зазор между ножкой гри-
бовидного стержня и стенками отверстия в поршне. Кроме
этого, достаточно плотное и размерное прилегание во время
выстрела наружной поверхности переднего кольца к обтюра-
торному скату уменьшает возможность доступа пороховых га-
зов к подушке, чем уменьшается вероятность прожога об-
шивки.
54. УСТРОЙСТВО КАЗЕННИКОВ
Казенной частью ствола называется та часть его, в которой
помещается затвор, запирающий канал ствола во время вы-
стрела. В первых артиллерийских орудиях затвор помещался
непосредственно в трубе или в кожухе.
317
В современных конструкциях артиллерийских систем ка-
зенная часть ствола представляет со-бой отдельную деталь,
обычно навинтную (съемную), и в этом случае носит название
казенника. Казенник для определенного типа системы должен
подходить к любому стволу данного типа орудия, т. е. должна
быть полная взаимозаменяемость как казенников, так и затво-
ров, что дает возможность использовать последние от испор-
ченных стволов для стволов, пригодных к службе.
Все современные казенники можно подразделить на ка-
зенники:
1) непосредственно соединяемые со стволом;
2) соединяемые со стволом с помощью втулок или муфт.
На рис. 147 показана конструкция казенника первой
группы. В этой конструкции казенник имеет нарезку для не-
посредственного навинчивания его на ствол.
Рис. 147. Схема наземника.
На рис. 148 показаны принципиальные схемы конструкции
казенников второй труппы в случае применения клинового
затвора с горизонтальным движением клина. На рис. 148,а
приведена конструкция казенника, когда он используется для
соединения наружной оболочки ствола с внутренней трубой.
На рис. 148,6 показана аналогичная конструкция казенника
для ствола моноблока. В обоих -случаях при вращении гайки 2
казенник натягивается на казенную часть ствола.
На рис. 148,в показана принципиальная схема соединения
казенника 1 со стволом моноблока при помощи стяжной
муфты 2, которая на обоих концах внутри имеет нарезку для
соединения как с нарезкой передней части казенника, так и с
нарезкой, сделанной на утолщении ib казенной части ствола.
Преимущества подобной конструкции казенников заклю-
чается в том, что при их снимании и надевании нет надобно-
сти оттягивать ствол назад (в тяжелых -системах это может
быть весьма затруднительно). Кроме того, такая конструкция
318
Рис. 148. Типы казенников.
31 &
пр,и снимании и надевании казенника предохраняет от повреж-
дения нарезку.
Помимо этих двух типов, существует третья разновидность,
которая показана на рис. 149. Сверху на казенную часть на-
дета деталь а, служащая в качестве противовеса и для соеди-
нения ствола со штоком тормоза отката и со> штоком накат-
ника и непосредственно не воспринимающая усилий от
затвора во время выстрела. Такой казенник следует называть
грузовым или казенник-противовес. Деталь с, ввинченная в
кожух является втулкой казенника или рабочим казенником,
воспринимающим усилие от затвора во ^ремя выстрела.
Между казенным срезом трубы и втулкой кожуха помещено
медное обтюрирующее кольцо в, которое гарантирует от про-
рыва пороховых тазов между казенным срезом трубы и перед-
ней торцевой поверхностью кольца.
Постановка подобного кольца при наличии пластического
обтюратора является обязательной.
Казенник (рис. 150) обычно представляет собой довольно
сложной конфигурации тело, находящееся во время выстрела
в условиях объемного напряженного состояния, а поэтому
теоретические основания расчета его являются весьма слож-
ными.
Ниже рассмотрим элементарный метод расчета навинтного
казенника на отрыв, предполагая, что казенник симметричен
относительно оси канала ствола и подвергается лишь воздей-
ствию усилия F, возникающего во время выстрела и направ-
ленного по оси канала ствола (рис. 151).
При этом будем считать, что откат ствола происходит
свободно и что в затворной части казенника не возникают
усилия в направлениях, перпендикулярных к оси симметрии
(к геометрической оси канала ствола). Расчетным сечением в
этом случае является поперечное сечение, перпендикулярное
к оси канала ствола и проходящее по месту канавки для вы-
хода резца под нарезку казенника для соединения его со ство-
лом (рис. 151).
При указанных допущениях усилие F, отрывающее ка-
зенник, будет
F = F14- Ft + Fz,	(418)
где
Fx—сила инерции;
F2 — сила, возникающая вследствие разницы между пло-
щадями дна каморы и канала ствола с учетом нарезов;
^Ft — продольная слагающая от нормального давления
на боевую грань нарезов.
320



o'
Рис. 151. Схема расчета казенника.
21 Э. К. Ларман
321
Если обозначим через QCT вес той части ствола, кото-
рая находится впереди расчетного сечения, а через Qo вес
откатных частей, то можем написать
F-^—x"	(419>
g
и
^л"=ркн5,	(420)
g
где
рк„ — давление пороховых газов на дно канала ствола;
s — площадь поперечного сечения канала ствола с уче-
том нарезов;
х" —ускорение откатных частей;
g — ускорение силы тяжести.
Исключая из уравнения (419) значение х", получим, что
^=Р^.	(421)
vo
Обозначая через s' площадь поперечного сечения дна
каморы, можем написать
F2=pKH(s'-s).	(422)
Величина третьей слагающей определится из выражения
F3 — nN sin а,	(423)
где
п — число нарезов;
N— нормальное давление на боевую грань нарезов;
а — угол наклона нарезов.
Подставляя значения F3, F2 и F3 в формулу (418), по-
лучим
F= pKHs + ра (s' — s) •+ nN sin a	(424)
Qo
или
F =pKhs(— + ------I'j + ^sina.	(425)
\Qo 5	/
Обозначая через S площадь расчетного сечения казен-
ника, можем написать
Лг = 4>	(426)
где Rz — напряжение на огрыв казенника.
Необходимо, однако, иметь в виду, что усилие F на ка-
зенник передается через нарезы, вследствие чего на по-
322
верхности нарезной части казенника будут существовать
касательные напряжения т, интенсивность которых
(рис. 151,а) по длине L нарезной части казенника будет
распределена по закону треугольника.
Обозначая через Rt радиус нарезки казенника, можно
написать
— F
Тср —
(427)
где тср —среднее значение касательного напряжения.
Так как
Тср£_, то ттах==2тСр.	(428)
Следовательно,
F
(429)
Если теперь около какой-либо точки в расчетном сечении
вырежем элементарный кубик, то по его граням напряжения
будут распределены так, как это показано на рис. 151,6.
Как известно, для этого случая напряженного состояния
наибольшее приведенное напряжение определится по формуле
вШах=/7?г2 + Чах •	(430)
Напряжение атах должно быть не более 1/4 т. е.
коэффициент запаса прочности должен быть не менее че-
тырех.
Нарезка казенника делается упорной и рассчитывается как
обычное резьбовое соединение.
После того как будет полностью выявлена конструкция
казенника, чтобы окончательно убедиться в его прочности в
других сечениях, необходимо произвести дополнительные ис-
следования, пользуясь более строгой методикой расчета, изла-
гаемой в полных курсах ик> проектированию артиллерийских
орудий.
55. МЕХАНИЗМЫ ПРОДУВКИ ОРУДИЙНЫХ СТВОЛОВ
При стрельбе из артиллерийских орудий, установленных
на закрытых установках (танках, самоходных установках, баш-
нях и казематах), происходит загрязнение воздуха в боевом
отделении. Основным загрязняющим веществом, понижающим
и нарушающим работоспособность обслуживающего состава,
является окись углерода СО. Окись углерода содержится в
тех пороховых газах, которые при открывании затвора и экс-
трагировании гильзы попадают в боевое отделение.
21*	323
Если концентрация окиси углерода превышает предельно
допустимую норму 0,02 н-0,04 мг на 1 л воздуха, то начи-
нается -понижение работоспособности обслуживающего состава
и отравление организма. Поэтому при установке орудий в за-
крытых боевых отделениях необходимо -принимать меры про-
тив загрязнения воздуха и по его очистке.
Известно, что в экстрагированной гильзе находится боль-
шое количество пороховых газов, а поэтому гильзу в закры-
тых установках необходимо выбрасывать в герметический
гильзоприемник и оттуда производить отсасывание газа спе-
циальным вентилятором. Кроме того, устанавливаются специ-
альные вентилятрры для обмена воздуха в боевом отделении.
Однако практика показывает, что все выше приведенные ме-
роприятия не обеспечивают требуемой очистки воздуха в бое-
вом отделении. Вследствие этого применяют специальные ме-
ханизмы и устройства для продувки канала ствола после
выстрела непосредственно перед открыванием затвора.
Все существующие механизмы продувки канала ствола
можно в основном подразделить на два типа в зависимости
от вида рабочей среды, используемой для продувки:
1) механизмы, для работы которых используется сжатый
воздух;
2) механизмы, у которых для производства продувки ис-
пользуются сами пороховые газы и некоторый объем воздуха,
всасываемый из 'боевого отделения.
К механизмам продувки предъявляются следующие основ-
ные требования:
а)	полная продувка канала ствола с тем, чтобы полностью
очистить его от продуктов горения боевого заряда;
б)	автоматическое'действие механизма после вылета сна-
ряда ж канала ствола и при открывании затвора;
в)	безотказная и безопасная работа механизма;
г)	отсутствие снижения скорострельности орудия;
д)	простая и удобная конструкция и монтаж механизма.
Основными агрегатами механизма первой группы (-рис. 152)
является баллон сжатого воздуха 9, дозатор 3 и трубопровод 2,
подводящий сжатый воздух <в канал ствола 1. Накачивание
сжатого воздуха в -баллон может производиться при помощи
специального насоса, приводимого в работу при помощи дви-
гателя.
В дозаторе концентрируют объем сжатого воздуха, необхо-
димый для одной продувки канала ствола, примерно 0,7-4-0,8
объема всего канала ствола при давлении около \Ъ,Ъатм. Из
рис. 152 видно, что механизм продувки имеет достаточно
сложное устройство
324
Наиболее простым по устройству и надежным в работе
является механизм 'продувки второй группы, принципиальная
схема которого показана на рис. 153. В дульной части ствола
на некотором удалении от дульного ореза под углом а про-
сверлен ряд отверстий, через которые во время выстрела поро-
ховые газы устремляются в резервуар а, образованный вокруг
ствола, при помощи цилиндра, надетого на ствол.
Рис. 152. Схема механизма продувки канала ствола сжатым воздухом.
К моменту вылета снаряда из канала ствола в резервуаре
успевает накопиться некоторое количество пороховых газов,
обладающих известной температурой и давлением.
а
Рис. 153. Схематический разрез эжекторного механизма
продувки канала ствола.
После вылета снаряда из канала ствола и после того, как
давление пороховых газов в канале понизится до давления в
резервуаре, из последнего начинают истекать газы по направ-
325
лению к дульному срезу, эжектируя пороховые газы, находя-
щиеся в казенной части канала ствола, а также некоторый
объем воздуха после открытия затвора.
Для того чтобы обеспечить надежное наполнение резервуа-
ра газом, в стенках ствола сделаны еще клапанные отверстия,
через которые газы поступают /в резервуар, но выход которых
в обратном направлении закрыт шариковым клапаном.
Указанный механизм конструктивно прост и надежен в
работе L
Механизмы продувки, помимо своего прямого назначения,
являются также надежным средством для борьбы с обратным
пламенем.
56.	ЖИВУЧЕСТЬ ОРУДИЙНЫХ стволов
Вопрос об увеличении живучести орудийных стволов
всегда стоял в центре внимания как конструкторов, так и строе-
вых артиллерийских офицеров. Особо остро этот вопрос встал
в связи с ростом начальных скоростей у современных артил-
лерийских орудий.
По вопросу изучения живучести орудийных стволов имеется
целый ряд научно-исследовательских работ. Однако и в на-
стоящее время нет еще определенных приемов, которые позво-
ляли бы рационально повысить «срок жизни ствола артилле-
рийского орудия.
Сокращение срока службы происходит вследствие износа
и разгара канала орудийного ствола. В дальнейшем под тер-
мином «износ» будем понимать механические изменения в ка-
нале ствола, заключающиеся в увеличении диаметра канала
как по полям, так и по доньям нарезов, а также в изменении
профиля поперечного сечения канала ствола. Явления, вызван-
ные эрозионным воздействием пороховых газов на поверх-
ностные слои металла канала ствола, будем называть «раз-
гаром».
На износ и разгар канала ствола влияет большое количе-
ство факторов, из которых основными являются следующие:
1)	высокая температура пороховых газов порядка 2500—
3000°;
2)	большие давления, достигающие в короткий промежуток
времени значения 3000—4000 кг/см1 2\
3)	физико-химические свойства газообразных продуктов
горения и соответствующее действие их на поверхность
канала;
4)	качество металла орудийного ствола и ведущих частей
снаряда;
1 Теоретические основания расчета подобных механизмов продувки
разработал кандидат технических наук М. И. Емелин в 1952 г.
326
5)	вес заряда, сорт .пороха и плотность заряжания;
6)	'конструктивные данные ствола: соотношение -между
объемом каморы -и объемом -всего канала, конструкция веду-
щей части канала, устройство стенок, конструкция и вес сна-
ряда, способ заряжания и др.
7)	условия содержания ствола на службе (несвоевремен-
ные мытье и чистка, смазка) и режим огня. *
Первые признаки разгара канала ствола характеризуются
появлением матовых пятен на полированной поверхности в
а)	#
Рис. 154. Схема развития разгара канала ствола,
соединительном конусе и в начале нарезов. Внимательное рас-
смотрение этих пятен показывает, что матовость зависит от
появление сетки, не имеющей замкнутых петель, а представ-
ляющей только группы пересекающихся между собой отдель-
ных веточек (рис. 154,а), разбросанных в разных направле-
ниях. Эти веточки представляют собой не что иное, как чрезвы-
чайно тонкие и неглубокие трещины. По мере продолжения
стрельбы эти трещины удлиняются и, пересекаясь, образуют
петли (рис. 154,6).
При дальнейшей стрельбе ширина и глубина трещин уве-
личиваются. При этом в соединительном конусе и в начале
нарезов появляются расширение и углубление тех трещин,
327
направление которых совпадает с направлением оси канала
ствола, т. е. с -направлением движения пороховых газов во
время выстрела. На рис. 154,6 и 154,в эти места сетки вычер-
чены жирными линиями.
Величина петель и их рисунок для одного и того же ору-
дия, как правило, имеют одинаковый характер. На рис. 155
показан слепок участка канала ствола в первоначальный пе-
риод износа.
На рис. 156 показан тот же участок после 400 выстрелов.
Профессор Михайловской артиллерийской академии
Д. К. Чернов на основании только что изложенного первый
выдвинул теорию о том, что тазовая струя, подобно водяному
потоку в русле реки, производит вымывание металла на по-
верхности канала ствола.
Рис. 155. Начальный период разгара.
На рис. 154,6 показан характер этого вымывающего дей-
ствия пороховых газов, где черными линиями показаны бо-
розды на поверхности канала ствола. После некоторого разви-
тия трещин начинается сглаживание и выколы полей нарезов
(рис. 157).
Помимо образования трещин, явление разгара приводит
к образованию на поверхности канала тонкого слоя металла с
измененной структурой.
Впервые весьма подробно и -всесторонне этот слой исследо-
вал профессор А. Ф. Головин !.
Одновременно с разгаром происходит и износ.
Величина износа по длине ствола неодинакова (рис. 158).
Первый участок, имеющий наибольший износ, 'Простирается от
1	А. Ф. Головин. Исследование износа орудийных стволов. Военно-
техническая академия. 1927.
328
Рис. 156. Слепок канала после 400 выстрелов.
Рис. 157. Слепок с выколами полей нарезов.
329
начала нарезов примерно до 'места максимального давления.
На этом участке наиболее сильно оказывается и явление раз-
гара. На втором участке, от места максимального давления на
протяжении 4—5 калибров к дулу, происходит понижение из-
носа до1 некоторой величины. На третьем участке износ, а так-
же и разгар незначительны и постоянны почти на всей длине.
На четвертом участке длиной 1,5 — 2 калибра износ полей на-
резов вновь .возрастает.
Камора в случае гильзового заряжания не имеет следов
разгара и износа; при картузном заряжании явление износа
начинает проявляться с середины каморы, быстро увеличи-
ваясь к началу соединительного конуса.
Рис. 158. Схема износа канала ствола по его длине.
Характер действия износа и разгара зависит от мощности
орудия. Влияние того и другого явления на живучесть орудий-
ного ствола иллюстрируется диаграммой, показанной на
рис. 159.
У стволов малой и средней мощности (кривая I) в начале
(участок а) наблюдается механическое истирание, после чего
(участок Ь) происходит развитие сетки трещин с одновремен-
ным механическим истиранием и выкрашиванием полей наре-
зов. У стволов орудий большой мощности (кривая II) наблю-
дается три стадии: механическое истирание (участок а),
развитие сетки трещин с одновременным механическим истира-
нием и выкрашиванием полей нарезов (участок 6); эрозионное
разрушение (участок с). У стволов сверхмощных орудий (кри-
вая III) наблюдается преимущественно эрозионное разрушение
поверхностного слоя канала ствола (участок с).
330
В результате разгара и износа канала ствола «падает на-
чальная скорость снаряда и ухудшается кучность. После того
как падение начальной скорости и ухудшение кучности боя
достигнут определенной величины, орудие оказывается непри-
годным для дальнейшей службы, и наступает так называемая
баллистическая смерть его.
Показателями предельного износа и разгара ‘могут служить
или данные, (полученные в результате непосредственного из-
мерения начальной скорости и кучности, или какие-либо кос-
венные признаки. В нашей артиллерии в качестве одного из
показателей, характеризующих степень износа и разгара, при-
нята величина удлинения зарядной каморы, определяемая не-
посредственным (измерением. Величина предельно допустимого
удлинения каморы различна для всевозможных типов орудий.
BjlCXOdHOM
состоянии
//а пределе
4 жид у чести
Число быстра
лоб
Рис. 159. Диаграмма износа.
Для определения падения начальной скорости, вызываемого
износом ствола, линейкой с делениями или специальным при-
бором измеряют длину зарядной каморы — расстояние от дна
досланного дю упора снаряда до наружной поверхности дна
досланной до упора гильзы.
Из измеренной длины зарядной каморы вычитается нор-
мальная (чертежная) длина каморы и по полученному удли-
нению по специально составленной таблице определяют паде-
ние начальной скорости в процентах. Нормальная длина камо-
ры и таблица приводятся в таблицах стрельбы для данного
орудия.
Баллистическая жизнь лили живучесть ствола определяется
количеством выстрелов, после которых наступает его «балли-
331
этическая смерть». Знание этого числа выстрелов при проек-
тировании ствола весьма желательно, так как оно является
важным показателем рентабельности создаваемой конструк-
ции. В литературе можно встретить ряд формул для опреде-
ления указанного числа выстрелов. Однако эти формулы редко
дают результаты, согласующиеся с действительностью.
Вследствие этого в настоящий момент отсутствует формула,
которую можно было рекомендовать для предварительного
определения числа выстрелов, после которых наступит «балли-
стическая смерть» артиллерийского орудия.
Глава V
ОСНОВАНИЯ УСТРОЙСТВА МЕХАНИЗМОВ
ПОЛУАВТОМАТИКИ, ДОСЫЛАТЕЛЕЙ
И АРТИЛЛЕРИЙСКИХ АВТОМАТОВ
57.	ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОВЫШЕНИИ СКОРОСТРЕЛЬНОСТИ
АРТИЛЛЕРИЙСКИХ ОРУДИЙ
Как было показано, мощность, а следовательно, и эффек-
тивность стрельбы тем больше, чем больше скорострельность.
Однако при ручном заряжании скорострельность сравнительно
не велика.
Для повышения скорострельности применяются специаль-
ные механизмы, освобождающие орудийный расчет от выпол-
нения ряда операций при заряжании орудия.
Механизмы, производящие после выстрела автоматическое
открывание затвора, экстрагирование стреляной гильзы и закры-
вание затвора после заряжания, принято называть <м е х а н и з-
мами по л у а в то м а т ик'и, или просто полуавто-
матикой.
У артиллерийских орудий, у которых унитарный патрон ве-
сит около 30 кг и более, но от которых требуется большая
скорострельность, помимо механизма полуавтоматаки, устраи-
ваются досылающие механизмы, или досыла-
тели.
При наличии полуавтоматики и досылателя скорострель-
ность, считая орудие все время наведенным на цель, может
быть повышена примерно в 1,5—2 раза по сравнению со ско-
рострельностью при ручном заряжании.
Стремление еще -больше повысить скорострельность приво-
дит к созданию артиллерийских автоматов, у кото-
рых механизировано не только открывание затвора, экстраги-
рование стреляной гильзы, досылка очередного патрона в
камору и закрывание затвора, но также подача патронов и
производство выстрела.
333
58.	МЕХАНИЗМЫ ПОЛУАВТОМАТИКИ
И ТРЕБОВАНИЯ К НИМ
В зависимости от источника энергии все механизмы полу-
автоматики могут быть разделены на две .группы:
1) механизмы, работа которых совершается за счет энергии
выстрела;
2) механизмы, работающие , от постороннего источника
энергии (электричеством, сжатым воздухом).
Применение /постороннего источника энергии для открыва-
ния и закрывания затвора по существу сводится к замене руч-
ного привода электрическим.
Рассмотрим более подробно лишь механизмы первой груп-
пы, как имеющие наиболее широкое применение у орудий су-
хопутной артиллерии.
В зависимости от характера использования энергии выстре-
ла механизмы полуавтрматики первой группы подразделяют-
ся на:
1)	инерционные,
2)	механические,
3)	смешанные, или инерционно-механические.
Инерционные механизмы полуавтоматики в основном состо-
ят из цилиндра, укрепленного на казенной части откатных
частей, и тяжелого тела с пружиной, собранного в указанном
цилиндре. Во время выстрела в начале отката под действием
сил инерции тяжелое тело, стремясь остаться на месте, сжи-
мает пружину. В конце сжатия пружины твердое тело удержи-
вается специальным стопором. В конце наката пружина
начинает разжиматься, возвращает инерционное тело в пер-
воначальное положение при помощи специальных рычагов,
открывает затвор и взводит закрывающую пружину. При откры-
вании затвора экстрагируется стреляная гильза, и в конце от-
крывания лапки выбрасывателя со- своими выступами заска-
кивают за упоры на клине и удерживают его в этом положении.
При заряжании лапки выбрасывателя с клина сбиваются
фланцем гильзы, и под действием закрывающей пружины клин
закрывает канал ствола.
Полуавтоматика механического типа состоит из следующих
основных частей (рис. 160): кулачка 1 и копира 2 с поджимом.
Кулачок укреплен на оси кривошипа и вращается* вместе с
ней. На нижнем плече кулачка имеется шип со скосом. Копир
располагается на люльке и в откате не участвует.
Копир или упор представляет -рычаг с вертикальной осью
вращения, закрепленной в кронштейне люльки.
Передняя часть копира находится под действием поджима,
который рабочую (заднюю) часть копира прижимает к борту
люльки.
334
Рабочая часть копира представляет собой толстую пластин-
ку, которая имеет рабочую грань фигурного очертания. При
откате ствола кулачок скосом шипа отжимает рабочую часть
копира в сторону и двигается дальше. -При накате кулачек
наталкивается на рабочую грань копира и под действием реак-
ции копира начинает вращаться по часовой стрелке, поворачи-
вает ось и открывающие рычаги. Вследствие этого происходит
открывание затвора, экстрагирование гильзы и взведение за-
крывающей (пружины. В дальнейшем работа затвора происхо-
дит аналогично тому, как об этом было сказано выше.
Рис. 160. Общий вид пэлуавтоматики копирного типа.
В инерционно-механических механизмах взведение, напри-
мер закрывающей пружины, может быть произведено инер-
ционным телом, а открывание затвора — посредством копира
или наоборот. Независимо от устройства механизмам полуав-
томатики предъявляются следующие основные требования:
а)	надежное открывание затвора и экстрагирование стре-
ляной гильзы при всех углах возвышения;
б)	независимость работы полуавтоматики от условий заря-
жания;
в)	наличие приспособления для включения и отключения
рукоятки ручного открывания, которая при работе полуавто-
матики должна занимать все время определенное положение.
335
При наличии у одного и того же орудия различных боевых
зарядов и снарядов трудно создать такую конструкцию полу-
автоматики инерционного типа, которая надежно работала бы
при различных условиях заряжания. Кроме того, этот тип
полу автоматики является наиболее сложным по конструкции.
Рис. 161. Схема работы закрывающего механизма.
Вследствие этих двух причин полуавтоматика инерционного
типа в последнее время почти не находит применения. Наибо-
лее полно указанным выше требованиям удовлетворяют меха-
низмы полуавтоматики механического или копирного типа, а
поэтому они находят преимущественное применение у орудий
зенитной и наземной артиллерии.
Полу автоматика состоит в основном из трех механизмов:
механизма автоматического закрывания затвора, механизма
автоматического открывания его и выбрасывающего механизма.
Принципиальная схема работы механизма автоматического
закрывания затвора показана на рис. 161.
Там же показана диаграмма работы пружины.
Подбор закрывающей пружины производится, исходя из
уравнения работы пружины при закрывании затвора
q.ZK +fqK=Jbm±IhL s3,
(431)
336
где
qK—вес клина;
VK — скорость клина в момент закрывания;
ZK — полный ход клина;
/—коэффициент трения, равный 0,16 — 0,2;
Пз0 и Пзт— начальное и конечное усилия пружины;
S3 — рабочий ход пружины.
Для клина с горизонтальным движением qK ZK = 0, а
поэтому в этом случае
^ + fqK = ^ + п^>. S3.	(432)
При подборе пружины принимают стрелу предваритель-
ного сжатия s0 = s3.. При этом получаем
/7зт + Лзо 53=-1/73053.	(433)
Для того чтобы затвор надежно закрывался, при расче-
тах, принимают VK = 1,2-? 1,5 м/сек.
Рабочий ход S3 после выбора плеч и точек закрепления
пружины можно определить путем графических построений.
После подбора пружины необходимо проверить возмож-
ность ручного открывания, исходя из уравнения моментов
Рdtp —	sin (sq + Ро).
Откуда
POT = /730-lsin<e0 + ₽0),	(434)
Лр
где
Рот — усилие на рукоятке ручного открывания, должно
быть не более 30 кг\
— плеча рукоятки ручного открывания;
/ — длина плеча ab.
Рассмотрим теперь работу полуавтоматики при открывании
затвора. Пусть Оег — теоретический профиль рабочей грани
копира, на который набегает при накате кулачок полуавтома-
тики (рис. 162).
В общем случае кривая Оег может быть выражена ана-
литически y=f(x). За начало кривой примем точку О,
т. е. точку, в которой кулачок находит на рабочую грань
копира. В этой точке расположим начало координатной
системы XOY.
При накате ось А кривошипа будет иметь поступательную
скорость, равную скорости и наката. При переходе из поло-
22 Э. К. Ларман	337
жения I в положение II кулачок АВ будет двигаться поступа-
тельно и вращаться с некоторой угловой скоростью вокруг
точки А. С такой же угловой скоростью вокруг точки А будут
вращаться закрывающие рычаги АС.
Рис. 162. Схема работы полуавтоматики при открывании затвора.
При определении угловой,скорости ш примем следую-
щие обозначения:
а —АВ — длина кулачка;
b — расстояние между траекторией LL оси кривошипа
и осью ОХ]
0О и 0 - начальный угол наклона кулачка к вертикали
и тот же угол в некоторый момент;
х, у —координаты точки В (конца кулачка) в некоторый
момент;
6 и b — координаты точки А в некоторый момент.
Если Ь меньше а, то
£0 > 0 и 0О > 0.
В этом случае между величинами а, Ь, Во, 0О будут
существовать нижеследующие зависимости:
— = cos0o и £o=asin0o.
338
(437}
Если b = a, то в начальный момент 0O и $0 равны нулю.
Из рисунка непосредственно можем написать, что
х = 5 —asin0;	(435)
у = b — a cos О.	(436)
Дифференцируя эти выражения по времени, будем иметь
dx dz	~ </0
--=	Л COS 0	
dt dt------------dt
dy	. г. d&
— =asin0—
dt	dt
Так как -~= Уд —скорость точки Л, а =<о,
ражения (437) перепишутся в следующем виде:
-- = Va — a® cos 0
dt
dy	. г*	•
— =	sin 0
dt
то вы-
(438} .
Разделив второе уравнение на первое, получим
dy ______ аш sin 0
dx VA — <s>a cos 0
(439)
Так как рабочий профиль копира аналитически выра-
жается как y — f(x), то ^-=/'(х). Имея это в виду итак
как Va—h — скорости наката, то из уравнения (439) полу-
чаем, что
<0
COS 0 +
sin 0 "]
/'(*) J
(440)
Так как f (л) —tga, где а —угол наклона касательной
к кривой профиля относительно оси ОХ, то последнее вы-
ражение может быть переписано так:
U
О) =-------------------
/ л sin 0
a cos 0 4---------
\	tga
или
и sin a	W since
(D =----------------------------------- =------------------ .
a (cos 0 sin a + sin 0 cos a) a sin (a + 0)
(441)
(442)
22*
339
Установим теперь зависимость между вертикальной ско-
ростью клина 14.в и скоростью наката и. Если через Vc
обозначить скорость центра С ролика кривошипа, то мо-
жем написать, что
К.в = Vc sin ф,	(443)
где ф — угол наклона кривошипа.
Вообще при открывании клин будет иметь относительно
казенника как вертикальную скорость, так и горизонталь-
ную. Поскольку угол наклона направляющих клинового
гнезда очень мал, то горизонтальной скоростью клина
можно пренебречь и принять вертикальную скорость 14.8
клина, равной скорости VK.K клина относительно казенника,
т. е. Vk.b= 14.к.
Так как
Vc = ul,	(444)
то
Vk.k — Vk.b — ml sin ф,	(445)
где I — длина кривошипа АС.
Подставляя в это выражение значение о>, получим
I/ —	_ 1 sin Ф sin а •
V к.к —	- . - 	U	(440)
	a sin (а + 0)
или
		Vk.k		(447)
где		/ Sin ф sin а a sin (а + 0)	(448)
Величина i являетея передаточным числом от откатных
частей к клину.
Если обозначить — = k. и ----^-2— = k->,
а 1 sin (а + 0)
то
/ = ^2 81пф.
(449)
Коэффициент характеризует соотношение между пле-
чами а и I. В современных конструкциях k ^0,5. Коэффи-
циент k2 зависит от формы профиля рабочей грани копира.
Отсюда вытекает, что скорость движения клина при за-
данной скорости наката можно менять, изменяя или соот-
ношение —, или меняя профиль рабочей грани копира.
340
к.к
Передаточное число i должно быть таким, чтобы к мо-
менту удара клина по малому плечу лапок выбрасывателя
скорость Ук.к клина была бы равна скорости Ук.о, при ко-
торой достигается требуемая скорость Уэ.г экстракции
гильзы.
Зависимость между Уэ.г и Ук.о была установлена выше
формулой (400).
Для того чтобы уяснить характер работы механизма по-
луавтоматики, рассмотрим значение передаточного числа ic
для момента страгивания клина. На основании формулы
(448) можем написать
г . . sin ас
lc — k, sin Фс ---------------------- ,
Tsm(ac-f-0c)
(449')
где ас, 6С и Фс — значения соответствующих углов в момент
страгивания клина.
Если конструкция кривошипного механизма установлена,
то kx sin фс есть величина постоянная и ic будет зависеть
Sin а-
от множителя -----5— .
Sin (ас + 0С)
При ас = 0 и при 0С>О из формулы (449) получаем,
что в этом случае ic = 0.
Скорость Ук с страгивания клина, очевидно, также будет
равна нулю, так как Ук.с = гси. Следовательно, в этом
случае начнется плавное вступление в работу механизма
полуавтоматики и начнется плавное движение клина.
Полуавтоматика, имеющая такой характер работы, на-
зывается полуавтоматикой плавного действия.
Если же гс > 0 или ас > 0 и 0С> 0, то такой плавности
в работе полуавтоматики не будет. В этом случае работа
полуавтоматики будет носить ударный характер и будет
называться полуавтоматикой ударного дей-
ствия.
Плавной работы полуавтоматики, как показывают исследо-
вания А. Н. Куприянова, можно добиться при различных кри-
волинейных профилях копира, но при наличии небольшого
прямолинейного начального участка рабочей грани копира.
59. ОСНОВАНИЯ УСТРОЙСТВА ДОСЫЛАТЕЛЕЙ
И ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К НИМ
Заряжание артиллерийского орудия слагается в основном
из двух операций: 1) подачи унитарного патрона или отдель-
ных элементов выстрела (снаряд и боевой заряд) на линию
заряжания и 2) досылки патрона или отдельных элементов
выстрела в канал ствола.
341
Подача на линию заряжания заключается в перемещении
унитарного патрона (или элементов выстрела np.Hi раздельном
заряжании) на линию заряжания. Механизмы, выполняющие
эту операцию, называются механизмами подачи. По своему
устройству эти механизмы весьма разнообразны.
У орудий морской артиллерии указанные механизмы мо-
гут представлять собой сочетание ленточных конвейеров с
подъемниками, а в орудиях сухопутной артиллерии могут со-
стоять из различного рода приспособлений: лотков, кокоров,
тележек или подъемников. В орудиях зенитной артиллерии
механизм подачи чаще всего состоит из лотка или каретки, на
которую укладывается патрон, после чего лоток вручную или
каким-либо движителем перемещается и устанавливает патрон
на линию заряжания.
Механизмы, которые после подачи досылают патрон или
элементы выстрела в канал ствола, как известно, называются
дос ы лателям и.
К любому досылателю предъявляется общее требование:
надежность досылки снаряда, боевого заряда или унитарного
патрона. При раздельном заряжании снаряд считается надеж-
но досланным, когда он своим ведущим пояском заклинивает-
ся в соединительном или снарядном конусе так, что при кача-
нии ствола не опускается в камору. Для надежной досылки
снаряда необходимо, чтобы конечная скорость нд досылки
была бы не менее 0,8 м1сек.
Досылка боевого заряда должна производиться так, чтобы
заряд занял свое место в каморе. Однако при этом необходи-
мо обратить внимание на то, чтобы заряд не нарушил своего
устройства и чтобы пороховые зерна не получили повреждений
и сохраняли бы свою форму.
Минимальная скорость досылки унитарного патрона дол-
жна быть такой, чтобы надежно сбивались лапки выбрасыва-
теля с соответствующих выступов клина. Скорость гильзы в
момент удара фланца по лапкам выбрасывателя в пределах
0,6	1,0 м!сек для этой цели является достаточной. Макси-
мально допустимая скорость «д max досылки патрона опреде-
ляется прочностью соединения снаряда с гильзой и прочностью
фланца гильзы. Эта скорость в каждом отдельном случае
должна быть определена при проектировании досылателя.
Максимальная допустимая скорость идтах может быть
определена по формуле (рис. 163)
Ид max =1/ — ncbk^5cn (sin а+ /cos а) + А ,	(450)
342
где
A = 2E(z-cn)-^f,
q — вес снаряда, кг;
8 — толщина стенок дульца гильзы, см;
с — ширина канавки закатки, см;
— опытный коэффициент;
п — число канавок закатки;
А — упругий натяг дульца гильзы;
d — калибр, см;
о.	= 2000 кг) см? для латуни;
Ё—106 кг)см;
g — ускорение силы тяжести, см/сек2.
Из-за недостаточно полной практической проверки указан-
ной формулы, ею следует пользоваться для предварительных
расчетов.
Рис. 163. Схема соединения снаряда с гильзой.
Кроме этого общего требования, к досылателям предъяв-
ляется ряд специфических требований, вытекающих из усло-
вий боевой работы артиллерийского орудия. Так, для орудий,
стрельба .из которых производится пришомощи’приборов управ-
ления опнем (зенитных, береговых и корабельных), требуется,
чтобы время досылки при всех условиях стрельбы было бы
постоянным.
Для танковых и самоходных орудий требуется, чтобы габа-
риты досылателя были бы минимальными.
По своему устройству досылатели весьма разнообразны.
Конструкция их в значительной мере зависит от типа артил-
лерийского орудия (танковая или самоходная пушка, зенитное
орудие или орудие крупного калибра сухопутной или морской
артиллерии), для которого' они предназначаются.
Все наиболее широко распространенные досылатели могут
быть разделены в зависимости от источника энергии на два
343
класса. К первому классу относятся досылатели, работа кото-
рых совершается за счет аккумулированной части энергии
выстрела. Ко второму классу могут быть отнесены все досы-
латели, работа которых совершается за счет постороннего
источника энергии. Аккумуляторами энергии выстрела для ра-
боты досылателей могут быть или лружины, или сжатый воз-
дух (газ), и в зависимости от этого досылатели первого' клас-
са «подразделяются на пружинные и пневматические или гидро-
пневматические. Аккумулирование энергии в этих досылателях
совершается во время отката или наката ствола, когда проис-
ходит взведение досылателя, т. е. оттягивание лапы досыла-
теля в рабочее положение.
Для досылателей второй труппы источниками энергии могут
быть баллоны с сжатым воздухом и различного рода электро-
приводы.
Рис. 164. Схема пружинного досылателя.
Рассмотрим определение элементов досылки для досыла-
телей, наиболее часто применяемых у орудий сухопутной ар-
тиллерии.
На рис. 164 представлена принципиальная схема пружин-
ного досылателя. В этой конструкции цилиндр 1 досылателя
закреплен неподвижно на качающейся части орудия, а на
конце лапы 2 досылателя имеется пружинный буфер 3. В об-
щем случае работа такого досылателя при досылке снаряда
может быть разделена на четыре периода:
1-й период—от начала движения досылателя до соприкос-
новения буфера с дном снаряда;
2-й период — период сжатия пружины буфера, т. е. от мо-
мента соприкосновения буфера с дном снаряда до момента
начала -совместного движения снаряда и досылателя;
344
3-й период — период совместного движения снаряда и до-
сылателя (от начала совместного движения до момента на-
чала торможения или остановки досылателя, т. е. до начала
отрыва дна снаряда ют буфера);
4-й (период — период движения снаряда по инерции до мо-
мента остановки! его после заклинения в соединительном
конусе.
Такие же периоды будут и в том случае, если производится
досылка унитарного патрона. Четвертый, последний период, в
данном случае закончится <в момент ynqpa фланца гильзы в
казенный дрез каморы.
Чаще всего такие досылатели работают, имея два или три
последних периода.
Примем следующие обозначения:
М и Q — масса и вес досылателя;
т и q — масса и вес снаряда (патрона);
р.	и о) — масса и вес пружины досылателя;
S и х — перемещения досылателя и снаряда;
v и и — скорости досылателя и снаряда;
Т — жесткость пружины досылателя;
с — жесткость пружины буфера.
Имея в виду эти обозначения, можно написать следую-
щие выражения усилия П пружины досылателя и усилия Р
пружины буфера
77 = /7тах-^;	(451)
р = с^-\- х),	(452)
где
/7тах — усилие, развиваемое пружиной в момент полного
взведения досылателя;
— перемещение досылателя к концу первого периода.
Следует заметить, что на практике с > ц.
При определении усилия ГЦ, оказываемое пружиной на
досылатель, будем учитывать массу пружины, а поэтому
примем, что
П1 = П----(453)
О
Что касается массы пружины буфера, то можно ею пре-
небрегать.
Для дальнейших выводов выберем систему .координатных
осей с началом О в центре тяжести досылателя, а сами оси
направим так, как это показано на чертеже.
Для определения реакций и М в направляющих
втулках штока досылателя напишем сумму проекций всех
сил на ось OY
— W2 = — Q cos ср.
(454)
345
Составим также сумму моментов всех сил, в том числе
и сил трения fNx и fN2 в направляющих втулках относи-
тельно центра О тяжести в следующем виде:
[-/7Л +/(М + N2)] h. - N2 (а2 -Н) +
+ М(^ + 5)-РЛ2=О,	(455)
где /—коэффициент трения штока в направляющих втул-
ках.
Решая совместно уравнения (454) и (455), получим
Ph2 + /7^1 + Q cos у G 4- д2—А)
01 — 02 + 2/Л1
Ph2 4	+ Q cos ср (^ + аг —fh^)
а1 — 02 + 2/Л1
(456)
При дальнейших выводах нам придется пользоваться
суммой 7V\ + Л^2, а поэтому составим ее выражение, поль-
зуясь уравнениями (456),
_|_ дг2 = 2P/*2 + 2Z71/Z1 + Q cos ? (2g + 01 ч- 02 - 2//Z1)
01 — 02 4- 2//zj
Следует заметить, что как и Л/2> так и их сумма
JVi + М> являются переменными величинами и зависят от
перемещения 5 досылателя.
После этих предвар1ительных рассуждений приступим к
более детальному рассмотрению работы досылателя.
Рассмотрим расчет элементов досылки снаряда, когда до-
сылатель не имеет буфера и до начала досылки лапа досыла-
теля плотно прилегает к дну снаряда.
В этом случае будут существовать лишь третий и четвер-
тый периоды, и усилие Р, оказываемое на лапу со стороны
снаряда, не будет зависеть от пружины буфера.
Первый период будем называть периодом принудительной
досылки, а второй — периодом движения снаряда (патрона)
по инерции.
Период принудительной досылки будет характеризоваться
следующей системой уравнений:
а)	для досылателя
М" = П. - Р - Q sin ? - / (М + У2);	(458)
б)	для снаряда (патрона)
/лВ" = тх" = Р — j\q cos ср — q sin <р,	(459)
где /г — коэффициент трения снаряда или патрона о лоток.
346
Складывая левые и правые части этих уравнений, по-
лучим
(Л1 + /п) 5" = 771-Qsin?-/(M +М)-
— q (/i cos <р + sin ф)	(460)
или
(М + т) Г = Пх - Q sin ср - А (М Ч-	- eq, (461)
где
s=/г cos ср Ч- sin ср.
Подставляя в последнее уравнение значение 7VX Ч- М из
уравнения (457) и производя соответствующие алгебраиче-
ские преобразования, будем иметь
(М + т)^" = П1-----------------Р----------------
а1 — а2 + 2/Л1 аг — а2 4- 2/7zt
Л	2/ cos ф t гл / .	,
- Q----	* . Е — Q (Sin ср Ч-
— ^2 + 2fhi	\
+	_ qe.	(462)
«1 — «2 ч- 2/Й!	/
Для сокращения написания формул и дальнейших пре-
образований введем следующие обозначения:
а =____?С~а2____. в = sin с? 4 /со^(Д1 + Д2-2А) _ .
fli — a<i 4	Д1 — Й2 4 2/Л1
_	2//г,	.	_	2/ cos у
а\ — at + 2/Л] ’	— а2 4 2/Л1
Величины а, р, 7 и ф для данного угла возвышения <р
являются постоянными и могут быть заранее подсчитаны,
а потому в формулах они будут фигурировать в виде чис-
ленных коэффициентов. Имея в виду принятые нами обо-
значения, формула (462) перепишется в следующем виде:
(М Ч- т) Г = аП. -чР- ф(?5 - ?Q - eq. (463)
Значение Пг получим из выражения (453) подстановкой
в нее значения П из выражения (451)
/71 = Лтах-^--1-^.	(464)
О
347
Значение же Р определится из выражения (459) и запи-
шется в следующем виде:
Р = тХ' + q (fi cos <р + sin <р) = ml" + eg. (465)
После подстановки значений /7г и Р в уравнение (463}
и преобразований получим
[м+ (1 +Т)щ ++	=
= a (/7max — 7)5) — ?Q — (1 + l) Ц-	(466)
Означенное уравнение необходимо проинтегрировать
для принудительного периода досылки, имеющего продол-
жительность tn.
Если обозначим через v скорость движения снаряда и
досылателя в этом периоде, то уравнение (466) можно пе-
реписать в следующем виде:
О
vdv + <]>Q5d5 =
= a (/7max - т]5) dl - [?Q + (1 + -r) eg] dl. (467)
Так как к концу периода досылатель проходит путь 5П
и достигает скорости v„, то для интегрирования уравнение
перепишется так:
vn
5^=
о
= a j (/7max — 7)5) dl — [PQ + (1 + т) sg] j
о	0
2И + (1 + 1)щ+-^^ J
0
dl.
(468)
В правой части уравнения интеграл
J (naai—rfi)dl = E
о
(469)
представляет собой ту энергию Е пружины досылателя,
которая была затрачена на сообщения к концу периода
досылателю и снаряду скорости
Имея это в виду и производя интегрирование уравне-
ния (469), получим
Г	-г
|Л1 + (1 + f) /и + р. 1 -у- +	=
L	о j 2	z.
= aE-[PQ + (l-H)eg]5n.	(470)
348
Если известны характеристики пружины досылателя и
конструктивно выбран путь $п, то эта формула дает воз-
можность определить скорость =
‘Vn = Un
п п
2
М 4- (1 + 7) « + Р-
О
-l?Q + (l+T)4]£}.	(471)
При известных значениях vn и 5П из формулы (470)
также можем получить
{2
ЛЦ- (1 +f)m +	+	+
о J 2	2
+ [PQ + (1 +1)Ч1М.	(472)
Рассмотрим теперь период движения снаряда по инерции,
«который начинается с момента отрыва дна снаряда от лапы
досылателя и заканчивается в момент остановки снаряда или
патрона.
Пренебрегая углом наклона каморы, можем написать
тх" = — q[j\ cos ср + sin ср] — — zq.	(473)
Если же угол 0 наклона образующей каморы большой, то
инерционный период досылки следует в свою очередь разбить
на два подпериода: подпериод движения снаряда по лотку и
подпфиод движения снаряда в каморе. Уравнение движения
снаряда в первом подпериоде будет таким же, как уравне-
ние (473), а для второго подпфиода получим
тх" = — q[f2 cos (<р +;©) + sin (<р + ©)] = — *q,
где /2 — коэффициент трения при движении снаряда в ка-
море;
х=/2 cos (? + ©)•+ sin (® + 0).
Подобный усложненный период инерционного движения
снаряда рассматривать не будем.
Возвращаясь к уравнению (473) движения снаряда, напи-
шем его в форме уравнения живых сил
mudu= — eq dx.	(474)
349
Обозначая через ид скорость снаряда или патрона в
конце досылки, а через хл соответствующий путь снаряда,
уравнение (474) для интегрирования будет иметь вид
и	X
Р	Л
т J и du= — tq j dx.
vn
(475)
Произведя интегрирование, получим
У (^п-ид)ОТ = Ч(-«д-^п).
(475')
Для того чтобы досылка была бы надежной, как уже было
сказано, необходимо, чтобы снаряд в конце досылки обладал
бы определенной окончательной энергией
Ec = Z-mu2 = qh,	(476)
Z
где h — некоторый коэффициент, выраженный в линейных
размерах.
Опытом установлено, что для надежной досылки
необходимо, чтобы Л = 30 мм = 0,03 м.
Имея это >в виду и выражая вес снаряда q через массу,
уравнение (476) перепишется так:
Ес = -^-ти2л= 0,Q3 mg.	(477)
Из последнего выражения можем написать, что
-i- та2 = 0,03 mg
или
«2 = 0,06^.	(478)
Откуда
ил = V0,06 g дк 0,8 м/сек.	(479)
Скорость ид для снаряда может быть установлена
также опытным путем.
Таким образом, при проектировании досылателя конечная
скорость ид досылки будет величиной заданной. Известной
величиной будет и хд, а поэтому уравнение (475) дает воз-
можность определить ту скорость 'va — u„, которую необ-
ходимо сообщить снаряду или патрону к концу предше-
350
ствующего принудительного периода досылки. Перепишем
уравнение (475) в следующем виде:
Т = Т ти1 +е<?	) •	(480)
л
Однако, для того чтобы досылка была бы надежной, перед
правой частью уравнения вводят некоторый коэффициент k —
коэффициент надежности досылки, больший единицы. Величи-
на коэффициента зависит от степени полноты учета всех сил,
действующих на досылатель и снаряд в процессе досылки.
При расчетах можно принять k= 1,15 н- 1,2.
На основании изложенного уравнение (480) перепишется
так:
-Ym‘vl = -Ymu'l=zk +	=
(481)
	= km	у «Д + 6 (Хд - У
Откуда	1=4 2	"^”^д + е (*^д	?п)
(482)
Если же иметь в виду значение -^-ти2 для снаряда,
определяемое формулой (477), то получим, что
Vf = k [0,03 + е(хд - Ц].
(483)
Подставляя значение
2
определяемое формулами (472),
получим:
а)	для случая досылки патрона (в общем виде)
£ [м + (1 + -г) т + р
а ( I	3
ил
у+е(хд-М
+	[₽Q + (1 + -г)е<7] Ц ;
+
(484)
б)	для случая досылки одного снаряда
Е = —( jfe Гд4 4- (1 +	[0,03 + е(хл - ?„)] +
а I	о I
+ -|Q5n + [PQ + (l+i)s<7pn}.
(485)
351’
Теперь, когда известно значение Е, по формуле (471)
можно определить и v„ = u„.
Полное время досылки £д = где tn и — про-
должительность периода принудительного движения сна-
ряда и периода движения снаряда (патрона) по инерции.
Для того чтобы определить tM выразим $ как функцию
от t, и с этой целью перепишем уравнение (467) так:
Ф<? + аЧ j _ a/7max-PQ —(1 +?)е<?
М + (1 + у) т 4- — [л М + (1 + т) т + - - р.
<5	о
Для удобства введем следующие обозначения:
+ а71 _ 2. а^Лпах — PQ — (1 + т)
М + (1 + к)+ “Г Р-	м + (1 + Dт + V I1
О	о
Тогда уравнение (486) примет следующий вид:
?" + $»£ = к.
Интегрируя это уравнение, получим
£ = A cos st + В sin st + — .
s’
Откуда
5' = v = — As sin st + Bs cos st.
При t = 0, $ = 0 и В'= 0, а поэтому
A = - — и В = 0.
s’
Следовательно,
В = —(1—coss£);	£п = —(1 — coss£n).
S2	52
Из последнего выражения имеем
cos st„ = 1 —	?п.
к
Это уравнение дает возможность определить продол-
жительность tn принудительного периода досылки.
352
Для того чтобы определить tK, из уравнения (473) имеем
х"=-^-е=-е£.	(487)
т
Интегрируя это уравнение дважды, получаем
х' = и = — egt +	(488)
и
/2
х = — eg — + c1t-!rct.	(489)
При t — О значение ti = v„ — u„ и х=0, вследствие чего1
c1 — v„ и с2 = 0.
Следовательно,
u = vn — egt;	(490)
. ft
x = vnt-eg—.	(491)
При t — tH значение « = «д и, следовательно,
^и = (^-«д) —.	(492)
Общее время досылки определится из выражения
tg =*п + *и.	(493)
Таким образом, получены все элементы, характеризующие
досылку снаряда или унитарного патрона для пружинного до-
сылателя, если досылка состоит из двух периодов принудитель-
ного и инерционного.
Рассмотрим выбор некоторых основных данных для расче-
та элементов досылки патрона на определенном типе досыла-
теля, принципиальная схема которого представлена на рис. 165.
В этой конструкции ствол откатывается на длину отката X.
Вместе со стволом откатывается цилиндр досылателя.
При накате ствола и цилиндра лапа досылателя удержи-
вается в крайнем заднем положении, вследствие чего происхо-
дит сжатие пружины досылателя. Одновременно с этим проис-
ходит подача на лоток патрона так, чтобы дно гильзы упира-
лось бы в лапу досылателя. В некоторых конструкциях фланец
гильзы с двух сторон захватывается специальными зацепами,
которые в конце принудительного периода досылки расходятся
в стороны, вследствие чего происходит расцепление патрона с
лапой досылателя. В конце наката выступ а ударяет по концу
1 Отсчет пути здесь принят от начала движения снаряда по инерции.
23 Э. К Ларман	353
рычага b, лапа досылателя освобождается и под действием
взведенной пружины начинается досылка. Подобного типа до-
сылатель встречается в некоторых артиллерийских автоматах.
Если через Ад обозначим полный путь досылки патрона,,
то можем написать
Li = /п 4"	+ X + ^каз,
где /п — длина патрона без толщины фланца;
/Каз—длина затворной части казенника;
X —длина отката ствола;
Д/ — величина зазора в конце отката ствола между ка-
зенным срезом и концом патрона. Величина зазора Д/ дол-
жна быть выбрана такой, чтобы при наибольшей возмож-
ной длине отката Хтах казенный срез не соприкасался бы с
передним концом патрона.
Рис. 165. Схема пружинного досылателя.
Следующей величиной, которую необходимо выбрать, яв-
ляется величина конечной скорости досылки. О допустимой
величине этой скорости было сказано выше.
Выбрав предельно допустимую конечную скорость ил
досылки, необходимо решить вопрос о том, как произво-
дить досылку.
Во-первых, можно так устроить досылатель, чтобы ско-
рость досылки на всем пути Ьл возрастала от нуля до
(рис. 166, кривая I). В этом случае путь хп принудительной
досылки должен быть равен
354
Во-вторых, можно весь период досылки разбить на два
периода: период принудительной досылки и период движе-
ния патрона по инерции. Досылатель можно устроить так,
чтобы в течение первого периода на пути хп сообщить пат-
рону скорость досылки «>«д, но по величине такую, что-
бы в течение второго периода на пути хи стала бы . равной
йд (кривая II).
В-третьих, можно при досылке патрона на первом уча-
стке пути скорость ДОСЫЛКИ довести ДО «max, значительно
превосходящую «д, а на остальной части пути, производя
искусственное притормаживание, довести ее до скорости «д
(кривая III).
Рис. 166. Кривые скорости и досылки и кривые —.
В этом случае на всей длине £я досылка должна быть
принудительной, и патрон должен быть сцеплен с лапой
досылателя и лишь в самом конце досылки должно прои-
зойти отсоединение патрона от досылателя.
Соответствующим выбором способа досылки патрона
можно сократить время досылки.
Известно, что
J и
23*	о	355
На рис. 166 кривые /, 2 и 3 представляют кривые —
и
соответственно для скоростей досылки, изображенных кри-
выми I, II и III.
Площадь, ограниченная кривыми — и координатными
осями, представляет в соответствующем масштабе для
того или другого способа досылки. Из рисунка видно, что
наименьшее значение получается при третьем способе
досылки.
Следовательно, этот способ досылки, с точки зрения увели-
чения скорострельности или темпа стрельбы артиллерийских
автоматов, является наиболее выгодным. Принудительность
досылки на всей длине £д также является положительным
свойством, так как движение патрона в течение всего периода
досылки может быть направлено желательным образом, что в
артиллерийских автоматах и в автоматическом оружии вообще
приводит к снижению общего процента задержек. К недостат-
кам этого способа досылки следует отнести необходимость соз-
дания специального механизма, тормозящего досылатель и
патрон в периоде замедленного движения досылателя и патро-
на. Это приводит к усложнению конструкции автомата. Отсю-
да указанный способ досылки не получил широкого распро-
странения.
На практике чаще всего досылку патронов производят по
первому или по второму способу. Наличие во втором случае
участка, на котором движение патрона совершается по инер-
ции, имеет тот недостаток, что возможны случаи утыкания
патронов и тем самым, как показывает практика, увеличение
общего количества задержек автоматического оружия.
После того, как установлен способ досылки и выбран
путь хп принудительной досылки, можно приступить к опре-
делению характеристик пружины по формулам, которые были
выведены выше. Окончательный расчет элементов досылки
возможно будет произвести лишь после того, как будет доста-
точно полно выявлена конструкция досылателя.
Выше все зависимости для определения элементов досылки
патрона или снаряда были выведены для случая, когда акку-
мулятором энергии является пружина.
Однако не представляет труда получить указанные зависи-
мости для случаев пневматического досылателя или вообще для
случая изменения значения П\ по любому закону в зависимо-
сти от L
356
60. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УСТРОЙСТВЕ
АРТИЛЛЕРИЙСКИХ АВТОМАТОВ1
Артиллерийским автоматом называется самостоятельная
часть автоматического артиллерийского орудия, осуществляю-
щая автоматическую стрельбу и представляющая совокупность
ствола и механизмов, действующих за счет энергии, развива-
емой боевым пороховым зарядом.
Механизмы автомата должны обеспечивать выполнение
следующих процессов:
— перезаряжания,
— производства выстрела,
— блокировки,
— поглощения остаточной энергии отдачи.
Механизмы перезаряжания обеспечивают подачу патронов^
(или элементов выстрела при раздельном заряжании) в при-
емник или на лоток досылателя, досылку очередного патрона
в камору орудия, закрывание канала ствола, запирание затво-
ра, отпирание его после выстрела, открывание канала ствола,
экстракцию и отражение гильзы.
Механизмы производства выстрела обеспечивают спуск
ударника и воспламенение капсюля воспламенителя. К -ним
относятся ударные и спусковые механизмы.
Механизмы блокировки служат для нормального взаимо-
действия механизмов перезаряжания и производства выстрела;
они гарантируют безопасность эксплуатации орудия.
Амортизирующие механизмы предназначаются для погло-
щения остаточной энергии отдачи (т. е. энергии, не используе-
мой для приведения в движение каких-либо механизмов ав-
томата) и для уменьшения действия выстрела на лафет (или
установку). Выполняются они обычно в виде противооткатных
устройств или буферов различного устройства.
В большинстве случаев эти механизмы органически входят
в структуру автомата, составляя его неотъемлемую часть, и
непосредственно влияют на темп стрельбы и усилия, переда-
ваемые на лафет.
Кроме перечисленных основных механизмов, в Каждом ав-
томате имеется еще ряд вспомогательных механизмов, облег-
чающих работу обслуживающих номеров боевого расчета при
эксплуатации орудия; например, механизмы первого заряжа-
ния, смены ствола (при охлаждении), сборки и разборки ав-
томата и т. д.
Основными механизмами артиллерийского автомата, опре-
деляющими его главнейшие качества — скорострельность, вес,
1 Настоящий параграф написан профессором доктором технических
наук И. И. Ж/уковым.
357
габариты и надежность действия, являются механизмы пере-
заряжания.
Процессы перезаряжания, производства выстрела и блоки-
ровки складываются из отдельных операций, каждая из кото-
рых составляется из простых движений или перемещений оъ
дельных деталей и звеньев механизмов.
Для выполнения отдельных операций не всегда требуется
специальный механизм. Нередко один механизм или даже одна
деталь автомата может выполнять ряд операций. Так, напри-
мер, при открывании скользящего затвора одновременно про-
исходит и экстракция стреляной гильзы. Подача очередного
патрона (в автоматах ВЯ, Б-20, НС) может одновременно
производить выталкивание стреляной гильзы. Свободный ход
затворной рамы (автоматы ВЯ, Б-20) обеспечивает запирание
затвора и одновременно осуществляет блокировку против
преждевременного выстрела.
Рациональный выбор схемы может значительно упростить
устройство автомата за счет одновременного выполнения не-
скольких операций одними и теми же механизмами.
Условие работы механизмов автомата имеет следующие
особенности, приводящие к необходимости предъявления высо-
ких и нередко трудно совместно выполнимых требований к
прочности и стойкости деталей.
1.	Динамичность нагрузки. Источником энергии для дей-
ствия автомата служит упругость пороховых газов, причем
непосредственной причиной движения механизмов являются
различные силы, возникающие в процессе выстрела. Кратко-
временность явления выстрела и весьма высокое давление
пороховых газов, доходящее до 3000—4000 кг/сл*2, придают
действующим силам резко импульсивный и даже ударный
характер.
2.	Непостоянность величин действующих сил. Помимо того,
что действующие силы резко меняют свою величину в про-
цессе выстрела, неодинаково' и действие их при отдельных
выстрелах на детали механизмов автомата. Отклонение вели-
чины максимального -давления пороховых газов от среднего
значения иногда доходит до 15%.
Неодинаковы и величины реакций, возникающих в механиз-
мах автоматов во время их работы, что является следствием
неидентичности изготовления соответствующих деталей, а
также большим диапазоном углов возвышения (от 0 до 90°),
при которых приходится вести стрельбу.
3.	Неустановившийся характер движения звеньев автомата.
Несмотря на кратковременность цикла работы механизмов
автомата, многие детали находятся в движении лишь в тече-
ние небольшой части цикла. За этот небольшой промежуток
358
времени детали должны приобрести скорость в одном направ-
лении!, остановиться, затем снова приобрести скорость в обрат-
ном направлении, чтобы возвратиться в исходное положение.
' Таким образом, при действии механизмов автомата равно-
мерное движение отсутствует, наиболее характерным являет-
ся быстрый разгон в одном направлении, затем резкое тормо^
жение и перемена направления движения, при этом возникают
большие ускорения и связанные с ними инерционные силы.
Кроме того, многие детали автоматов приводятся в движение
и останавливаются ударом.
4.	Высокая температура наррева. Вследствие высокой тем-
пературы пороховых газов, доходящей до 2500° С, происходит
быстрое нагревание ствола и некоторых связанных с ним де-
талей. При этом понижаются механические качества металла
и в первую очередь упругость пружин, расположенных непо-
средственно на стволе, а также изменяются силы трения.
5.	Надежность действия механизмов при различных усло-
виях. Боевая служба автоматических пушек требует, чтобы
механизмы автомата безотказно действовали в самых разно-
образных условиях. Правильность действия механизмов авто-
мата зависит от точности изготовления деталей, от величины
допусков на размеры, от величины зазоров в сопряжениях и
от качества применяемых материалов. Нередко незначительное
изменение формы или размеров какой-либо детали из-за изно-
са влечет за собой расстройство и нерегулярное действие
механизмов, замедление скорости движения или полный -отказ
в работе.
Механизмы должны безотказно действовать и при измене-
нии зазоров вследствие перемены температуры или при загряз-
нении, засорении пылью, песком и т. п.
Кроме того, автомат, как всякое вооружение, должен обла-
дать определенными боевыми и экономическими свойствами,
которые в значительной степени зависят от:
—	баллистических данных (веса снаряда, начальной ско-
рости) ;
—	скорострельности;
—	величины и характера сил, действующих на установку
при выстреле;
—	кучности стрельбы;
—	надежности действия механизмов;
—	простоты устройства и удобства обслуживания;
—	габаритов;
—	весовых характеристик;
—	экономичности конструкции.
359
Кроме того, желательным требованием, предъявляемым к
автоматам, является возможность комплексирования их без су-
щественных переделок.
Одной из важнейших характеристик автоматических пушек
при заданных баллистических характеристиках является темп
стрельбы, который не следует смешивать со скорострельностью.
Под темпом стрельбы понимают число выстрелов,
которое можно произвести из данного автомата в единицу вре-
мени без учета времени, потребного на первоначальное заря-
жание, прицеливание и исправление наводки. Темп стрельбы
характеризует работу основных механизмов автомата во вре-
мени и определяется продолжительностью времени цикла. Вре-
менем tu цикла автомата называют период от выстрела до
следующего выстрела при автоматической стрельбе. Время
цикла зависит от продолжительности работы всех механизмов,
действующих последовательно один за другим.
Темп стрельбы п равен числу выстрелов за одну минуту
60	,
п — — выстр/мин,
где — продолжительность цикла в секундах.
Темп стрельбы зависит от калибра орудия, размеров и веса
патронов. Кроме того, на него оказывают большое влияние
схема построения автомата, принцип действия и конструкция
его механизмов.	,
Увеличение темпа достигается:
—	сокращением путей движения откатных частей и под-
вижных звеньев автомата;
—	увеличением скоростей движения подвижных масс;
—	совмещением отдельных операций и процессов работы
механизмов автомата во времени.
Под скорострельностью подразумевается количество вы-
стрелов, которое можно произвести из данного автомата в
единицу времени с учетом затрат времени на прицеливание,
исправление наводки, заряжание (например, смену магазина
с патронами или ленты с патронами). Таким образом, скоро-
стрельность определяется свойствами всего орудия в целом в
условиях его боевого применения.
Увеличение скорострельности у автоматических пушек в ос-
новном достигается:
—	повышением темпа стрельбы;
—	применением непрерывного питания;
—	устройством таких механизмов наводки, которые обеспе-
чивают в процессе стрельбы непрерывное слежение за целью;
—	применением искусственного охлаждения ствола;
360
— применением блокирующих механизмов, обеспечиваю-
щих возобновление стрельбы подачей очередной обоймы без
специальной подготовки автомата.
Стремление увеличить темп стрельбы и скорострельность
вызвано ростом 'скорости перемещения современных подвиж-
ных целей. Стрельба по быстродвижущемуся самолету проис-
ходит в обстановке столь быстрых изменений положения цели
в пространстве, что (вероятность попадания отдельных (выстре-
лов делается крайне незначительной. Чтобы достигнуть пора-
жения цели, необходимо увеличить плотность огня во времени,
т. е. увеличить количество 'снарядов, выпускаемых по данной
цели в единицу времени. Чем эта плотность больше, тем боль-
ше вероятность попадания. Поэтому предел желаемой скоро-
стрельности и темпа значительно выше величины темпа, огра-
ничиваемого техническими возможностями.
Увеличение калибра автомата приводит к уменьшению тем-
па и скорострельности. Проблема увеличения скорострельности
для автоматических пушек технически значительно труднее
разрешима, чем для стрелкового оружия.
Величина силы, действующей на установку
при выстреле (сила отдачи), в конечном счете опре-
деляет вес всей установки, а следовательно, и маневренность
всего орудия. Чем меньше сила отдачи, тем более совершенна
конструкция автомата. Для суждения о рациональности кон-
струкции по величине силы отдачи может служить ее коэффи-
циент , определяемый как отношение силы отдачи 7? к дуль-
ной энергии Ео,
R
= — •
^0
Очевидно, чем меньше тем совершеннее конструк-
ция. Уменьшение силы отдачи может быть достигнуто:
— увеличением веса откатных частей,
— увеличением длины отката ствола,
— применением дульного тормоза,
— применением выката подвижных частей.
Приведенные способы уменьшения силы отдачи могут при-
меняться в различных комбинациях. •
Характер, т. е. з а к о н и з м е н е н и я силы, действующей
при выстреле на установку, в значительной степени опреде-
ляет кучность орудия и живучесть отдельных его агрегатов.
Благоприятной является постоянная сила или сила, плавно
изменяющаяся в определенных пределах в течение всего вре-
мени цикла автомата.
Наличие пик (всплесков) на диаграмме равнодействующей
силы отдачи свидетельствует о резкой работе механизмов^
361
автомата, вызывает увеличение колебаний автомата ina установ-
ке, повышает тем самым рассеивание и препятствует слежению
за целью во время стрельбы. При большом темпе стрельбы и
экстремальном (пикообразном) законе изменения силы отдачи,
расчеты на прочность и устойчивость автомата и всего орудия
необходимо, как правило, вести не по величине некоторого
среднего значения силы отдачи (определяемого обычно расче-
том), а по величине наибольшей силы за время выстрела (за
время цикла).
Для установления приемлемости характера изменения силы
отдачи может служить коэффициент характера отдачи Т(х,
представляющий отношение времени нарастания нагрузки для
Рис. 167. График изменения силы отдачи для автомата НС-37,
отдельных всплесков силы отдачи к периоду собственных ко-
лебаний орудия (первого и второго тонов колебаний)
1 1,2
где
— время нарастания нагрузки для отдельного Z-ro
всплеска силы отдачи;
71,2 —период собственных колебаний орудия (первого и
второго тонов).
На рис. 167 показан график изменения силы отдачи в функ-
ции времени для авиационного автомата НС-37.
Коэффициент rix должен устанавливаться при наличии
более одного всплеска силы отдачи. Величина его- для каждо-
го всплеска должна быть значительно .меньше единицы.
362
Чем меньше значение тем более благоприятен закон
изменения силы отдачи, так как удаляется явление разонанса
в колебательном режиме автомата.
Надежность действия автомата определяется
прежде всего безотказностью действия механизмов, живу'
честью отдельных деталей, неуязвимостью автомата в целом и
безопасностью обращения.
Безотказность действия механизмов определяется наимень-
шим количеством задержек при стрельбе в различных усло-
виях боевого использования. К числу основных причин, вызы-
вающих задержки, следует отнести:
—	нарушение конструктивной формы деталей вследствие
ударов, износа или коррозии;
—	изменение величины зазоров между движущимися дета-
лями вследствие износа, температурных изменений, засорения
механизмов загустевшей смизкой или твердыми частицами
(песок, пыль);
—	поломку частей.
Сведение до минимума задержек достигается принудитель-
ностью перемещения основных звеньев автомата, а также
плавностью работы механизмов и устранением ударов. Наи-
большее число задержек при стрельбе получается по вине ме-
ханизмов подачи, досылки и экстракции -гильзы. Поэтому весь-
ма желательными являются принудительное, без рывков и
ударов, перемещение патрона на всем пути его движения до
полной досылки в камору, а также принудительная экстракция
стреляной гильзы и удаление ее за пределы короба автомата.
Инерционное перемещение патрона (или гильзы) всегда
требует сообщения ему избыточной энергии, что сопроволщает-
ся, как правило, большими инерционными усилиями и ударами
в конце движения. Это же следует сказать и о движении лю-
бых звеньев механизмов автомата.
Плавная работа основных механизмов :и отсутствие ударов
позволяет обеспечить также и высокую живучесть отдельных
деталей.
Предохранение механизмов автомата от неблагоприятных
атмосферных явлений (дождя, снега, влаги) и от загрязнения
достигается за счет рациональной конструкции внешних дета-
лей -автомата, не имеющих открытых отверстий, щелей и т. д.
Н е у я з в им о с т ь, т. е. нечувствительность автомата к
действию пуль и осколков при обстреле со стороны противни-
ка, а также к действию ударной волны, обеспечивается проч-
ностью конструкции. При отсутствии общей броневой защиты
всего орудия должны быть предусмотрены отдельные щитовые
прикрытия механизмов и хрупких частей автомата. В целях
363
повышения неуязвимости и улучшения маскировки следует
стремиться по возможности уменьшать габариты автомата и
всего орудия в целом.
Безопасность обращения с механизмами автома-
та как во время стрельбы, так и при осмотре, ремонте и уходе за
орудием обеспечивается рациональной конструкцией, создан-
ной в результате тщательного исследования всех приемов, про-
изводимых личным составом в процессе обслуживания орудия.
Надежность действия механизмов автомата при их проек-
тировании проверяется подробными расчетами автоматики,
включающими кинетический и динамический анализ всех меха-
низмов, а также расчетами всех деталей на прочность. После
изготовления образца вооружения надежность действия его
проверяется тщательным экспериментальным исследованием и
испытанием.
Большое влияние на надежность действия автомата оказы-
вает его конструкция. Автомат, состоящий из малого количе-
ства крупных и простых по форме деталей, будет менее уяз-
вим, живуч и безотказен, чем автомат, имеющий мелкие дета-
ли сложной формы.
Простота устройства механизмов автомата являет-
ся весьма ценным качеством. Однако иногда в погоне за про-
стотой устройства и изготовления механизмов автомата отказы-
ваются от обеспечения плавности их работы и принудительно-
сти -выполнения той или иной операции. Все это ведет к
резкому понижению живучести mi безотказности действия от-
дельных деталей, что^в ^конечном итоге во много раз удоро-
жает производство, приводя к необходимости изготовлять
большое количество запасных деталей.
Простота обслуживания автомата требуется
прежде всего для быстрого приведения орудия в боевую го-
товность и к немедленному открытию огня. Последнее обеспе-
чивается вспомогательными механизмами, сокращающими
время на проделывание операций, предшествующих первому
выстрелу. Число приемов при использовании этих механизмов
должно быть минимальным; при этом приемы должны быть
простыми и нетрудоемки ми.
Малые габариты автомата характеризуют его ком-
пактность. Компактность автомата определяется длиной коро-
ба (или люльки), относительным весом и удельной мощностью
автомата.
У существующих автоматов отношение длины короба
автомата La к длине патрона /п находится в определенных
пределах, а именно:
£a = (3-M)Zn или -Ь. = 3-5-4.
364
Чем меньше это отноше!ние, тем компактнее автомат.
Другой величиной, характеризующей компактность автома-
та, является так называемый относительный (вес автомата.
Если обозначить поперечные размеры схематизирован-
ного короба автомата через А и В (рис. 168), то объем ко-
роба будет Wz — Ь^АВ. Отношение веса автомата Qa к ука-
занному объему и будет относительным весом автомата
Чем больше Тк, тем,
мат. Для существующих
очевидно, более компактен авто
автоматов
Для сравнительной оценки артиллерийских автоматов коэф-
фициент использования металла не полностью характеризует
конструкцию, так как в нем не учитывается элемент темпа.
Взамен коэффициента а в данном случае принимается
удельная мощность автомата
ln 60Qa
где
г[п — удельная мощность автомата;
п— число выстрелов в минуту;
Qa —вес всего автомата.
Экономичность конструкции автомата определяется
применением наиболее дешевых материалов, нормализацией
и стандартизацией деталей и целых узлов, пониженными точ-
ностями обработки, максимальной взаимозаменяемостью де-
талей и узлов, простотой оборудования и инструмента, обес-
печением возможности изготовления отдельных деталей и авто-
мата в 'целом на заводах (гражданской промышленности и т. д.
Все стороны, характеризующие экономические качества
автомата, являются общими требованиями, предъявляемыми
к орудию в целом, и их учет при проектировании автомата
безусловно необходим.
365
Устройство артиллерийских авто-матов отличается большим
разнообразием. Рассматривая ряд различных конструкций^
можно увидеть -среди них образцы, имеющие сходное устрой-
ство.
При этом некоторые автоматы, имея в основе один и тот
же принцип действия, конструктивно значительно- отличаются
друг от друга. Иногда же, наоборот, при сходной конструкции
отдельных механизмов автоматы имеют существенное различие
в общем принципе действия.
Действие автоматов чаще всего основано на принципе ис-
пользования энергии порохового заряда, которая проявляется
либо в виде кинетической энергии газов, либо в виде кинети-
ческой энергии масс, движущихся под действием различных
сил, возникающих при выстреле. Такими силами являются:
— давление пороховых газов на дно канала ствола,
— давление газов на специальные детали,
— реакция врезания ведущего снаряда при форсировании
и его- движения по каналу.
Наибольшей из этих сил является давление газов на дно
канала ствола. Реакция врезания ведущего пояска в артилле-
рийских автоматах в качестве движущей силы не используется.
Принципиальные особенности использования энергии поро-
хового заряда и последовательность передачи ее от одного
звена к другому в процессе цикла, независимо от конструктив-
ных форм механизмов, характеризуют структуру автомата.
Использование кинетической энергии массивного- затвора,
полученной при движении его- в результате отдачи для приве-
дения в движение других механизмов, определяет один тип
автоматики и дает группу автоматов одной определенной струк-
туры. В этой группе автоматов ствол остается неподвижным.
При использовании кинетической энергии отдачи подвиж-
ного ствола и связанного с ним затвора получается группа
автоматов другой структуры.
Однако общим признаком обеих этих групп будет являться
использование энергии отдачи или импульса пороховых газов
на дно- канала ствола.
Действие же некоторой части пороховых газов на специ-
альные подвижные детали, расположенные в особой каморе
вне канала ствола, дает новую группу автоматов, совершенно
отличной структуры.
Автоматы одной структуры могут иметь несколько схем
построения. Однако, имея одну структуру и одну и ту же
схему построения, констр-уктив1Н1о можно оформить автоматы
совершенно различно-. В качестве примера можно привести
автоматы 37-мм пушки «Кольт-Браунинг» и 37-мм пушки НС.
366
Следовательно, автоматы отличаются не только по своей
структуре, схеме построения, но и по конструкции отдельных
механизмов. Если структуру автомата определяет способ ис-
пользования энергии порохового заряда и последовательность
передачи ее от звена к звену, а схему построения характери-
зует кинематика и 'последовательность работы механизмов, то
конструкция автомата в основном зависит от способа подачи
и досылки патронов, устройства системы запирания канала
ствола ВО' время выстрела, открывающего и закрывающего
механизмов затвора и устройств, уменьшающих отдачу при
выстреле.
В связи с этим, в целях лучшего изучения все артиллерий-
ские автоматы делятся на классы и группы.
Класс 1. Автоматы, действие механизмов которых основано
на принципе использования кинетической энергии откатываю-
щихся частей, т. е. на принципе использования энергии отдачи.
Автоматы этого класса в зависимости от способа исполь-
зования энергии отдачи и последовательности передачи ее от
одного звена к другому подразделяются на «следующие струк-
турные группы:
1-я группа — автоматы, использующие отдачу затвора при
неподвижном стволе (автоматы с отдачей затвора);
2-я группа — автоматы, использующие отдачу ствола и
затвора при длинном откате ствола (автоматы с длинным от-
катом ствола);
3-я группа — автоматы, использующие отдачу ствола и
затвора при коротком откате ствола (автоматы с коротким
откатом ствола).
Автоматы с отдачей затвора. У этих автоматов ствол не-
подвижно закреплен в коробе, играющем роль ствольной ко-
робки. Ведущим звеном механизмов автомата «служит подвиж-
ная система затвора. Затвор, отбрасываясь назад давлением
пороховых газов на дно гильзы, извлекает из каморы ствола
стреляную гильзу и сжимает возвратную пружину, аккуму-
лируя, таким образом, энергию для 'возвращения затвора в
исходиое положение.
При движении затвора вперед происходит досылка очеред-
ного патрона в камору ствола. Подающий механизм таких
автоматов приводится в действие или от затвора, или от посто-
роннего источника энергии (например пружиной при магазин-
ном питании).
Автоматы с отдачей затвора (рис. 169) имеют свободный
(инерционный) затвор. Запирание затвора в данном «случае
отсутствует. Затвор удерживается в крайнем переднем поло-
жении только усилием «предварительного поджатия возвратной
пружины. Движение затвора начинается в тот момент, когда
367
•сила давления пороховых газов на дню пильзы становится
равной сумме сил сопротивлений, приложенных к затвору и
пильзе. Вместе с движением затвора начинается экстракция
гильзы, когда в стволе еще очень высокое давление. В связи
с этим возникает опасность разрыва гильзы. Разрыв гильзы,
действительно является задержкой, характерной для автоматов
со свободным затвором.
Во избежание разрыва гильзы требуется замедлить движе-
ние затвора на начальном участке, что достигается обычно
увеличением массы затвора.
Рис 169. Схема автомата с отдачей затвора.
Поэтому автоматы со свободным затвором обладают значи-
тельно более тяжелым затвором, чем автоматы других типов;
ь то же время они являются наиболее простыми по кон-
струкции.
Такой тип автоматики может применяться только для ма-
ломощных орудий. По этому типу были построены автоматы
20-мм немецкой пушки МК-108 и 20-мм пушки фирмы
«Эрликон».
У 20-мм автомата фирмы «Эрликон» ввиду большой (срав-
нительно) мощности принцип свободного затвора в чистом
виде использовать не удалось и необходимо было применить
выкат подвижной системы затвора.
Принцип полусвободного затвора, т. е. затвора, тормозя-
щегося в начальный момент движения тем или иным способом,
в артиллерийских автоматах также распространения не
получил.
368
Автоматы с длинным откатом ствола. В автомате с длин-
ным откатом ствола ведущими звеньями являются ствол и
затвор.
Схема действия 'механизмов такого автомата сводится к
следующему (рис. 170).
После в.ыстрела ствол вместе с затвором откатывается на
полную длину отката, превышающую длину патрона. В край-
нем заднем положении затвор после расцепления со стволом,
Рис. 170. Схема автомата с длинным откатом ствола.
т. е. после отпирания, задерживается на шептале, а ствол на-
катывается в первоначальное положение. Затвор, оставаясь на
месте, удерживает стреляную гильзу, вследствие чего проис-
ходит экстракция стреляной гильзы. Ствол в конце наката с
помощью специального 'механизма освобождает затвор, кото-
рый, накатываясь, досылает очередной патрон в камору, а в
конце наката происходит запирание канала ствола. Цикло-
грамма такого автомата, показывающая перемещения ствола и
затвора, изображена на рис. 171.
24 э. К. Ларман	369
Автоматы с длинным откатом отличаются низким темпом
стрельбы, что получается благодаря последовательному накату
ствола и затем затвора.
По этому принципу были построены автоматы 37-мм пушки
фирмы Круппа и 40-мм пушки фирмы «Армстронг-Виккерс».
Автоматы с коротким откатом ствола. В отличие от автома-
тов предыдущей структурной группы, у автоматов с коротким
откатом ствола расцепление затвора СО' стволом происходит
задолго до прихода ствола в крайнее заднее положение. Дли-
на Х3 отката затвора (при продольно-скользящем зат/воре)
или досылателя (при клиновом или качающем затворе) у таких
автоматов больше длины Хс отката ствола и должна быть
всегда больше длины патрона (рис. 172).
После расцепления затвора со стволом затвор продолжает
движение и экстрагирует гильзу, а при накате досылает
очередной патрон в камору и производит запирание канала
ствола.
Автоматы с коротким откатом ствола имеют несколько
схем взаимодействия ствола с затвором.
1-я схема—с независимым движением ствола и затвора
после работы ускорительного механизма. С момента расцепле-
ния ствол и затвор самостоятельно, не будучи друг с другом
связанными, открываются |и сразу же по окончании отката
начинают накатываться. Сцепление ствола с затвором осуще-
ствляется в переднем положении. По этой схеме построен
автомат 37-мм пушки РМ. Циклограмма автомата первой
схемы приведена на рис. 173.
2-я схема — с последовательным накатом ствола и затвора.
После расцепления ствола с затвором и работы ускорительно-
370
Рис. 172. Схема автомата с коротким откатом ствола.
Рис. 173. Циклограмма для автомата с коротким ходом ствола.
24*
371
го механизма ствол «и затвор откатываются независимо друг
от друга, но затвор в крайнем заднем положении останавли-
вается и удерживается на шептале до окончания наката ствола,
после чего происходит накат затвора и досылка очередного
патрона. По этой схеме построены автомат 37-мм пушки фир-
мы «Кольт-Браунинг» и все автоматы НС. Циклограмма авто-
мата второй схемы приведена на рис. 174.
Рис. 174. Циклограмма для автомата с последовательным
накатом ствола и затвора
3-я схема — с постоянной кинематической связью ствола и
затвора. Обычно это достигается применением реечно-редук-
торного ускорительного' 'механизма, осуществляющего постоян-
ную связь ствола с затвором и
Рис. 175. Циклограмма автомата
с реечным ускорителем.
работающего как при откате,
так и при накате. Цикло-
грамма такого автомата изо-
бражена на рис. 175.
4-я схема — с задержкой
ствола в крайнем заднем
или некотором промежуточ-
ном положении при накате.
После расцепления и рабо-
ты ускорительного механиз-
ма ствол и затвор откаты-
ваются независимо друг от
друга и, достигнув крайне-
го заднего положения, ме-
няют направления движе-
ния на обратное. Обычно
ствол останавливается в по-
ложении недоката и возоб-
новляет свое движение только при подходе к нему затво-
ра, осуществляющего досылку очередного патрона. Запирание
372
происходит в процессе совместного наката ствола и затвора.
По этой схеме 'Построен автомат 20-imim пушки фирмы РМ
обр. 30. Циклограмма автомата четвертой схемы 'Представлена
на рис. 176.
Единственным достоинством этой схемы является возмож-
ность использования выката откатных частей.
5-я схема — с клиновым либо качающимся затвором (пере-
мещение затвора при открывании не совпадает с направлени-
ем движения ствола). Отпирание и открывание затвора проис-
ходит во время отката ствола, а закрывание и запирание про-
исходит либо после наката ствола и досылки очередного
патрона (как это имеет место в пушках типа «Бофоре»), либо
ео время наката ствола, когда производится и подача очеред-
ного патрона досылателем (как ото осуществлено в 20-мм и
23-мм пушках фирмы «Мадсена»). На рис. 177 изображена
циклограмма применительно к автомату типа «Бофоре».
Для первых четырех схем общими являются следующие
особенности:
1)	применение продольно скользящего затвора, который
следует считать для них наиболее приемлемым;
2)	наличие ускорительного' механизма, осуществляющего
передачу движения от ствола к затвору;
3)	отсутствие специального механизма для досылки патро-
нов, роль которого выполняет продольно скользящий затвор;
4)	экстракция гильзы производится простейшими зацепами
на затворе. Отражение гильзы производится либо очередным
патроном, либо специальным устройством—отражателем.
373
Пятая .схема имеет ту особенность, ;что требует наличия до-
сылателя, т. е. специального механизма, осуществляющего до-
сылку очередного патрона. Вместо ускорительного механизма
имеется открывающий механизм затвора. Экстракция гильзы
осуществляется специальным выбрасывающим механизмом,
который извлекает гильзу из каморы и удаляет ее за пределы
автомата по инерции.
Рис. 177. Циклограмма автомата с клиновым затвором.
Класс II. Автоматы, действие механизмов которых основано
на использовании энергии пороховых газов, отводимых из ка-
нала ствола. Автоматы с отводом пороховых газов.
В артиллерийских автоматах класса II действие механиз-
мов перезаряжания и производства выстрела осуществляется
за счет энергии части пороховых газов, отводимых из канала
ствола и действующих вне ствола на подвижную деталь, свя-
занную -с механизмами автоматики. Можно представить три
возможных способа отвода пороховых газов ив канала ствола:
1)	вперед, используя подвижный надульник или дульный
тормоз;
2)	назад, через дно гильзы, используя подвижную капсюль-
ную втулку как поршень;
3)	в сторону через специальное боковое отверстие в стенке
ствола.
Первые два способа распространения в артиллерийских
автоматах не нашли.
374
Отвод пороховых газов через боковой канал в стволе полу-
чил широкое распростра1цение и по этому принципу построено
большое количество автоматов.
Таким образом, по этому классу применяется только одна
структурная группа артиллерийских автоматов, характеризую-
щая одним способом использования энергии отводимых газов
и последовательностью передачи ее от одного звена к другому.
Внутри этой группы можно различить две схемы, определяю-
щие кинематику и взаимодействие ствола с затвором.
1-я схема — с подвижным коробом автомата при жестком
креплении ствола в коробе (рис. 178).
Рис. 178. Схема автомата с подвижным коробом.
Действие механизмов такого автомата происходит следую-
щим образом. Через отверстие в стенке ствола поисковые газы
поступают в полость, называемую газовой каморой. В газовой
каморе помещается подвижной поршень, с которым соединен
шток.
Под действием газов поршень со штоком приходит в дви-
жение, производит отпирание и отбрасывание затвора в край-
нее заднее положение, сжимая при этом возвратную пружину
затвора и экстрагируя стреляную гильзу. Под действием воз-
вратной пружины сразу же по окончании отката затвор и шток
возвращаются в переднее положение, производя досылку оче-
редного патрона, запирание канала ствола и выстрел.
Давление пороховых газов на дно канала ствола вызывает
отдачу. При закрепленном стволе в коробе автомата в кон-
струкции предусматривается возможность всему автомату пе-
ремещаться по люльке или в установке, передавая импульс
силы отдачи через противооткатные устройства или амортиза-
тор на неподвижное основание.
Последнее обстоятельство вызывает осложнение в обеспече-
нии непрерывного питания автомата патронами и приводит к
взаимному влиянию движения всего автомата на действие
механизмов автоматики. По этой схеме построены отечествен-
ные автоматы ВЯ-23 и Б-20.
375
2-я схема — с неподвижным коробом-люлькой при наличии
подвижного ствола в люльке (рис. 179).
Действие механизмов автомата, построенного по такой
схеме, в значительной степени напоминает действие механиз-
мов автомата с коротким откатом ствола. Ускорительным ме-
ханизмом в этом случае является газовое устройство, отбра-
сывающее затвор на расстояние, достаточное для того, чтобы
произвести перезаряжание. Непрерывное питание автомата
патронами в этой схеме достигается проще, так как стол по-
дачи является неподвижным. Темп стрельбы подобных авто-
матов обычно меньше, чем у автоматов, построенных по- первой
схеме.
По второй схеме выполнены автоматы 25-мм и 37-мм пу
шек фирмы «Гочкиса».
Рис. 179. Схема автомата с неподвижным коробом.
Артиллерийские автоматы рассматриваемого класса обычно
имеют газовые каморы закрытого типа, у которых поршень
при своем движении не выходит из пределов газовой каморы.
На конструкцию газового узла также большое влияние
оказывает величина длины хода поршня со- штоком. Различа-
ют два типа газового узла: с длинным ходом штока, когда
движение штока совершается на полную длину отката затвора,
т. е. шток всегда остается связанным с затвором, и с коротким
ходом штока, когда движение штока с поршнем совершается
на небольшой длине, достаточной для отпирания, после чего
шток, толкнув затвор и передав ему движение, возвращается
в переднее положение, а затвор совершает цикл своего движе-
ния независимо от штока. Первый тип газового узла имеет
место в автомате ШВАК. Автоматы ВЯ-23 имеют газоотводный
узел второго типа. Газоотводные устройства автоматов разли-
чают также по способу регулирования импульса отводимых
газов: 1) изменением площади сечения газоотводных отвер-
стий, 2) изменением объема внутренней полости газовой ка-
моры и 3) выпуском части газов из каморы наружу ч^рез ре-
гулирующий кран.
376
В автоматическом стрелковом оружии к третьему классу
относят оружие, действие автоматики которого .происходит за
счет сил сопротивления, возникающих при движении пули в
канале ствола. Ведущим звеном механизмов автоматики в этом
случае является ствол, не сцепленный с затвором и двигаю-
щийся вперед.
Для более мощных орудий автоматика этого класса не
применима в связи с невозможностью движения ствола при
выстреле вперед (это может быть допущено только при ав-
томатизации безоткатных орудий типа ДРП), а следовательно,
для артиллерийских автоматов этот принцип не может быть
введен в классификацию.
Класс III. Автоматы смешанного типа
К автоматам смешанного типа относят автоматы, действие
которых построено на принципе одновременного использования
и 'кинетической энергии откатывающихся частей, и энергии по-
роховых газов, отводимых из канала ствола.
К числу таких автоматов относятся автоматы 50-мм зенит-
ной пушки обр. 41, 37-мм зенитной пушки обр. 43 и 30-мм
пушки МК-Ю8. Общей (чертой для всех этих автоматов являет-
ся то, что они устроены так же, как и автоматы второй схемы
класса с отводом пороховых газов. Различие 'состоит только
е том, что перемещение патронов во время подачи производит-
ся за счет кинетической энергии откатывающегося ствола.
Все остальные операции из цикла перезаряжания и произ-
водства выстрела осуществляются за счет энергии пороховых
газов, отводимых через боковой канал ствола. В первых двух
автоматах общим является использование принципа выката
подвижной системы с целью уменьшения силы отдачи при
выстреле и увеличения темпа стрельбы.
Другим примером автоматов смешанного типа может слу-
жить 20-мм пушка фирмы «Испано-Сюиза» с ленточным пи-
танием, в которой основным источником энергии для движения
затвора служит отдача затвора; отпирание затвора произво-
дится отводом газов, а подача патронов осуществляется за
счет энергии отдачи всего автомата.
Сочетание различных принципов действия механизмов
автоматики может позволить конструктору более целесооб-
разно решать самые разнообразные задачи при создании новых
образцов автоматических пушек.
' В заключение следует отметить, что работа механизмов
автомата может совершаться также за счет постороннего
источника энергии, например электричества.
377
Глава VI
ПРОТИВООТКАТНЫЕ УСТРОЙСТВА
61.	НАЗНАЧЕНИЕ ПРОТИВООТКАТНЫХ УСТРОЙСТВ
И ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К НИМ
Противооткатные устройства служат для поглощения живой
силы откатных частей, 'Приобретенных ими во время выстрела,
для накатывания откатных частей в начальное положение и
для надежного удержания их в этом положении! при всех
углах возвышения.
В соответствии с назначением противооткатные устройства
состоят из гидравлического тормоза отката, наката (модера-
тора) и накатника.
Кроме этих основных агрегатов, к противооткатным устрой-
ствам цринадлежат компенсатор жидкости, буфер наката и
механизм для автоматического регулирования длины отката в
зависимости от угла возвышения.
Для поглощения части энергии отката ствола и соединен-
ных с ним деталей лафета служит также дульный тормоз, ко-
торый может быть рассмотрен как один из самостоятельных
агрегатов противооткатных устройств.
К противооткатным устройствам предъявляются следующие
основные требования:
1)	автоматическое и безотказное действие;
2)	поглощение энергии откатных частей на требуемой дли-
не отката и при заданном законе изменения силы сопротивле-
ния откату;
3)	однообразная работа противооткатных устройств при
различных колебаниях температуры;
4)	несложность в изготовлении и эксплуатации, возмож-
ность просто и надежно производить регулировку и замену
изношенных деталей;
5)	не подвергаться коррозии при хранении в складах и
войсковых частях.
378
Помимо общих требований, к противооткатным устройствам
в зависимости от конструкции артиллерийского орудия могут
предъявляться специальные требования. Так, например, в ору-
диях, возимых на походе в разобранном виде или с оттянутым
назад стволом, противооткатные устройства должны иметь
механизм взаимной замкнутости с затвором, позволяющий
произвести выстрел только после надежного соединения
противооткатных устройств со стволом.
62.	УСТРОЙСТВО НАКАТНИКОВ
Накатник предназначается для накатывания ствола в
исходное положение и надежного удержания его в этом поло-
жении в промежутках между выстрелами и на походе.
Рис. 180. Схема пружинного накатника.
Во время отката накатник участвует в торможении отката,
аккумулируя некоторую часть энергии откатных частей, кото-
рая лотом расходуется на производство наката ствола.
Все накатники в основном могут быть разделены на пру-
жинные и гидропневм'атические.
В пружинных накатниках телом, аккумулирующим энергию
отката, является пружина. На рис. 180 показана принципиаль-
ная схема пружинного накатника. Одним концом пружина а
упирается в дно цилиндра Ъ, а другим — в поршень с. При от-
кате шток с поршнем перемещается относительно цилиндра,
вследствие чего сжимается пружина а. После окончания отката
пружина разжимается и производит накат ствола в первона-
чальное положение.
Обычно в накатниках применяется не одна пружина, а
целая колонка их. Применение такой колонки по сравнению с
одной длинной пружиной имеет следующие преимущества:
а)	значительно легче изготовить несколько коротких пру-
жин, чем одну длинную;
б)	запасные короткие пружины удобнее перевозить в вой-
сковых частях;
379
в)	-при наличии колонки из пружЦн в случае поломки вит-
ков пружины заменить необходимо не всю колонку, а лишь
поломанную пружину.
Винтовые пружины при сжатии скручиваются, а при раз-
жатии раскручиваются, вследствие чего создаются моменты
трения между конечными витками пружины и опорными по-
верхностями дна цилиндра и поршня, вызывающие вращение
опор. Чтобы этого избежать, в случае применения одной пру-
жины вместо колонки, между последними витками пружины
и опорами ставят роликовые или скользящие подшипники.
При применении же колонки сборка ее производится путем
чередования правой пружины с левой. При такой сборке рас-
кручивание и скручивание пружин будет происходить в разные
стороны, что приведет к уменьшению крутящих моментов в
процессе отката ствола.
4	з 5	2	f
Рис. 181. Схема пружинного телескопического накатника.
На рис. 181 представлена схема пружинного накатника,
когда одна колонка пружин вставлена в другую. Пружинный
накатник подобного устройства называется телескопиче-
ским. При откате ствола шток 1 с поршнем перемещается
относительно наружного цилиндр-а 4 и в начале отката пру-
жина 3 сжимается между фланцем внутреннего подвижного
цилиндра 2 и поршнем. После некоторого сжатия пружины 3
подвижной цилиндр 2 начинает также перемещаться относи-
тельно наружного цилиндра 4 и сжимает пружину 5 между
фланцем наружного цилиндра и тарелью подвижного ци-
линдра 2.
Телескопический накатник по сравнению с обычным пру-
жинным накатником при прочих равных условиях получается
более коротким, но больших размеров по диаметру. В теле-
скопических накатниках обе пружины 3 и 5 представляют со-
бой колонки, состоящие из нескольких пружин.
380
В накатниках, вместо цилиндрических винтовых пружин,
могут быть применены также тарельчатые пружины (пружины
Бельвиля).
В гидропневматичеоких накатниках телом, аккумулирую-
щим энергию отката, является сжатый воздух или какой-либо
инертный газ (азот).
Жидкость же служит средством для надежной и длитель-
ной обтюрации сжатого газа в накатнике. Следовательно,
жидкости в накатнике должно быть столько, чтобы при всех
положениях она всегда полностью покрывала все уплотнитель-
ные устройства.
Рис. 182. Принципиальные схемы гидропневматического накатника.
На рис. 182>а представлена принципиальная схема гидро-
пневматического накатника для случая, когда в откате
участвует шток а с поршнем. В этом случае накатник состоит
из двух цилиндров, которые эксцентрически вставлены один в
другой. Жидкость полностью заполняет внутренний ци-
линдр b и часть наружного цилиндра с. Остальную часть в
наружном цилиндре занимает сжатый воздух или газ. При от-
кате жидкость через отверстие о из .внутреннего цилиндра
после перемещения штока с поршнем перегоняется в наруж-
ный цилиндр, вследствие чего- производится дальнейшее сжа-
тие воздуха, на что и расходуется часть энергии откатных
381
частей. По окончании OTKarrai газ, расширяясь, перегоняет жид-
кость обратно во внутренний цилиндр, в результате чего дав-
ление газа передается на рабочую поверхность поршня, послед-
ний начинает двигаться в обратном направлении и производит
накат ствола.
На рис. 182,6 представлена (принципиальная схема гидро-
пневматического накатника в том случае, если в откате уча-
ствуют цилиндры накатника. В этом случае накатник состоит
из штока а с поршнем и трех цилиндров Ь, с и d. Промежу-
точный цилиндр с необходим для того, чтобы предотвратить
Рис. 183. Схемы гидропневматических накатников.
попадание сжатого воздуха в рабочий цилиндр Ь через отвер-
стие о, которое при больших углах возвышения, (при отсутствии
цилиндра с, не будет покрыто жидкостью. Движение жидкости
при -откате на рисунке показано стрелками.
Если в накатнике применяется сжатый воздух, то находя-
щийся в нем кислород, растворяясь *в жидкости, создает бла-
гоприятные условия для коррозии цилиндров накатника и
уплотнительных устройств. Чтобы отделить воздух от жидко-
сти, пользуются подвижным поршнем k, рис. 183,а.
При использовании в накатнике какого-либо инертного
газа (азот) надобность в подвижном поршне отпадает.
382
Иногда отверстие, через которое жидкость перетекает из
одного цилиндра в другой, прикрывается специальным клапа-
ном а (рис. 183,6) с пружиной Ь.
При откате под давлением жидкости клапан отходит от
своего седла и сжимает пружину. Жидкость свободно обтекает
вокруг головки клапана и перегоняется через отверстие о в
воздушный цилиндр, сжимая в нем газ. При накате под дав-
лением жидкости и пружины клапан садится в свое седло.
При этом жидкость пробрызгивается в гидравлический цилиндр
только через узкие отверстия с в клапане, чем создается гид-
равлическое сопротивление накату, тормозящее ствол при
накате.
Подобные накатники называются гидропневматическими
накатниками с дросселированием жидкости.
Имеются конструкции, позволяющие изменять (автоматиче-
ски или вручную) величину отверстий в клапане и тем самым
регулировать сопротивление накату в зависимости от угла
возвышения.
В рассмотренных выше схемах накатников жидкость зани-
мает от половины до двух третей всего объема цилиндров на-
катников и служит для надежной работы уплотнительных
устройств по длительному удержанию сжатого газа или воз-
духа в накатнике. Можно создать такую конструкцию уплот-
нительных устройств, для надежной работы которых необходим
сравнительно небольшой объем жидкости. В этом случае на-
катник называется пневматическим.
Достоинством пневматических накатников в сравнении с
гидропневматическим является их хорошая компактность.
Заканчивая рассмотрение принципиальных схем устройства
накатников, заметим, что по устройству накатники могут быть
совершенно независимы от работы гидравлического тормоза
отката или же соединены с ними в одно целое. На практике
чаще всего применяются накатники, работа которых не зави-
сит от работы тормоза отката.
63.	ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВАНИЯ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ
ПРУЖИННЫХ НАКАТНИКОВ
Накатник должен удовлетворять двум основным требова-
ниям: во-первых, производить накат ствола после отката при
любом угле возвышения; во-вторых, удерживать ствол в его
начальном положении при наибольшем угле возвышения, т. е.
препятствовать сползанию ствола назад в перерывах между вы-
стрелами и на походе. Для того чтобы удовлетворить первому
требованию, накатник должен развивать определенное усилие
По, чтобы при наибольшем угле возвышения ?тах преодолеть
383
сопротивления, препятствующие в последний момент накату
ствола. Указанное усилие называется начальной силой на-
катника.
В любой момент наката накатник должен преодолеть
составляющую силу веса откатных частей Qo sin <pmax и силы
трения на направляющих и в уплотнительных устрой-
ствах F2.
Сила трения Fx определяется из выражения
Л=/<2оСО8(ртаХ,	(495)
где f—коэффициент трения на направляющих люльки, при-
нимаемый в пределах 0,16-4-0,20.
Сила трения F2 в уплотнительных устройствах принимается
пропорционально весу откатных частей, т. е.
^2 = vQo,	(496)
где v—коэффициент пропорциональности, принимаемый рав-
ным в пределах 0,2 -4- 0,5.
Имея в виду изложенное, для определения начальной силы
По накатника можем написать следующее выражение:
/70 > Qo Sin (ртах + /Qo COS ''Ртах + vQo —
= Q0 (Sin (Ртах +/COS (ртах + >)•	(497)
Введя обозначение
Р — Sin (ртах + /COS Сртах 4- V,
можем написать, что начальная сила накатника
/70>PQo.	(498)
Для орудий, стреляющих при углах возвышения до 30°,
р = 0,9 4-1,10; для орудий, у которых максимальный угол
возвышения 40 4-50°, значение р^ 1,2 4 1,25, а для орудий,
имеющих <ртах > 60°, значение р может быть принято рав-
ным 1,4. и более
Рассмотрим теперь работу пружинного накатника.
Усилие, развиваемое пружиной, пропорционально величи-
не сжатия, а поэтому представляет линейную зависимость от
пути отката.
На рис. 184 представлена диаграмма усилий пружины, где
обозначено:
/70, П и /Л — начальное, текущее и конечное значение
силы накатника, кг\
X —полная длина отката;
X —длина пути отката в рассматриваемый момент.
384
Очевидно, для того чтобы пружинный накатник в процессе
работы всегда развивал начальную силу /70, он при сборке дол-
жен быть поджат на какую-то величину So, называемую
стрелой предварительного сжатия накатника.
Создание стрелы предварительного сжатия накатника при его
сборке производится специальными приборами (лебедкой) или
силами орудийного расчета (у орудий малой мощности).
Рис. 184. Диаграмма усилий, развиваемых пружинным накатником.
Из подобия треугольников 'аЬО и cdO (рис. 184) можем
написать, что
п SQ + X
откуда
77=770 (1 +	=/70 +	= По + rtf. (499)
\ Ъц/	О0
Нетрудно видеть, что т] = — = tga.
So
Коэффициент т) называется жесткостью пружинного накат-
ника и характеризует быстроту нарастания усилий при сжатии
пружин накатника. Чем угол а больше, тем пружины обла-
дают большей жесткостью, т. е. при незначительном сжатии
пружина развивает большую силу или, наоборот, для сжатия
пружины большой жесткостью на небольшую величину необ-
ходимо приложить большую силу.
Из выражения (499) видно, что
Z7x = /704-i)X.	(500)
25 э. К. Ларман
В нормальных условиях работы накатника витки пружи-
ны не соприкасаются друг с другом, потому что накатник
устроен таким образом, что соприкосновение витков про-
исходит при длине отката равной X-f-ДХ. Величина ДХ со-
ставляет 5-^10% от полной длины отката X.
Длина отката более X -4- ДХ может привести к аварии
противооткатных устройств. Поэтому во время стрельбы надле-
жит вести наблюдение за длиной отката. Для этой цели на
орудиях устанавливается специальный указатель длины отката.
Из рисунка видно, что наибольшая стрела сжатия пружин-
ного накатника будет
/max = 50 + X 4" АХ.	(501 )
При сжатии накатника на всю стрелку сжатия он будет
развивать максимальную силу
/7тах = /70 + 'iq/max*	(502)
Отношение силы накатника в конце отката к начальной
называется степенью сжатия накатника.
Площадь трапеции dckl представляет собой энергию откат-
ных частей Е, которую накатник аккумулирует при откате.
Величина энергии Е (рис. 184) может быть подсчитана по
формуле
77х + По
£ =--------
2
Указанную энергию при накате накатник сообщит откатным
частям. Однако указанная энергия избыточна, так как для про-
изводства наката, как это вытекает из условия выбора вели-
чины начальной силы накатника, необходимо затратить работу
ЕН = ПОК	(504)
Величина этой работы (рис. 184) изображена прямоуголь-
ником dcnl.
Таким образом, пружинный накатник во время отката ак-
кумулирует больше энергии, чем это требуется для производ-
ства наката ствола. Избыточность энергии накатника приво-
дила бы к тому, что откатные части при накате приобретали
бы большую скорость к концу наката, в результате чего накат
происходил бы со стуком (ударом), что недопустимо. Поэтому
стремятся пружинный накатник сделать таким, чтобы он воз-
можно меньше аккумулировал избыточной энергии.-Как пока-
зывают исследования, эта задача может быть до известной
386
степени решена, если степень сжатия накатника сделать рав-
ной двум, т. е. при
Кроме того, степень сжатия т = 2 отвечает пружине наи-
меньшего веса.
У пружинных накатников целого ряда существующих ору-
дий значение т колеблется в пределах 1,7—2,3.
Кроме того, во избежании! удара в конце наката сам накат
ствола тормозят или на всем пути, или только на части его.
С этой целью в противооткатных устройствах имеется специ-
альный тормоз наката, иногда называемый модерато-
ром наката.
Пружины для накатников могут быть изготовлены из про-
волоки круглого или прямоугольного сечения.
64. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВАНИЯ РАБОТЫ
ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСКИХ И ПНЕВМАТИЧЕСКИХ
НАКАТНИКОВ
Рассмотрим работу гидропневматичеоких и пневматических
накатников.
Рис. 185. Схема гидропневматического накатника.
Несмотря на их разнообразие в устройстве, все же они мо-
гут быть сведены к одной принципиальной схеме, оредставлен-
ной на рис. 185.
Обозначим через pQ начальное давление в накатнике,а
через 4H=—(Z)2 — d’) рабочую площадь поршня. Тогда
4
начальная сила накатника /70 определится из выражения
По = А„рй.	(505)
По своей величине начальная сила накатника должна удо-
влетворять условию (498).
Во время отката, вследствие перемещения поршня, часть
жидкости из гидравлического цилиндра будет вытеснена в воз-
25*	387
душный резервуар, в котором произойдет сжатие газа. В ре-
зультате сжатия повысится давление газа из-за уменьшения
объема последнего.
Исследования показывают, что в накатнике во время его
работы имеет место политропическое изменение состояния га-
за, характеризуемое уравнением

(506)
где
р0,	~ начальное давление и объем газа;
р, W — давление и объем газа после некоторого его
сжатия;
х — показатель политропы, принимаемый равным
1,2 -1,3.
Откуда
Р = Р°(-^)Х.	(507)
Предположим, что откатные части прошли путь X, тогда
объем вытесненной из цилиндра жидкости будет равен АЯХ
и, следовательно, на эту величину уменьшится первоначальный
объем газа, величина которого после этого будет
W=W0 — AaX.
Подставляя значение IV в формулу (507), получим
G^V)'-	(=08>
Поскольку давление, умноженное на рабочую площадь
поршня, представляет собой силу накатника, то, умножая пра-
вую и левую части уравнения на Дн, будем иметь
/7 = /70(
___Wq V
W0-AHX J
(509)
При Х = \ получим выражения для силы накатника П\ в
конце наката в следующем виде:
<S1O>
На рис. 186 показана зависимость силы накатника от пути
отката.
Площадь диаграммы aOcd изображает в определенном
масштабе энергию, аккумулированную накатником во время
отката.
Как видно, для производства наката необходима энергия,
изображенная площадью abdO.
388
Следовательно, пневматические и гидропневматические на-
катники аккумулируют также известный избыток энергии, хо-
тя и несколько меньший, чем подобной же мощности пружин-
ный накатник (площадь треугольника abc).
Степень сжатия накатника т =-~- для гвдропневматиче-
ских накатников имеет весьма существенное значение.
Так, например, с увеличением степени сжатия при прочих
равных условиях уменьшается необходимый начальный объем
воздуха, что приводит к уменьшению габаритов накатника.
Рис. 186. Диаграмма усилий, развиваемых гидропневматическим
накатником.
Однако большая степень сжатия приводит в процессе работы
к большему нагреву газа, что нежелательно при эксплуатации.
Для орудий, обладающих большой скорострельностью, сте-
пень сжатия т = 1,5 ч-2,0; для орудий крупного калибра, у
которых скорострельность не велика, степень сжатия берется
несколько больше.
Весьма важное эксплуатационное значение имеет выбор на-
чального давления ро. Для легких орудий начальное давле-
ние выбирается в пределах 25 ч-50 кг/см2, которое можно
создать накачиванием ручными насосами в полевых условиях.
Если имеется возможность применять насосы высокого давле-
ния или если наполнение производится из баллонов, то началь-
ное давление можно допустить в пределах 50 ч- 100 кг) см2.
389
Нормальные значения усилий гидропневматичеокого накат-
ника во время отката при выбранном начальном давлении мо-
гут быть получены лишь при соответствующем количестве
жидкости в нем. Изменение количества жидкости влияет и на
начальный объем воздуха. Это приводит к изменению режима
работы накатника, а следовательно, и режима работы противо-
откатных устройств в целом. Поэтому в процессе эксплуатации
необходима систематическая проверка как количества жидко-
сти в накатнике, так и начального давления Ро-
Начальное давление проверяют манометром, а количество
жидкости в накатнике двумя способами: по уровню жидкости
в цилиндре накатника и при помощи специального графика.
Способы проверки гидропневматичеоких накатников по-
дробно изложены в соответствующих руководствах службы.
65. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВАНИЯ УСТРОЙСТВА
ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ТОРМОЗОВ ОТКАТА
Рассмотрим работу и действие гидравлического тормоза
простейшего типа, принципиальная схема которого показана
на рис. 187.
Откол
Рис. 187. Принципиальная схема работы гидравлического тормоза
простейшего типа.
Предположим, что шток 1 поршня 2 соединен со стволом
и вместе с последним, обладая его скоростью V, участвует в
откате, а цилиндр 3, наполненный жидкостью, закреплен не-
подвижно в люльке. При перемещении поршня в направлении,
указанном на рисунке стрелкой, жидкость из рабочей полости А
цилиндра через отверстия в поршне будет перегоняться в не-
рабочую полость В. В рабочей полости частицы жидкости на-
ходятся в состоянии покоя, а поэтому для того, чтобы они ока-
зались в полости В, им необходимо сообщить некоторую жи-
вую силу, т. е. произвести работу некоторой переменной си-
лой Фь приложенной к штоку поршня.
390
Величина этой работы на пути отката X будет равна
^ФхйХ. Поскольку эта работа совершается за счет энер->
о
гии откатных частей, то, очевидно, что последние эту часть
энергии потеряют и приобретут ее частицы жидкости при
истечении через отверстие в поршне. Сила является
одной из составляющей гидравлического сопротив-
ления тормоза отката.
Частицы жидкости, попадая в нерабочую полость цилиндра,
ударяясь о находящуюся там массу жидкости и стенки ци-
линдра, будут терять свою скорость. Вследствие этого, кинети-
ческая энергия частиц жидкости, истекающих через отверстие
в поршне, будет превращаться в тепловую энергию, которая в
свою очередь будет расходоваться на нагревание жидкости и
.других частей тормоза отката.
•Поскольку жидкость в тормозе отката, как всякая реаль-
ная жидкость, обладает определенной вязкостью, то при пере-
мещении ее частиц между последними будут возникать допол-
нительные сопротивления в виде сил трения между частицами
и сил трения жидкости о стенки. Для преодоления этих сопро-
тивлений к штоку поршня при его перемещении необходимо
приложить еще некоторую дополнительную переменную силу
02, которая является второй составляющей гидравлического
сопротивления тормоза отката.
На пути отката X эта сила совершит работу, равную
х
^Ф2йХ, Указанная работа также будет совершаться за
о
счет энергии откатных частей.
На основании вышеизложенного можем написать следу-
ющее выражение для гидравлического сопротивления тор-
моза отката:
ф = ф1 + ф2.	(511)
Таким образом, гидравлическое сопротивление тормоза сла-
гается из инерционного сопротивления частиц жидкости и сил
внутреннего трения жидкости, зависящих от физических
свойств последней.
Наша задача в дальнейшем будет заключаться в определе-
нии этого сопротивления.
При решении этой задачи допустим, что жидкость в тормо-
зе является несжимаемой и примем следующие обозначения:
d — диаметр штока;
D — внутренний диаметр цилиндра тормоза;
а—-суммарная площадь отверстий истечения;
391
4T = -^-(D2— d1) — a — рабочая площадь поршня;
—	скорость движения жидкости перед поршнем при
входе в отверстия истечения;
—	скорость движения жидкости при истечении в не-
рабочую полость;
Pi — давление жидкости в рабочей полости;
рг — давление жидкости, заполняющую нерабочую по-
лость.
Для решения поставленной задачи воспользуемся урав-
нением Даниила Бернулли, которое имеет вид1
W2	IF2
г1 + —+ ^ + А1 = г2+—+ r1 + ^ = const,	(512)
7 2g	7 2g
где
•( — удельный вес жидкости;
g — ускорение силы тяжести;
Zj и z2- высоты уровней жидкости над условным гори-
зонтом;
Pi Pi
— и — — высоты, соответствующие давлению, или пьезо-
7 т
метрические высоты;
— и ------высоты напора, соответствующие скорости жид-
кости;
Aj и й2 — высоты, соответствующие потерянному напору
жидкости.
Высота, соответствующая потерянному напору жидкости1,
может быть принята пропорциональной скоростному напо-
ру, т. е.
где $ — коэффициент пропорциональности.
Имея это в виду, уравнение (512) перепишется так:
т^2	тгр2
Z1+ Л. + (1+5)_1 = z2 + ^- + (1+Mt2-	(513)
7	2g	7	2g
1 Вывод формулы для определения гидравлического сопротивления Ф
тормоза может быть произведен также, исходя из уравнения живых сил.
По существу в этом нет какой-либо принципиальной разницы, так как
формула Бернулли, в конце концов, является уравнением живых сил, но
отнесенной к единице массы жидкости.
392
Пренебрегая разностью уравнений жидкости в рабочей и
нерабочей полости цилиндра тормоза, т. е. полагая в уравне-
нии (396) zr = ~2, получаем
(514>
7	W 2g )
Так как скорость жидкости перед поршнем мала по
сравнению со скоростью истечения W2, то величиной
в формуле (514) можно пренебречь. Кроме того, вследст-
вие выхода штока из цилиндра тормоза в нерабочей поло-
сти цилиндра при откате образуется пустота, то можно по-
ложить р2 = 0.
Учитывая вышеизложенное, формула (514) перепишется
так:
Откуда
=	(515)
Обозначая далее через а коэффициент сужения струи,
условие непрерывности потока напишется в следующей
виде:
(Лт + a) dX= ааМ2 dt,	(516)
откуда
П72= А.+ а ,	(517)
аа dt
где X — путь отката.
Так как — = V — скорости торможенного отката, то
dt
W2= Ат + а V	(518)
аа
или
=	+1)	(519)
у}
На практике — = 50->100, и поэтому скорость W2 ве-
а
лика по сравнению с V.
393
Подставляя значение W2 в формулу (515), получим
А =	+ 1\>,	(520)
2g \ а J
1 + $
где k=—-------коэффициент сопротивления жидкости в
тормозе отката.
Умножая правую и левую части этого равенства на Лт
и имея в виду, что гидравлическое сопротивление тормоза
Ф=МТ.
Можем написать
ф— . (4.ish.a^,4T. уг	(521)
2g	а*	'
Так как а составляет не более 1/25 Ат, то его значением
в числителе можно пренебречь, и выражение для гидравличе-
ского сопротивления представить в следующем виде:
. А3
ф=*1 . _2_у2.	(522)
2g a2
При использовании формул (404) и (405) обычно прини-
мают следующие размерности: Лт и а в см\ V в м/сек-,
7 в кг/дм3; g в м/сек2.
Для того чтобы сила Ф гидравлического сопротивления тор-
моза получилась выраженной в килограммах, необходимо
знаменатель в этих формулах умножить на 10. После этого
окончательно получим
ф=2г ит+«>л; у,
20g	a?	v 7
ИЛИ
ъ 43
-------V2.	(524)
20g- a2	v '
Из этих формул видно, что при прочих равных условиях
как величина, так и характер изменения силы Ф гидравличе-
ского сопротивления тормоза зависит от площади отверстий
истечения.
Если площадь отверстий истечения делать постоянной на
всей длине отката, то сила Ф будет меняться пропорционально
квадрату скорости торможенного отката. Такой тсфмоз отката
называют тормозом с постоянным отверстием истечения.
394
Как это видно будет из дальнейшего изложения, при про-
ектировании гидравлических тормозов будут известны Ф и V
в зависимости от пути отката и потребуется определить пере-
менное значение а. В этом случае из формулы (524) непосред-
ственно получаем
а=Дт-|/. 1/И.	(525)
Полученные нами формулы были выведены, исходя из до-
пущения, что жидкость несжимаема. В действительности реаль-
ные жидкости сжимаемы. Так, например, вода в 100 раз более
сжимаема, чем сталь. Следовательно, если необходимо произ-
водить какие-либо точные расчеты по исследованию гидравли-
ческих тормозов, то следует обратиться к более точным фор-
м<улам, учитывающим фактор сжимаемости. Впервые на не-
обходимость учета сжимаемости жидкости при расчете гидрав-
лических тормозов отката обратил внимание проф. Е. Л. Бра-
вин. Ему же и принадлежит разработка методики учета ука-
занного фактора при проектировании гидравлических тормо-
зов отката L
При изучении работы накатников было установлено, что по-
следний во время отката аккумулирует значительно больше
энергии, чем требуется для производства наката ствола. Чтобы
накат не происходил со стуком, эту избыточную энергию не-
обходимо поглотить каким-либо специальным тормозом на-
ката .
Следует заметить, что любой гидравлический тормоз отката
при накате также производит торможение наката ствола, так
как жидкость из нерабочей полости через те же отверстия бу-
дет пробрызгиваться обратно в рабочую полость цилиндра. Сила
сопротивления Фт.о гидравлического тормоза отката при на-
кате может быть определена по той же формуле (524), если
вместо Ат подставить рабочую площадь А' поршня при на-
кате, а вместо скорости V торможенного отката подставить
скорость наката и.
Тогда
, А '3
Фто=-^-------т—и*.	(526)
20^ л1 2
Однако для поглощения излишней энергии подвижных час-
тей при накате работы этой силы недостаточно. Отсюда в
гидравлических тормозах имеется специальное устройство, на-
зываемое тормозом наката.
1 Е. Л. Бравин. Новый метод расчета гидравлических тормозов отката
артиллерийских систем. Артакадемия. 1944.
395
По своему устройству гидравлические тормоза отката и на-
ката весьма разнообразны.
На рис. 188 приведена схема тормоза отката канавочного
типа и тормоза «наката игольчатого типа. Тормоз отката и на-
ката состоит из цилиндра тормоза 1, штока 2 с /поршнем 3 и
иглы 4. Шток соединен с бородой 5 ствола и откатывается с
последним.
На внутренней поверхности цилиндра тормоза прострогано
несколько канавок а постоянной ширины и переменной глуби-
ны. Во время перемещения штока с поршнем между поверхно-
стью поршня и поверхностью канавок образуются отверстия
переменного поперечного сечения. При откате жидкость из ра-
бочей полости А перед поршнем вытесняется и через отверстия
Рис. 188. Схема тормоза отката канавочного типа
и игольного тормоза наката.
а пробрызгивается в нерабочую полость Б за поршень, вслед-
ствие чего происходит торможение отката. Переменные отвер-
стия обеспечивают торможение отката силой, меняющейся по
требуемому закону.
Так как при откате шток из цилиндра тормоза выходит на-
ружу, то освобожденный поршнем объем в полости Б будет
больше объема жидкости, вытесненной из полости А. Вслед-
ствие этого в полости Б во- время отката образуется свободный
объем — вакуум, равный объему вышедшей части штока.
Во время наката после выбора вакуума жидкость через
отверстия истечения а из полости Б вытесняется поршнем в
полость А, вследствие чего происходит торможение наката тор-
мозом отката. При откате игла выходит из полости штока, а
при накате входит в нее и вытесняет из нее жидкость, чем
достигается дополнительное торможение наката иглой, являю-
щейся тормозом наката. В зависимости от длины иглы тормоз
наката может вступать в действие в различные периоды на-
ката,
396
Положительной стороной конструкции является простота ее.
Подобная схема тормоза отката — наката чаще всего приме-
няется в орудиях с короткой длиной отката, например, в ста-
ционарных и полустационарных (танковых, самоходных) уста-
новках.
В тормозе отката шпоночного типа с игольчатым тормозохм
наката (рис. 189) отверстия истечения тормоза отката полу-
чаются за счет шпонки 5 переменной высоты и шпоночного вы-
реза а на поршне. В остальном действие этого типа тормоза
аналогично предыдущему.
Рис. 189. Схема тормоза отката шпоночного типа.
66. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ТОРМОЗ ОТКАТА ВЕРЕТЕННОГО ТИПА
Весьма широкое распространение нашел гидравлический
тормоз отката веретенного типа, схематически показанный на
рис. 190. Этот тормоз имеет следующее устройство.
Рис. 190. Принципиальная схема тормоза отката
веретенного типа.
Цилиндр тормоза 1 с веретеном 2 во время отката и наката
неподвижны. Шток 3 с поршнем 4 соединен с бородой 5 ствола
и откатывается вместе с последним. На конце веретена укреп-
лен клапан-модератор с тормоза наката. На внутренней по-
верхности полости штока имеются канавки а переменной глу-
бины.
397
Во время отката ствола жидкость из рабочей полости А
цилиндра тормоза поршнем вытесняется в полость С, где
расходится по двум направлениям: один поток (I) направ-
ляется в нерабочую полость В цилиндра тормоза, а второй
(II) —в замодераторное пространство D.
Первый поток жидкости пробрызгивается через кольцевой
зазор между поверхностью веретена и регулирующим коль-
цом d и является основным, тормозящим «откат. Второй поток
жидкости, направляясь по канал}7 штока, -отодвигает клапан-
модератор тормоза наката и «через отв«ерстия с проходит в
освобождающееся замодераторное пространство. Конструкция
тормоза должна быть так осуществлена, чтобы замодератор-
ное пространство к концу отката полностью было заполнено
жидкостью.
Откат
Рис. 191. Схема работы тормоза отката веретенного типа.
При накате веретено входит в полость штока «и клапан-
модератор, под давлением жидкости поджимается к торцу ве-
ретена и закрывает отверстия в клапане-модераторе наката.
Жидкость из за модераторного пространства (из полости D)
выходит только по канавкам а на поверхности полости штока.
И дальше через отверстия b поступает в полость А. Таким об-
разом, тормоз наката вступает в действие сразу же с началом
наката и действует на всей его длине.
С момента выбора вакуума вступает в действие и тормоз
отката. При этом жидкость из полости В вытесняется в по-
лость А через отверстия d и Ь.
У ряда современных артиллерийских орудий вместо вере-
тена поставлен контршток с канавками. Однако принцип рабо-
ты тормоза «от этого не меняется.
При выводе формулы для силы гидравлического сопро-
тивления рассматриваемого типа тормоза примем следую-
щие обозначения (рис. 191):
398
D — внутренний диаметр цилиндра тормоза;
d — наружный диаметр штока;
d,— внутренний диаметр штока;
8 —переменный диаметр веретена;
8Р—диаметр горловины регулирующей втулки;
Ат = — (£)2 — d2) — рабочая площадь поршня при откате:
4
Дт.н = — d2 — площадь поперечного сечения канала в
4
штоке или рабочая площадь тормоза наката (модератора
наката);
Лр = -^-8р — площадь регулирующего очка;
Лв =— о2 — площадь сечения веретена;
4
А'т = — (Z)2 — d?} — рабочая площадь поршня при накате;
а — Ар — Ав — площадь регулирующего зазора (кольце-
вая щель между горловиной регулирующей втулки и ве-
ретеном);
рг— давление в рабочей полости цилиндра;
р2 — давление в нерабочей полости цилиндра;
р3 — давление в полости штока за модератором.
Дальнейшие рассуждения будем вести при следующих усло-
виях:
а)	тормоз отката заполнен реальной несжимаемой жид-
костью,
б)	движение жидкости из одной полости в другую устано-
вившееся,
в)	давление в полости штока равно давлению в рабочей
полости цилиндра.
Общее выражение для силы Ф тормоза напишется в сле-
дующем виде:
Ф =^РХАХ + р! (Лт.н — Ар) — РзЛ.н — р2А'т.	(527)
В этом выражении отдельные члены имеют следующий
физический смысл:
ргАг — сила, возникающая вследствие давления со сто-
роны жидкости на рабочую площадь поршня. Сила направ-
лена в сторону, противоположную откату;
Pi (Лт.н — Лр) — сила давления жидкости, возникающая
вследствие разницы между площадью регулирующего очка
и площадью поперечного сечения полости штока. Сила на-
правлена в сторону, противоположную откату;
ptAr.H — сила давления жидкости на дно канала штока.
399
Сила направлена в сторону отката;
р2А[ — сила давления жидкости на площадь поршня в
нерабочей полости, направленная в сторону отката.
Так как при откате в нерабочей полости цилиндра возни-
кает вакуум по объему, равный объему вышедшей части што-
ка, то можно положить р2 = 0. Имея это в виду, выражение
(527) перепишется в следующем виде:
Ф —Pl (Дт - АР ) + (а — р3) А.Н.	(528)
Для того чтобы определить Ф, найдем значение давления Pi
и перепада давлений pi — р$. При всех рассуждениях будем
полагать, что полость штока за модератором во время отката
полностью заполняется жидкостью и в этой полости не обра-
зуется вакуум.
Это требование вытекает из необходимости обеспечить ра-
боту тормоза наката на протяжении всего периода наката.
Напишем уравнение Д. Бернулли для основного потока
жидкости, поступающей в нерабочую полость через регулирую-
щий зазор,
п/2	9	п/2
Z, +(1 + ?)-^ = Z2 +^- + d +е)тА (529)
7	2g	7	2g
где
Wr — скорость движения жидкости при входе в полость
поршня;
W2 — скорость истечения жидкости в нерабочую по-
лость через регулирующий зазор.
Пренебрегая разностью уровней Zx и Z2 жидкости в ра-
бочей и нерабочей полостях цилиндра, а также кинетиче-
ской энергией жидкости при входе в полость поршня
(т. е. полагая	и принимая значение р2 = 0, из вы-
ражения (529) получим
Pi =----—-----.	(530)
^6
Составим теперь уравнение непрерывности потока. За
бесконечно малый промежуток времени dt поршень пере-
местится на величину dX, *а поэтому из рабочей полости
будет вытеснен объем жидкости A^dX. Часть этого объема
поступит в нерабочую полость, а часть в полость штока за
модератором наката.
Объем жидкости, поступающей .в нерабочую полость,
очевидно, будет равен aaU72d£, где a — коэффициент суже-
ния струи, а = Д, — Дв — площадь регулирующего зазора.
400
Объем же жидкости, заполняющей замодераторную часть
полости штока, будет равен ABdX.
Имея это в виду, уравнение непрерывности потока на-
пишется так:
AJdX = aaW2dt + ABdX.	(531)
Откуда
W — .Л.т-Л.°. .	.	(532)
аа dt
Так как ^-= Р'— скорости отката, то
	Дт — Дв аа	V, -	(533)
Имея в виду, что Ав =	Ар — а,	последнее	выражение
перепишется в следующем	виде:		
U72 = ^-	— Ар + л а	V а	(534)
или
(535)
Подставляя значение W2 в формулу (530), получим
Р1 = ^^+1у'1/2;	(536)
где
k — — -—коэффициент сопротивления для основного
потока;
Дпр = Дт —Др — приведенная рабочая площадь поршня.
Напишем теперь уравнение Д. Бернулли для дополнительно-
го потока, т. е. для того' потока, который поступает в замоде-
раторное пространство,
ш2
Z]+ (1 + Z3 + — + (1 +	•	(537)
т	2g	1	2g -
Пренебрегая, как и выше, разницей уровней Zx и Z3, а
также кинетической энергией при входе жидкости в полость
поршня, из этого выражения находим
л п _____ (1	/соси
Р\ Рз— Ту *	(Обо)
26 Э К. Ларман
401
Исходя из условий заполняемости полости штока за моде-
ратором, уравнение непрерывности потока напишется в сле-
дующем виде:
ATMdX = ^CWzdt,	(539)
где
С — суммарная площадь отверстий в клапане (модера-'
торе)1;
otj — коэффициент сужения струи.
Из этого выражения получаем
или
W3 = ^--.	(540)
С «1
Подставляя это значение W2 в формулу (538), будем
иметь
, А2
P.-P< = ^~V\	(54-1)
где /д — —-1----коэффициент сопротивления струи для
а1
дополнительного потока жидкости.
Внося полученные значения рх и рх — р2 в формулу (528),
получим
где все величины выражены в принятой в теории лафетов сме-
шанной системе размерностей (п. 65).
Этому выражению можно придать вид
Значения коэффициентов сопротивления можно принять
следующие: А= 1,2 4-1,5 и /^ = 3,0 и выше.
1 Отверстия, образованные канавками на стенке штока, не учитыва-
ются, поскольку их площадь мала по сравнению с площадью С.
402
Формулу (543) можно переписать в следующем виде:
1	20g / Ф \ _ k] ^т.н _/ Лт — Ар । |\2
ЛТ-ЛР /гу \ V2/ k '	~ \ а Г }
или
Z=/(x)= р^~Лр + 1’)2 = (^- 4- 1Y ,
\ а	/	\ а )
(544)
(545)
где
откуда
Так как
Z = /(x)
1
Ат — Ар
20g / Ф \_	' ^т.н
77 \ V* ) k С*
а = _А₽
(546)
а = ЛР-Лв=^(^-&*),
ТО
(547)
Если считать, что известен закон изменения силы Ф в за-
висимости от пути торможенного отката и известно также со-
ответствующее значение V2, то расчет гидравлического тормоза
отката может быть произведен в следующей последователь-
ности:
1.	Определяют рабочую площадь Дт поршня тормоза при
откате
я ____ Фтах
41	’
Ртах
(548)
Максимальное давление рт»* в цилиндре тормоза может
быть принято равным от 150 до 300 кг/см2.
2.	Определяют d диаметр штока
d =	(549)
V *(у2-1)
где
у = — = 1,54-2,1.
' d
Внутренний диаметр цилиндра D~yd.
26*
403
3.	Определяют диаметр полости штока, исходя ив условий
прочности штока на разрыв
<55°)
г
где ^ — допускаемое напряжение на растяжения и состав-
ляет примерно одну треть от предела упругости металла
4.	Определяют площадь Ас, регулирующего очка
= rfj — (4 4- 6) мм;
A =	(551)
4
5.	Определяют рабочую площадь модератора наката
tuZ?
Дт.н = —.	(552)
6.	Определяют наименьшее значение площади 2min по-
перечного сечения зазора, образованного стенкой штока и
поверхностью веретена,
= Ар •	(553)
Суммарная площадь С отверстия модератора должна со-
ответствовать условию
C<2min.	(554)
7.	Для того чтобы убедиться, что замодераторное простран-
ство штока во время отката полностью заполняется жидко-
стью, производят поверку этого условия.
Поскольку в за модератор ной полости штока вакуума нет,
то условие заполняемости напишется так:
А > 0 или ps>p1-plf
откуда
Р1>Р1-Рз-
Подставляя в это неравенство полученные ранее значе-
ния для А и А — Рз> получим
^7 / Ат ~ Ар J \2	fell ' н
20g \ а	"И /	20g С2
После ряда преобразования эта формула может быть
представлена в следующем виде:
+ (555>
404
Это неравенство должно соблюдаться в течение всего
Ф -
периода отката, в частности и в тот момент, когда —- бу-
дет иметь минимальное значение, т. е.
(S) >—•—(Л+Дт.н-Др).
\ У2/min 20g С2	Р
(556)
8.	Поверяют веретено на устойчи-
вость, рассматривая его как стержень,
нагруженный СИЛОЙ ФТнтах(рИС. 192),
4
I'tct	min
,75-------------
Х2ф
т н max
(557)
где
к —длина отката;
&min — наименьший диаметр ве-
ретена;
Фт.н max — максимальная сила со-
противления тормоза на-
ката.
Наименьший диаметр может быть
определен так:
v _	1 Г 20g / Ф
min и т — Л о L \ V2
а л3
*4	'’т.н
~ Т ’ ~с*~J ’
„	__А,- — Ар ____ ^Пр
«шах — г....	“ — г- —
у Zmin 1 У 2min
Рис. 192. Схема поверки
веретена
/ min
(558)
? ; (559)
(560)
Значение Фт.н max определится из общего выражения
для Ф.
После того, как определены основные конструктивные
размеры тормоза, можно произвести расчет профиля ве-
ретена.
Имея значения в зависимости от пути торможенного
отката, последовательно можно определить
_ 1 Г 20g / Ф\	А3Н
~ Ат — Ар I ( Vi/ k О
(561)
405
a
^Z-l. ’
(562)
S==]/ 8*-^-.	(563)
Поверка прочности цилиндра тормоза производится по из-
вестной формуле для цилиндра, подвергнутого действию вну-
треннего давления рИс, которому цилиндр подвергается во
время испытаний при его изготовлении
Рис — (1^5	2,0)/?тах>
Толщина стенок цилиндра может меняться в широких пре-
делах 7н-20 мм и более.
67. СОСТАВЛЯЮЩИЕ СИЛЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ ОТКАТУ R
И ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ ПРОТИВООТКАТНЫХ
УСТРОЙСТВ
В главе III -нами был рассмотрен вопрос о (величине силы R,
тор(мозящей откат.
После того, как изучен вопрос о накатниках и гидравличе-
ских тормозах отката, можно более подробно установить, из
каких составляющих складывается сила торможения откату и
об их изменении в зависимости от пути отката.
Имея в виду принятые нами обозначения, можем написать,
что (рис. 193)
R = П + Ф + Rf — Qo sin ср,	(564)
где R; = F\ + F^~ суммарная сила трения на направляющих
люльки и в уплотнительных устройствах.
Как уже было указано, сила трения на направляющих
F1=/Qocoscp, а сила трения в уплотнительных устройствах
^2 = vQ0, и, следовательно,
^/=/Qocos<p + ^Qo.
(565)
406
Из формулы видно, что Rf не зависит от длины отката
и является величиной постоянной. Однако это является
грубым приближением, и формула (565) может быть исполь-
зована лишь для предварительных расчетов и для опреде-
ления начальной силы /70 накатника. В действительности
F2 =. vQ0 зависит от режима работы тормоза отката и накат-
ника и по длине отката является величиной переменной.
Не вдаваясь в подробности, укажем здесь на приближенный
учет величины F2. Если противооткатные устройства состо-
ят из пружинного накатника и гидравлического тормоза,
можно принять v = 0,06 в начале и в конце отката и
v = 0,25-:-0,45—в момент наибольшего значения силы гид-
равлического сопротивления тормоза отката. В этом случае
при предварительном учете F2 можно принять > = 0,03. В слу-
чае гидропневматического накатника v меняется довольно
в широких пределах. Минимальное значение vrain =
= 0,125-*-0,275; наименьший предел соответствует орудиям
большого калибра, а наибольший — орудиям малого калиб-
ра. Максимальные значения ^тах лежат в пределах от 0,3
до 0,72. В этом случае при предварительном определении F2
можно принять среднее значение * — 0,5.
Из формулы (564) непосредственно получаем, что
Ф — R — П — Rf+ Qo sin to.
(566)
407
У полевых артиллерийских орудий сила гидравлического
сопротивления тормоза определяется для предельного угла
устойчивости српр> т. е.
ф = R _ П - Rf + Qo sin ?пр.	(567)
Исходя из этой величины Ф, рассчитываются переменные
отверстия истечения в тормозе отката и определяется профиль
регулирующей детали.
Для стационарных и полевых орудий, имеющих переменную
длину отката, отверстия истечения определяются для макси-
мального угла возвышения, т. е.. исходя из силы гидравличе-
ского сопротивления тормоза, определяемой формулой
Ф = R — П — Rf + Qo sin cpmax.	(568)
При проектировании противооткатных устройств результа-
ты расчетов можно рекомендовать сводить в таблицу, форма
которой приводится ниже:
X	R	У2	п	ф	ф уг	а	а
1	2	3	4	5	6	7	8
0	/?о	0	По	Фо	оо	0	^гпах
Ут	Rm	V2 v m	пт	®т	Is э	ат	^т
—	—	—	—	—	—	—	—
	Rx	0		ф>.	ос	0	^тах
Величины граф 2 и 3 определяются по формулам главы III,
а остальные по формулам, приведенным в главе VI. Во втором
периоде отката значения X берутся через каждые 10 см.
68. НАКАТ СТВОЛА И УСТОЙЧИВОСТЬ ОРУДИЯ ПРИ НАКАТЕ
После прекращения отката под действием силы П накатни-
ка откатные части орудия будут возвращаться в начальное по-
ложение, т. е. будет происходить накат.
Накату подвижных частей, состоящих из ствола и соединен-
ных с ним деталей противооткатных устройств, будут оказы-
вать сопротивление следующие основные силы:
а)	сила трения R; на направляющих и в уплотнительных
устройствах;
408
б)	сипа гидравлического сопротивления Фто тормоза отка-
та при накате;
в)	сила гидравлического сопротивления Фт.н тормоза
наката;
г)	составляющая веса откатных частей Qosin<p.
Кроме этого, сопротивление накату могут оказывать уси-
лия, необходимые для взведения механизма полуавтоматики,
досылателя и целый ряд других. Ниже при рассмотрении дина-
мики наката эти усилия будут опущены.
Исходя из вышеизложенного, уравнение движения подвиж-
ных частей при накате напишется в следующем виде:
—П — Rf—Фх.н -Фт0 -QoSin? (569)
• g аР
ИЛИ
5°.	= /7 - /? - фтн - фт.о - Qo sin Т) (570)
g dt
- где
£ — длина пути наката, м\
и — скорость наката, м/сек;
t - время наката, сек.
Сила П' = П — Rf — Qo sin ср называется избыточной
силой накатника или силой, производящей
накат.
Обозначая далее через
Г = ГТ Фт.н Фт.о ,
можем написать
=	= г	(571)
g dfi g dt
В общем случае весь цикл наката может быть разделен на
три периода:
а)	период ускоренного наката (г>0), когда скорость на-
ката возрастает от нуля до некоторой наибольшей вели-
чины птах;
б)	период равномерного наката (г = 0), в течение кото-
рого накат подвижных частей совершается при постоянной
скорости, равной umax;
в)	период замедленного наката (г < 0), в течение кото-
рого скорость наката убывает от umax до нуля.
Во многих случаях второй период отсутствует.
На рис. 194 показан график избыточной силы накатника.
409
Во всех современных гидравлических тормозах артиллерий-
ских орудий при откате из цилиндра тормоза выходит шток,
в результате чего в нерабочей полости цилиндра тормоза об-
разуется вакуум, равный объему вышедшей части штока. Ве-
личина этого объема WB к концу отката определится по фор-
муле
wa= — к
в 4
(572)
где
d — диаметр штока;
X — длина отката.
Рис. 194. График избыточной силы ГГ накатника.
Наличие вакуума оказывает влияние на работу тормоза от-
ката при накате.
Так, например, в тормозе простейшего вида (рис. 187) жид-
кость из нерабочей полости В при накате начнет пробрызги-
ваться через -отверстия истечения в полость А лишь после того,
как в полости В будет выбран вакуум. Точно также в гидрав-
лическом тормозе отката веретенного типа тормоз отката при
накате вступит в работу лишь после выбора вакуума. Величи-
на пути наката $в , при которой выбирается указанный выше
вакуум определится из выражения
$в = — = (—У К.	(573)
У D J	7
4~
410
После этих общих вопросов о торможении наката подвиж-
ных частей рассмотрим вкратце вопрос о расчете элементов'
наката. В задачу расчета наката входит:
1) установление закона торможения, выбор конструкции
тормоза наката и определение предельного значения гПр рав-
нодействующей г;
2) непосредственный расчет тормоза наката.
Закон торможения наката подвижных частей зависит от
конструкции тормоза наката. В тормозах веретенного типа
торможение наката осуществляется на всей длине отката и
тормоз наката обычно представляет собой сочетание клапана
модератора с канавками переменной глубины на внутренней
полости штока. Профиль этих канавок должен быть определен
при расчете наката, исходя из тех соображений, чтобы тормо-
жение наката было осуществлено на заданной длине нака-
та X и чтобы г не было бы больше своего предельного зна-
В тормозах отката неверетенного типа торможение наката
осуществляется лишь на некоторой части его длины. В этом
случае тормоз наката чаще всего представляет сочетание иглы
переменного сечения с отверстием канала в штоке тормоза от-
ката. В данном случае при расчете требуется определить про-
филь иглы, исходя из тех же соображений, что и канавки в
тормозе веретенного типа.
Значение гПр у подвижных орудий определяется из усло-
вий устойчивости орудия при накате, ia для стационарных ар-
тиллерийских установок из соображений прочности при накате
и быстроты наката.
411
Внешними ’ силами, действующими на орудие во время ’
наката, будут (рис. 195): Q6, Млб, Тхб и Nx6.
Для того чтобы рассматривать равновесие орудия во
время наката, к внешним силам необходимо еще добавить
Qo d^	„	..
силу инерции — • — подвижных частей при накате. На
g dfi
рис. 195 направление силы инерции показано в период за-
медленного наката.
Допустим теперь, что опоры орудия (колеса и станины)
являются жесткими и орудие установлено на горизонтальном
жестком основании; тогда условия равновесия запишутся сле-
дующим образом:
а)	сумма проекций всех сил на горизонтальную ось
“7‘S + Tx6=0;	(574)
б)	уравнение моментов относительно точки С или линии
сошниковых опор
- — ^h + Q6(L-D)-Nr6L:
g <№
Так как — •— = г, то
g dfi
— г + Тхб = О
и
— rh + Qq (L — D) — Nx6L — 0.
Откуда получаем, что
г==7\б
и
ы ___ Qe (L rh
£ •
Уравнение (578) представляет собой у с
движностиорудия при накате, а из уравнения (579)
получаем условие устойчивости орудия при накате в следую-
щем виде:
Q6(L-D)-rh>0.	(580)
Для предельного случая г — гпр будем иметь
Q6(Z. — Z)) —гпрА = 0.	(581)
Откуда
= 0.	(575)
(576)
(577)
(578)
(579)
ловие непо-
412
Рассматривая перемещение центра тяжести орудия при
накате, нетрудно получить, что
D = D0-^X,	(583)
Qe
где
Dq — расстояние от точки С до линии действия силы Q6
до выстрела.
Подставляя значение D в формулу (582), получим
г ___<2б	£>о) 4" Qo^
гпр =--------------- (584)
или
Qe (L ~ ^о) 4“ Qo 5)
ГПр =------------------- .	(ООО)
Из последнего выражения видно, что лри накате (£ увели-
чивается) величина гпр убывает. Следовательно, в начале на-
ката равнодействующая может быть допущена больше чем в
конце наката.
Наихудшие условия устойчивости орудия при накате будут
при угле возвышения <р = 0, так как в этом случае получаем
наибольшую величину избыточной силы накатника, что может
вызвать так называемый «наброс орудия», т. е. выкат орудия
вперед.
Поэтому условия устойчивости орудия при накате всегда
определяют при <р = 0.
Установив закон изменения силы гПр рассмотрим расчет
элементов наката для тормоза неверетенного типа, у которого
как тормоз наката, так и тормоз отката вступают в действие
лишь после выбора вакуума.
При наличии тормоза подобного устройства весь цикл на-
ката будет состоять из двух периодов: периода ускоренного
наката и периода замедленного наката (рис. 196). Движение
подвижных частей в первом периоде отката будет совершаться
под действием лишь избыточной силы П' накатника, а поэтому
уравнение движения напишется в следующем виде:
2°.^£ = /7'.	(586)
g dt
Для удобства дальнейшего- интегрирования напишем
уравнение (586) в виде уравнения живых сил
= /?'(/$.	(587)
g
413
Для периода ускоренного наката без особой погрешности
кривую изменения избыточной силы накатника на участке Ьс
можно принять в виде прямой. Тогда можем написать, что
77^-77=
/7'= 77'----------ве.	(588)
?В
Подставляя это значение П' в уравнение (587), получим
о	77> — 77 g
a du = П'----------—М.	(589)
2g	?в
П период I период
Замедленный, ноною Ускоренный
Рис. 196. Схема торможения наката не на всей длине
при г = const.
Интегрируя левую часть от нуля до и, а правую от
нуля до £, будем иметь
о	^х —
Я°«2 = /7'е-------— М2,	(590)
2g	*	2$в
откуда	_______________________
/л /	77\ — 77 г	\
------ (59|)
Vo '	'
414
Давая $ значения от нуля до $в, по формуле (591) можно
определить соответствующие этим путям наката скорости
наката.
При £ = скорость наката и = «шах и, следовательно,
Umax= 1/	.	(592)
r	Qo
Приобретенная подвижными частями живая сила .°^тах-
к концу первого периода графически на рис. 196 изобра-
жается площадью Oydbc. Эта энергия должна быть погло-
щена работой равнодействующей г во втором периоде
наката. Равнодействующая г выбирается или постоянной или
изменяющейся по линейному закону. Для орудий на ко-
лесном лафете, исходя из требования сохранения устой-
чивости при накате, как в том, так и другом случае на
всей длине наката должно соблюдаться условие'
Г < Гпр.
т. е. линия должна располагаться ниже линии Так
как площадь аахЬгЬ представляет работу равнодействующей г
во втором периоде наката, то для того, чтобы в конце наката
// = 0, необходимо/’чтобы эта площадь была бы равновели-
кой площади Oxdbc.
Если г выбирается постоянной, то ее значение может
быть определено как результат деления площади Oxdbc = S
на величину пути наката к — во втором периоде, т. е.
г =-----
Х-£в
2(Х-5в)
(593)
Поскольку расчет элементов наката и тормоза наката
производится после того, как будет рассчитан тормоз отка-
та, то площадь отверстий истечения жидкости из нерабочей
полости В в полость А будет известна, а поэтому сила гид-
равлического сопротивления ФТ.О(ЕВ) тормоза отката при на-
кате в момент выбора вакуума определится на основании
известных формул из выражений
(594)
ИЛИ
(И5>
415
где
Дт =-----а — рабочая площадь поршня при накате;
4
а — площадь отверстий истечения в тормозе
отката, соответствующая длине отката к — £в.
Величина Фт.0(ев) на рис. 196 изображена ординатой db2.
Для того чтобы торможение наката было бы осуществлено
по указанной схеме, необходимо, чтобы
Фт.снм < П. + г.	(596)
В	'’в
Последнее неравенство является условием применимости
данной схемы торможения наката.
Для второго периода наката уравнение движения подвиж-
ных частей напишется в следующем виде:
^udu = rdt	(597)
g
Интегрируя правую часть в пределах от $ до а левую
от и? до нуля, получим
^«? = f(k-O,	(598)
2£
откуда
=	(599)
VO
Давая $ значения от до к, будем получать соответст-
вующие значения и?. Подставляя значения и значения а
в формулы (594) или (595), получим соответствующие зна-
чения Фт.о(£). Изменения этой силы на рис. 196 показывает
кривая &2О.
Из рис. 196 видно, что то усилие Фт.н^), которое должен
создавать тормоз наката, определится из выражения
Фт.н(?)= П’ Г — Фт.о(^).	(600)
Зная Фт.н(^) и соответствующие значения и?, нетрудно на
основании формулы (525) написать
и определить площадь ат.н отверстий истечения жидкости
в тормозе наката.
Для случая тормоза наката игольчатого типа
Дт.н = —,	(602)
4
где 8 —диаметр отверстия в штоке, куда во время наката
входит игла.
416
л
U период__________ I / период
Рис. 197. Схема торможения наката не на всей длине
при переменном значении г.
Рис. 198. Схема торможения наката не на всей длине
при переменном значении г.
27 Э. К. Ларман
417
Диаметром о задаются конструктивно. Зная площадь от-
верстий истечения ат.и, которая в данном случае представляет
собой кольцевой зазор между поверхностью иглы и начальной
кромкой отверстия в штоке поршня, можно установить про-
филь иглы или другой регулирующей детали.
Выше была рассмотрена схема торможения наката при по-
стоянном г. Нетрудно получить соответствующие зависимости
для расчета тормоза наката, руководствуясь рассуждениями,
которые были приведены в п. 30 при рассмотрении торможения
отката во втором периоде. На рис. 197 приведена схема тормо-
жения наката для случая, когда г имеет переменное значе-
ние. Не обязательно, чтобы тормоз наката вступал в действие
лишь в момент выбора вакуума. Диаграмма торможения нака-
та для подобного случая показана на рис. 198. В этом случае
тормоз наката вступает в действие в тот момент, когда по-
движные части пройдут путь и Фт.о($) = /7^. Величина ГК на
рис. 198 для пути наката 5, изображена ординатой d'b'.
69. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ НАКАТА В ТОРМОЗАХ
ВЕРЕТЕННОГО ТИПА
В тормозах веретенного типа с клапаном тормоза на-
ката торможение наката производится на всей его длине.
Рис. 199. Схема торможения отката, состоящая из трех периодов.
На рис. 199 показана одна из теоретически возможных
схем торможения наката. По этой схеме накат состоит из.
трех периодов: первый период — период ускоренного на-
418
ката; второй период — период равномерного наката и тре-
тий период — период замедленного наката. В первом пе-
риоде принимают, что на пути наката £0 сила тормоза на-
ката Фт.н,1 возрастает по линейному закону от нуля до П'^.
Во втором периоде равнодействующая г = 0 и сила Фт.н,п
тормоза наката на участке b'b меняется по тому же закону,
что и избыточная сила П\ накатника.
После выбора вакуума, т. е. на пути наката £в, фтн>Е =г,
величина которой на рис. 199 изображена отрезком ЬЬЪ
В третьем периоде эта сила меняется, как это показано
на рис. 199. Из схемы видно, что тормоз отката при на-
кате вступает в действие после выбора вакуума, развивая
в начальный момент силу Фгл^в) — П^, которая на ри-
сунке изображена ординатой Ы>3. В течение периода замед-
ленного отката эта сила убывает до нуля.
На рис. 2ОО.а графически показано, как меняется аила Фтн
и скорость и наката (рис. 200,6). В момент выбора вакуума
при$ = $в, отверстия истечения тормоза наката необходимо
рассчитать одновременно для двух значений Фт.н, в результа-
те этого происходит резкое изменение (скачок) глубины ка-
навки Л (рис. 200,в), что нецелесообразно как с точки зрения
технологии, так и с точки зрения 'плавной работы тормоза
наката. Для того чтобы получить плавный переход от одной
глубины канавки к другой, необходимо производить сглажива-
ние так, как это показывает пунктирная линия на рис. 200,в.
Однако при сглаженной глубине канавки схема торможения
наката будет далеко не такой, какой она была выбрана в
начале.
Таким образом, схема торможения наката, показанная на
рис. 199, по существу практически не может быть осуще-
ствлена.
Значительно более реальной и . выгодной с точки зрения
плавности изменения силы Фтн тормоза наката является схе-
ма торможения наката, показанная на рис. 201.
В этом случае весь накат разбит на пять периодов, из кото-
рых первый период является периодом ускоренного наката,
второй и четвертый — периодами равномерного наката, а тре-
тий и пятый — периодами замедленного наката. Означенную
схему торможения наката предложил проф. А. А. Толочков.
Рассмотрим более подробно расчет элементов наката по
этой схеме.
Прежде всего необходимо обратить внимание на то,
что в данном случае принимается условие, чтобы в начале
третьего периода при $ = Вв, Фт.н( £в) = ^» т- е- LK—OH,
*21
419
420
где П[ — избыточная сила накатника в момент выбора ва-
куума. Из этого условия вытекает, что в начале третьего
периода тормоз отката при накате должен развивать уси-
лие Фт.о( ев), по величине равное величине равнодействую-
щей гв в момент выбора вакуума. Из рис. 201 непосред-
ственно можем написать
HK+GK=GK+GL.
Так как
НК— Фт.0( ев) и GL = rB,
то
Фт.о ( £в) == г в-	(603)
V период
Замедленный
палат
IV период
Радномерный
накат
III период\ II период 1-период
ЗамеаленньйРаднонер- Ускорен-
накат \ный накатный накат
направление накати
Рис. 201. Торможение наката по схеме, состоящей
из пяти периодов.
Принимается, что равнодействующая г в первом периоде
меняется по линейному закону в пределах от г\—П'х в
начале периода и до нуля в конце его.
Во втором и в четвертом периодах г = 0.
Для третьего периода принимается, что равнодействую-
щая меняется по линейному закону от гв < гпр.в в нача-
ле периода и до нуля в конце его. В пятом периоде так-
же принимается, что равнодействующая меняется по линей-
431
ному закону от нуля в начале периода и до гк < гпр.к в
конце его.
Приступая к расчету элементов наката по периодам в
начале, пользуясь выведенными уже выше формулами, не-
обходимо определить:
1) путь наката £в к моменту выбора вакуума
?В = Х(^)2;	(604)
2) пользуясь формулой (585), определить значения гПр.в
и Гпр.к, подставляя в эту формулу последовательно $ = £в
и ; = Z,
г _<?б(£-£>о) + <?о(Х-6в) . r _Q6(L-D0)
' пр.в	, Гпр.к------- •
А. Расчет элементов наката в первом периоде
ускоренного наката 0 меняется в пределах от нуля до
Изменение силы Фт.н в первом периоде принимается по
линейному закону (АЕ).
К концу первого периода скорость ut наката в данном
случае будет и скоростью umax.
Поскольку второй период наката совершается равно-
мерно, следовательно, в конце его скорость наката также
ДОЛЖНа быть равна Umax.
Таким образом, имеем, что Ui = umax = uB, где «в —ско-
рость наката в момент выбора вакуума. Величина пути
наката в первом периоде не может быть выбрана произ-
вольно. Величина q должна быть такой, чтобы получить
значение и1 = ив, при котором сила Фто сопротивления
тормоза отката при накате в начале третьего периода
удовлетворяла бы равенству (603).
Обозначая через ц коэффициент запаса устойчивости
орудия при накате, можем написать, что
Фт.о( Ев) = гв = 1)Г„р.в •	(605)
Значение т; принимается в пределах 0,84-0,9.
Между Фт.о( ев) и итах на основании формулы (524) мож-
но написать следующую зависимость:
*’-“(=.>='• = ^7	<606)
где
А'т — рабочая площадь поршня при накате;
ав — площадь кольцевого зазора между веретеном и
регулирующей втулкой в момент выбора вакуума;
k. — коэффициент сопротивления.
422
Из этой формулы получаем
г а2
и2 =„2_H2__L±	(607)
шах 1 в	х '
ст.о
где
Поскольку площадь треугольника АВЕ выражает графиче-
ски работу равнодействующей г в первом периоде, то можем
написать
е,
— «Lx= f ^=^-‘ ’	(608)
2^ J 2	'
•откуда
f =2° .	(609)
* л;
Для определения переменного значения г в первом пе--
риоде можем написать следующую зависимость:

(610)
Зная значение г, можем написать, что
— „= = J rdi = п; J (1 - А-) л=л;е (2 - Л-), (611)
о	о
откуда
«2=^(2--г')-	<612)
Qo \	/
Поскольку нами было принято, что в первом периоде Фт.н
меняется по линейному закону, то переменное значение
этой силы найдется из выражения
фтн = /7'-Х	(613)
1 51
где ГЦ —- избыточная сила накатника в конце первого пе-
риода.
Зная переменные значения Фт.н и и. на основании фор-
мулы (524) получим для определения площади ат.н отвер-
423
стий истечения в тормозе наката в первом периоде
ющее выражение:
следу*
(614)
где
____________________________^зТ^т.н
Стн— ч ;
Ат.н— рабочая йлощадь тормоза наката;
k3 — коэффициент сопротивления.
Следует обратить внимание на то, что для начала пе-
риода 5=0, Фт.„=0 и и=0, а поэтому для этого момента
знаменатель последней формулы превращается в неопре-
деленность вида — . Однако раскрытие этой неопределен-
ности показывает, что
т. е. является конечной величиной.
Приближенно время продолжительности первого перио-
да может быть определено, исходя ив допущения, что скорость
наката меняется по линейному закону от нуля до Umax. Тогда
251
мшах
Более точно
£ = 1,57 —.
^шах
(615)
(616).
Б. Определение элементов второго периода равномерного
наката (5 меняется в пределах от 5г до 5В)
Для второго периода г = 0, и, следовательно, сила
тормоза наката Фт.н в этом периоде меняется по тому же
закону, что и избыточная сила П'г накатника, т. е.
Фт.н — П^.
(617)
Кроме ТОГО, « = «! = ашах = Const.
424
2^Д
Площадь отверстия истечения тормоза
лится по формуле
наката опреде-
(618)
Для определения времени Е продолжительности второго
периода получим следующую формулу:
wmax
(619)
В. Определение элементов наката в третьем периоде
замедленного отката (5 меняется в пределах от iB до ;3)
Для того чтобы откат был к концу пятого периода полно-
стью заторможен, необходимо, чтобы работа равнодействую-
щей г на протяжении всего пути наката была бы равна нулю.
Для удовлетворения этого условия необходимо, чтобы
е1=е, + 26,	(620)
где
21 — площадь треугольника АВЕ]
23 — площадь треугольника QLM;
25 — площадь треугольника CDS.
Чтобы определить путь $8 к концу периода, положим,
что площадь 2S представляет собой некоторую часть пло-
щади т. е.
2S = kQj,
где
k = 0,5 4- 0,7.
Поскольку равнодействующая в рассматриваемом периоде
меняется по линейному закону от гв до нуля, то можем напи-
сать, что
$ _ £ —
<•3	--
гв
Следовательно,
$3 = Вв+^=—(621)
Гв Гв
Переменное значение г равнодействующей определится
из выражения
г = гв^|.	(622)
>3 *в
42&
Для определения значения и2 составим уравнение живых
сил .для любого момента времени
	2g	2g	J	J E3—EB = _£±Zb(5_Ui
откуда	“2 =	- л- + гв) (В - 5в).	(623) Wo
Поскольку нам известно и2 и площадь а регулирую-
щего зазора для данного Е = Х — х, то, пользуясь извест-
ной формулой, получаем значение
Фт.о=Ст.о4-	(624)
а2
Соответствующее значение силы тормоза наката опре-
делится из выражения
Фт.н = ^ + П.—Фт.о-	(625)
Площадь отверстий истечения в тормозе наката опреде-
лится по формуле
=	(626)
|/
V &
Исходя из средней скорости ис —	3 рассматривае-
мого периода, получим приближенное выражение для опре-
деления времени t3 продолжительности третьего периода
2 (Е8 - Ев)
u3 "h wmax
(627)
Г. Определение элементов наката четвертого периода
равномерного наката (Е меняется в пределах от Е3 до Е4)
Рассматривая диаграмму (рис. 201) наката нетрудно ви-
деть, что путь Е4 к концу этого периода можно определить
из выражения
(628)
Е4 = Х- X.
426
Равнодействующая г в пятом периоде меняется по ли-
нейному закону от нуля до гк, причем площадь 2В тре-
угольника SDC изображает работу этой равнодействующей
за рассматриваемый период.
Поскольку 2, = £21,
то
2Б = (1—£)2Р	(629)
С другой стороны, площадь треугольника SDC равна
гкХ „
----. Следовательно, можем написать, что
2
=(l-£)2i,
откуда
Х= 2(1~*)Qi
причем гк = уПр.к .
Подставляя значение X в формулу (508), получим
е4=к-	.	(630)
гк
Поскольку согласно принятой схеме торможения наката
в четвертом периоде равнодействующая г4 = 0, то скорость
наката а4 = ы3 = const. Прочие величины последовательно
определятся из формул уже известных, а именно:
из
ФТО = СТО—;	(631)
а2
ФТМ = П’ -Фт о;	(632)
.	(бзз)
]/^
V “з
Д. Определение элементов наката в пятом периоде
замедленного наката (£ меняется в пределах
от $4 до к = ?в)
Переменное значение равнодействующей г определится
из выражения
г = гЛ=^.	(634)
Л —
427
Выражение для определения и? найдем из условия полного
поглощения энергии наката к концу периода, т. е. к концу на-
ката ствола. Исходя из этого, можем написать
2g	2	h
и2=^-±^-)(Х-5).	(635).
Qo
Прочие величины последовательно определятся из фор-
мул:
фто = Ст.о—;	(636)
Я2
Фт.н = 77. -J- г Фт, о]	(637)
ат н = У Ст-"—.	(638)
1Лф™
V и?
Так как к концу периода и5 = 0, то иср = -^- и, следо-
вательно,
t5	.	(639)
«ср	«з
Полное время Т наката определится из выражения
T=tx + t2 + t3 +14 -f- t6.	(640)
Имея для различных путей накат значения атн, можно
найти и соответствующие значения глубины h канавок на
внутренней полости штока, пользуясь формулой
Л = -^-,	(641)
nb
где
п — число канавок (п = 2 или п = 4);
b — ширина канавки.
На рис. 202,а показан характер изменения силы сопротив-
ления Фт н тормоза наката, на рис. 202,6 — скорости и наката
и глубины канавок h. Как видно из рисунка, сила тормоза на-
ката Фт.н меняется без резких скачков, вследствие чего про-
дольный профиль канавок не требует чрезмерного сглаживания
428
и, следовательно, расчетная схема будет близка к действитель-
ной. Кроме того, рассмотренная ’схема, имеющая два периода
равномерного наката, дает основание полагать, что общее вре-
мя Т наката может быть получено меньше, чем при других
известных схемах торможения наката на всей его длине.
При тормозе отката веретенного типа торможение наката
может осуществляться и иглой. На рис. 203 представлена прин-
ципиальная схема тормоза подобного типа. Тормоз состоит из
цилиндра /, тормоза, поршня со штоком 2, веретена 3 и иглы 4
тормоза наката.
429
Во время отката жидкость, вытесняется из рабочей полости
А в нерабочую полость Б через отверстия а в поршне и коль-
цевую щель между регулирующей втулкой поршня и верете-
ном. Этот тормоз веретенного типа обладает той особенностью,
что в этой конструкции во время отката вакуум образуется и
ь полости штока. Впервые теоретические основания расчета
элементов отката и наката для подобного типа тормоза разра-
ботал проф. И. И. Иванов L
В отношении расчета элементов тормоза отката рассматри-
ваемый тип тормоза не представляет ничего нового. Расчет же
элементов наката имеет целый ряд особенностей.
Рис. 203. Схема тормоза веретенного типа с игольчатым
тормозом наката.
Накат в этом случае будет состоять из трех периодов.
В первый период накат ствола будет совершаться без какого-
либо гидравлического сопротивления. Этот период будет длить-
ся до момента выбора поршнем вакуума в полости Б ци-
линдра.
Во втором .периоде наката торможение будет совершаться
лишь за счет силы Фт.о тормоза отката при накате. Сила эта
будет возникать частью в результате пробрыэгивания жидко-
сти через кольцевую щель между регулирующим кольцом и
веретеном и частью в результате пробрызгивания жидкости,
заполняющей полость штока через отверстия b и с в игле.
Второй период наката будет продолжаться до того момента,
когда весь вакуум в полости штока будет выбран. В этот же
момент срез переднего конца иглы должен стать против среза
ее регулирующего очка в штоке.
1 И. И. Иванов. Теория расчета веретенного тормоза отката в со-
четании его с игольчатым тормозом наката, заполняющимся жидкостью
при накате через веретено. Сборник работ профессорско-преподаватель-
ского состава. ЛВМИ. 1934.
430
В третьем периоде торможение наката будет совершаться
как за счет силы Фт.о так и силы Фтн тормоза -наката (иглы).
Это торможение будет определяться пробрызгиванием жидко-
сти, во-первых, через кольцевую щель, образуемую иглой и
регулирующим очком штока; во-вторых, через отверстия с в
игле, канал в веретене и отверстия Ь и, в-третьих, через коль-
цевую щель между веретеном и регулирующим очком штока.
Не вдаваясь в подробности, отметим, что из вышеизложен-
ного уже становится ясным, что расчет элементов наката в
этом случае является сложным. Подобного типа тормоза отка-
та веретенного типа находят применение в некоторых автома-
тических пушках, у которых длина отката сравнительно не
велика.
При изложении вопросов, связанных с расчетом тормоза от-
ката или наката, мы в конечном счете рассчитывали отверстия
истечения в том или другом тормозе, чтобы осуществить тор-
можение отката или наката по выбранной схеме. Такую поста-
новку задачи называют прямой задачей отката и
наката.
Однако довольно часто задача может быть поставлена так:
по заданному закону изменения отверстий истечения в тормозе
отката или наката необходимо установить элементы отката
(длину отката, закон изменения силы торможения отката) и
исследовать закон изменения сил, тормозящих откат, устано-
вить скорости наката и т. д.
Такую постановку задачи называют обратной зада-
чей отката и наката.
Так, например, к решению обратной задачи отката приво-
дят изменения условий заряжания орудия. Сглаживание отвер-
стий истечения в тормозе наката также приводит к решению
обратной задачи наката.
Методы решения обратной задачи отката и наката разра-
ботаны прюф. И. И. Ивановым и проф. А. А. Толочковым и
изложены в полных курсах теории лафетов.
70. УСТРОЙСТВО КОМПЕНСАТОРОВ
Ццлиндр гидравлического тормоза отката должен напол-
няться жидкостью полностью, так как недолив жидкости ска-
зывается на работе противооткатных устройств. По техниче-
ским условиям цилиндры тормоза должны быть заполнены не
меньше, чем на 98% их объема.
Выше было сказано, что при работе тормоза происходит
нагрев жидкости, а следовательно, и увеличение его объема.
Первыми признаками чрезмерного увеличения объема жид-
кости вследствие ее нагрева могут служить недокаты.
431
Если продолжать стрельбу при наличии недокатов, то Дли-
на пути, на которую может откатываться ствол, будет уже
меньше нормальной длины отката, а поэтому в конце отката
возможен удар поршня штока тормоза о корпус сальниковой
набивки. Подобный удар может привести к серьезной аварии
тормоза. Кроме того, при стрельбе с недокатами возможны по-
теря устойчивости- орудия, растяжение штока, раздутие ци-
линдра тормоза и т. д.
Для того чтобы избежать недокаты из-за нагрева жидкости,
приходится оста1на1вливать стрельбу и выпускать часть жидко-
сти или выжидать некоторое время, пока жидкость успеет
остыть.
При интенсивной стрельбе и высокой температуре воздуха
может потребоваться подобную процедуру производить неод-
нократно, что крайне нежелательно.
Рис. 204. Схема пневматического компенсатора жидкости.
Чтобы избежать этого, тормоза отката снабжают специаль-
ными устройствами — компенсаторами, которые автоматически
регулируют объем жидкости в цилиндре тормоза отката.
На практике получили применение в основном два типа
компенсаторов: гидропневматические и пружинные.
Гидропневматический компенсатор (рис. 204) представляет
собой металлическую коробку /, расположенную обычно отно-
сительно цилиндра тормоза так, что составляет продолжение
последнего. Диафрагма 2 отделяет компенсатор от цилиндра
тормоза. Резервуар 3 частично заполняется жидкостью и сое-
диняется трубкой 4 с запоршневым пространством цилиндра
тормоза. В незаполненной жидкостью части резервуара имеет-
ся воздух под давлением около 1 атм.
При интенсивной стрельбе избыточный объем жидкости,
образующийся после ее нагрева, переходит в резервуар ком-
пенсатора. При этом давление воздуха в резервуаре увеличи-
вается. По охлаждении жидкости в цилиндре тормоза ее объем
будет уменьшаться, а поэтому под давлением воздуха жид-
кость будет перегоняться обратно в цилиндр тормоза.
432
На рис. 205 представлена схема пружинного компенсатора.
В корпусе 1 помещен поршень 2, с одной стороны которого
находится жидкость, а с другой — пружина 3. Избыток жидко-
сти, поступающий через отверстия а в диафрагме 4 из ци-
линдра тормоза в резервуар компенсатора, 'отодвигает пор-
шень и сжимает пружину. После охлаждения жидкости в ци-
линдре тормоза поршень силой пружины перемещается в об-
ратном направлении и возвращает (компенсирует) жидкость
в цилиндр.
При подобном устройстве компенсаторов в цилиндре тор-
моза в начале отката находится требуемое количество жидко-
сти. Основной недостаток подобных конструкций состоит в
том, что даже при малых отверстиях в диафрагме все же
часть жидкости по-падает из компенсатора в цилиндр тормоза
во время отката, а при накате вытесняется в резервуар ком-
пенсатора, т. е. имеет место обратный процесс переливания
жидкости во время каждого цикла (откат — накат).
Рис. 205. Схема пружинного компенсатора жидкости.
В морской артиллерии применяются еще компенсаторы, на-
зываемые самотечными.
71. УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
Как известно, цилиндры тормоза отката наполняются
жидкостью, а цилиндры накатника жидкостью и газом (воз-
духом). Чтобы обеспечить герметичность и предупредить утеч-
ку жидкости и газа из цилиндров, применяются уплотнитель-
ные устройства, устанавливаемые в местах прохождения што-
ков через цилиндры и на самом поршне.
Различают следующие два основных способа создания
уплотнений: воротниковые и сальниковые устройства, приме-
няемые либо отдельно, либо в сочетании.
Уплотнение воротниками всегда применяется для обтюра-
ции поршней гидропневматических накатников, а в отдельных
случаях и штоков тормозов отката и накатников.
28 Э. К. Ларман	433
По конструктивному выполнению они могут быть одново-
ротниковые (рис. 206) и двухворотниковые (рис. 207).
Независимо от числа воротников воротник надевается на
подворотниковое кольцо и опирается на надворютниковое коль-
цо, которое в свою очередь может упираться в сальниковую
набивку, поджимаемую пружиной. Подворотниковые кольца
служат в качестве опоры для воротников, а надворотниковые
передают и распределяют давление.
Рис. 20G. Схема воротникового уплотнения штока.
Воротниковые устройства выполняются в основном по одно-
му и тому же образцу. В качестве примера рассмотрим
(рис. 207) конструкцию двухворотникового уплотнительного
устройства поршня накатника. Воротниковое устройство собра-
но на головке 3 штока. Второй воротник 2 надет на подворот-
никовое кольцо 4 и опирается на кольцо-поршень 5, являю-
щееся одновременно надворотниковым кольцом этого ворот-
ника. Кольцо 5 имеет баббитовое кольцо 6, предназначенное
для центрования поршня.
Рис. 207. Схема воротникового уплотнения поршня накатника.
Первый воротник 1 надет в свою очередь на подворотнико-
вое кольцо 7 и опирается на надворотниковое кольцо 8. Под-
воротниковое кольцо 7 опирается на кольцо 9. Воротники под-
жаты гайкой 10. Другая конструкция воротников показана на
рис. 208.
Форма воротника в наших современных образцах артилле-
рийских орудий принята подковообразного сечения. Крылья
воротника параллельны друг другу, а края срезаны под углом
около 45°.
434
Работа воротников заключается в том, что под действием
давления жидкости буртики воротников плотно прижимаются
к стенкам цилиндра, с одной стороны, и к штоку, с другой, чем
обеспечивается надежная обтюрация жидкости.
Для определения силы трения в воротниковых уплотнениях
можно написать следующее выражение:
F^fpvdl,	(642)
где
/—коэффициент трения; для кожаных воротников мож-
но принять (/ =0,054-0,07);
р —давление жидкости;
d — диаметр обтюрируемой детали;
I — рабочая длина воротника.
Риъ 208. Схема сальниковой набивки с воротниковым уплотнением.
Из этой формулы видно, что сила трения меняется в зави-
симости от величины давления. Так как давление р в цилиндре
накатника или тормоза в процессе -отката меняется, то и ве-
личина силы трения в процессе цикла (откат — накат) будет
величиной переменной.
Воротники изготовляются из хромовой кожи. Кожа, поми-
мо целого ряда преимуществ, обладает и недостатками:
а)	кожаные воротники в веретенном масле «сохнут», вслед-
ствие чего начинают плохо обтюрировать и -разрушаются;
б)	в жидкости «стеол М» кожа разбухает, вследствие чего
также нарушается нормальная работа воротников;
Вследствие этого кожаное воротники могут быть заменены
резиновыми воротниками или (изготовляться из других мате-
риалов.
Сальниковое уплотнение применяется либо в чистом виде,
либо в комбинации с воротниковыми уплотнениями.
Сальниковая набивка изготовляется из хлобчатобумажных
плетеных шнуров, пропитываемых смазкой из технического жи-
ра или церезиновым составом. При сборке уплотнения набив-
ка укладывается в корпус сальника отдельными секциями,
разделенными металлическими распорными кольцами трапе-
28-	435
цоидального и ромбоидального сеченйя и затем «поджимаются
поджимной гайкой неподредственно или через пружину.
Благодаря упругости материала набивки и наличию рас-
порных колец набивка плотно прижимается к поверхности
уплотняемой детали и корпусу сальника, чем обеспечивается
герметизация.
72.	ЖИДКОСТИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ НАПОЛНЕНИЯ
ПРОТИВООТКАТНЫХ УСТРОЙСТВ
Жидкость по своему качеству должна обеспечить работу
артиллерийского орудия во время стрельбы в самых разнооб-
разных условиях боевого применения.
Исходя из этого, жидкости, применяемые для наполнения
противооткатных устройств, должны:
1)	обеспечить нормальную работу противооткатных*
устройств при разнообразных температурных условиях: на мо-
розе, в жару и т. п. Вследствие этого жидкость должна обла-
дать низкой температурой застывания и возможно более вы-
сокой температурой кипения;
2)	изменять свой состав и свойства при различных усло-
виях их применения;
3)	быть химически нейтральными. Жидкости не должны
вызывать коррозии стали и других металлов, применяемых для
изготовления противооткатных устройств, не должны разру-
шать уплотнительные устройства (воротники, сальники) и не
проникать через них;
4)	быть изготовлены из отечественного сырья, имеющегося
в достаточном количестве, с учетом дешевизны производства.
Для наполнения противооткатных устройств орудий в со-
ветской артиллерии применялись и применяются следующие
жидкости.
Глицериновая жидкость стеол, принятая на снабжение в
1936 г., являлась штатной до октября 1942 г. и применялась
в гидравлических тормозах большинства орудий и в гидро-
пневматических накатниках почти всех систем.
Спиртно-глицериновая жидкость стеол М представляет со-
бой смесь стеола с этиловым спиртом и может приготовляться
или на заводах, или непосредственно в артиллерийских частях
путем разбавления 71 части стеола с 29 частями спирта (по
объему); или же 80 частей жидкости стеола и 20 частей спир-
та по весу.
Веретенное масло АУ изготовляется путем перегонки неф-
ти. Оно широко применялось раньше для наполнения противо-
откатных устройств в нашей артиллерии.
Стеол и стеол М по сравнению с веретенным маслом имеют
меньший коэффициент объемного расширения и большую теп-
436
лоемкость, что является положительным фактором, так как при
поглощении! одинакового количества тепловой энергии объем
жидкости увеличивается на меньшую величину.
Морозоустойчивость ствола и веретенного масла АУ ниже,
чем у ствола М. При низких температурах веретенное масло
густеет, а в стволе появляются кристаллы замерзшей воды,
вследствие чего сопротивление откату сильно увеличивается.
Чтобы избежать этого во время стрельбы при низких темпера-
турах, необходимо первые выстрелы производить уменьшенны-
ми зарядами или произвести искусственный откат. Стеол М,
имея более низкую температуру застывания, при температуре
минус 57° С остается жидким, а пр-и минус 65° С застывает
без образования кристаллов. Это свойство стеола М положи-
тельно выделяет его среди других жидкостей.
Большим недостатком жидкостей стеола М и стеола по
сравнению с веретенным маслом является относительно низкая
температура кипения: при плюс 88° С стеол М закипает и при
плюс 92° С кипит.
Добавка в глицериновую жидкость хромовокислого калия
(можно применять также хромовокислый натрий, двухромово-
кислый калий и натрий, лучшие сорта технического едкого
натра и едкого калия) делают стеол и стеол М стабильными и
устойчивыми против окисления кислородом воздуха даже под
давлением. Коррозии, кроме небольших потемнений и легкой
шероховатости, под кожаными воротниками не наблюдается.
Веретенное масло не может быть продолжительное время
стабильным, особенно при высоких температурах и под давле-
нием сжатого воздуха. Кроме того, по своим физическим свой-
ствам оно обладает способностью проникать через любую кожу
(фильтруется сквозь кожу). Основное преимущество жидко-
стей типа стеол по сравнению с веретенным маслом состоит в
высоких антикоррозийных свойствах.
Веретенное масло значительно дешевле глицериновых
жидкостей.
Глава VII
ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ И ДЕТАЛИ ЛАФЕТА
73.	СУЩНОСТЬ НАВОДКИ. ПРИЦЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
Под наводкой орудия понимают придание оси канала ство-
ла к моменту выстрела такого положения в пространстве, при
котором средняя траектория снарядов будет проходить через
желаемую точку относительно цели.
Придание оси канала ствола требуемого направления в вер-
тикальной плоскости называется вертикальной навод-
кой, а придание определенного направления в горизонтальной
плоскости — горизонтальной наводкой. Различают
три вида наводки:
а)	прямая наводка, осуществляемая непосредствен-
ным визированием в цель;
б)	непрямая наводка, при которой горизонтальная
наводка производится визированием по вспомогательной точке
(точке наводки), а вертикальная наводка — относительно гори-
зонта орудия;
в)	полупрямая наводка, при которой горизонталь-
ная наводка осуществляется непосредственным визированием в
цель, а вертикальная наводка как при непрямой наводке.
Независимо от вида наводки исходные данные для стрель-
бы устанавливаются на соответствующих шкалах прицельных
устройств, после чего производится придание оси канала ство-
ла требуемого положения в пространстве при 'помощи механиз-
мов вертикального и горизонтального на ведения.
Установка данных для стрельбы на прицельных устрой-
ствах может осуществляться непосредственно наводчиком или
же передаваться от прибора, определяющего данные для
стрельбы, автоматически синхронной передачей. В последнем
случае прицельные устройства превращаются в принимаю-
щие приборы. Наличие же силовых следящих приводов
438
при этом обеспечивает непрерывную наводку и слежение ору-
жием за подвижной целью.
Подобная полная автоматизация наводки в настоящее время
осуществляется преимущественно у орудий зенитной артилле-
рии. Однако не исключена возможность полной автоматизации
наводки также и у орудий противотанковой артиллерии.
Для уяснения существа вопроса наводки рассмотрим схему
простейшего стоечного прицела, который закреплен непосред-
ственно на стволе оружия. Основными элементами такого при-
цела (рис. 209) является визирное приспособление, состоящее
из целика а и мушки! О.
Ца стойке 1 прицела и трубке 2 целика имеются шкалы для
установки целика в требуемое положение. Прямую аО назы-
вают линией прицеливания. Чтобы произвести наводку ору-
жия, необходимо предварительно линии прицеливания придать
определенное положение относительно оси канала или парал-
лельной ей линии Ос. При помощи шкал устанавливают два
угла прицеливания: угол а — в вертикальной плоскости ОЬс,
й угол о — в плоскости перпендикулярной первой.
Рис. 21)9. Схема простейшего прицела для прямой наводки.
Углы а и 5 принято называть прицельными углами, вели-
чина их зависит от координат расположения цели и оружия.
После выполнения установки целика изменяют положение ору-
жия так, чтобы линия прицеливания совпала с линией цели,
т. е. чтобы три точки — прорезь целика, мушка и цель — нахо-
дились бы на одной прямой.
Подобный принцип устройства прицела может быть исполь-
зован и при закреплении прицела сбоку качающейся части.
По существу этот же принцип заложен и при устройстве более
сложных артиллерийских прицелов.
Прежде чем остановиться на более подробном рассмотре-
нии этих прицелов, отметим, что подобные открытые визирные
приспособления, как целик и мушка, обладают крупными не-
достатками: при наводке глаз наводчика должен одновременно
видеть три точки, расположенные относительно глаза на раз-
личных расстояниях.
439
Способность глаза хорошо видеть различно удаленные
предметы, заключается в особом свойстве глазного хрустали-
ка, называемом (аккомодацией. Хрусталик может одновременно
аккомодировать только на одно какое-либо расстояние. Поэто-
му при одновременном визировании на три разно удаленные
точки глаз наводчика вынужден быстро и последовательно
приспособиться видеть эти три точки. Однако даже при дли-
тельной тренировке глаз видит какую-то. точку в расплывча-
том виде и недостаточно ясно. Кроме того, при длительной на-
водке глаз утомляется. Все это приводит к тому, что при визи-
ровании на цель невооруженным глазом через целик и мушку
получаются ошибки. Ошибки наводки зависят от расстояния
между целиком и мушкой и от удаления глаза от прорези це-
лика. Кроме того, дальность находки ограничивается 2—3 км.
Вследствие этих недостатков открытые визиры в артиллерии
почти не находят применения. У современных артиллерийских
орудий в прицелах применяются оптические визиры в виде
телескопных труб различного устройства. Таким оптическим
визиром является широко распространенная артиллерийская
панорама. Панорама представляет собой перископическую тру-
бу, закрепленную в корзинке прицела; она является не только
оптическим визиром, но и углоизмерительным прибором.
Кроме того, сами орудийные прицелы для орудий назем-
ной артиллерии являются так называемыми дуговыми прицела-
ми. Примером такого прицела является нормализованный при-
цел обр. 1930 г., показанный на рис. 210, позволяющий произ-
водить наводку всех трех видов. Задача непрямой наводки
заключается в том, чтобы по заданному углу горизонтальной
наводки ф и углу возвышения <р придать оси канала ствола
требуемое положение в пространстве. Правильная наводка ору-
дия может быть осуществлена в том случае, если плоскость
ОсЬ установки угла находится в вертикальном положении.
Это условие может быть выполнено горизонтальным располо-
жением цапф орудия, что усложняет подготовку орудия
для стрельбы.
Выравнивание площадки под орудием обеспечивает лишь
приблизительно горизонтальную установку оси цапф, а для
полного горизонтирования орудия необходимо устраивать спе-
циальный горизонтирующий механизм, что усложняет кон-
струкцию лафета. Проще прицельную плоскость ОсЬ можно
установить в вертикальное положение, если прицел делать ка-
чающимся вокруг линии cb.
Рассматриваемый нами прицел относится к числу качаю-
щихся прицелов, который крепится к кронштейну k, присоеди-
ненному к качающейся части орудия. Коробка прицела 3 имеет
полую .цапфу 1, при помощи которой соединяется с кронштей-
440
Рис. 210. Схема нормализованного прицела 1930 г.
441
ном k. Цапфа позволяет производить качание прицела вокруг
линии cb при помощи маховичка 4 и после правильной его
установки закрепляется зажимом 5. Для правильной установ-
ки прицела служит боковой уровень 6, закрепленный на дуго-
вом стебле 7 прицела.
Стебель прицела проходит через корпус 3 прицела и кине-
матически связан с дистанционным барабаном 8. К стеблю
прицела .прикреплена корзинка 9 панорамы и боковой уровень
10. Установка бокового уровня производится маховиком 11.
При выдвижении стебля прицела ось -бокового уровня устанав-
ливается так, чтобы угол ОЬс, составленный осью бокового
уровня и линией cb, параллельной оси канала ствола, равнялся
бы заданному углу возвышения <р. Как известно, угол возвы-
шения равен алгебраической сумме угла а прицеливания и
угла е места цели, т. е.
ср — а + е.
Установка угла а прицеливания производится дистанцион-
ным барабаном, путем вращения маховичка 12, а установка
угла е места цели осуществляется на боковом уровне. Если
после всех этих установок действовать на подъемный механизм
и привести пузырек бокового уровня на середину, то стволу
орудия будет придан требуемый угол возвышения.
Путем поворота головной части 13 панорамы вокруг оси
ее корпуса линия прицеливания отклоняется в плоскости угло-
мера 14 на величину угла ф горизонтальной наводки, который
устанавливается на угломере панорамы. При направлении ли-
нии прицеливания в точку наводки Тп орудию придается тре-
буемое направление в горизонтальной плоскости.
Угол места точки наводки при непрямой наводке выбирает-
ся отражателем панорамы, который делается качающимся.
Рассмотренный нами прицел относится к группе прицелов,
з <а в и с и м ы х от о р у д и я. Указанные прицелы устанавли-
ваются непосредственно на качающейся части орудия, а по-
этому при действии на подъемный механизм поворачивается
весь прицел, что представляет большие неудобства для навод-
чика.
Кроме того, при наличии на орудии подобного прицела
один наводчик должен работать подъемным и поворотным ме-
ханизмами. Чтобы создать наибольшие удобства для произ-
водства наводки, сохраняя общие принципы устройства ору-
дийных прицелов, на практике изготавливаются прицелы раз-
личных конструкций.
Ко второй группе можно отнести прицелы с непо-
движным окуляром. У прицелов этой группы с качаю-
щейся частью связывают лишь некоторые элементы прицела
442
и при действии на подъемный механизм окуляр прицела
остается неподвижным. Прицелы этой группы устанавливаются
на орудиях, которые должны производить стрельбу с качаю-
щейся платформы (основания), в частности на танковых пуш-
ках. К таким прицелам можно отнести перископический тан-
ковый прицел ПТ-4 или танковые шарнирные телескопические
прицелы типа ТШ.
К третьей группе можно отнести прицелы с незави-
симой линией прицеливания. Связь этих прицелов с
качающейся частью осуществляется через механизмы верти-
кального наведения. Основная особенность этих прицелов за-
ключается в том, что при установке углов прицеливания визир-
ное приспособление остается неподвижным и, следовательно,
линия прицеливания не смещается с линии цели или линии
наводки. Вследствие этого наводчик может изменять установку
угла прицеливания как в процессе непосредственного визиро-
вания по цели или точке наводки, так и после совмещения ли-
нии прицеливания с линией цели или линией наводки вплоть
до самого производства выстрела. Последнее обстоятельство
позволяет при стрельбе по движущимся целям непрерывно сле-
дить по линии прицеливания за целью, что обеспечивает готов-
ность орудия к открытию огня в любое время -наводки. Эти
прицелы обслуживаются двумя наводчиками (левым и пра-
вым) : один производит горизонтальную наводку и установку
углов места цели, а второй придает орудию углы прицелива-
ния. Наличие двух наводчиков ускоряет наводку орудия и те л
повышает его скорострельность.
К четвертой группе могут быть отнесены прицелы, не-
зависимые от орудия. Указанные прицелы непосред-
ственно не связываются с качающейся частью орудия. Прице-
лы этой группы являются обычно' прицелами с независимой
линией прицеливания. Отличительным свойством прицелов этой
группы является то, что они позволяют осуществлять визиро-
вание в цель или точку наводки независимо от положения
качающейся части орудия. Первый наводчик (левый), как пра-
вило, устанавливает все углы на прицеле и производит ра
боту поворотным механизмом. Второй наводчик (правый),
работая подъемным механизмом, придает орудию угол воз-
вышения.
Прицелы этой группы широко применяются в наземной ар-
тиллерии. Один из подобных прицелов показан на рис. 211
(на рис. 211,а показана принципиальная схема прицела, а на
рис. 211,6 — общий вид прицела). Прицел монтируется на спе-
циальной цапфе 1, ось которой совпадает с осью цапф качаю-
щейся части орудия. Коробка 2 прицела соединяется с непо-
движной частью 3 лафета винтом 4, шарнирно прикрипленном
443
444
на коробке 2 прицела и на кронштейне 5 неподвижной части
лафета.
На коробке прицела укреплена корзинка 6 панорамы, с бо-
ковым уровнем 7 и поперечным уровнем 8. Внутри коробки на
цапфе 1 надето червячное колесо 9, которое соединено с цап-
фой 1 двумя диаметрально .противоположными цапфочками 10.
Кроме того, на цапфе 1 закреплена прицельная стрелка 11.
С червячным колесом 9 соединен дистанционный барабан 12.
Установка угла прицеливания производится вращением махо-
вичка 13, который приводит во вращение червяк 14, вследствие
чего вращается червячное колесо и дистанционный барабан
На дистанционном барабане нанесены шкалы углов прицели-
вания а для различных снарядов и боевых зарядов, состоя-
щих в боевом комплекте орудия. Установка углов е места
цели производится при вращении маховичка 15. При вращении
этого маховичка червяк 14 получает поступательное переме-
щение вдоль своей оси и, играя роль рейки по отношению к
червячному колесу 9, поворачивает последнее и, следователь-
но, прицельную стрелку 11 на угол, равный углу места цели.
Если перед наводкой действием винта 4 пузырек бокового
уровня 7 был приведен на середину, то после установки угла
прицеливания на дистанционном барабане и угла места цели
на шкале маховичка 15 прицельная стрелка повернется отно-
сительно своего нулевого положения на угол возвышения
ф = а + е.
I	—
Цапфочки 10 после установок углов а и е наклоняются
к горизонту под углом ср. Все эти действия, а также наводку
орудия при помощи поворотного механизма в горизонтальной
плоскости производит первый (левый) наводчик.
Второй (правый) наводчик, действуя на подъемный меха-
низм, совмещает орудийную стрелку 16, закрепленную на цап-
фе качающейся части орудия, с прицельной, после чего ось
канала ствола становится параллельной оси цапфочек 10 и под
требуемым углом возвышения <? к горизонту.
Влияние наклона оси цапф на наводку орудия устраняется
качанием прицела при помощи вращения маховичка 17 до
приведения пузырька поперечного уровня на середину.
Шкалы на дистанционном барабане или стебле орудийных
прицелов могу г быть дистанционные и угловые. Дистанцион-
ные шкалы нарезают так, что при изменении установки на
одно деление дальность падения снаряда всегда изменится на
одну и ту же величину ДХ, которая в полевых орудиях равна
50 м. Величина деления дистанционных шкал зависит от бал-
листических свойств снаряда, а поэтому для каждой комбина-
ции снаряда и заряда должна быть своя шкала. Большое
445
число шкал может приводить 1при стрельбе к путанице и к
ошибкам.
При наличии дистанционных шкал прицел нельзя сделать
единым для целого ряда орудий. Кроме того, дистанционными
шкалами нельзя обслужить все разновидности зарядов и сна-
рядов, входящих в состав боекомплекта орудия, а при введении
нового образца снаряда или заряда старые шкалы не могут*
быть использованы. Поэтому в прицелах войсковой артилле-
рии, кроме дистанционных шкал на прицельном барабане или
стебле .прицела, наносится угловая шкала «тысячных», т. е.
шкала делений угломера.
Угловая шкала имеет равномерные деления и является уни-
версальной для различных комбинаций снаряда и заряда.
Однако, для того чтобы пользоваться ею в процессе стрельбы,
стреляющему обязательно необходимо иметь таблицы стрель-
бы, что является основным недостатком угловых шкал.
Некоторые типы прицелов автоматически учитывают по-
правки, как, например, поправку на деривацию или на наклон
цапф при некачающемся прицеле.
При стрельбе по быстродвижущимся целям необходимо ре-
шать задачу о точке встречи снаряда с целью. Малокалибер-
ные зенитные орудия снабжаются прицелами, которые после
установки входных параметров решают задачу встречи. Такие
прицелы называются автоматическими и по существу являют-
ся приборами управления зенитным огнем простейшего
устройства.
74.	ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О СТАБИЛИЗАЦИИ ТАНКОВЫХ
АРТИЛЛЕРИЙСКИХ УСТАНОВОК И АВТОМАТИЗАЦИИ
ПРОЦЕССОВ НАВОДКИ
При движении по неровной местности корпус танка, в ко-
торый обычно монтируется артиллерийское орудие, совершает
на подвеске колебательные движения. Эти колебательные дви-
жения могут быть весьма разнообразны, а периоды и частоты
этих колебаний зависят от устройства и жесткости подвески.
Для обеспечения меткой -стрельбы с хода артиллериста инте-
ресуют два вида колебаний: продольные угловые колебания
(переваливания корпуса танка с носа на корму и обратно) и
поперечные угловые колебания. Существуют еще и вертикаль-
ные колебания, характеризующиеся вертикальным перемеще-
нием корпуса танка. Каждый из указанных видов колебаний в
той или иной степени влияет на меткость стрельбы из артил-'
лерийского орудия.
446
Амплитуды продольных и поперечных колёбаний могут до-
стигать достаточно большой величины. Так, даже у хороших
средних танков периода Великой Отечественной войны, ампли-
туда продольных колебаний достигла 5°, а поперечных — 3°.
Изменение же угла прицеливания на 0-50 делений угломера
на дальностях около 500 м для танковых пушек среднего ка-
либра может привести к изменению дальности ДА, равной
1500 -4- 3000 м, и к отклонениям ДК по высоте до 10—12 м.
Чтобы избежать влияния этих колебаний корпуса танка на
меткость стрельбы, используются специальные стабилизирую-
щие механизмы, удерживающие в заданном положении или
линию прицеливания, или качающуюся часть орудия.
Первый вид стабилизации приводит к созданию ги рос ко-
пи чес к их прицелов, обеспечивающих неизменное поло-
жение линии прицелив-ания в вертикальной плоскости.
Качающаяся часть и, -следовательно, ось канала ствола в
этом случае попрежнему участвует в колебаниях корпуса
танка.
Второй .вид стабилизации, удерживающий в неизменном по-
ложении в вертикальной плоскости ось канала ствола и линию
прицеливания, приводит к созданию так называемых следя-
щих стабилизаторов. Как в том, так и в другом случае
используются свойства быстро вращающегося твердого тела
называемого гироскопом.
Первый вид стабилизации вкратце рассмотрим на примере
гироскопического прицела ТОП-1 (рис. 212). В этом прицеле
для стабилизации линии прицеливания используется прямо-
угольная отражательная призма а, имеющая возможность
вращаться вокруг горизонтальных цапф. Левая цапфа опоры
призмы посредством целого ряда рычагов связана гироско-
пом. смонтированным в кожухе и надетым на головную часть
прицела. При колебаниях танка гироскоп стабильно сохра-
няет свою ось в вертикальной плоскости и колебания танка
не воспринимает. Вследствие этого при качке танка гироскоп
системой рычагов заставляет поворачиваться прямоугольную
отражательную призму прицела в сторону наклона танка (при-
цела) на углы, равные половине угла наклона корпуса танка.
Поворот же прямоугольной отражательной призмы заставляет
лучи, идущие от цели, отклоняться относительно нулевой ли-
нии прицеливания на угол колебания танка. Благодаря этому
изображение цели по отношению горизонтальной черты при-
цельного перекрестия остается неподвижным. На рис. 212,1
показан ход лучей в прицеле при установке прицела на нуль.
В этом случае у выверенного прицела ось канала ствола,
нулевая линия прицеливания и ось гироскопа взаимно парал-
447
Рис. 212. Схема прицела ТОП-1.
Шестеренчатый
нптг
Рис. 212а. Схема стабилизации качающей части.
448
лельны, а поэтому при наводке оси канала на цель изобра-
жение цели будет на перекрестии.
При установке угла прицеливания головная трехгранная
призма наклоняется на соответствующий угол (рис. 212,11),
вследствие чего изображение цели относительно прицельного
перекрестия сместится вверх на величину, соответствующую
дальности, установленной на прицеле.
Действуя на коррекционные (поворотные) электромагниты,
поворачивают гироскоп, а вместе с ним и прямоугольную приз-
му так, чтобы (рис. 212,111) изображение цели вновь совпало с
перекрестием. Так как отражающая грань призмы работает
так же, как и зеркало, то, для того чтобы совместить изобра-
жение цели с перекрестием, необходимо ось гироскопа накло-
нить к горизонтальной плоскости на угол, равный углу прице-
ливания, установленному на прицеле.
Чтобы автоматически произвести выстрел в тот момент,
когда ось канала ствола опять станет параллельной оси гиро-
скопа, имеются два контакта: один контакт расположен на
стабилизированной части гироскопа, а другой на качающейся
части прицела. На рис. 212,1 и II контакты замкнуты, а поэто-
му при нажатии на кнопку электроопуск сработает и произве-
дет выстрел, если орудие было заряжено. На рис. 212,111 кон-
такты разомкнуты, а поэтому при нажатии на кнопку электро-
спуска выстрел не произойдет. Однако, как только стволу при
помощи подъемного механизма будет придан соответствующий
угол, т. е. такой, чтобы ось канала ствола стала параллельно
оси гироскопа, контакт на качающейся части прицела подой-
дет к контакту, электрическая цепь окажется замкнутой и,
если кнопка электроспуска была нажата, произойдет выстрел.
При больших размерах колебаний танка стволу, независимо
от работы на подъемном механизме, в результате качки может
быть придан требуемый угол возвышения, при котором авто-
матически произойдет замыкание контактов, а следовательно,
и выстрел.
В момент установления оси ствола параллельно с осью ги-
роскопа в поле зрения прицела появляется световой кружок,
пересекающий горизонтальную черту перекрестия прицела.
Этот сигнал может быть использован для производства вы-
стрела при отсутствии электроспуска.
Хотя рассмотренье гироскоп стабилизирует линию прице-
ливания лишь в вертикальной плоскости, все же его примене-
ние повышает меткость стрельбы с хода из артиллерийских
орудий, установленных на танках.
Значительно сложнее при помощи следящего стабилизи-
рующего устройства стабилизировать качающуюся часть. Ни-
же рассмотрим в общих чертах один из возможных вариантов
29 э. К. Ларман	449
осуществления стабилизации качающейся части орудия. В этом
случае качающаяся часть орудия должна быть так установле-
на, чтобы центр тяжести ее находился на оси вращения цапф,
т. е. конструктивно должно быть осуществлено грузовое урав-
новешивание. Если *не было бы трения в цапфах, то при от-
ключенном подъемном механизме качающаяся часть орудия
не реагировала бы на колебания корпуса танка и ось канала
ствола сохраняла бы приданное ей направление вертикальной
плоскости. Поскольку нельзя практически ликвидировать тре-
ния в цапфах, то при колебаниях корпуса танка качающаяся
часть в той или иной степени будет копировать эти колебания
в вертикальной плоскости.
Стабилизирующее устройство:
1) воспринимает и реагирует на угловые отклонения оси
канала ствола орудия от заданного положения в вертикальной
плоскости и на величину угловых скоростей, с которыми эти
отклонения будут совершаться;
2) путем силового воздействия на качающуюся часть
создает явления обратного порядка и тем самым удерживает
ось канала ствола в заданном положении.
На рис. 212а представлена общая схема подобного стаби-
лизирующего устройства.
Не вдаваясь в подробности описания работы отдельных ме-
ханизмов, укажем лишь на их основное назначение.
Рассматриваемая схема следящего стабилизатора состоит
из трех основных механизмов:
а)	гироскопического механизма, смонтированного в короб-
ке, укрепленной на плите, связанной с качающейся частью;
б)	шестереночного насоса, закрепленного в башне танка;
в) цилиндра с поршнем.
Гигроскопический механизм, состоящий из вертикального
или горизонтального гироскопов, имеет своей задачей улавли-
вать величину угловых перемещений и ускорений оси канала
ствола и в соответствии -с этим управлять работой шестереноч-
ного- насоса.
Шестереночный насос в зависимости от сигналов гироско-
пического механизма с той или иной интенсивностью перекачи-
вает масло в цилиндр, то по одну, то по другую сторону
поршня. Разность давлений в верхней и нижней части полости
масляного цилиндра, создаваемая работой шестереночного на-
соса, путем подачи масла по трубопроводам в цилиндр застав-
ляет поршень со штоком перемещаться либо вверх, либо вниз.
Шток, связанный с качающейся частью, придает последней те
или иные перемещения, вследствие чего ось канала ствола, а
также линия прицеливания, несмотря на колебания корпуса
танка, занимают все время заданное положение в вертикаль-
450
ной плоскости. Во время работы стабилизирующего механизма
при помощи специальной разобщительной муфты качающаяся
часть автоматически отсоединяется от подъемного механизма.
Возможны и другие схемы 'осуществления стабилизации ка-
чающейся части орудия.
Применение механизмов стабилизации приближает условия
стрельбы с танка (качающейся платформы) к условиям стрель-
бы с неподвижной платформы и тем самым способствует по-
вышению эффективности стрельбы с хода.
Следует, однако, отметить, что для того чтобы исключите»
влияние на стрельбу с хода колебания от «рыскания», необхо-
дима стабилизация орудия как в вертикальной, так и в гори-
зонтальной плоскостях.
В заключение вкратце остановимся на некоторых вопросах
автоматизации процессов наводки. Выше при рассмотрении во-
просов скорострельности и автоматизации процессов заряжа-
ния и производство выстрела предполагалось, что орудие все
время наведено в цель, а в -случае подвижной цели — «следит»
за ней.
При выполнении на-водки с помощью ручных приводов та-
кие условия наводки практически далеко не йогут быть осуще-
ствлены, особенно при стрельбе по быстродвижущимся целям.
Вследствие этого, такое ценное боевое свойство артиллерийско-
го орудия, какой является скорострельность или темп стрельбы
при боевой стрельбе, остаются не использованными. Появление
радиолокаторов, определяющих с достаточно большой точно-
стью координаты невидимой цели, и приборов управления огнем,
решающих непрерывно по данным радиолокатора задачу
«встречи», потребовало отказа от механизмов ручного наведе-
ния в первую очередь у орудий зенитной артиллерии. В связи
с этим у современных зенитных орудий процессы наводки ав-
томатизированы путем применения силовых следящих электро-
гидравлических приводов, дающих возможность осуществлять
1непрерывность наводки, тем самым значительно полнее исполь-
зовать скорострельность и повысить эффективность стрельбы.
75. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К МЕХАНИЗМАМ НАВОДКИ
Механизмы наводки служат для придания оси канала ство-
ла соответствующего положения в пространстве. Механизмы,
предназначенные для придания оси канала ствола -соответ-
ствующего положения в вертикальной плоскости, называются
подъемными механизмами, а в горизонтальной пло-
скости — поворотными механизмами. После произ-
водства наводки механизмы наводки должны автоматически
фиксировать приданное оси канала ствола положение.
29<	451
К механизмам наводки предъявляются следующие основ-
ные требования:
а)	легкость и плавность наводки;
б)	требуемая скорость наводки и достаточный сектор об-
стрела;
в)	несбиваемость наводки;
г)	удобство работы, удобство осмотра и регулировки меха-
низма;
д)	прочность, живучесть и малая уязвимость от огня про-
тивника.
Остановимся более подробно на некоторых из них.
Легкость наводки характеризуется величиной усилия на
маховике механизма при выполнении наводки требуемой ско-
ростью.
В артиллерийских ручных приводах допускается, чтобы при
более длительной плавной работе и установившемся движении
усилие на рукоятке маховика не превосходило Зн-4 кг, а в
период страгивания и разгона это усилие находилось в преде-
лах 7 -н 8 кг.
Известно, что нормально физически развитый человек мо-
жет совершать 120—150 однообразных движений в минуту,
развивая при этом 'мощность до 0,1 л. с. При этом размах
руки при вращательном движении не должен быть больше
15—=—20 см от серединного положения. Вследствие этого ра-
диус R маховика в механизмах наводки должен находиться в
указанных пределах.
Обозначая мощность через N, можем написать
(643)
60-75 L J
где
Р — усилие на рукоятке, кг;
R — радиус маховика, м;
п — число оборотов в минуту.
Усилие на маховике при установившемся движении можег
быть приближенно определено по формуле
Р=—- ,	(644)
где'
М — момент сопротивления на ведомой оси;
ri — коэффициент полезного действия механизма;
i — передаточное число механизма.
Скорость наводки измеряется или угловой скоростью оси
канала ствола в процессе работы механизмов наводки, выра-
женной в градусах в секунду (град [сек), или угловым пере-
452
мещением оси канала ствола за один оборот маховика меха-
низма (град!об). Для современных орудий наземной артилле-
рии! скорость наводки равна: горизонтальной наводки
1,5-4-2,0 град!об, вертикальной наводки 1,0 н- 1,2 град)об.
Максимальная скорость наводки зависит от характера при-
вода, т. е. приводится ли он в движение вручную или от ка-
кого-либо источника энергии (электро- или гидромотора).
Требуемая от орудия наибольшая скорость наводки зависит от
назначения орудия. Большие скорости наводки требуются от
орудий, которые предназначаются для стрельбы по движущим-
ся целям (как самолетам и танкам).
Если считать, что требуемая максимальная скорость ф^ах
наводки известна, тогда можно определить, какова необхо-
димая мощность Nc для работы механизма при установив-
шемся движении,
ДГС =	,	(645)
где
ш =-------ф
180 ‘тах
— угловая скорость;
М— момент статических сопротивлений;
т] — коэффициент полезного действия, принимаемый при
предварительных расчетах равным 0,4 ^-0,45.
Мощность Мр для периода разгона механизма прибли-
женно может быть определена по формуле
/Vp = £—,	(646)
где
k — 1,5 + 2,5 — коэффициент, характеризующий разность
режимов работы в период разгона и в период установив-
шегося движения.
Если Л/р получается значительно больше 0,1 л. с., то
должна быть предусмотрена силовая передача.
Передаточное число I механизма определяется из фор-
мулы
360л 6л	(алтх
1=-----;--=—;---- ,	(647)
бОФтах 'Ртах
где п —число оборотов в минуту.
Для ручных приводов п = 70-4—120 об!мин, а для силовой
передачи в зависимости от характеристик двигателя (мотора).
Требуемая величина сектора как вертикального, так и гори-
зонтального обстрела зависит от назначения орудия. Сектор
обстрела характеризуется величиной углов поворота качаю-
453
щейся или вращающейся части орудия без перестановки осно-
вания (нижнего лафета).
Величина сектора вертикального обстрела характери-
зуется значениями углов ?min и ?тах, а величина сектора
горизонтального обстрела углом поворота ± фтах, считая
от среднего положения верхнего станка.
Величины этих углов зависят от общей схемы лафета и у
современных орудий наземной артиллерии находятся в следую-
щих пределах:
а)	при одностанинном лафете: cpmjn от нуля до —8°:
‘Ртах от 20 до 70°, а фтах от ± 3 до ± 5°;
б)	при двухстанинном лафете* <pmin от — 3 до —8°;
?тах ОТ + 25 ДО + 65°, фтах ОТ ± 24 ДО ± 30°.
Для орудий зенитной артиллерии: cpmin от —3° до нуля;
?tnax ОТ +85 до + 110°; фтах = 360°.
Несбиваемость наводки достигается введением в кинемати-
ческую цель механизма самотормозящих пар, а в некоторых
случаях дополнительных тормозных устройств и приспособле-
нии для выбирания «мертвых ходов».
В механизмах наводки при наличии шариковых или роли-
ковых подшипников в опорах угол подъема винтовой линии
в самотормозящих парах не должен быть больше 3°.
Для того чтобы механизмы наводки работали исправно, за
ним необходим уход, правильная регулировка и регулярная
смазка.
76.	ПОДЪЕМНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Подъемные механизмы бывают двух основных типов —
винтовые и секторные.
На рис. 213 показана одна из конструкций винтового
подъемного механизма. Характерной чертой этих механизмов
является наличие одного или нескольких подъемных винтов.
Подъемный механизм собран в коробке, которая шарнирно
закреплена между станинами лафета. В коробке размещена
матка 1, в которую ввинчен наружный винт 3, а в последний —
внутренний винг 2,
Головка внутреннего винта соединена с проушинами люль-
ки. При вращении вертикальных валиков 4 матке 1 кониче-
скими передачами 5 и 6 сообщается вращательное движение.
Если момент трения между маткой и наружным винтом боль-
ше момента трения между внутренним и наружным винтами,
наружный винт будет вращаться вместе с маткой, а внутрен-
ний винт будет вывинчиваться из наружного винта или ввин-
чиваться в него.
454
Если, например, внутренний винт вывинчивается, то это вы-
винчивание будет происходить до тех пор, пока выступ на
нижнем его конце не упрется в соответствующий выступ
на нижнем конце наружного винта, после чего последний
качнет вывинчиваться из матки. При обратном движении мат-
ки винты будут ввинчиваться. В результате вывинчивания и
ввинчивания винтов оси канала ствола будут придаваться тот
или иной угол возвышения.
Рис. 213. Винтовой подъемный механизм.
Недостатком подобного механизма является то обостоя-
тельство, что для получения больших углов возвышения при-
ходится делать очень длинный винт. Это крайне неудобно, так
как при малых углах возвышения конец винта может упирать-
ся в грунт.
Для изжития этого винт делается телескопическим, но и
это мероприятие не обеспечивает придания больших углов
возвышения при сравнительно малой длине подъемных винтов.
Наиболее распространенной конструкцией является сектор-
ный подъемный механизм (рис. 214). Непосредственно к люль-
ке или цапфенной обойме прикреплен зубчатый сектор 10,
455
Рис. 214. Секторный подъемный механизм.
Рис. 215. Подъемный механизм с качающимся сектором.
456
находящийся в зацеплении с шестерней 5 коренного вала 6-
Сектор имеет центр начальной окружности зацепления на осп
цапф.
При вращении маховика 1 вращение через конические ше-
стеренки 3 и 7 или 9 И' 8 передается на червяк 2 и червячное
колесо 4 и связанный с ним коренной в-ал с шестерней 5.
Шестерня 5, находясь в зацеплении с зубчатым сектором, за-
ставляет качающуюся часть поворачиваться в плоскости, пер-
пендикулярной оси цапф, чем достигается придание оси канала
ствола соответствующих углов возвышения. Кнопка 11 служит
для переключения передачи вращения с одной пары кониче-
ских шестерен 3 и 7 на другую 8 и 9, вследствие чего при дан-
ной конструкции подъемного механизма можно получить две
скорости наводки.
Сектор (рис. 215) может быть соединен с люлькой шарнир-
но. В этом случае сектор со своими зубьями прижимается с про-
тивоположной стороны к шестерне специальным поджимом.
Самотормозящим звеном в подъемных механизмах являет-
ся червячная пара. Вследствие этого усилия, возникающие в
подъемном механизме во время выстрела, передаются только
на детали, расположенные от сектора до червяка. Червяк
стальной с одноходовой нарезкой, подъемом винтовой линии
около 4°. Червячное колесо состоит из стальной ступницы и
бронзового нарезного обода.
Иногда червяк в коробке закрепляется упруго таким обра-
зом, чтобы он мог перемещаться в осевом направлении. Вели-
чина этого перемещения не велика и зависит от усилий пла-
стинчатых пружин, надетых на валик червяка между
внутренним кольцевым уступом коробки и гайкой, навинчен-
ной на валик червяка. Такое крепление применяется для того,
чтобы 'предотвратить сдачу механизма, уменьшить усилие на
червяк и в то же время не снижать коэффициента полезного
действия червячного зацепления.
Весьма важно подъемный механизм отрегулировать так,
чтобы всегда между зубом сектора и шестерней коренного вала
не было бы люфта и усилия со стороны зуба сектора на зуб
шестерни передавались бы в одном и том же направлении,
как во время выстрела, так и до него. Это может быть достиг-
нуто, если придать качающейся части «перевес на казну».
У некоторых орудий крупного калибра, стреляющих при
больших углах возвышения, иногда для облегчения или уско-
рения заряжания качающаяся часть приводится к углу заря-
жания около +10°. В этом случае подъемный механизм мо-
жет иметь две скорости — большую и малую, причем большая
скорость используется для приведения качающейся части к
углу заряжания.
457
Весьма часто для приведения к углу заряжания прибегают
к устройству специального механизма, не связанного с подъем-
ным механизмом. В этом случае требуется, чтобы наводка в
вертикальной плоскости могла бы производиться независимо от
того, в каком положении находится качающаяся часть, и чтобы
последняя после окончания заряжания указанным механизмом
сразу же устанавливалась бы под требуемым углом возвы-
шения.
При работе подъемным механизмом необходимо- преодоле-
вать суммарный момент Л4СТ статических сопротивлений, ко-
торый складывается из момента трения Л4Ц в цапфах и
момента неуравновешенности М качающейся части относи-
тельно оси цапф, т. е.
Мст = Ми±М.	(648)
Момент трения на цапфах может быть определен из вы-
ражения
Mu=/rSomax,	(649)
где
d	.
г—~^---радиус цапфы;
J—коэффициент трения;
•Somax — наибольшее усилие на цапфы до выстрела.
В подшипниках скольжения принимают f=0,1^0,2.
Если через обозначим момент на маховике при
наводке, то
Л1М = —c-i ,	(650)
где
I — передаточное число механизма;
^ — коэффициент полезного действия.
Если же R — радиус маховика подъемного механизма,
то усилие ру на рукоятке определится из выражения
=	(651)
Fy R itf
В первом приближении МОЖНО Принять, что SOmax=QK,
где QK — вес качающейся части.
Из выражений (650) и (651) видно, что 7ИсТ и ру могу г
быть уменьшены за счет уменьшения момента трения в цап-
фах и момента неуравновешенности. Для уменьшения Мн
прибегают к устройству цапф на роликовых или шариковых
подшипниках, устра/ивая при этом специальные механизмы,
называемые цапфенными подвесами.
458
Цапфенные подвесы применяются для орудий лишь круп •
кого калибра и бывают различного устройства.
На рис. 216 представлена схема одного -из вариантов упру-
гой цапфенной подвесы.
Корневая часть цапфы имеет диаметр D больший, чем диа-
метр d концевой части.
концевой частью
р оЛ'ИКО в ы й п одш и п н ик,
производстве* наводки
трения /14ц невелик.
На концевую часть надет
роликовый подшипник, наруж-
ное кольцо которого опирается
не на ладыгу верхнего станка,
а на специальный вкладыш,
подрессоренный тарельчатыми
пружинами. До выстрела меж-
ду корневой частью цапфы и
поверхностью ладыги имеется
зазор.
Так как
служит
то при
момент
При выстреле, когда нагруз-
ка на цапфу возрастает, под-
цапфенник оседает, зазор 8
уменьшается или вовсе исче-
зает и усилия уменьшаются,
или воспринимаются корневой
частью цапфы.
Для того чтобы уменьшить
момент перевеса качающейся
4асти относительно оси цапф,
/страиваются специальные
уравновешивающие механизмы,
которые будут рассмотрены ниже.
Рис. 216. Схема цапфенной
подвески
77.	УРАВНОВЕШИВАЮЩИЕ МЕХАНИЗМЫ
Как уже было указано, для обеспечения возможности
стрельбы при больших углах возвышения и при Малой высоте
линии огня цапфы приходится располагать возможно ближе
к казенному срезу его или даже позади его. Вследствие этого
центр тяжести G (рис. 217) оказывается смещенным к дулу,
что приводит к большому моменту /Ик относительно оси О
цапф, величина которого
7ИК — QK/K cos •[,	(652)
4^9
где
QK—вес качающейся части;
ZK — расстояние между центром тяжести и осью О цапф;
7 — угол между отрезком GO и горизонтом, проведен-
ным через ось цапф.
Если дентр тяжести расположен на одной горизонтальной
оси с осью цапф, то 7 = <р — углу возвышения. На практике
центр тяжести может находиться выше или ниже оси цапф, а
поэтому в общем случае
7 = © + а.	(653)
В этих случаях (рис. 218)
a=arctg-^- ;	(654)
хк
4=/^Г+ЯГ-	(655)
Для того чтобы уменьшить хк, на практике иногда прибе-
гают к искусственному утяжелению казенника или укрепляют
на казенной части специальный груз. Подобное уравновешива-
ние качающейся части получило название грузового
уравновешивания.
На практике чаще устраивают специальные уравновеши-
вающие механизмы, задачей которых служит создание момен-
та Му противодействующего моменту .
460
Если через К обозначим усилие, развиваемое уравновеши-
вающим механизмом, то можем написать
МУ = КК	(656)
где h — плечо силы К относительно оси цапф.
Оба момента Мк и 7ИУ меняются в зависимости от угла
возвышения, причем изменение для каждого момента различ-
ное. Для зенитных орудий, применяя ряд конструктивных ме-
роприятий обычно добиваются идентичного изменения момен-
тов и Л4у на всех углах возвышения и получают полное
уравновешивание, которое характеризуется равенством
МУ = МК. Для наземных орудий чаще всего это равенство
осуществляется лишь при некоторых углах возвышения, на-
пример ДЛЯ 9 = 0 И 9 = 9тах-
Рис. 218.-ЛЗхема определения плеча /к .
В этом случае получается неполное уравновешива-
ние качающейся части и при прочих углах возвышения суще-
ствует некоторый момент н е у р ia в и о в е ш е н н о с ти
ДЛ4 = Л4у —Л4кВ=0.	(657)
Как видно из рис. 219, в этом случае при каком-то угле
возвышения <р получается наибольший момент неуравнове-
шенности. От величины Д/И зависит величина усилия на ма-
ховике подъемного механизма и, следовательно, при производ-
стве вертикальной наводки при углах возвышения, близких
указанному, эти усилия будут иметь наибольшие значения.
Принципиальные схемы таких механизмов показаны на
рис. 220. В зависимости от характера действия силы К по
отношению к качающейся части уравновешивающие механиз-
мы подразделяются на толкающие (рис. 220,а) и тянущие
(рис. 220,6). Конструкция тянущего уравновешивающего ме-
ханизма позволяет получить полное уравновешивание.
Уравновешивающие механизмы данных типов состоят из
двух цилиндров, между доньями которых сжимается винтовая
461
Рис. 220. Принципиальные схемы уравновешивающих механизмов.
462
цилиндрическая пружина. Один цилиндр при помощи шаровой
опоры В упирается в верхний станок, а другой при помощи
шарнира А (соединен или с рычагом, насаженным на цапфу,
или непосредственно с качающейся частью.
В уравновешивающих механизмах чаще всего в качестве
аккумулятора энергии служат цилиндрические винтовые пру-
жины или сжатый газ. Для уравновешивания малокалиберных
Рис. 221. Схема пневматического уравновешивающего механизма.
орудий и крупнокалиберных зенитных пулеметов иногда ис-
пользуется уравновешивающий механизм, где аккумулятором
энергии служит спиральная пружина. В этом случае на цапфу
надевается спиральная пружина, один конец которой закреп-
ляется на цапфе, а другой — к коробке, которая покрывает
цапфу со спиральной пружиной и закрепленной на станке.
Если аккумулятором энергии служит сжатый воздух или
азот, то такие уравновешивающие механизмы называются
пневматическими (рис. 221).
Устройство механизма следующее. В цилиндр 1 входит по-
лый поршень 2, упирающийся шаровой пятой в гнездо на верх-
нем станке.
Для закупорки сжатого воздуха или азота служат уплотни-
\ тельные устройства 3. Цилиндр 1 соединяется с качающейся
частью при помощи рычага 4, закрепленного на цапфе и опи-
рающегося своими лапами на цапфочки обоймы 5, которая
463
’свободно качается на цапфах вкладышей, приваренных к на-
ружному цилиндру. Благодаря такому устройству механизм
гарантирован против перекосов цилиндра, что обеспечивает
нормальную работу уплотнительных устройств.
Недостатки пневматических уравновешивающих меха-
низмов:
а)	чувствительность к колебаниям температуры;
б)	большое трение /в уплотнительных устройствах;
в)	невозможность получения полного уравновешивания,
т. к. пневматические уравновешивающие механизмы всегда
являются механизмами толкающего типа.
Для того чтобы ликвидировать чувствительность к колеба-
ниям температуры, пневматические уравновешивающие меха-
низмы снабжаются специальными температурными регулятора-
ми. Последний уменьшает влияние температуры сжатого газа
на уравновешивание. Однако регулятор не позволяет автома-
тически поддерживать постоянный режим работы уравновеши-
вающего механизма.
Применение температурного регулятора приводит к услож-
нению конструкции пневматического уравновешивающего ме-
ханизма и тем самым снижается его преимущество по сравне-
нию с пружинным.
Переменное усилие К, развиваемое пневматическим уравно-
вешивающим механизмом, может быть определено по той же
формуле, что и для гидропневматического накатника
У 2Z Т,	(658)
где
/Cmin — наименьшее усилие пневматического уравновеши-
вающего механизма, соответствующего наиболь-
шему углу возвышения;
So — приведенная длина начального объема воздуха в
цилиндре;
Т— сила трения в уплотнительных устройствах;
х — ход поршня;
х — показатель полиотропы.
Поскольку процесс изменения состояния воздуха или газа
ъ цилиндре при наводке орудия происходит медленно, то он
близок к изотермическому, а поэтому в расчетах можно при-
нять х = 1,05-4- 1,10.
Так как при применении уравновешивающих механизмов
толкающего типа нельзя добиться полного уравновешивания
качающейся части, то при устройстве этих механизмов необ-
ходимо, чтобы:
а)	реакция шестерни на сектор подъемного механизма в те-
чение всего периода отката сохраняла свое направление;
464
б)	усилия на маховике подъемного механизма были бы по
возможности одинаковыми как при незаряженном, так и при
заряженном орудии.
Чтобы удовлетворить первое требование, необходимо неза-
висимо от способа уравновешивания обеспечить из-
вестный перевес на казенную часть.
Для удовлетворения второго требования необходимо распо-
лагать ось цапф в районе центра тяжести патрона.
78.	ПОВОРОТНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Механизм, предназначенный для горизонтальной наводки,
называется поворотным механизмом. У современных артилле-
рийских орудий в основном встречаются два типа поворотных
механизмов — винтовой и секторный.
Рис. 222. Схема винтового поворотного механизма.
Принципиальная схема винтового поворотного механизма
показана на рис. 222. У этого механизма матка 2 при помощи
пальца 3 прикреплена к верхнему станку 4. Кожух 6 ходового
винта 1 при помощи пальца 7 укреплен на нижнем станке 5.
Ходовой винт закреплен в кожухе так, что он может иметь в
нем лишь вращательное движение. При наводке, вращая ру-
кояткой маховик 8, вращают ходовой винт, который, будучи
связан через нарезку с маткой 2, заставляет последнюю свин-
чиваться с винта или навинчиваться, чем и вызывается поворот
верхнего станка вокруг оси боевого штыря.
-30 Э. К. Ларман	465
Подобный поворотный механизм отличается простотой
устройства и удобством эксплуатации.
На практике, в целях создания больших удобств для ра-
боты наводчику, ось винта располагается наклонно к горизон-
тальной плоскости, перпендикулярной к оси боевого штыря.
Такое наклонное расположение винта не только улучшает
условия работы наводчика, но обеспечивает и более высокую
скорость горизонтальной наводки. Винтовые механизмы нахо-
дят применение преимущественно у орудий, где горизонталь-
ная наводка производится .вручную и при сравнительно малых
скоростях наводки.
Механизм горизонтальной наводки, имеющий в числе своих
звеньев зубчатую пару, состоящую из шестерни и зубчатого
сектора, называется секторным поворотным механизмом. На
Рис. 223. Схема поворотного механизма
рис. 223 представлена одна из конструкций секторного пово-
ротного механизма. Зубчатый сектор 1 укреплен на нижнем
станке. По сектору обкатывается шестерня 2, закрепленная
вместе с другими передачами в верхнем станке. При враще-
нии маховика поворотного механизма шестерня, находясь в
зацеплении с сектором, поворачивает верхний станок вокруг
оси боевого штыря. Самотормозящей парой является червяк с
червячным колесом. Прочие кинематические пары введены в
механизм с той целью, чтобы расположить маховик в удобном
для работы наводчика положении.
При расчете поворотных механизмов исходят из того, что
в период разгона необходимо преодолеть момент
Л1 = /в5в + Мтр>	(659).
466
где
ZB — момент инерции вращающейся части орудия;
ев — угловое ускорение вращающейся части;
/Ито — момент трения в опорах боевого штыря.
Поворотный механизм в отличие от подъемного механизма
непосредственно не воспринимает усилий от выстрела. Усилия
от выстрела могут передаваться на механизм только при нали-
чии горизонтального плеча динамической пары. Однако при
больших скоростях горизонтальной наводки, в момент внезап-
ной остановки работы механизма, в звеньях последнего могут
возникать весьма большие усилия.
Если в момент остановки наводка производилась с угло-
вой скоростью а>г, то живая сила Ев в этот момент опреде-
лится из выражения
шг
ЕВ = 1В^~ .	(660)
Если при этом в деталях механизма возникают большие
усилия, ТО' в теле червячного колеса устраивают фрикцион.
Однако при наличии фрикциона поворот вращающейся части
после внезапной остановки наводки» должен быть крайне мал.
У существующих орудий, имеющих фрикцион в поворотном
Механизме, этот угол поворота качающейся части не превосхо-
дит 5'.
79.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕАКЦИЙ, ДЕЙСТВУЮЩИХ
НА КАЧАЮЩУЮСЯ ЧАСТЬ
Предположим, что стрельба из орудия производится при
некотором угле возвышения <?. Исходя из выводов, сделанных
при изучении действия выстрела на орудие с откатом ствола в
направлении по оси (п. 27), можно считать, что на качающую-
ся часть будут действовать следующие силы и моменты:
PKlie — момент динамической пары;
R — сила сопротивления откату;
QK — вес качающейся части;
АГ —сила уравновешивающего механизма;
S— реакция верхнего станка на цапфы;
52 = №+ Т\
где
1V и Т - вертикальная и горизонтальная составляющие;
U—реакция шестерни вала на сектор подъемного
механизма.
Кроме того, примем следующие обозначения:
а —угол между вертикалью и линией, соединяющей
центры цапф и шестерни подъемного механизма;
зо*
467
Р— угол между направлением силы К и горизонтом;
7— угол зацепления;
р — радиус начальной окружности сектора подъёмного
механизма.
Прочие обозначения понятны из рис. 224.
Выбрав направление координатных осей так, как показано
на рисунке, и пренебрегая моментом от реакции ведущего
пояска, напишем уравнения равновесия:
Рис. 224. Действие сил на качающуюся часть.
сумму проекций на ось ОХ
R cos<p + Kcos р + t/cos(a — 7) — Г=0;	(661)
сумму проекций на ось OY
— /?sin <р + ATsin р — LJ sin (a — 7) — QK 4- N=0; (662)
сумму моментов относительно оси цапф
+ Rd + QA + Kh — U[j cos a = 0.	(663)
Для любого момента отката можем написать
Qk4 = QA — Qo X COS <?,	(664)
где
ZK — плечо веса QK относительно оси цапф до выстрела;
X — путь отката.
468
Подставляя это значение QKlK в уравнение (663), будем
иметь
Ркяе + Rd 4- Kh — QKlK — Up cos 7 +
+ Q0X cos © = 0.	(665)
Имея в виду, что Kh — QKlK =M— моменту неуравно-
вешенности, из последнего уравнения получаем
U __	+ ДМ + QpA'cos <р	(666)
р cos y
Конструкторская практика показывает, что если прини-
мать численные значения U, вычисленные по формуле (666),
то при расчетах деталей подъемного механизма получаются
напряжения, значительно выше допускаемых. Однако эти
детали не деформируются, что указывает на завышенное
значение величины U, получаемое по упомянутой формуле.
Причиной к этому, повидимому, служит кратковременность
действия момента Ркке. Вследствие этого перед выраже-
нием Ркне вводится некоторый коэффициент динамичности р,
меньший единицы. Отсюда расчетная формула имеет вид
ц |хРкве +	+ ДМ + QqA’ cos <р .	(667)
р cos 7
коэффициент у = 0,25-^-0,35.
Как видно, в 'числителе стоят величины, меняющиеся в про-
цессе отката. Поэтому, для того чтобы установить наибольшее
значение (7, необходимо определить величину этого усилия для
различных моментов отката, а именно, для момента наиболь-
шего давления пороховых газов на дно канала (А' = Хт),
для момента конца первого периода (X = АЛК ) , и для конца
отката (A' = X). Наибольшее значение принимается для
расчета прочности деталей подъемного механизма. Попутно
следует заметить, что реакция Un в случае незакрепления ка-
чающейся части специальным стопором крепления по-поход-
ному при движении орудия по неровной местности или мосто-
вой может оказаться значительно больше, чем при стрельбе.
Поэтому в (целях сохранения подъемного механизма необходи-
мо всегда следить, чтобы при походном движении качающаяся
часть всегда закреплялась понпоходному и тем самым выклю-
чался подъемный механизм.
У танковых и самоходных орудий, которые при движении в
боевых условиях всегда должны быть готовы открыть огонь
или даже стрелять с хода, необходимо исследовать прочность
подъемного механизма при походном движении, считая качаю-
щуюся часть незакрепленной.'
469
Поскольку значение U известно, то составляющие реак-
ции S со стороны верхнего станка на цапфы определятся
из уравнений:
T = R cos <р + АГcos р + Z7cos(a— 7);	(668)
N — R sin <р — К sin р + i/sin (a — 7).	(669)
Реакция St на одну цапфу найдется из выражения
S1-yS = l/7= + №.	(670)
Однако на цапфы пе-
редается также и мо-
мент от реакции ве-
дущего пояска (рис. 225),
влияние которого не учи-
тывалось при рассмотре-
нии условий равновесия
качающейся части. Если
через Fn и F\ обозначим
дополнительные реакции
от Мк на правую и левую
цапфы, то можем напи-
сать
ГП = ЕХ==Г=^, (671)
где I — расстояние меж-
Рис. 225. Схема действия момента ЛГкр-	ДУ серединами
цапф.
Зная максимальное значение 7ИК для данного вида нарезки,
по формуле (671) можно определить наибольшие значения до-
полнительных усилий на правую и левую цапфы.
Суммарное усилие на ту или иную цапфу найдется, как
геометрическая сумма и F, которую необходимо опреде-
лить для различных моментов движения снаряда по каналу
ствола с целью выявления наибольшего значения этой суммы.
Как это видно на рис. 225, при откате ствола по на-
правляющим люльки влияние момента 7ИК воспринимается
последними в виде реакций Nt. Если же откат ствола со-
вершался в цилиндрической обойме, то влияние /Икр вос-
принималось бы штоками тормоза отката и накатника, что
нежелательно.
Чтобы этого избежать, на наружной поверхности ствола
укрепляется специальная планка, а на внутренней поверхности
обоймы устраивается специальная канавка для указанной вы-
470
ше планки. Подобное устройство разгружает штоки противо-
откатных устройств от влияния (момента Л1кр. Могут существо-
вать и другие виды устройств, предохраняющие от воздействия
момента 7Икр.
80.	ЛЮЛЬКА, ВЕРХНИЙ И НИЖНИЙ СТАНКИ
Агрегат артиллерийского орудия, служащий для направле-
ния ствола при откате и накате во время выстрела, сборки
противооткатных устройств и крепления цапф, называется
люлькой.
Ствол с люлькой и противооткатными устройствами в
собранном виде составляет качающуюся часть орудия.
В зависимости от формы направляющих ствола люльки в
основном бывают двух типов:
а)	люлька с цилиндрическими поверхностями скольжения;
б)	люлька с плоскими поверхностями скольжения.
Рис. 226. Схема качающейся части с обойменной люлькой.
Первый тип люлек известен под названием обойменной
люльки, второй — корытообразной.
Обойменная люлька представляет собой цилиндр, внутри
которого располагается ствол. С целью предохранения от из-
носа во время отката и наката соприкасающихся поверхностей
ствола и обоймы на внутренней поверхности последней укреп-
ляются несколько бронзовых полозков, которые по мере износа
заменяются новыми.
Противооткатные устройства укрепляются на наружной по-
верхности обоймы. Снаружи обоймы укрепляются также цап-
фы и сектор подъемного механизма.
Обойменные люльки находят применение у орудий, имею-
щих сравнительно малую длину отката. На рис. 226 показаАч
общий вид качающейся части обойменной люльки. Однако в
этой конструкции на стволе имеются ребра А, которые сколь-
зят по соответствующим пазам на внутренней поверхности
люльки.
471
У орудий на колесном лафете чаще всего применяются
люльки коробчатого типа. В этом случае на стволе делаются
захваты, а на люльке устраиваются направляющие. Длина
люльки определяется, исходя из тех соображений, чтобы центр
тяжести откатных частей при наибольшей длине отката нахо-
дился в пределах длины направляющих. Число же захватов на
стволе должно быть таким, чтобы в любой момент отката
ствол удерживался на направляющих двумя парами (по два
захвата с каждой стороны) захватов.
К люльке крепится цапфенная обойма и сектор подъемно-
го механизма. Противооткатные устройства могут или полно-
стью монтироваться внутри люльки, или размещаться — тор-
моз отката в люльке, а накатник над стволом.

Рис. 227. Схема качающейся части орудия с коробчатой люлькой
На рис. 227 показана схема качающейся части с коробча-
той люлькой.
При размещении противооткатных устройств на люльке не-
обходимо стремиться их разместить так, чтобы усилия, разви-
ваемые отдельными агрегатами противооткатных устройств,
располагались бы симметрично относительно вертикальной
плоскости, проходящей через ось канала ствола (вертикальная
плоскость симметрии качающейся части), так как в этом слу-
чае ствол по отношению к направляющим наиболее стабильно
сохраняет одно и то же положение, а последнее благоприятно
сказывается на кучность боя орудия. С этой целью у некото-
рых орудий устраивались специальные поджимы, задачей ко-
торых являлось удержание ствола всегда в определенном
положении на направляющих. Поясним это положение отдель-
ными примерами. Пусть О — ось канала ствола (рис. 228), а
АВ — вертикальная плоскость симметрии. На рис. 228,а пока-
зано нежелательное, а на рис. 228,6 — наиболее желательное
расположение накатника Н и тормоза отката Г.
Так как усилия, развиваемые накатником и тормозом, раз-
личны, то в первом случае отсутствует симметричное располо-
жение сил относительно вертикальной плоскости симметрии
качающейся части. На рис. 228,в показано нежелательное, а
на рис. 228,г наивыгодное расположение двух одинаковых по
силе накатников и одного тормоза отката.
472
Верхний станок является промежуточным агрегатом между1
качающейся частью орудия и нижним станком. Верхний ста-
нок воспринимает усилие от качающейся части и через вертлюг
и другие детали передает их на нижний станок. На верхнем^
Рис. 228. Схема расположения противооткатных устройств.
станке размещаются основные механизмы орудия: прицельные
устройства, механизмы наводки и уравновешивающий меха-
низм. Кроме того, к верхнему станку крепится основная часть,
шитового прикрытия. Верхний станок вместе с качающейся
частью составляет вращающуюся часть орудия. Конструкция
473
верхнего станка состоит из двух щек и основания, при помощи
•которого верхний станок соединяется с нижним станком. Спо-
собы соединения верхнего станка довольно разнообразны. На
рис. 229 показана схематически конструкция верхнего станка,
имеющего сравнительно длинный боевой штырь а, охватывае-
мый подшипниками лобовой коробки нижнего станка Ь. Бое-
Рис. 229. Схема верхнего станка.
вой штырь опирается на упру-
гий подпятник, имеющий в
качестве упругого элемента
одну или две пары тарельча-
тых пружин. Подпятник дол-
жен быть так отрегулирован,
чтобы до выстрела между ло-
бовой коробкой нижнего стан-
ка и основанием верхнего су-
ществовал бы зазор Д поряд-
ка 0,2-? 0,4 мм. Во время вы-
стрела при ср > 0 под действием
усилий верхний станок осе-
дает, зазор выбирается, в ре-
зультате чего приходят в
соприкосновение достаточно
большие поверхности основа-
ния верхнего станка и лобо-
вой коробки нижнего станка.
При таком способе соедине-
ния верхнего станка с нижним достигается уменьшение
момента трения при производстве горизонтальной на-
водки и предохранение шарикоподшипника от воздействия
на него больших усилий во время выстрела. Этот принцип
часто соблюдается и при других способах соединения верхнего
станка с нижним.
Верхним станком самоходной или танковой артиллерийской
установки является (рамка (рис. 230), которая устанавливается
при помощи двух вертикальных цапф 1 в броневой башне или
непосредственно в броневом корпусе танка или артиллерийско-
го самохода. Ствол помещается чаще всего в цилиндрической
люльке, снаружи которой укрепляются горизонтальные цап-
фы 2 и броневая маска 3.
Нижний станок состоит из лобовой коробки и станин. В ло-
бовой коробке собрана ходовая часть орудия, состоящая из
боевой оси с колесами и механизма подрессоривания.
Число станин у орудий сухопутной артиллерии может быть
одна, две, три и четыре. При наличии одной станины последняя
составляет с лобовой коробкой один общий агрегат (деталь).
В этом случае лафет называется однобрусным. При од-
474
нобрусном лафете без перестановки хоботовой части горизон-
тальный обстрел при работе поворотным механизмом крайне
мал и не превышает ±3° от серединного положения. Вслед-
ствие этого -в настоящее эдюмя орудия наземной артиллерии
почти не имеют однобруоных лафетов.
Орудия наземной артиллерии имеют преимущественно
двухстанинный или, как принято- называть, лафет с раз-
движными станинами, которые при походном движе-
нии сводятся, а при переходе в боевое положение раздвигают-
ся. При наличии раздвижных станин, работая поворотным
механизмом, можно получать углы горизонтального обстрела
в пределах ± 30°.
В случае однобрусного лафета орудие устанавливается
на основание тремя точками опоры (два колеса и сошник).
При наличии же более трех опор остальные могут не сопри-
касаться с основанием. В лафетах с двумя раздвижными ста-
нинами получаются четыре точки опоры, а поэтому нижний
станок с ходовой частью орудия должен быть соединен так»
чтобы всегда при переводе орудия из походного положения в
боевое обеспечивалась бы опора всеми четырьмя точками (два
«колеса и два хобота). Достигается это чаще всего шарнирным
соединением нижнего станка с боевой частью. В этом случае
две точки опоры на колесах заменяются как бы одной точ-
кой — осью шарнира. Ось шарнира располагается в -горизон-
тальной плоскости перпендикулярно к боевой оси, вследствие
475
чего станок имеет возможность качаться в определенных пре-
делах в поперечном направлении, чем и обеспечивается опора
для обоих хоботов. Возможны и другие более сложные спосо-
бы «приведения к трем точкам» орудия на колесном лафете и
с раздвижными станинами. При переводе орудия из боевого
положения в (походное при сведении станин должно создавать-
ся жесткое соединение станка с боевой осью.
У орудий зенитной артиллерии, чтобы получить горизон-
тальный обстрел в пределах 360°, к нижнему станку должно
быть присоединено не менее трех станин. Чаще всего число
станин у зенитных орудий четыре. В этом случае установка
орудия на основание (грунт) всеми четырьмя хоботами и го-
ризонтирование его производится домкратами, расположенны-
ми на хоботовых опорах.
Для обеспечения неподвижности орудия во время выстрела
у станин в хоботовой части устраиваются сошник и хоботовый
лист. Сошник предназначается для удержания орудия от сме-
щения назад, а хоботовой лист — от зарывания хобота в грунт.
На работу сошника оказывает влияние угол наклона сошника
к вертикали, общая конфигурация и величина опорной поверх-
ности. Угол наклона сошника к вертикали колеблется в пре-
делах 20-7-40°, а площадь опорной поверхности должна быть
такой, чтобы удельное давление при выстреле не превосходило
4,5 кг/см2, Хоботовой лист располагают горизонтально' или под
углом к горизонту около 10°.
У орудий, от которых требуется быстрое изготовление к бою,
как, например, у противотанковых, сошник жестко прикреп-
ляется к хоботовой части станины. У орудий полевой артил-
лерии среднего калибра сошники делаются откидными для
уменьшения клиренса и для установки их под различными
углами в зависимости от грунта. Иногда у этих орудий хобо-
товая часть станин снабжается двумя сошниками: откидным
«летним» с большой опорной поверхностью для стрельбы с
мягкого грунта и «зимним», жестко скрепленным с хоботом
станины — для стрельбы с твердого каменистого грунта.
У орудий тяжелой полевой артиллерии и зенитной артилле-
рии сошники могут быть съемными или 'забивными. У забив-
ных сошников удельное давление может быть доведено до
7 кг!см2.
В заключение отметим, что к станку крепится также и щи-
товое прикрытие, которое предназначается для защиты орудий-
ного расчета от поражения пулями и осколками от снарядов и
мин. Кроме того, оно является и средством защиты и механиз-
мов самого орудия. Помимо основного щита, могут устанавли-
ваться специальные броневые укрытия для защиты отдельных
476
механизмов (уравновешивающего механизма, цилиндров тор-
моза отката и накатника и т. д.).
К щитовым прикрытиям нредъявляются следующие основ-
ные требования:
1)	высокая сопротивляемость к пробиванию (пулестой-
кость);
2)	малые габариты и вес;
3)	удобство обслуживания и наблюдения за полем боя;
4)	недемаскировка орудия на огневой позиции и на по-
ходе;
5)	быстрое снятие с орудия, а также и установка на
орудие.
81.	ХОДОВЫЕ ЧАСТИ ПОЛЕВОГО АРТИЛЛЕРИЙСКОГО ОРУДИЯ
НА КОЛЕСНОМ ЛАФЕТЕ
Ходовые части полевого артиллерийского орудия состоят
из боевой оси (осей), колес, механизма подрессорившими и
тормозных устройств. К ходовым частям следует отнести так-
же передок, который используется в качестве переднего хода
артиллерийской повозки (орудия) на походе. При отсутствии
передка в качестве переднего хода используется тягач. С пе-
реходом на механическую тягу все существующие современ-
ные артиллерийские орудия имеют металлические колеса мо-
тоциклетного типа для легких орудий и автомобильного типа
для орудий среднего и крупного калибров.
Артиллерийские колеса прежде всего должны быть прочны-
ми при стрельбе и на походе и обладать живучестью в боевых
условиях, т. е. не должны легко выходить из строя от повреж-
дений пулями и осколками. Как показывает опыт эксплуата-
ции, лучше всего этим требованиям удовлетворяют металличе-
ские колеса с шиной, заполненной губчатым каучуком.
Чаще всего применение находят металлические колеса с из-
мененной ступицей и шиной от существующего автотранспорта^
а иногда изготовляются специальные артиллерийские колеса.
Наиболее распространенные диаметры колес, применяемых
в артиллерии, находятся в пределах 800—е— 1200 мм.
Ширина шины колеса оказывает большое влияние на про-
ходимость орудия по мягкому грунту и по бездорожью. Опыт
показывает, что для удовлетворительной проходимости ширину
шины необходимо выбирать так, чтобы давление было бы не
более 40-4-65 кг на 1 см ширины шины.
Наличие упругой шины далеко недостаточно для смягче-
ния толчков и ударов, неизбежных при перевозке артиллерий-
ского орудия средствами механической тяги. Поэтому все ору-
дия полевой артиллерии имеют механизмы подрессоривания.
477
Механизмы подрессоривания в 'качестве упругих элементов
имеют пластинчатые рессоры, цилиндрические пружины и тор-
сионные валики.	•
На рис. 231 показана принципиальная схема одного из воз-
можных вариантов подрессоривания орудия с пластинчатой
пружиной 4, концы которой при помощи тяг прикрепляются ч
к боевой оси 2. Лобов*ая часть 1 нижнего станка опирается на
середину рессоры. При переводе орудия из походного положе-
ния в боевое боевая ось жестко соединяется лобо-вой коробкой
при помощи шкворня 3, который перемещается в том или ином
направлении при вращении маховика 8 с винтом 9.
Рис. 231. Схема пюдрессоряваиия пластинчатыми пружинами.
Для установки отверстия лобовой коробки против отвер-
стия в боевой оси, в которое входит шкворень, служит винто-
вой домкрат 7. В орудиях среднего калибра подрессоривание
выключается автоматически при разведении станин.
На рис. 232 показан тип механизма подрессоривания с ци-
линдрической винтовой пружиной.
Боевая ось 1 в походном положении жестко скрепляется со
станком. На каждом конце оси жестко крепится цилиндр 2, в
котором помещается пружина 4, сжимаемая стаканом 3 с по-
мощью тяги 5. Тяга шарнирно соединяется с рычагом 6, кото-
рый насажен на валик кривошипа полуоси 7.
Отклонение полуоси с колесом вверх производит сжатие
пружины, чем и осуществляется подрессоривание. Выключение
478
подрессоривания производится с помощью засова 8, который
при раздвигании станин жестко соединяет полуось 7 с короб-
кой цилиндра 2, а значит и боевой осью 1.
Рис. 232). Схема механизма подрессоривания цилиндрической
винтовой пружиной.
Простым по устройству и удобным в эксплуатации являет-
ся торсионный механизм подрессоривания, в котором упругим
Вертикальный разрез
Рис. 233. Схема торсионного механизма подрессоривания.
элементом является цилиндрический валик, работающий на
скручивание. Принципиальная схеми подобного механизма по-
казана на рис. 233. Внутри поперечного гнезда лобовой короб-
479'
ки 1 помещаются два упругих цилиндрических стержня 2 и •?,
которые при помощи шлицевых соединений закреплены во вкла-
дышах 4, жестко соединенных с лобовой коробкой. Наружные
концы валиков также при помощи шлицевого соединения сое-
диняются с кривошипом 5 полуоси 6. Так как осевые шипы
смещены относительно торсионных валиков 2, то на походе при
набегании колес на неровности кривошипы поворачиваются и
скручивают стержни. Благодаря такому упругому окручива-
нию удар, воспринимаемый колесами, передается на орудие
ослабленным. Ход кривошипов, а следовательно, и скручива-
ние валиков ограничивается резиновым буфером 7. Выключе-
ние подрессоривания производится при помощи засова при-
мерно так же, как в предыдущем типе подрессоривания.
Таким образом, при наличии подрессоривания удары и
толчки, воспринимаемые колесами, передаются на орудие в
значительной мере ослабленными и не могут уже вызвать рас-
стройства или повреждения механизмов и деталей орудия.
Наличие механизма подрессоривания и упругой ошиновки
колес обеспечивает передвижение артиллерийского орудия на
походе со скоростью до 60 км в час.
Тормозные устройства предназначаются главным образом
для снижения скорости или остановки орудия на походе, а
также для удержания орудия на подъемах и спусках при оста-
новках.
В артиллерийских орудиях чаще всего применяют колодоч-
ные и ленточные тормозы, которые приводят в действие вруч-
ную при помощи специальной рукоятки, расположенной непо-
средственно на лафете, или автоматически из кабины водителя
тягача.
82.	ХОДОВЫЕ СВОЙСТВА АРТИЛЛЕРИЙСКОГО ОРУДИЯ
НА КОЛЕСНОМ ЛАФЕТЕ
При изучении боевых свойств артиллерийских орудий (гла-
ва I) было уже указано о том, что для подвижности необхо-
димо, чтобы орудия обладали бы соответствующей проходи-
мостью, т. е. приспособляемостью к движению в тяжелых
дорожных условиях. Проходимость артиллерийского поезда 1
зависит как от проходимости тягача, так и от проходимости
артиллерийского орудия или артиллерийской повозки, сцепляе-
мой с тягачом для походного движения. Ниже рассмотрим
лишь те параметры, которые характеризуют проходимость ар-
тиллерийского орудия.
1 Под артиллерийским поездом понимается повозка, состоящая из
орудия, сцепленного с тягачом для походного движения.
480
Прежде всего для проходимости! артиллерийского поезда в
целом необходимо, чтобы тяговые возможности тягача обеспе-
чивали соответствующую силу тяги на крюке. Опыт показы-
вает, что для обеспечения удовлевторительной проходимости
необходимо, чтобы усилие Hia крюке сцепного
устройства было бы не менее 30-4-40% от веса
прицепляемого орудия или артиллерийской’
повозки.
Меньший процент от веса может быть для орудий тяжелой
полевой артиллерии, которые совершают походные движения
по дорогам лучшего качества, чем орудия более легкие.
Проходимость артиллерийского орудия или артиллерийской
повозки зависит от:
а)	сопротивления тяги при движении в тяжелых дорожных
условиях и мягких фунтах;
б)	приспособляемости к преодолению препятствий;
в)	поворотливости, гибкости и независимости ходов;
г)	устойчивости на походе;
д)	степени увязки со средствами тяги по ширине колеи.
Сопротивляемость тяги при движении в тяжелых дорожных
условиях характеризуется величиной, относительной нагрузки qy
определяемой по формуле
где
Q — вес, приходящийся на одно колесо прицепной по-
возки с учетом веса колеса;
b — ширина шины;
D — наружный диаметр шины колеса.
Чем относительная нагрузка больше, тем, очевидно, сопро-
тивляемость тяги при |движении на мягком грунте будет боль-
ше и наоборот.
Степень приспособляемости колесной артиллерийской по-
возки к преодолению препятствий обычно- характеризуется
клиренсом, т. е. высотой от горизонтальной плоскости до
низшей точки габаритов орудия. Клиренс следует определять
для заднего хода (рис. 234) и по сошнику kz (рис. 235).
Однако клиренс характеризует лишь высоту препятствия,
которое может преодолеть орудие, не задевая ее. Для того что-
бы составить более полное представление о геометрических
размерах препятствия, которое может преодолеть орудие на
походе, необходимы еще дополнительные параметры. Послед-
ними могут быть г — радиус поперечной проходимости
(рис. 234) ini/? — радиус продольной проходимости (рис. 235).
31 Э К. Ларман	481
Следует отметить, что названия этих параметров действитель-
но дают возможность построить профиль того бугра, который
может свободно проехать орудие, не задев его. Причем высота
бугра может быть больше, чем клиренс. Если бы удалить
заштрихованную деталь (рис. 234) у заднего хода, то, оче-
Рис. 235. Схема определения клиренса.
видно, высота препятствия может быть больше, хотя клиренс
орудия остался прежним.
482
Проходимость через препятствия (рвы, вялы и т. п.) харак-
теризуется также углом р. Чем этот угол больше, тем, очевид-
но, имеется возможность преодолеть более высокое препят-
ствие, не задев за грунт.
Гибкость измеряется углом <р, т. е. углом, под каким мо-
жет наклоняться хоботовая часть орудия к горизонту. Вели-
чина этого угла зависит от конструкции сцепного устройства и
угла р и клиренса по сошнику.
3ia меру поворотливости принимают угол ф, на который
может повернуться передний ход, т. е. передок или задний ход
тягача (рис. 236). Чем этот угол больше, тем больше поворот-
ливость артиллерийской повозки.
Рис. 236. Схема поворотливости орудия.
Независимость ходов характеризуется величиной угла на-
клона оси переднего хода относительно оси заднего хода в
поперечной плоскости (рис. 237).
Поперечная устойчивость (рис. 238) характеризует крутиз-
ну косогорья, по которому можно двигаться, не опасаясь воз-
можности опрокидывания артиллерийской повозки или орудия.
Параметром этого свойства служит предельный угол
fKp = earctg-^,	(672)
где
В —ширина хода;
Л — высота центра тяжести орудия.
Коэффициент е в формуле (672) принято называть коэф-
фициентом надежности, он учитывает влияние инерционных
сил при поворотах во время движения по косогору. Вели-
чина е = 0,4 -г- 0,5, а при прямолинейном движении можно
принять е = 1,0.
31*	483
Степень совпадения колеи буксируемого орудия и колеи
тягача характеризуется отношением
(673)
£>т
где В — ширина колеи орудия;
Вт — ширина колеи тягача.
Рис. 237. Схема независимости ходов.
Все приведенные выше параметры должны быть определе-
ны для вновь созданного орудия и для оценки ходовых
Рис. 238. Схема поперечной устойчивости орудия на походе,
свойств орудия или артиллерийской повозки -сопоставлены с
соответствующими данными для орудий, показавших хорошие
боевые качества.
484
Глава VIII
ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА МИНОМЕТОВ
83.	ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МИНОМЕТАХ
Миномет—наиболее молодой тип артиллерийского ору-
дия — является гениальным изобретением русских артилле-
ристов.
В таблице 17 приведены некоторые числовые характери-
стики существовавших и существующих минометов Советской
Армии, которые позволяют уточнить отличительные свойства
их от обычных артиллерийских орудий.
Таблица 17
Общие характеристики минометов
Калибр, мм	Начальная ско- рость, м)сек	Максимальное давление, кг/см2	Отношение веса заряда к весу t мины	Плотность заря- жания	Коэффициент веса мины	Отношение веса ствола к весу мины	Коэффициент использования металла
50	97	200	0,005	0,03	7,2	10	48,5
82	211	430	0,0145	0,07	5,6	17	142,0
107	302	850	0,034	0,16	7,3	19	246,0
120	272	1030	0,024	0,16	9,2	16	238,0
Данные таблицы показывают, что миномет является ору-
дием с малой начальной скоростью и, следовательно, <цредна-
значенным исключительно для навесной стрельбы. Малые
давления в канале ствола позволяют делать ствол легким по
весу, что характеризуется 'малым отношением веса ствола к
весу мины (снаряда). У обычных орудий это отношение зна-
чительно больше.
485
Кроме того, минометы от обычных орудий отличаются лег-
ким весом мины (снаряда), малой плотностью заряжания и
малым отношением “ веса боевого заряда к весу мины.
Я
При осуществлении этих характеристик конструкция мино-
мета позволяет обеспечить большую мощность стрельбы.
Коэффициент использования металла у минометов по сравне-
нию с артиллерийским орудием также значительно выше, что
указывает на хорошее сочетание могущества и подвижности.
Однако, для того чтобы добиться указанных положительных
боевых свойств, при создании минометов приходится прибегать
к целому ряду специфических конструктивных мероприятий,
которые вкратце будут рассмотрены ниже.
По своему устройству миномет при сравнении его с обыч-
ным артиллерийским орудием отличается простотой конструк-
ции. Однако при создании новых минометов, обладающих вы-
сокими боевыми свойствами, от конструкторов требуется много
изобретательности и упорства, чтобы воплотить заданные так-
тико-технические требования в простой по конструкции и удоб-
ный в эксплуатации образец артиллерийского орудия — ми-
номет.
Первоначально миномет рассматривался лишь как легкое
пехотное орудие. Однако после более детального изучения его
свойств оказалось, что он может самостоятельно решать дру-
гие боевые задачи. Опыт показал, что выгодно также создавать
минометы крупного калибра для разрушения прочных оборо-
нительных сооружений, наличие которых дает возможность со-
кратить число более сложных артиллерийских орудий — мортир.
Говоря о минометах, нельзя не упомянуть и о так назы-
ваемых гранатометах, под которыми подразумеваются простей-
шего типа орудия, весьма легкого веса, предназначенные за-
менить мускульную силу бойцов при бросании ручных гранат.
Первоначально фанатометы предназначались для дополнения
огневой мощи пулеметов и винтовок.
От гранатометов требовалось, чтобы они обладали простотой
устройства, большой маневренностью и удобством обращения
в бою. Снаряды гранатомета также должны были быть про-
стейшего устройства. Гранатомет являлся -оружием ближнего
боя с предельной дальностью от 100 до 500 м и предназна-
чался исключительно для ведения навесного огня.
К типу подобных гранатометов можно отнести состоявший
на вооружении Советской Армии 37-мм миномет-лопата.
Гранатометы, хотя и состояли на вооружении армии цело-
го ряда государств, во время второй мировой войны не полу-
чили распространения. В настоящее время существуют грана-
тометы для стрельбы кумулятивными минами по танкам^.
486
84.	ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ УСТРОЙСТВА МИНОМЕТОВ
Современный миномет состоит из следующих основных
агрегатов: ствола, опорной плиты, станка и ходовой части. Тот
или иной агрегат может быть устроен различным образом в
зависимости от мощности и назначения миномета.
Исходя из общей схемы устройства материальной части и
использования боевого заряда, минометы обычно классифи-
цируются (рис. 239):
1)	'по принципу устройства канала ствола (способу веде-
ния снаряда по каналу ствола),
2)	по способу поглощения энергии отдачи,
3)	по характеру сочленения и размещения узлов и меха-
низмов наведения минометов,
4)	по способу использования боевого заряда,
5)	по способу изменения дальности.
Канал ствола у минометов может быть нарезным и глад-
ким. При устройстве нарезного канала в качестве мины при-
меняется продолговатый снаряд с готовыми ’выступами или с
пояском.
В первом случае в канале делают 4 н- 8 нарезов, а на сна-
ряде такое же число выступов. В этом случае заряжание мо-
жет производиться как с дула, так и с казны. Продолговатый
снаряд с пояском в минометах применялся чрезвычайно редко.
Нарезные минометы находили применение в период первой
мировой войны 1914—1918 гг.
Большинство современных минометов имеет гладкий канал
ствола, из которого производится стрельба каплевидной миной
(рис. 240), имеющей стабилизатор для придания мине устойчи-
вости на полете. В гладкоствольных минометах малого и сред-
него калибров заряжание производится с дула, :а в минометах
более крупного калибра с казны. В последнем случае в каче-
стве обтюратора может быть использована .короткая металли-
ческая гильза или пластический обтюратор. При заряжании с
дула в момент подхода мины в крайнее заднее положение про-
исходит накол капсюля-воспламенителя на жало, ввинченного
в казенник, вследствие чего происходит выстрел. Такое устрой-
ство упрощает конструкцию миномета и увеличивает скоро-
стрельность минометов малого и среднего' калибров.
Подобный способ заряжания и производства выстрела
имеет тот недостаток, что заряжающий в боевых условиях при
интенсивной стрельбе может начать производить заряжание
очередной миной раньше чем ранее досланная мина полностью
покинет канал ствола. Заряжание второй миной возможно
произвести не только при осечках или затяжных выстрелах,
487
Рис. 239, Схема классификации минометов
но и при нормальной работе боевого заряда предшествующей
мины.
Двойное заряжание, как правило, приво-
дит к аварии с тяжелыми последствиями
для обслуживающего состава. Для того,
чтобы предотвратить случаи двойного заря-
жания, у минометов, заряжаемых с дула,
применяются специальные предохранитель-
ные устройства, надеваемые на дульную
часть ствола миномета.
У минометов, заряжаемых с дула между
внутренней поверхностью канала ствола и
поверхностью центрующего утолщения ми-
ны, всегда должен существовать достаточ-
ной величины зазор. Наличие этого зазора
обусловливается необходимостью пропуска
сжимаемого воздуха, находящегося между
дном канала ствола и миной при движении
последней по каналу во время заряжания.
Если этот зазор чрезмерно мал, мина будет
двигаться по каналу ствола крайне медлен-
но, что приведет к уменьшению скорострель-
ности миномета. Иногда будут появляться
и осечки, как результат незначительной
энергии мины в конце ее досылки.
Если этот зазор выбран чрезмерно боль-
шим, то миномет будет обладать плохой
кучностью боя. Наличие указанного зазора
приводит к тому, что обтюрация пороховых
газов со стороны мины значительно хуже,
чем в орудиях нарезных, где вследствие на-
личия врезающегося ведущего пояска снаря-
да в нарезы обтюрация пороховых газов
является весьма хорошей. Если скоростной
фотосъемкой заснять вылет мины и снаряда
из канала ствола, то будем наблюдать сле-
дующую картину: при стрельбе из мино-
Рис. 240. Общий
вид мины.
мета сначала из дульного рреза показы-
вается облако пороховых газов, а за ним начинает показы-
ваться головная часть мины; при стрельбе из артиллерийского
орудия получается обратное явление—сначала из дульного
среза показывается снаряд, а за ним облако пороховых -газов,
или же это происходит одновременно.
При заряжании миномета с дула воспламенение капсюдя
может производиться также и при помощи стреляющего меха-
низма, собранного в казеннике.
489
Гладкоствольный миномет по сравнению с нарезным имеет
следующие преимущества:
а)	простое 'изготовление ствола;
б)	высокую живучесть ствола. Ствол с гладким каналом
почти не подвержен разгару и, следовательно, в процессе
эксплуатации не теряет кучности боя;
в)	простую стабилизацию снаряда (мины) на полете.
Рис. 241. Схема миномета для стрельбы надкалиберной миной.
К минометам с гладким каналом ствола относятся также
минометы для стрельбы надкалиберными минами.
На рис. 241 представлена принципиальная схема миномета
для стрельбы надкалиберной миной. В корпус 1 мины ввин-
чен стержень 2, который при заряжании вставляется в канал
ствола 4. К корпусу мины приварена трубка 3, на которой
закреплены перья стабилизатора. Между дном канала ствола
и торцевой поверхностью помещается боевой заряд. При вы-
стреле пороховые газы действуют на торцевую поверхность
стержня и, выталкивая его из канала ствола, сообщают мине
поступательную скорость. Для уменьшения прорыва пороховых
газов между поверхностью канала ствола и поверхностью
490
стержня на конце последнего устроено лабиринтное или какое-
либо другое обтюрирующее устройство.
К труппе минометов с гладким каналом ствола следует от-
нести также и стержневые минометы, 'принципиальная схема
которых показана на рис. 242. Корпус 1 мины заканчивается
трубкой 3, которая при заряжании 'надевается на стержень 4
Рис. 242. Схема стержневого миномета.
миномета. В верхней части трубки помещается боевой заряд 2
с капсюлем-воспламенителем. Выстрел производится специаль-
ным стреляющим устройством, ударник которого проходит
через стержень миномета. К хвостовой части трубки 3 прива-
рены перья стабилизатора. Пороховые газы во время выстрела
давят на дно трубки мины и торцевую поверхность стержня 3
и, поскольку последний перемещаться не может, поступатель-
ная скорость сообщается мине.
Минометы, стреляющие надкалиберными минами, и стерж-
невые минометы сами обладают малым весом, но позволяют
стрелять минами большого веса. Однако из минометов подоб-
ной конструкции можно обеспечить стрельбу лишь на малые
дальности, вследствие этого подобного типа минометы не по-
лучили широкого распространения.
491
Во время второй мировой войны были использованы над-
калиберные мины, типа
г
Рис. 243.
миномета
показанных на рис. 242, но ку-
мулятивного действия для стрель-
бы из малокалиберных орудий по
ганкам.
По способу поглощения энер-
гии отдачи минометы могут быть
подразделены на две группы —
жесткие и с противооткатными
устройствами. У минометов, по-
строенных по жесткой схеме, ствол
жестко, чаще всего при помощи
шаровой пяты соединяется с опор-
ной плитой (с основанием).
Минометы, построенные по
жесткой схеме, отличаются про-
стотой устройства и дешевизной
изготовления. Однако эта схема
имеет ограниченное применение
и лимитируется габаритами опор-
ной плиты. Кроме того, удобство
эксплуатации минометов этой схе-
мы находится в зависимости от
качества грунта. Вследствие этого
по жесткой схеме создаются преи-
мущественно минометы малого и
среднего калибров (до 120 ля).
Общий вид японского У минометов с против о откат-
с противооткатными ными устройствами (рис. 243\
устройствами.	между опорной плитой 2 и ство-
лом 1 миномета вводятся противо-
откатные устройства 3, которые могут состоять или из одного
пружинного накатника или из накатника и гидравлического
тормоза отката. Применение противооткатных устройств
приводит к уменьшению габаритов и веса опорной плиты и
улучшению устойчивости миномета во время выстрела. Одна-
ко по 'сложности конструкции миномет с противооткатными
устройствами начинает приближаться к конструкции артилле-
рийского орудия. Чаще эта схема устройства применяется при
создании крупнокалиберных минометов большой мощности.
По принципу сочленения отдельных агрегатов и механизмов
минометы могут быть подразделены также на ряд групп.
Простейшей конструктивной схемой устройства миномета
является схема, получившая наименование «унитарный ствол».
Миномет, построенный по этой схеме, состоит только из двух
деталей—ствола и опорной плиты. Последняя в этом случае
492
представляет собой незначительную то величине деталь той
или иной формы и предназначенной для упора миномета во
время выстрела в фунт, в плечо пли на колено. Минометы,
построенные по этой схеме, не имеют никаких прицельных
устройств и .механизмов наводки, а поэтому при стрельбе на-
правление на цель и угол возвышения определяются на глаз.
Типичным представителем миномета, устроенного по этой схе-
ме, является состоявший на вооружении Советской Армии
37-мм миномет-лопата. В настоящий момент минометы подоб-
ной конструкции на вооружении армий встречается редко.
Глухая схема характеризуется тем, что вся сборка мино-
мета осуществляется на опорной плите (рис. 244).
Минометы, построенные по этой схеме, удобны в эксплуа-
тации и дают возможность получить углы горизонтального об-
стрела без перестановки опоры в пределах ±15°. Однако соз-
дание минометов крупного калибра по этой схеме приводит к
увеличению габаритов и веса конструкции, что ухудшает
подвижность миномета и увеличивает трудности установки
миномета на местности. По этой схеме по преимуществу соз-
даются малокалиберные минометы.
Большинство современных минометов создается по схеме
«мнимого» треугольника. Эта схема (рис. 245) кинематически
характеризуется наличием трех звеньев и трех шарниров.
Одним звеном является ствол 1, другим — двунога 2 с меха-
низмами наводки, а третье звено — мнимое и представляет со-
бой линию, соединяющую ось вращения двуноги с центром
шаровой опоры ствола. Ствол с двуногой соединяется при по-
мощи амортизатора. Более подробно назначение и устройство
отдельных агрегатов минометов, устроенных по схеме мнимого
треугольника, будет рассмотрено ниже.
Минометы, построенные по этой схеме, отличаются просто-
той конструкции и быстротой разборки на части. Эти качества
придают миномету большую маневренность на поле боя. Наи-
более существенным недостатком минометов, построенных по
схеме мнимого треугольника, является офаниченность углов
горизонтального обстрела.
Если мнимое звено заменяется каким-нибудь реальным
телом, связывающим шаровую опору с двуногой, то принято
считать, что миномет устроен по схеме реального треугольни-
ка. Минометы подобной конструкции получаются более тяже-
лыми и менее удобными в эксплуатации, чем минометы, по-
строенные по схеме мнимого треугольника. Вследствие этого
минометы, построенные по этой схеме, не получили широкого
распространения.
Рассмотрим теперь деление минометов по -принципу исполь-
зования боевого заряда. Боевой заряд в минометах может быть
493
Рис. 244. Общий вид миномета, построенный по глухой схеме.
Рис. 245. Общий вид миномета, построенный по схеме
мнимого треугольника.
494
использован так же, как в обычных орудиях, т. е. распола-
гаться непосредственно в заминном пространстве между дном
мины и дном канала. Однако подобная схема использования
заряда возможна лишь в нарезных минометах, в которых мина
по своему устройству сходна с обычным артиллерийским сна-
рядом, так как в этом случае для правильного функционирова-
ния малых зарядов можно создать желаемую плотность заря-
жания.
Рис. 246. Принципиальная схема миномета при воспламенении
заряда хвостовым патроном.
При каплевидных минах получается большой объем заряд-
ной каморы (все заминное пространство при окончательно
досланной мине), что для малого по весу заряда приводит к
крайне малым плотностям заряжания, не обеспечивающим нор-
мального его функционирования при выстреле. Чтобы устра-
нить это нежелательное явление в минометах, сжигание всего
боевого заряда или части его производят в отдельной каморе
сгорания.
Наиболее часто основной заряд миномета (рис. 246) поме-
щается в картонной гильзе 1, вставленной в трубку 2, стаби-
лизатора мины, которая имеет несколько рядов отверстий. До-
полнительные заряды 3 или в мешочках, или в специальных
495
футлярчиках размещаются снаружи на трубке стабилизатора
или между перьями стабилизатора.
Воспламенение капсюля, вставленного в дно гильзы, произ-
водится -или непосредственным наколом на жало при заряжа-
нии с дула, или при помощи стреляющего приспособления как
при заряжании с Дула, так и при заряжании с казны. После
воспламенения основного заряда его горение в начале проис-
ходит в постоянном объеме при плотностях заряжания
0,50-:-0,60. В некоторый момент в гильзе давление достигает
такой величины, что пороховые газы пробивают стенки кар-
тонной гильзы и через отверстия в стенках трубки стабилиза-
тора и вытекают в заминный объем и воспламеняют дополни-
тельные заряды. Движение мины совершается под действием
суммарного давления -газов основного и дополнительных за-
рядов.
Рис. 247. Принципиальная
схема газодинамического миномета.
Выше уже отмечалось, что в минометах между наружной
поверхностью центрующей части мины и поверхностью канала
существует зазор, через который 1из заминной части прорывают-
ся пороховые газы. Эта прорывающаяся через зазор часть по-
роховых газов, не участвующая в сообщении мине скорости,
составляет 10—15% от всего количества пороховых газов бое-
вого заряда.
Здесь уместно отметить, что практическое решение вопроса
по обеспечению правильного функционирования боевого заря-
да в минометах впервые дал русский ученый артиллерист
В. М. Трофимов при разработке миномета с отдельной камо-
рой сгорания.
Отдельная камора сгорания боевого заряда может быть
устроена различным образом. На рис. 247 показана принципи-
альная схема ствола миномета, когда камора А сгорания за-
ряда устроена в стволе. В этом случае пороховые газы, обра-
зующиеся от сгорания пороха в каморе сгорания, через отвер-
496
стая в диафрагме 2 параллельно оси миномета поступают в
заминный объем и, обладая большой кинетической энергией,
ударяются в мину и сообщают ей поступательную скорость.
Давление, создаваемое пороховыми газами в за минном объеме
в минометах, построенных по этой схеме, имеет второстепен-
ное значение для сообщения мине поступательной скорости.
Подобного типа минометы называются газодинамическими.
Если отдельную камору сгорания устроить в трубке стаби-
лизатора таким образом, чтобы пороховые газы истекали бы
назад, то в этом 'случае поступательная скорость мины будет
получаться за счет реактивного действия пороховых газов бое-
вого заряда. В этом случае миномет называется реактивного
действия. Этот принцип используется при создании ручных
гранатометов, нашедших широкое распространение во- -время
второй мировой войны.
Преимуществом газодинамических и реактивных минометов
является то, что материальная часть их (получается более лег-
кой по сравнению с минометами, созданными по другим схе-
мам использования боевого заряда.
К недостаткам следует отнести то обстоятельство, что для
получения удовлетворительных по величине начальных скоро-
стей требуется боевой заряд большого веса.
Кроме того, подобные минометы обладают неудовлетвори-
тельной кучностью боя. У газодинамических минометов, кроме
того, из-за раздельного заряжания скорострельность получает-
ся уменьшенной.
Вследствие этого газодинамические минометы не получили
распространения. Что касается реактивного принципа, то
последний применяется для создания ручных гранатометов,
получивших широкое распространение во время второй ми-
ровой войны и вытеснивших пехотные минометы калибра от
37 до 50 мм.
Изменение дальности стрельбы в минометах осуществляется
различным образом. Наиболее распространенным способом из-
менения дальности стрельбы и крутизны траектории является
одновременное изменение и угла возвышения и веса заряда.
Этот способ обеспечивает получение больших углов возвыше-
ния при всех дальностях стрельбы и его следует считать
основным при создании минометов среднего и крупного
калибров.
Получение различных дальностей стрельбы можно достиг-
нуть изменением только одного угла возвышения при постоян-
ном заряде. Этот способ находит применение в минометах ма-
лого калибра.
При этом способе изменения дальности стрельбы дости-
гается простота подготовки мины к выстрелу, но не обеспечи-
32 э К. Дарман	497
вается достаточный маневр траекториями и получение желае-
мых углов падения.
Изменение дальностей стрельбы при постоянном угле возвы-
шения можно достигнуть изменением начальной скорости
мины. В минометах малого калибра при -постоянном заряде
изменение начальной скорости мины может быть осуществлено
за счет выпуска наружу части пороховых газов из замин юго
объема канала ствола через специальный кран. Изменяя при
помощи крана площадь отверстия выпуска газа, можно соот-
ветственным образом изменять начальную скорость мины.
Подобные минометы известны под названием минометы с ди-
станционным краном. В этом случае достигается удобство об-
служивания миномета и простота подготовки мины при вы-
стреле. Однако маневр траекториями мины получается огра-
ниченным.
Известны и другие принципы устройства минометов, однако
они не получили какого-либо практического применения, а по-
этому здесь не рассматриваются.
85. УСТРОЙСТВО ОСНОВНЫХ АГРЕГАТОВ МИНОМЕТА
Рассмотрим устройство основных агрегатов минометов*
устроенных по схеме мнимого треугольника и у которых основ-
ной заряд помещается в гильзе или в хвостовом патроне труб-
ки стабилизатора мины, а дополнительные заряды распола-
гаются вокруг трубки между перьями стабилизатора. Принци-
пиальная схема подобного миномета была представлена на
рис. 246. Как известно, основными его частями являются ствол»
опорная плита и двунога-лафет. Двунога соединяется со ство-
лом при помощи амортизатора. На ней устанавливаются при-
цельные устройства, поворотный и подъемные механизмы.
У тяжелых минометов конструкция двуноги усложняется и
к ней присоединяется ходовая часть миномета, состоящая из
боевой оси, колес и механизма подрессоривания.
На рис. 248 показан миномет, собранный для походного
движения. Общие теоретические основания устройства как
основных агрегатов минометов, так и его механизмов те же, что
и у артиллерийских орудий, а поэтому здесь отметим лишь
основные особенности их устройства.
Выстрел из миномета имеет ряд особенностей, вытекающих
из рассматриваемой схемы сжигания боевого заряда во время
выстрела.
Прежде всего следует отметить, что пороховые газы основ-
ного заряда, вытекая в заминный объем, сильно расширяются
и охлаждаются. Так как поверхность перьев стабилизатора и
донной части мины велика, то имеет место большая потеря на
498
теплоотдачу стенкам ствола и мины, которая еще более уси-
ливается вследствие большого промежутка времени соприкос-
новения пороховых газов со стенками ствола и хвостовой
частью мины, что является результатом медленного движения
последней по каналу ствола.
В гладкоствольном миномете отсутствует затрата энергии
пороховых газов на преодоление трения, сообщения вращатель-
ного движения мине и т. д. Таким образом, второстепенные
работы, обычно учитываемые при баллистическом расчете ар-
тиллерийского орудия, у минометов фактически отсутствуют.
Рис. 248. Миномет по-походному.
Имея это в виду и поскольку относительный заряд —
Q
очень мал (0,01 -?-0,02), то можно принять коэффициент фик-
тивности ср, равным единице. Давлением форсирования также
можно пренебречь и принять р, равным нулю.
Вследствие этого решение задачи внутренней баллистики, с
одной стороны, упрощается, а с другой стороны, усложняется,
поскольку необходимо учитывать потери на теплоотдачу, а
также на то количество пороховых газов (10~15%), которое
прерывается через зазор между наружной поверхностью цен-
трирующего утолщения мины и поверхностью канала ствола.
Существует целый ряд методов решения задачи внутренней бал-
листики, среди которых упрощенный метод проф. М. Е. Сереб-
рякова 1 является вполне пригодным для решения практиче-
ских задач.
На рис. 249 показаны кривая давления пороховых газов и
кривая скоростей в зависимости от пути мины по каналу
1 М. Е. Серебряков. Внутренняя баллистика. Оборонгиз. 1949,
стр. 549.
32*	499
500
ствола для 82-мм миномета, полученные расчетом по указан-
ному выше методу решения задачи внутренней баллистики.
Следует обратить внимание на характер кривой давления
пороховых газов в канале ствола во время выстрела. Как
видно из рисунка, максимальное давление рт одновременно
является давлением конца первого периода, т. е. давлением рк.
Эта особенность кривой давления присуща почти всем мино-
метам, построенным по рассматриваемой схеме сжигания бое-
вого заряда.
Ствол миномета (рис. 250) представляет собой тонкостен-
ную трубу, на казенную часть которого навинчивается ка-
зенник.
В минометах, заряжаемых с дула, казенник заканчивается
шаровой пятой, а в случае заряжания с казны в казеннике
устраивается затвор той или иной конструкции.
Расчет минометных стволов на прочность в основном про-
изводится по тем же формулам, которые были получены для
расчета стволов артиллерийских орудий. Однако при этом не-
обходимо учесть целый ряд специфических особенностей кон-
струкции как ствола миномета, так и его боевого заряда.
Минометные стволы, как правило, являются тонкостенны-
ми, вследствие чего во время стрельбы быстро нагреваются.
Возникающие при этом в стенках ствола температурные напря-
жения не будут оказывать существенного влияния на проч-
ность ствола. Однако влияние нагрева может в случае неудач-
ного выбора металла привести к понижению механических
качеств его. Поэтому этот вопрос безусловно должен быть
исследован..
При расчете стволов минометов, у которых часть боевого
заряда находится в хвостовом патроне, необходимо учитывать
также динамическое действие газовых струй, вытекающих из
отверстий в стенках трубки стабилизатора.
Величина этого действия на стенки ствола зависит от
соотношения между наружным диаметром dT трубки ста-
билизатора и калибром d миномета. Учет этого действия
производится выбором соответствующей величины коэффи-
циента запаса прочности, т. е. выбором расчетного давле-
ния Рх:
а)	при -	>15 мм— расчетное давление Р! = 1,25р;
б)	при <15 мм — расчетное давление Рг = 2,0р,
где р — давление пороховых газов в рассматриваемом се-
чении.
Наружное очертание стволов минометов среднего ка-
либра. как правило, делается цилиндрическим. На рис. 250
501
кривая ABG представляет собой кривую давлений порохо-
вых газов в канале ствола, кривая abc — кривую расчет-
ных давлений, а ломаная defgklc — кривую действительного
прочного сопротивления минометного ствола.
При отсутствии хвостового патрона расчет минометных
стволов может 1производиться с учетом того максимального
давления, которое будет в стволе при испытании его усилен-
ным зарядом. Коэффициент запаса прочности т= 1,1 —1»2 в
казенной части при принятии во внимание этого давления, по-
видимому будет вполне достаточным для обеспечения упругого
сопротивления ствола.
а)
б)
Рис. 251. Схема казенника.
В минометах, заряжаемых с дула (рис. 251), между казен-
ником 2 и трубой 1 помещается обтюрирующее кольцо 3, из-
готовленное из красной меди. Для лучшего вдавливания коль-
ца соприкасающиеся поверхности трубы и казенники делаются
не гладкими, а так, как показано на рис. 251,6.
При отсутствии стреляющего приспособления ударник с
бойком ввинчивается в казенник. Форма бойка ударника за-
висит от типа капсюля. На рис. 252 показан ударник с бойком
для капсюля типа Жевело. В этом случае берется
/? = 2,5 мм',
й6 = 2,0 мм.
602
Диаметр dyK ударника зависит от диаметра трубки
dy* <dr — 2 мм.
Высота ЛГуд ударника выбирается из соотношения
•^уд ^пер ” Н . 3) ММ,
где Лпер—величина выступания перь-
ев стабилизатора за торец
трубки стабилизатора.
Чтобы произошло надежное вос-
пламенение капсюля, необходимо, что-
бы в момент накола мина обладала
бы живой силой 0,2 кг/м.
Прежде чем изучить устройство
других агрегатов, рассмотрим вкратце
вопрос о действии выстрела на ми-
номет. Иногда считают, что во время
Рис. 252. Схема удар-
ника.
выстрела миномет остается неподвиж-
ным, а в самом деле это далеко не так. Грунт является осно-
ванием д^я опорной плиты и деформируется при выстреле си-
лой Ркн, передающейся на опорную плиту от ствола через
шаровую пяту 'последнего. Деформация грунта является как
остаточной, так и упругой. При деформации грунта частицы
его стремятся сохранить занимаемое им положение вследствие
сил сцепления и трения. Результатом совместного действия
названных сил (появляется сопротивление (грунта деформации.
Так как опорные плиты современных минометов являются/прак-
тически абсолютно жесткими, то можно считать, что на inpeoде-
ление этих сил сопротивления в основном затрачивается энер-
гия откатывающихся частей миномета, приобретенная ими за
время действия силы РКн. Если принять, что скольжение плиты
по грунту отсутствует и плита плотно прилегает к грунту, то
можно считать, что смещение ее совершается в направлении,
параллельном оси канала ствола на величину остаточной и
упругой деформации -грунта. Как показывает опыт, скорости
движения ствола и минометной плиты на практике дости-
гают весьма большой величины. Так, например, наибольшая
скорость этого движения 82-мм миномета на заряде № 6 мо-
жет достигнуть 12 м!сек, а -наибольшая скорость для 120-мм
миномета — 20 м!сек.
Осадка плиты при первом выстреле будет наибольшей, и
перемещающиеся при этом части миномета приобретают зна-
чительные скорости и ускорения. Осадка опорной плиты при
первом выстреле происходит как за счет суммарной деформа-
ции грунта под опорной плитой, так и за счет углубления
-сошников плиты в грунт, если плита была установлена без
надлежащей подготовки позиции. Остаточная -деформация
503
грунта 'при последующих выстрелах по мере уплотнения грунта
уменьшается и практически при достаточно большом числе
выстрелов (порядка 20) становится равной нулю. Упругая же
деформация грунта в -процессе стрельбы меняется мало, оста-
ваясь практически постоянной. После прекращения осадки
(отката) миномета во время выстрела под действием сил упру-
гости грунта происходит «накат». При первых выстрелах, пока
опорная плита недостаточно сцепилась с грунтом, может иметь
место даже подскок плиты над грунтом под действием сил
упругости последнего.
Таким образом, во время выстрела ствол миномета вместе
с опорной плитой, не остаются неподвижными, а совершают
своеобразный откат и накат подобно тому, как это имеет место
в артиллерийском орудии. Грунт в данном случае является
своеобразным противооткатным устройством, поглощающим
энергию отдачи и производящим накат'ствола.
При жестком креплении двуноги к стволу во время выстре-
ла в частях двуноли и механизмов, укрепленных на ней, воз-
никли бы чрезвычайно большие инерционные силы. Чтобы из-
бежать этого, между стволом и двуногой устанавливается
упругая связь в виде специального механизма, называемого
амортизатором.
После этого краткого рассмотрения действия выстрела на
миномет остановимся на устройстве опорной плиты, амортиза-
тора и двуноги.
К минометной плите предъявляются следующие основные
требования:
а)	достаточная прочность и жесткость;
б)	обеспечение устойчивости миномета при стрельбе;
в)	ограниченный вес, небольшие габариты и несложность
изготовления.
Существует большое разнообразие опорных плит, но все их
в соответствии с установившейся терминологией можно раз-
делить на три основных вида:
1)	опорные плиты мембранной конструкции;
2)	опорные плиты арочной конструкции;.
3)	опорные плиты пирамидальной конструкции.
Опорная плита мембранной конструкции (рис. 253) пред-
ставляет собой стальной лист, снизу которого привариваются
сошник и ребра жесткости. Иногда ребра жесткости привари-
ваются сверху, что обеспечивает более рациональную нагрузку
ребер (работа на сжатие).
Опорная плита арочной конструкции состоит из опорного
листа (рис. 254), имеющего глубокую штампованную впадину.
Снизу опорного листа привариваются ребра жесткости и
сошник, а сверху, для увеличения жесткости привариваются
504
накладки и шаровое гнездо. Арочная опорная плита при
выстреле лучше, чем мембранная, утапливается в грунт и
обеспечивает надежную связь плиты с грунтом. Кроме тою,
плита арочной конструкции при прочих равных условиях имеет
меньший вес по сравнению с плитой мембранного типа. Более
выгодной оказывается пирамидальная плита, показанная на
рис. 255.
Расчет минометных in лит рчень сложен \ а поэтому при их
проектировании ориентируются на опыт эксплуатации суще-
ствующих опорных плит.
Для приближенного определения веса Q™ опорной плиты
опытом установлена следующая зависимость:
"^Ошах
С
Рис. 253. Схема опорной пли-
ты мембранной конструкции.
1 — опорный лист; 2 — сошник;
3 — ребро жесткости; 4 — сошник;
5 — подпирающее ребро; 6 — шаро-
вое гнездо.
где
пг — масса мины;
Fornax — наибольшая началь-
ная скорость мины;
с — опытный коэффи-
циент;
Рис. 254. Схема опорной плиты
арочной конструкции.
1 — ребро жесткости; 2 — шаровое гнездо;
3 — опорный лист; 4 — сошник; 5 — ребро
жесткости.
Величина коэффициента с меняется в пределах
4,7 н-6,5 кг-сек!кг.
Среднее удельное давление, которое допускается у суще-
ствующих опорных плит, составляет 7,5-4-14 кг!см2.
1 Методику расчета минометных плит можно найти в работах
проф. Н. И. Безухова и инженер-полковника К. К. Гретена.
505
Как уже указывалось, опорная двунога служит для прида-
ния стволу определенного положения в вертикальной и гори-
зонтальной плоскостях и удержания его в этом положении в
момент -выстрела.
С этой целью на двуноге монтируются прицельные устрой-
ства и механизмы наведения: подъемный, поворотный, грубого
Рис. 255. Схема опорной плиты
пирамидальной конструкции.
зеннику располагается обойма,
горизонтирования и точного
горизонтирования. Послед-
ний устраивается в тех слу-
чаях, когда миномет не снаб-
жается качающимся прице-
лом.
Размеры двуноги зави-
сят от места установки на
стволе обоймы, к которой
через посредство амортиза-
тора крепится двунога-ла-
фет. Чем ближе к дульно-
му срезу ствола располо-
жена обойма, тем устойчи-
вее получается вся система
миномета и тем меньше
сказывается при стрельбе
качка в механизмах наведе-
ния на колебания ствола.
Однако при таком поло-
жении обоймы двунога по-
лучается больших габари-
тов и большого веса. На-
оборот, чем ближе к ка-
тем менее устойчива вся си-
стема миномета, но двунога получается значительно меньших
габаритов и меньшего >веса.
Исходя из сказанного, при окончательном выборе места
расположения обоймы учитываются условия боевого приме-
нения миномета, допустимый вес двуноги и удобство работы с
прицелом и механизмы наведения.
В минометах чаще всего механизмы вертикального и го-
ризонтального наведения винтовые.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТОДИКЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
АРТИЛЛЕРИЙСКИХ ОРУДИЙ
При далеко неполном изучении теоретических оснований
устройства артиллерийского орудия, изложенных выше, не-
трудно было убедиться, что последнее является весьма слож-
ной машиной, на создание которой требуется затрата высоко-
квалифицированного труда инженеров, техников и рабочих
различных специальностей. Чтобы вновь созданное орудие
являлось бы подлинным боевым средством, а не обузой для
войск, оно прежде всего должно удовлетворять определенным
тактико-техническим требованиям. В тактико-технических тре-
бованиях указывается назначение орудия, т. е. для решения
каких боевых задач оно предназначается и приводятся те
основные технические и боевые характеристики, которые
безусловно должны быть осуществлены при создании нового
образца артиллерийского орудия. Кроме того, в тактико-техни-
ческих требованиях могут быть приведены характеристики,
осуществление которых является желательным. Поскольку
тактико-технические требования уже предопределяют боевые
качества будущего орудия и направляют творческую мысль
целых конструкторских коллективов по определенному пути, то
разработка указанных требований является весьма ответствен-
ным этапом в деле создания нового образца артиллерийского
орудия. Практика показывает, что необоснованная и необду-
манная числовая характеристика или формулировка какого-
либо требования подчас сможет свести на нет длительный
творческий труд целого коллектива инженеров и техников, ра-
ботающих над проектом артиллерийского орудия.
При наличии разработанных тактико-технических требова-
ний создание нового образца артиллерийского орудия состоит
из следующих основных этапов:
1)	разработки эскизного проекта орудия и элементов
выстрела и его обсуждения в Главном артиллерийском управ-
лении (ГАУ);
2)	разработки технического проекта и его рассмотрение и
утверждение в ГАУ;
3)	изготовления опытного образца, проведения заводских
испытаний и составления технической документации (чертежей,
расчетов, технических условий на изготовление отдельных
узлов или агрегатов и техническое описание);
4)	составления программы полигонных испытаний, прове-
дения самих полигонных испытаний на полигоне ГАУ, состав-
ление отчета по испытаниям и его утверждение ГАУ и выдача
заказа на изготовление опытной серии;
507
5)	изготовления опытной серии с устранением недочетов,
отмеченных на полигонных испытаниях;
6)	проведения войсковых испытаний опытной серии специ-
альной комиссией, составление отчета по испытаниям и рас-
смотрения его в ГАУ;
7)	принятия вновь изготовленного образца на вооружение
Советской Армии;
8)	установки валового производства вновь разработанного
образца артиллерийского орудия.
Само собой понятно, что в целях сокращения времени, не-
обходимого для доведения образца артиллерийского орудия до
валового производства, некоторые работы из перечисленных
этапов производятся параллельно.
Ниже остановимся более подробно лишь на первом этапе
создания нового образца артиллерийского орудия — на разра-
ботке эскизного проекта последнего.
Выполнение эскизного проекта хотя и может быть подраз-
делено на две части — баллистическую и конструкторскую, но
они обе тесно связаны между собой. Создание эскизного про-
екта орудия начинается с выполнения баллистической части.
Однако оно будет отвлеченным и мало пригодным для даль-
нейшего, если баллистические расчеты будут произведены без
учета назначения и будущей конструкции орудия.
При выполнении баллистической части проекта в общем
случае необходимо установить калибр орудия, вес и тип сна-
ряда, начальную скорость снаряда, вес боевого заряда, сорт
пороха, конструкцию канала ствола, а для орудий, имеющих
переменные заряды, также и шкалу начальных скоростей.
В тактико-технических требованиях чаще всего будут заданы
калибр орудия и вес снаряда, а также и величина /?ткр, что в
известной степени сужает задачу при баллистическом проекти-
ровании артиллерийского орудия. Однако и при этих заданных
величинах получается (целый ряд вариантов баллистического
решения, из которых необходимо выбрать такой, который бу-
дет способствовать созданию наивыгоднейшей конструкции
проектируемого артиллерийского орудия.
Для выбора такого варианта баллистического решения не
существует шаблона, а могут быть даны лишь общие указа-
ния, которыми следует руководствоваться при выполнении
баллистической части проекта орудия того или иного на-
значения.
Рассмотрим вкратце некоторые общие положения, которы-
ми целесообразно руководствоваться при выполнении балли-
стической части проекта qpyAnft различного назначения.
Орудия противотанковой артиллерии. Как известно, для
действия по броне применяются бронебойные снаряды: сплош-
508
ные, каморные (с каморой для помещения разрывного заря-
да), подкалиберные с сердечником из твердого сплава и ку-
мулятивные. Для стрельбы с кумулятивными снарядами спе-
циальных орудий не проектируется, а поэтому рассмотрим
некоторые вопросы баллистического проектирования примени-
тельно только к первым трем типам снарядов.
В тактико-технических требованиях для проектирования
противотанковой пушки обязательно будет указано, на какой
дальности X какой толщины Ь броня и каким типом снаряда
должна быть пробита. Обычно будет указываться также и
калибр орудия.
Если же калибр орудия не указан, то на основании опыта
проектирования существующих противотанковых пушек можно
рекомендовать следующее соотношение:
d=—,	(674)
п
где
b — толщина брони, для пробития которой проектируется
данное 'Орудие, мм;
п — некоторый коэффициент, зависящий от типа снаряда.
Значения п могут быть приняты равными: 1,0—1,5 для ка-
мерных снарядов, 2,0 для сплошных снарядов, 3,0—3,5 для
подкалиберных снарядов.
Величина п для подкалиберных снарядов может быть уве-
личена до пяти. Однако в этих случаях необходимо иметь в
виду, чцо при этом потребуется большая начальная скорость
снаряда — порядка 1500—1600 м!сек.
Полученный из формулы калибр следует округлить до бли-
жайшего существующего, чтобы не вводить нового калибра.
Если предполагается использовать существующий снаряд,
то вес q его будет известен. Если же предполагается создание
нового снаряда, то для предварительных расчетов вес снаряда
ориентировочно может быть выбран из соотношения
q = cqd*.	(675)
Значение коэффициента cq — веса снаряда — при d в дм
может быть принято равным:
а)	для каморных и сплошных— 18,0,
б)	для подкалиберных с сердечником — 10,0.
Для подкалиберных снарядов к малокалиберным орудиям
величина cq может быть -в отдельных случаях доведена до-
12,0-:- 14,0.
Рассмотренный выше способ установления калибра орудия
и веса снаряда является приближенным. При проектировании
509
же нового орудия, подобно которому по баллистическим свой-
ствам на вооружении -нет, для выбора калибра и веса снаряда
необходимо произвести специальные исследования. Эти иссле-
дования должны дать такое сочетание калибра и веса снаряда,,
цри котором основная огневая задача полностью решается, но
вес орудия в боевом положении, а также его основные габа-
риты получаются наименьшими по сравнению с другими соче-
таниями калибра и веса снаряда.
После того как будут установлены калибр и в<ес снаряда,,
пользуясь формулой бронепробиваемости для данного типа
снаряда, можно определить необходимую скорость снаряда
в момент удара в броню.
Зная скорость vc и дальность X, заданную тактико-тех-
ническими требованиями, пользуясь методами внешней бал-
листики, можно определить начальную скорость vQ. Проще
всего для этого воспользоваться функциями Сиаччи, опре-.
деляя функцию D(vq) из выражения
D(vQ)=D(vc)-CXt	(676)
где
rf2
С = — I • 1000 — баллистический коэффициент;
Q
d ~ калибр орудия, м\
i — коэффициент формы снаряда;
q — вес снаряда, кг.
Коэффициент i формы снаряда для закона сопротивления
воздуха по Сиаччи при отсутствии более точных данных
может быть принят следующий:
Для каморных и сплошных снарядов с баллистическим на-
конечником ................................................./	= 0,65
Для каморных и сплошных снарядов без баллистического
наконечника..........................................•	. . / = 0,90
для подкалиберных снарядов..............................i	= 0,90
Функция 2Э(^с) находится по скорости vc по таблицам
основных функций Сиаччи. Зная значение D(vQ), по тем же
таблицам нетрудно определить начальную скорость vQ.
В дальнейшем можно положить vQ = Va и приступить к
решению задачи внутренней баллистики, о чем более под-
робно будет сказано ниже.
В боекомплект противотанковых пушек, помимо бронебой-
ных снарядов, входит также осколочный снаряд, вес которого
при отсутствии 'более подробных данных может быть определен
из формулы (675), принимая cq = 15,0. При стрельбе осколоч-
ным снарядом нагрузка на орудие будет всегда меньше, чем
при стрельбе бронебойными снарядами, а поэтому все основ-
510
ные расчеты по внутренней баллистике должны быть произве-
дены для бронебойных снарядов. Для осколочного снаряда
устанавливаются только вес заряда -и марка пороха, обеспечи-
вающие возможность получения требуемой величины vd> ко-
торая зависит от того, на какую предельную дальность пред-
полагается стрелять осколочным снарядом.
Определение необходимой скорости vd для осколочного сна-
ряда, обеспечивающей требуемую дальность стрельбы, может
быть произведено по таблицам внешней баллистики АНИИ,
составленных цри законе сопротивления воздуха 1930 г. При-
менительно к этому закону можно принять i = 1,3.
При производстве баллистических расчетов необходимо
установить дальность прямого выстрела, которая
является весьма важной боевой характеристикой противотан-
ковой пушки. Если эта величина получится меньше, чем у ана-
логичных существующих орудий, то это укажет, что вес бро-
небойного снаряда и его форма выбраны неудачно, а поэтому
следует искать другое более лучшее решение, позволяющее
повысить дальность прямого выстрела.
К баллистическим расчетам относится также определение
крутизны нарезки у дула. Ее определение необходи-
мо произвести для наименее устойчивого из
всех применяемых для стрельбы из проекти-
руемого орудия снарядов.
У противотанковых пушек осколочные снаряды менее устой-
чивы, чем бронебойные. Поэтому к р у т и з ну нарезки у
дула для противотанковых пушек следует
производить для осколочного снаряда.
Орудия зенитной артиллерии. Стрельба по самолетам мо-
жет производиться осколочно-фугасными снарядами или оско-
лочными снарядами. В первом случае предполагается прямое
попадание снаряда непосредственно в самолет, во> втором —
поражение самолета осколками снаряда, разрывающегося
на некотором удалении от самолета. Поражение самолета пря-
мым попаданием снаряда является трудной огневой задачей,
а поэтому такая задача по самолетам, летящим на небольшой
высоте, решается малокалиберными автоматическими пушка,-
ми, обладающими большой скорострельностью и большой на-
чальной скоростью снаряда.
Дистанционная же стрельба осколочными снарядами про-
изводится всеми зенитными орудиями от калибра 76,2 мм
и выше.
В задании на проектирование зенитного орудия, помимо
всех прочих данных, будут заданы калибр d, высота Я, на ко-
торой проектируемое орудие должно вести борьбу с самолета-
511
ми противника, вес системы в боевом положении, а также наи-
больший угол возвышения.
Для повышения меткости стрельбы из орудий зенитной ар-
тиллерии весьма важно, чтобы снаряд пролетал расстояние до
цели в возможно короткое время. Время же полета в опреде-
ленные точки поражаемого пространства для данного калибра
зависит от формы снаряда, его веса и начальной скорости.
Поэтому одной из первых задач баллистического проектиро-
вания зенитного орудия является выбор такого веса снаряда
•и формы его, для которого время полета в опреде-
ленную точку поражаемого пространства бу-
дет наименьшим. Для того чтобы подобрать вес такого сна-
ряда, поступают следующим образом.
Принимая для всех снарядов один и тот же коэффициент
формы, задаемся гаммой весов снаряда
41 < #2 < #з < • • • < Чп'
Поскольку указан вес системы в боевом положении, то, за-
давшись коэффициентом а использования металла, возможно-
го для данного калибра зенитного орудия, определяют величи-
ну допустимой дульной энергии
_	Об
— - —
2g- а
и, исходя из этой дульной энергии, находят для каждого
веса снаряда
^01 > ^02 > *\)3 > • • • > ^04*
После этого, задаваясь двумя —тремя наиболее типич-
ными боевыми дальностями для указанной высоты, пользу-
ясь таблицами внешней баллистики АНИИ, часть VI, прини-
мая коэффициент формы 1 = 1,2, определяют значения вре-
мен
fl, ^2» ^3> • • • > ^п'
Затем, построив для каждой боевой дальности кривые, по-
казывающие изменение t в зависимости от q, выбирают вес
снаряда, отвечающий поставленному выше требованию.
Для того чтобы более фундаментально убедиться в спра-
ведливости принятого решения, необходимо для снаряда
выбранного веса -и еще двух снарядов, ему близких по весу,
элементы траекторий вычислить методом численного' интегри-
рования, и уже после этого принять окончательное решение о
весе снаряда. Однако при окончательном выборе веса снаряда
необходимо оценить его также по количеству полученных по-
ражающих осколков.
512
Если же калибр не задам, то решение задачи о выборе
калибра, веса снаряда и его начальной скорости усложняется.
Ниже рассмотрим решение этих вопросов методом, предло-
женным проф. 13. Е. Слухоцким.
В этом случае выбирают ряд калибров, наиболее подходя-
щих для решения поставленной огневой задачи, и задавшись
коэффициентом веса снаряда cq = 15,0 кг!дм\ определяют
веса снарядов для выбранных нами калибров.
Величины начальных скоростей определяем также, исходя
из коэффициента использования металла
а =	(678)
2^<?б	'	7
Величина а может быть определена из таблицы 1 по ве-
личинам d и — причем последней необходимо за-
2qd*
даться, исходя из данных таблицы 18.
Таблица 18
Таблица значений а, кг • м{кг
\ Q. \^тм/дм3 d, мм	100	200	300	400	500	600	700	800	900
20	3	4	4	5	6	6	7	7	8
40	6	9	12	13	15	18	20	21	22
60	12	17	22	26	29	33	37	40	43
80	17	26	34	42	48	53	58	62	66
100	21	32	43	54	62	69	75	80	85
120	24	37	50	63	74	82	88	93	97
140	26	41	 56	70	82	90	96 1	101	105
160	27	44	60	76	89	97	103	108	112
33 Э. К. Ларман
513
Таблица 18 составлена для орудий, не имеющих дульных
тормозов. В случае, если желательно учесть влияние дульного
тормоза при определении то это можно осуществить, исхо-
дя не из действительной величины Сд, а из расчетной
С'Е = () -ЬЕ)Се.	(679)
В этом случае получаемый из таблицы коэффициент ис-
пользования металла определится из формулы
2
a=-^-(!-AE),	<68°)
2gQ6
где ЬЕ — часть энергии, поглощаемая дульным тормозом.
Далее выбираемые калибры ограничивают условиями,
чтобы начальная скорость снаряда находилась в пределах
1200 м/сек > vQ> 900 м/сек.	(681)
Такое ограничение величин начальных скоростей обуслов-
ливается следующими соображениями. При1 ^0, большей
1200 м/сек, трудно' обеспечить удовлетворительную живучесть
ствола. Однако, если имеются реальные данные о том, что
живучесть может быть обеспечена при большей 1200 м/сек,
то верхний предел можно увеличить. Что касается нижнего
предела, то величина начальных скоростей меньше 900 м/сек
для современных зенитных орудий неприемлема из-за большо-
го' полетного- времени, что приводит к понижению вероятности
поражения цели.
При проведении вышеизложенных исследований исходят
из калибров, уже применяемых в нашей артиллерии.
На практике чаще всего условию (681) удовлетворяет один
какой-либо калибр. Если этому условию удовлетворяют не-
сколько калибров, то необходимо провести дальнейшие иссле-
дования и выбрать тот калибр, для которого величина 'матема-
тического ожидания поражения самолета является наибольшей.
Величина математического поражения самолета для сравни-
тельной оценки может быть определена по формуле проф.
Е. А. Беркалова, имеющей вид
M =	(682)
Рн t™
где
М — величина математического ожидания поражения
самолета одним выстрелом;
р — число убойных осколков, которые дает снаряд;
рн — число попаданий в жизненные части самолета,
выводящие его из строя;
514
р — проекция площади жизненных частей самолета на
плоскость, перпендикулярную направленной на цель;
k = 1,27 — коэффициент;
т = 2,68 — показатель степени;
tc — среднее время полета снаряда для всего времени
обстрела самолета.
Поскольку производится сравнительная оценка, то не-
которые из величин, входящих в формулу (510), можно
принять приближенно, а именно:
рн = 50 и р= V2q.
Для определения времени tc задаемся прямолинейным и
равномерным движением самолета, предполагая, что пос-
ледний идет на требуемой высоте Н прямо на стреляющее
Рис. 255. Схема определения Хтах и Amin.
орудие. После этого, пользуясь таблицами внешней балли-
стики АНИИ, ч. IV, задаваясь различными углами возвы-
шения ср, находим величину горизонтальной дальности Хтах
(рис. 256), с которой можно открыть огонь по самолету,
движущемуся на заданной высоте И. Эта величина опреде-
ляется досягаемостью орудия. Однако эта дальность дол-
жна быть такой, чтобы время полета не было более 30
секунд, так как при стрельбе по самолету на дальностях,
для которых время полета более 30 секунд, величина
математического ожидания поражения* самолета становится
ничтожно малой. Исходя из максимального угла возвыше-
ния ершах, пользуясь теми же таблицами, определяют величину
минимальной горизонтальной дальности Xmin. Зная Xmax и
Xmin, необходимо найти и соответствующие времена полета
снаряда /тах и £min при стрельбе по самолету, летящему на
заданной высоте Н.
33*	515
Зная времена, можно определить среднее время £ср по-
лета
/	__ ^min + ^гпах	/г?оо\
ГСр--------	•	(683)
Полное время Т обстрела самолета определится из вы-
ражения
Т == 2 %max ~	,	(6Й4)
где Кам — скорость полета самолета. Множитель 2 в фор-
муле (684) учитывает возможность стрельбы не только по
самолету, летящему на орудие, но и от него.
Величина р может быть определена из выражения
о == Fsin е = F	,	(685)
/l+tg2e	V 7
где
F—площадь жизненных частей самолета;
в — угол места, под которым виден самолет.
При вычислении р берут среднее значение еср, которое
может быть определено по формуле
tg*cp=...„ 	---•	(686)
лтах ' ^min
Величина площади F может быть получена в результате
рассмотрения соответствующего типа самолета противника.
Для тех вычислений, которые производятся для выбора ка-
либра и веса снаряда, можно принять : F = 40 м2 — для
истребителей и F = 200 м2 — для бомбардировщиков.
Математическое ожидание Q вывода из строя самолета за
все время Т стрельбы, принимая за время боя М постоянным,
определится ив выражения
Q = Mnl\	(687)
где п — темп стрельбы (количество выстрелов в одну се-
кунду).
Темп стрельбы может быть определен ориентировочно
по эмпирической формуле
n = -J,	(688)
где
d — калибр, дм\
z — некоторый коэффициент, принимаемый равным:
1/6 —для орудий при ручном заряжании и наличии меха-
низма полуавтоматики и 1/2 —для орудий автоматических.
516
В случае ударной стрельбы величина математического
ожидания М вывода самолета из строя от одного попада-
ния может быть определена из выражения
ь р
т s
с
М
(689)
где
£ = 1,05; г = 2,5;
т — среднее необходимое число попаданий для вывода
самолета из строя.
Величина т, зависящая	от калибра орудия, приведена		
в таблице 19. Прочие величины, вхо- дящие в формулу (689), определяются, как это было указано выше. Величины F в данном случае могут быть взяты несколько повышен-	Значение симости	Таблица 19 величины т в зави- от калибра орудия	
	Калибр орудия d, мм		Среднее число попаданий т
ные, а именно: 65 л/2 — для истребителей и 300 м2 — для бомбардировщиков. Получаемые значения М и Q не будут точно отра- жать действительные уело-	20 25 37 57		5 4 2—3 1-2
вия поражения цели, но для целей сравнительной оценки
орудий различного калибра вполне пригодны.
В результате подобных исследований будут получены ка-
либр орудия, вес снаряда и начальная скорость, которые по-
зволят приступить к решению задачи внутренней баллистики.
Орудия дивизионной, корпусной артиллерии и артиллерии
резерва главного командования. Орудия указанных видов ар-
тиллерии чрезвычайно разнообразны -как по своему устройству,
так и назначению, а поэтому к выбору исходных каждому из
них следует подходить по особому. К этим орудиям, особенно
к дивизионным, предъявляются обычно' два трудно совместно
выполнимых требования — большая мощность и возможно
меньший вес. Большая мощность от этих орудий требуется
для производства стрельбы на большие дальности или для
разрушения мощных фортификационных сооружений. В пер-
вом случае необходимо выбрать такой дальнобойный снаряд,
который, обладая наименьшей дульной энергией, позволял ре-
шать задачу стрельбы на заданную дальность. ЧЗыбор таково
снаряда может быть произведен следующим образом. Предпо-
ложим, что все дальнобойные снаряды имеют наиболее совер-
шенную форму, которая независимо от веса снаряда характе-
517
ризуется одним и тем же коэффициентом формы. Зная ка-
либр орудия, следует задаваться различными весами снарядов
< ?2 < ?з <	• • - < qn
и определить баллистические коэффициенты
С\> C2t ^3» • • • i Сп'
После этого, пользуясь таблицами внешней баллистики
АНИИ, определяют те необходимые начальные скорости, кото-
рые при стрельбе под углами возвышения наибольшей даль-
ности дают возможность получить заданную дальность стрель-
бы. В результате этих вычислений получим начальные скорости
^1>^2>^3> • • • >Чг
Зная начальные скорости и веса снаряда, нетрудно под-
считать дульные энергии
£*! Е2*	• • • , Еп,
характеризующие могущество орудия и, следовательно, вес его
в боевом положении.
При сравнении полученных дульных энергий могут встре-
титься следующие случаи, когда дульные энергии:
1)	постоянны и, следовательно, вес снаряда не имеет значе-
ния. В этом -случае необходимо вес снаряда выбрать из каких-
либо дополнительных условий;
2)	имеют минимальное значение, что указывает на наи-
выгоднейший вес снаряда в баллистическом отношении;
3)	уменьшаются по- мере уменьшения веса снаряда. В этом
случае выгодными в баллистическом отношении будут снаря-
ды легкого веса;
4)	уменьшаются с увеличением веса снаряда, что указы-
вает на выгодность снарядов тяжелого веса.
Так, например, если произвести подобные исследования
для 76,2-мм дивизионной пушки с целью стрельбы на даль-
ность 16 000 м и 10000 м, то окажется, что в первом слу-
чае наивыгоднейшим является снаряд весом ^=19d3 =
= 8,404 кг, а во втором — снаряд весом q = 13d3 = 5,75 кг.
Если же допустить изменение дульных энергий ± 1 %, то
пределы допустимого веса снаряда изменятся 15,7d3^-20d3
и ll,8d34- 15,7d3.
Таким образом, для более могущественной пушки (диви-
зионной) наи^ыгоднейшим весом окажутся снаряды более тя-
желого- веса, а для пушек меньшего могущества (полковой)
снаряды более легкого веса. Если на -вооружении предпола-
гается иметь оба эти орудия, то, очевидно, разумно для них
выбрать единый снаряд с q = 15,7 d3 = 6,916 кг (7,0 кг).
518
Между прочим эти выводы в свое время были подтверждены
практикой. Подобный метод 'исследований может быть реко-
мендован и для орудий других калибров, которые предназна-
чаются для стрельбы дальнобойными снарядами. Однако при
окончательном выборе веса снаряда нельзя слепо придержи-
ваться выгодности веса снаряда в баллистическом отношении,
а следует оценить его и с точки зрения фугасного или оско-
лочного действия. Только в этом случае решение о весе сна-
ряда будет обоснованным и разумным.
Имеются орудия, которые предназначаются для разрушения
бетонных сооружений и других укрытий полевого типа. Для
стрельбы по бетонным преградам служат бетонобойные сна-
ряды, а по преградам полевого типа — осколочно-фугасные.
В трудах по боеприпасам приводятся формулы, позволяю-
щие определить действие указанных типов снарядов по раз-
личного рода сооружениям, а поэтому эти формулы здесь рас-
сматривать не будем, а укажем лишь на те общие положения,
которыми можно руководствоваться при первоначальном вы-
боре калибра и веса снаряда.
Калибр орудия .может быть установлен, исходя из зависи-
мости
d = —,	(690)
п
где Ь — толщина преграды;
п — величина, зависящая от качества преграды.
Значения п для бетонобоиных преград следующие:
а)	для горизонтальных бетонных покрытий 5,0—7,0;
б)	для вертикальных бетонных стенок 10,0—12,0.
При стрельбе по горизонтальным перекрытиям начальная
скорость снаряда и угол возвышения (более 45°) так должны
быть подобраны, чтобы угол падения не был бы меньше 60°.
При углах падения, меньших 60°, не будет получаться надеж-
ное пробитие преграды и начнут появляться рикошеты.
При первоначальном выборе весов снаряда можно прини-
мать значения cq от 12 до 15—для осколочно-фугасных сна-
рядов м от 14 до 18 — для бетонобойных снарядов.
При проведении решения задачи внешней баллистики по
таблицам АНИИ можно принимать коэффициент формы сна-
ряда z, равным 1,00, а в случае решения с помощью вспомо-
гательных функций Сиаччи — I, равным 0,60.
Среди орудий рассматриваемых видов артиллерии имеется
значительное число гаубиц и других типов орудий, имеющих
переменный боевой заряд. Величина начальной скорости для
519
полного заряда устанавливается, исходя из наибольшей даль-
ности! стрельбы, указанной в задании на .проектирование ору-
дия или желаемого пробивного действия. Начальная скорость
для последнего наименьшего заряда устанавливается, исходя
из заданной наименьшей дальности стрельбы. Установление
примерных величин начальных скоростей для промежуточных
зарядов необходимо производить таким образом, чтобы полу-
чить перекрытия дальностей не менее чем 8 Вд.
Поскольку для вновь проектируемого орудия нет еще
точных данных о величине Bd, то их можно определить
приближенно с запасом в большую сторону.
В таблице 20 приведены значения —— в зависимости от vQ.
х
Таблица 20
Вд
Значения — от v0
v0, м/сек
200
300
400
Вд
X
г0, м/сек
1
100
1
150
200
500
600 и более
Вд
X
1
Й0
1
300
После того, как выбраны типы снарядов и их начальные
скорости при различных зарядах, следует установить, какой
снаряд и при какой начальной скорости будет обладать наи-
меньшей устойчивостью на полете, и для него вычислить необ-
ходимую крутизну нарезки у дула.
Соображения о решении основной задачи внутренней бал-
листики. После того, как будут установлены d,q и —
приступают к решению задачи внутренней баллистики, в ре-
зультате чего устанавливаются геометрические размеры канала
ствола и такие условия заряжания, при которых снаряд дан-
ного веса q приобретает определенную выше дульную ско-
рость. К геометрическим размерам канала ствола относится
объем и форма каморы, длина пути снаряда по каналу ствола,
площадь поперечного' сече1ния канала ствола с учетом профиля
нарезов и длина всего ствола вместе с затворной частью по-
следнего. К условиям заряжания относятся вес заряда задан-
ной природы пороха, плотность заряжания, форма и основные
размеры порохового зерна. *
520
Хотя заданными являются d, q и г*д, все же решение
задачи внутренней баллистики является неопределенной.
Возможны различные варианты этого решения, из которых
необходимо выбрать какой-либо один.
В баллистической литературе можно встретить целый
ряд критериев для оценки этих вариантов. К таким крите-
риям относятся:
1)	механический коэффициент полезного действия
=	;	(691)
у®
2)	термический коэффициент полезного действия
= <692>
3)	отношение среднего давления рср из диаграммы к на-
ибольшему давлению рт
;	(693)
Рт
4)	критерии проф. М. Е. Серебрякова
=	(694)
где
R = -----2^2----
Uo + Рт
представляет отношение механической энергии <рЕд, рассчи-
танное на единицу объема s(/0 + Zd) канала ствола и отне-
сенное к наибольшему давлению рт.
Можно было бы подобный перечень указанных критериев
продолжить. Однако все означенные 'критерии являются отвле-
ченными и сами по- себе не могут служить для оценки выгод-
ности выбираемого варианта решения задачи внутренней бал-
листики с точки зрения работы и службы вновь проектируемо-
го артиллерийского орудия.
Поясним это положение на примере охотничьего ружья.
Как известно, длина стволов гладкоствольных охотничьих ру-
жей не превышает 750 мм, хотя при большей длине вес ружья
был бы приемлем, и механический коэффициент полезного
действия получился бы выше. Однако это не делается потому,
что подобные ружья были бы крайне неудобны на охоте для
основного вида стрельбы на вскидку. Точно также обстоит
вопрос при баллистическом проектировании артиллерийского
орудия. Известно, что увеличение длины ствола выгодно по
следующим обстоятельствам: во-первых, увеличивается коэф-
521
фициент полезного действия орудия, так как при заданных:
дульной энергии, наибольшем давлении и плотности заряжа-
ния можно обойтись меньшим зарядом; во-вторых, при боль-
шей длине уменьшается дульное давление рд и температура
пороховых газов Тд, уменьшение рд благоприятно отражает-
ся на условиях вылета снаряда, а уменьшение Тд облегчает
достижение беспламенности выстрела; в-третыих, орудие при
данном варианте решения задачи внутренней баллистики бу-
дет менее чувствительным по отношению к случайным измене-
ниям различных факторов, влияющих на дульную скорость.
Однако, несмотря на указанные преимущества орудия с
длинным стволом с точки зрения службы орудия полевой ар-
тиллерии, подобный вариант решения задачи внутренней бал-
листики чаще всего окажется мало пригодным.
Во-первых, увеличение длины ствола не выгодно с точки
зрения увеличения габаритов всего орудия. Полевое орудие с
длинным стволом, вследствие увеличения длины артиллерий-
ской повозки, становится мало поворотливым при движении
на местности с местными предметами (деревьями и т. п.) и по
узким переулкам. При установке длинноствольных орудий на
танках и самоходных артиллерийских установках снижается
проходимость через рвы, валы и тому подобные препятствия,
причем возможны «утыкания» ствола в грунт. С точки зрения
компоновки всего орудия при длинном стволе затрудняется
уравновешивание качающейся части.
Во-вторых, с увеличением длины ствола возрастает его вес
и момент инерции относительно оси, перпендикулярной оси
канала ствола. Если вес ствола растет медленнее, чем его
длина, то момент инерции растет почти пропорционально
квадрату длины ствола. Последнее обстоятельство становится
весьма чувствительным с возрастанием калибра орудия. По-
этому для артиллерийских установок, где требуются большие
угловые скорости вертикальной и горизонтальной наводки
осуществлять ручными приводами (танки, самоходные артил-
лерийские установки), ствол желательно делать возможно
коротким.
Большинство современных артиллерийских орудий имеет
большие начальные скорости снаряда, осуществление которых
требует большой длины ствола. С другой стороны, с точки
зрения служебной, длину стволов чаще всего необходимо де-
лать по возможности короче. Разумное разрешение этих двух
трудно совместно выполнимых требований должно быть про-
изведено при решении задачи внутренней баллистики. Само
собой понятно, что, решая задачу по уменьшению длины ство-
ла, нельзя игнорировать получение таких характеристик,
522
как т)к, гд и т. д., которые должны находиться в вполне
удовлетворительных пределах.
Приступая к решению задачи внутренней баллистики, необ-
ходимо прежде всего собрать данные, характеризующие кон-
струкцию канала и условия заряжания для орудий, близких
по калибру и могуществу к проектируемому орудию. Наличие
этих данных позволит правильно задаваться некоторыми
исходными данными при решении задачи внутренней бал-
листики.
Обычно приступая к решению задачи внутренней бал-
листики, задаются рткр и плотностью заряжания А. Эти дан-
ные можно выбрать пользуясь таблицей 21\ где входной
величиной является коэффициент могущества
С — qv"
E~2gd* ’
Таблица 21
Таблица некоторых баллистических характеристик в зависимости
от СЕ
СЕ, тм/дм*	y]u), тм/кг	Ртку кг/см1 2	А, кг!дл&	I	^ст, калибры
100	124	1700	0,50	1,02	14
200	120	1950	0,55	1,09	23
300	117	2200	0,59	1,18	31
400	114	2400	0,62	1,28	38
500	112	2000	0,64	1,39	44
600	110	2800	0,66	1,50	51
700	108	2950	0,67	1,61	57
800	107	3100	0,68	1,73	64
900	106	3250	0,69	1,85	71
1000	105	3350	0,69	1,98	78
1100	104	3450	0,70	2,11	85
1200	104	3550	0,71	2,25	91
1300	103	3650	0,71	2,40	98
1400	103	3750	0,72	2,57	Г05
1500	102	3900	0,73	2,75	112
1600	102	4000	0,74	2,95	119
Таблица 21 составлена применительно к снарядам с ко-
эффициентом веса равным 15кг/о1и3. При легких снаря-
дах с коэффициентом веса cq, равным 10кг/дл<3, помещенные
в данной таблице ршкр следует увеличить на 5%, а вели-
чины Лст на 10%.
1 Таблица (составлена проф. В. Е. Слухоцким на основе рассмотре-
ния ряда орудий, показавших высокие боевые качества.
523
Иногда длина ствола — может быть задана тактико-тех-
d
ническими требованиями. Если эта заданная величина ока-
жется меньше, чем получаемая из таблицы, то, пользуясь
таблицами ГАУ, расчетом необходимо убедиться возможно
ли при выбираемых из таблицы рткр и получить требу-
емую дульную скорость. Полученные результаты покажут,
что для данного частного случая требуется изменить объем
каморы WQ и вес заряда о>, удерживая выбранные величины
лткр И или же с изменением U70 и а) изменить также
рткр и , руководствуясь служебными условиями работы
проектируемого орудия.
Выбирая максимальное давление, необходимо' учитывать то
обстоятельство, чтобы ствол можно было изготовить ив суще-
ствующих марок орудийной стали и чтобы можно было до-
стигнуть надежной обтюрации существующими обтюрирую-
щими устройствами. Таким предельным максимальным давле-
нием следует считать давление 4000 кг/см2. В автоматических
малокалиберных пушках с целью получения безотказности,
работы автоматики не следует максимальное давление выби-
рать выше 3500 кг/см2 (по крешеру 3100 кг/слг2). Минимальное
давление должно быть таким, чтобы обеспечить надежное
взведение взрывателей, применяемых в данном орудии.
Плотность заряжания в орудиях среднего- и крупного ка-
либров не должна превосходить 0, 75 кг/дм3, так как уже при
этом значении А возможны затруднения в составлении заря-
да. Только в орудиях малого калибра при применении графи-
тованных зерненых или пластинчатых порохов предельная
допустимая расчетная величина А =0,80 кг1дм\
Пример. Произвести решение задачи внутренней баллистики для
зенитной пушки со следующими исходными данными: d = 25 мм\
q — 15^3 — 0,234 кг\ v0 = 1000 м/сек.
2
1. Определяем СР — ----- = 885 мм/дм* 900 мм/дм2.
2. Из таблицы 21 получаем 106 тм/кг; Рткр “3300 кгсм-;
А = 0,69 кг/дм^ х = 1,88.
3. Определяем вес заряда =----— = 0,136 кг. Попутно рассмотрим
2^со
при том же Ршкр и А варианты, у которых веса зарядов примерно на
20% больше и меньше вычисленного выше, т. е. при о>, равном 0,110 кг,
и о», равном 0,160 кг.
524
4. Определяем s = 0,81^ = 0,0506 дм2.
При первых вычислениях не будем учитывать уширение каморы, по-
лагая
Xj = 0,5 и Х2 = 1/3.
Все вычисления сведем в таблицу 22.
Сводная таблица вычислений
А. Предварительные вычисления
Таблица 22
№
по
пор.
1
2
3
4
5
6
Формулы
Результаты
вычислений
0,75d , 1
— +
X, = 0,5------!И----
1 +Лд
0,75d	1
1 А? — . Н---------
, _ *	________‘о 7.н
з • 1+Лд
со
ср = 1,03 Х2
я
1,12?	, о
Рт = —-------Кг1СМ*
+А1т)
\	Ч /
Лд находим по ТБР по Д, рт и ^табл
0,454
0,302
1,206
3460
1585
3,86
Б. Расчеты для вариантов
№ по пор.	Формулы	Результаты вычислений		
		I вариант	II вариант	III вариант
1	со	1 0,110	1 0,136	0,160
2	U70= 4". Д	0,160	0,197	0,232
3	l0 = V дм О	,3,16	3,89	4,58
525
№ по пор.	Формула	Результаты вычислений		
		1 1 вариант |	II вариант	III вариант
4	1	о) ? = 1.03+ — • - - 3	q	1,187	1,224	1,258
5		1,12с?		3480	3440	3400
	Рт	/	ш \ Рткр (l+v) 1,05 +0,5 — \	4 /			
6	л / чч «'табл = vd 1/	1750	1596	1492
7	Лд находим из ТБР по данным Д и рт	6,0	3,98	3,17
8	1д = Л^/о, дм	18,95	15,47	14,52
9	, ом	1,68	2,07	2,44
10	г	4’ h , 1 е	е- £ст =	 +1,5, калибров d	84,1	71,7	69,4
11		1	1,69	1,72	1,75
	Хн- 1	0,75rf			
12	находим из ТБР по данным Д, Рт И г/Табл	1,77	1,82	1,87
13	Лк Чк = ~	0,29	0,46	0,58
14	3 II	0,276	0,223	0,19
15	Рср Т) —	_ 	’ Рт Зрт^д	0,509	0,656	0,726
Рассматривая данные таблицы нетрудно убедиться, что от первого
варианта следует отказаться из-за большой длины ствола. Второй и тре-
тий варианты, если исходить из длины ствола, являются почти равно-
ценными, однако у второго варианта получается более высокий коэффи-
циент полезного действия, а поэтому остановимся на нем, как на отно-
сительно более выгодном.
Полученное решение необходимо уточнить, учитывая бутылочность
каморы, как это было показано выше.
После уточнения производится подбор пороха и построение баллисти-
ческих кривых, как это было показано в главе II «Сведения из внутрен-
ней баллистики».
526
При наличии в боекомплекте орудия нескольких различных
снарядов решение задачи внутренней баллистики производится
для основного типа снаряда, /При стрельбе с которым полу-
чается наибольшая дульная энергия. Для гаубиц и пушек,
имеющих переменный заряд, решение задачи внутренней бал-
листики производится, исходя из данных для полного заряда.
После выбора варианта решения для полного заряда опреде-
ляется для наименьшего заряда, исходя из давления ртКр
обеспечивающего взводимость взрывателя. Попутно необходи-
мо решить вопрос о том, будет ли переменный заряд состоять
из одной или двух марок пороха. Зная вес полного и наимень-
шего зарядов, можно задачу внутренней баллистики решить
для двух промежуточных зарядов и построить график зависи-
мости т^д от весов зарядов, который облегчает выбор и окон-
чательное установление числа переменных зарядов и шкалы
величины г/д для них.
Конструкторская часть эскизного проекта ариллерийского
орудия состоит из чертежей и расчетов всех основных агрега-
тов и механизмов проектируемого артиллерийского орудия.
Чертежи должны быть так разработаны, чтобы дать -полное
представление об общем устройстве орудия, его габаритных
размерах, устройстве и работе механизмов.
Вопросы проектирования отдельных агрегатов были с до-
статочной подробностью изложены в соответствующих главах
курса, а поэтому остается остановиться лишь на некоторых
общих вопросах выполнения этой части эскизного проекта.
Первый вопрос, который необходимо решить, является вопрос
с весе орудия в боевом положении. Если этот вес задан, то
необходимо сразу установить, пользуясь данными о суще-
ствующих системах и коэффициентом использования металла,
насколько легко можно будет добиться осуществления данного
веса, а если встречаются затруднения, то как их преодолеть.
После этого, пользуясь коэффициентом распределения масс
е = — , можно установить вес откатных частей, а далее вес
Об
ствола и вес неподвижных частей лафета. Коэффициент рас-
пределения масс меняется довольно в широких пределах
от 0,20 до 0,53 и зависит от конструкции артиллерийского ору-
дия. После того, как установлены основные весовые характе-
ристики, необходимо приступить -к разработке общей компо-
новки орудия и его габаритных размеров. Надо, как правило,
сначала конструировать, ia потом рассчиты-
вать. Это положение справедливо как при выполнении об-
щей компоновки орудия, так и отдельных агрегатов и механиз-
мов орудия.
527
При цроектировании! орудий для стрельбы по подвижным
целям необходимо установить требуемые скорости наводки для
механизмов вертикального и горизонтального наведения.
Рассмотрим этот вопрос
тиллерии. Для этих орудий
Рис. 257. Схема определения
необходимой скорости наводки.
для орудий противотанковой ар-
скорость горизонтальной наводки
должна быть такой, чтобы осу-
ществить непрерывное слежение
за целью
Если скорость движения тан-
ка v, м/сек, а дальность до цели
равна D, то угловая скорость ш,
необходимая для слежения за
целью (рис. 257), определится
по формуле
ш = \695)
D L^J х
где 7 — курсовой угол.
Наибольшая скорость u)max по-
требуется для кругового движе-
ния, когда 7 = 90°. Тогда
_______ v
штах —
(696)
Выражая угловую скорость в градусах в секунду, по-
лучим
180у
(697)
где с — необходимая наибольшая скорость наводки.
Если ф'тах — наибольшая скорость наводки, допускаемая
поворотным механизмом и ф' < с, то наводка слежением за
целью окажется невозможной.
Если обозначим через v6 боевую скорость движения
танка, то
£>п₽
Уб
'('max
(698)
где
£>пр — радиус зоны вокруг орудия, внутри которой сле-
жение за целью орудием не представляется возможным.
528
Аналогичными рассуждениями можно установить и разме-
ры «мертвой воронки» вокруг зенитного орудия. Поскольку у
современных зенитных орудий применяются силовые приводы
как на подъемном, так и поворотном механизмах, то здесь
удается получать весьма высокие скорости наводки, вследствие
чего размеры мертвой воронки незначительны.
При выполнении проекта часто будут использоваться кон-
струкции механизмов орудий, созданных нашими талантли-
выми конструкторами первоклассных орудий нашей советской
артиллерии. Однако каждый механизм или агрегат, заимство-
ванный от существующего объекта, должен быть критически
оценен, в нем должны быть сделаны рациональные изменения
и усовершенствования, должна быть аналитически исследована
его кинематика, динамика и прочность. Большое внимание
должно быть обращено на удобство эксплуатации орудия в
боевых условиях. Выполняя проект нового артиллерийского
орудия, необходимо постоянно помнить, что- создаваемое ар-
тиллерийское орудие должно наилучшим образом обеспечить
меткую стрельбу по живой силе и технике врага.
34 э. К. Ларман
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ I
Таблица значений импульсов /к для некоторых
марок порохов
Марка пороха	Ас,	1 Марка пороха	Ас»
	кг* сек/дм2		кг-сек/дм2
А. Пироксилиновые		2. Пороха с семью	
пороха		каналами	
1. Пороха с одним		6/7	555
каналом		7/7	690
4/1	310	9/7 12/7	945 ИЗО
4/1	340	14/7	1230
18/1	1350	15/7 17/7	1340 1420
22/1	1550		
120/45	1610	Б. Нитроглицериновые	
100/50	1635	пороха	
152/45	1660	9/1 НГВ НДТ-2 16/1	615 1450
130/55	1855	НДТ-3 16/1	1510
120/50	2000	130/55 НГВ 100/50 Н	1660 1690.
180/60	2560	100/50 НЦ	1710
203/50	2820	НДТ-3 18/1 305/5*2 НГВ	1760 3690
305/52	4650		
530
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Значения — • _2±1-----Г— в зависимости от --------
2	2г.+1 + г.	г.
Си
СО
Г.+ 1	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
г. 1										
1.0	0	0,0099	0,0196	0,0292	0,0387	0,0480	0,0571	0,0661	0,0749	0,0836
1,1	0,0921	0,1005	0,1088	0,1169	0,1248	0,1327	0,1405	0,1481	0,1555	0,1628
1,2	0,1700	0,1742	0,1842	0,1911	0,1979	0,2046	0,2111	0,2176	0,2240	0,2302
1,3	0,2363	0,2483	О;2483	0,2542	0,2600	0,2657	0,2712	0,2667	0,2721	0,2874
1,4	0,2927	0,2979	0,3029	о;3080	0,3129	0,3177	0,3225	0,3272	0,3318	0,3363
1,5	0,3408	0,3453	0,3497	0,3530	0,3582	0,3624	0,3665	0,3705	0,3745	0,3784
1,6	0,3823	0,3862	0,3900	0,3937	0,3973	0,4009	0,4045	0,4080	0,4114	0,4148
1,7	0,4181	0,4214	0,4247	0,4279	0,4311	0,4342	0,4373	0,4404	0,4434	0,4463
1,8	0,4492	0,4521	0,4559	0,4577	0,4605	0,4632	0,4659	0,4686	0,4712	0,4713
1,9	0,4762	0,4887	0,4812	0,4837	0,4862	0,4886	0,4909	0,4932	0,4955	0,4978
2,0	0,5001	0,5023	0,5044	0,5065	0,5086	0,5107	0,5129	0,5150	0,5170	0,5190
2,1	0,5210	0,5229	0,5248	0,5267	0.5287	О,53о4	0,5322	0,5340	0,5358	0,5376
2,2	0,5394	0,5411	0,5427	0,5413	0,5460	0,5477	0,5494	0,5510	0,5526	0,5542
2,3	0,5558	0,5573	0,5588	0,5603	0,5617	0,5631	0,5646	0,5650	0,5654	0,5658
2,4	0,5702	0,5716	0,5720	0,5744	0,5758	0,5771	0,5784	0,5797	0,5809	0,5821 .
2,5	0,8534	0,5846	0,6859	0,5871	0,5883	0,5895	0,5906	0,5917	0,5928	0,5939
2,6	0,5950	0,5961	0,5972	0,5983	0,5994	0,6005	0,6016	0,6026	0,6036	0,6046
2,7	0,6056	0,6066	0,6075	0,6085	0,6095	0,6104	0,6113	0,6122	0,6132	0,6142
2,8	0,6152	0,6162	0,6171	0,6180	0,6188	0,6196	0,6204	0,6213	0,6221	0,6229
2,9	0,6237	0,6245	0,6253	0,6261	0,6269	0,6277	0,6285	0,6293	0,6301	0,6309
з,о	0,6316	0,6324	0,6301	0,6389	0,6348	0,6352	0,6359	0,6366	0,6374	0,6381
3,1	0,6387	0,6494	0,6400	0,6406	0,6413	0,6420	0,6427	0,6433	0,6440	0,6447
3,2	0,6453	0,6459	0,6465	0,6471	0,6477	0,6483	0,6489	0,6495	0,6501	0,6507
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
3r.2
Значения ------z..+1- ... в зависимости от
2г2 +г.
G+1 Г. 1	У,			Л±1_	У,
		г. 1		Г. 1	
1,00	1,0000	1	1,49	1,2243	2,46	1,3855
1,01	1,0066	1 .1,50	1,2273	2,48	1,3872
1,02	1,0131	I 1,52	1,2331	2,50	1,3889
1,03	1,0195	!	1,54	1,2388	2,52	1,3905
1,04	1,0258	1	1,56	1,2443	2,54	1,3921
1,05	1,0320	!	1,58	1,2497	2,56	1,3973
1,06	1,0381	1	1,60	1,2549	2,58	1,8952
1,07	1,0441	1	1,62	1,2600	2,50	1,3967
1,08	1.0449	1,64	1,2649	2,62	1,3982
1,09	1,0557	1	1 ,С6	1,2696	2,64	1,3996
1,10	1,0614	i 1,68	1,2743	2,6н	1,4010
1,11	1,0670	1,70	1,2788	2,68	1,4024
1,12	1,0725	:	1,72	1,2831	2,70	1,4037
из	1,0779	1,74	1,2874	2,72	1,4050
1,14	1,0832	1,76	1,2915	2,74	1,40(3
1,15	1,0885	1,78	1,2956	2,76	1,4076
1,16	1,0936	1,80	1,2995	2,7s	1,4089
1,17	1,0987	1,82	1,3033	2,80	1,4101
1,18	1,1037	1,84	1,3070	2,82	1,4113
1,19	1,1086	1,86	1,3106	2,84	1,4124
1,20	1,1134	1,88	1,3141	2,86	1,4136
1,21	1,1182	1,90	1,3175	2,88	1,4147
1,22	1,1228	1,92	1,3209	2,90	1,4158
1,23	1,1274	1,94	1,3241	2,92	1,4169
1,24	1,1319	1,96	1,3273	2^94	1,4180
1,25	1,1364	1,98	1,3303	2,96	1,4190
1,26	1,1407	2,00	i,зззз	2.98	1,4201
1,27	1,1450	2,02	1,3363	3,00	1,4211
1,98	1,1493	2,04	1,3391	3,05	1,4235
1,29	1,1534	2,06	1,3419	3,10	1,4258
1,30	1,1575	2,08	1,3446	3,15	1,4280
1,31	1,1616	2,10	1,3473	3,20	1,4302
1,32	1,1655	2,12	1,3498	3,25	1,4322
1,33	1,1694	2,14	1,3524	3,30	1,4342
1,34	1,1733	2,16	1,3548	3,35	1,4360
1,35	1,1771	2,18	1,3572	3,40	1,4378
1,36	1,1808	2,20	1,3596	3,45	1,4395
1,37	1,1845	2,22	1,3618	3,50	1,4412
1,38	1,1881	2,24	1,3641	3,55	1,4428
1,39	1,1916	2,26	1,3663	3,60	1,4443
1,40	1,1951	2,28	1,3684	3,65	1,4457
1,41	1,1986	2,30	1,3705	3,70	1,4472
1,42	1,2020	2,32	1,3725	3,75	1,4485
1,43	1,2053	2,34	1,3745	3,80	1,4498
1,44	1,2086	2,36	1,3764	3,85	1,4511
1,45	1,2118	2,38	1,3783	3,90	1,4523
1,46	1,2150	2,40	1,3802	3,95	1,4534
1,47	1,2181	2,42	1,3820	4,00	1,4545
1,48	1,2212	2,44	1,3838		
532
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.	По внутренней баллистике
1.	М. .Е. Серебряков. Внутренняя баллистика, Оборонгиз. 1949.
2.	В. Е. Слухоцкий. Баллистическое проектирование. МВТУ. 1946.
3.	Д. А. В е н т ц е л ь. Баллистический 1равчет орудия. Сборник докла-
дов научно-технической конференции. ВВА. 1944.
2.	По проектированию артиллерийских орудий
1.	Э. К. Л а р м а и. Проектирование и производство артиллерийских
систем. Ч. 1. Проектирование орудийных стволов и затворов. Воениз-
дат. 1949.
2.	К. К. Третей, С. А. Приходько. Проектирование и произвед-
ет во артиллерийских систем. Ц. II. Проектирование лафетов. Восн-
издат. 1949.
3.	К- К. Третей, М. Ф. С а м у с е н ко. Проектирование и произ-
водство артиллерийских систем. Ч. III. Вып. 1. Орудия с выкатом и с
двойным откатом. Артакадемия. 1948.
4.	А. Н. Куприянов. Проектирование и производство артилле-
рийских систем. Ч. III. Вып. И. Расчет механизмов и деталей лафета
Артакадемия, 1948.
5.	А. Н. Ку п р и я н о в. Основы расчета и проектирования полуавто-
матических затворов артиллерийских орудий. Оборонгиз. 1951.
6.	Н. Ф. Дроздов. Сопротивление артиллерийских орудий и их
устройство. Ч. I и II. Артакадемия. 1932.
7.	А. Ф. Головин. Исследование износа артиллерийских орудий.
ВТ А. 1930.
8.	Д. К. Чернов. О выгорании каналов в стальных орудиях. «Ар-
тиллерийский журнал», № 27. 1912.
9.	Н. Я. К р у п ч а т н и к о-в. Расчет орудийных стволов. Оборон-
гиз. 1946.
533
10.	И, И. Иванов. Основы расчета и проектирования лафегов. Гос-
техиздат. 1933.
111. AL А. Т о л о ч к о в. Действие выстрела на лафет. Артакадемия.
1932.
12.	К. И. Ту роверов. Теория лафетов. Артакадемия. 1934.
13.	Е. Л. Б р а в и н. Новый метод расчета гидравлических тормозов
отката. -Артакадемия. 1944.
14.	И. И. Ив а но в. Расчет тормоза наката, действующего на всем
пути при простейшем законе изменения глубины канавок в штоке.
ЛВМИ. 1934.
15.	Курс артиллерии. Кн. 4. Воениздат. 1947.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие...................................................... 3
Введение......................................................... 5
Глава I. Общие сведения об артиллерийских орудиях
1.	Общая характеристика	артиллерийского орудия ...	13
2.	Общие требования, предъявляемые к артиллерийскому
орудию.......................................... 16
3.	Относительные характеристики	артиллерийских орудий	.	26
4.	Деление артиллерии на виды..........................32
5.	Орудия зенитной артиллерии..........................48
6.	Железнодорожные артиллерийские	установки ....	53
7.	Типы артиллерийских орудий..........................59
Глава II. Сведения из вну^енней баллистики
8.	Общие сведения...............................................62
9.	О некоторых физико-химических и баллистических характе-
ристиках порохов.............................................67
10.	Крешер, крешерный	прибор	и	манометрическая	бомба	70
11.	Наибольшее давление, возникающее при сгорании пороха
в бомбе.......................................................75
12.	Горение пороха..............................................78
13.	Геометрический закон	и	закон	скорости	горения	пороха .	79
14.	Закон газообразования и влияния на него формы поро-
хового зерна .	.	..................................83
15.	Баланс энергии при выстреле и коэффициент полезного
действия пороховых газов в орудии............................89
16.	Вывод основного уравнения внутренней баллистики .	.	95
535
17.	Среднее давление пороховых тазов на дно снаряда .	98
18.	Зависимость между давлением на дно снаряда и на дно ка-
нала и влияние уширения каморы на коэффициент фик-
тивности .................................................  100
19.	Зависимость между расчетной величиной наибольшего
давления рт пороховых газов в канале ствола и величиной
максимального давления Ршкр, определяемого вкладным
крешерным прибором......................................... 104
20.	Таблицы внутренней баллистики Главного артиллерийского
управления (ГАУ) Советской Армии и их применение .	105
21.	Некоторые соображения о выборе сорта пороха для ар-
тиллерийского орудия .	.	>	.	................117
22.	Дифференциальные формулы испытательной комиссии Ох-
тенских пороховых заводов и поправочные формулы и
таблицы проф. В. Е. Слухоцкого..............................121
23.	Построение кривой наибольших давлений пороховых газов,
действующих на стенки ствола................................128
24.	О некоторых нежелательных явлениях, сопровождающих
выстрел.....................................................132
Глава III. Действие выстрела на артиллерийское орудие
25.	Устойчивость и неподвижность артиллерийского орудия во
время выстрела..............................................135
26.	Неподвижность и устойчивость артиллерийского орудия с
откатом ствола по оси канала ствола.........................142
27.	Свободный откат ствола............................... .	151
28.	Торможенный откат и определение его элементов в первом
периоде .	.....................................159
29.	Определение длины отката X и элементов торможенного
отката во втором периоде....................................170
30.	Дульный тормоз и его влияние на элементы отката	174
31.	Способы уменьшения действия выстрела на артиллерийское
орудие и повышение его устойчивости во время выстрела 181
Глава IV. Устройство орудийных стволов и затворов
32.	Устройство орудийных стволов и общие понятия об их изго-
товлении .................................................. 195
33.	Напряжения и деформации в стенках цилиндрической
трубы. Задача Ляме — Гадолина.........................202
34.	Нескрепленный ствол................................214
35.	Необходимость скрепления орудийных стволов и способы
его осуществления.....................................222
36.	Скрепление орудийных стволов	цилиндрами	....	226
37.	Предел упругого сопротивления	скрепленного	ствола	.	229
536
Зв. Зависимость тангенциального напряжения сжатия от ве-
личины натяжения...........................................237
39.	Порядок работы и применение полученных формул при
проектировании скрепленного ствола .	.............. 240
40.	Самоскрепленные или а1втофретированные стволы .	.	247
41.	Общее устройство стволов со свободным лейнером или
со свободной трубой............................................251
42.	Теоретические основания устройства стволов со свободным
лейнером или свободной трубой..................................256
43.	Общие сведения об устройстве канала ствола. Крутизна и
профиль нарезов.............................................. 2'^2
44.	Работа нарезной части канала ствола при движении сна-
наряда по ней.................................. .	268
45.	Устройство камор и способы заряжания ....................275
46.	Общие требования к затворам .	.	.............278
47.	Общее устройство клиновых затворов "...	.	.	280
48.	Устройство механизмов клиновых затворов..................287
49.	Условия экстракции гильзы и теоретические основания
работы выбрасывателя ударного действия.........................294
50.	Общее устройство поршневых затворов......................300
51.	Устройство механизмов поршневого затвора ....	304
52.	Специальные механизмы и устройства затворов танковых и
самоходных орудий..............................................309
53.	Устройство	пластических обтюраторов............ 313
54.	Устройство	казенников.......................... 317
55.	Механизмы	продувки орудийных	стволов	....	323
56.	Живучесть	орудийных стволов	.....	.	.	326
Глава V. Основания устройства механизмов полуавтоматики
досылателей и артиллерийских автоматов
57.	Общие сведения о повышении скорострельности артиллерий-
ских орудий ........................................ ........	333
58.	Механизмы полуавтоматики и требования к ним .	.	.	334
59.	Основания устройства досылателей и основные требования
к ним..........................................................341
60.	Общие сведения об устройстве артиллерийских автоматов 357
Глава VI. Противооткатные устройства
61.	Назначение противооткатных устройств и общие требова-
ния к ним	.	  278
62.	Устройство	накатников.....................................379
63.	Теоретические основания устройства и работы пружинных
накатников.....................................................383
64.	Теоретические основания работы гидропневматических и
пневматических накатников............................... .	.	387
537
65.	Теоретические основания устройства гидравлических тор-
мозов отката..............................................	390
66.	Гидравлический тормоз отката веретенного типа .	.	397
67.	Составляющие силы сопротивления откату R и общие ука-
зания по расчету противооткатных устройств ....	406
68.	Накат ствола и устойчивость орудия при накате ...	408
69.	Расчет элементов наката в тормозах веретенного типа . 418
70.	Устройство компенсаторов .	.	............431
71.	Уплотнительные устройства..........................  .	433
72.	Жидкости, применяемые для наполнения противооткатных
устройств...................................................436
Глава VII. Основные механизмы и детали лафета
73.	Сущность наводки. Прицельные устройства .	...	438
74.	Общие понятия о стабилизации танковых артиллерийских
установок и автоматизации процессов	наводки ....	446
75.	Общие требования к механизмам	наводки...................451
76.	Подъемные механизмы.....................................454
77.	Уравновешивающие механизмы..............................459
78.	Поворотные механизмы...................... .	.	465
79.	Определение реакций, действующих на качающуюся часть 467
80.	Люлька, верхний и нижний станки.........................471
81.	Ходовые части полевого артиллерийского орудия на колес-
ном лафете..................................................477
82.	Ходовые свойства артиллерийского орудия на колесном
лафете......................................................480
Глава VIII. Особенности устройства минометов
83.	Общие сведения о минометах . г	485
84.	Общие принципы устройства минометов .	.	.	487
85.	Устройство основных	агрегатов миномета .... v 498
Заключение................................................  507
Приложения..................................................530
Использованная литература ................................. 533
Литературный редактор И. С. Бройдо.
Технический редактор А. К. Гурова. Корректор Т. П. Лойчикова
Сдано в набор 29.5.56
Объем 333/4 п. л. +1 вклейка
Подписано к печати 30.8.56
Формат бумаги 60 x 92 Vie
Г 77071
Зак. 447
Типография Артиллерийской инженерной академии
Замеченные опечатки
Стра- ница	Строка или формула	Напечатано	Следует читать
31	2-я снизу	512-мм	152-мм
		4	о4
405	Формула (557)	1,75	—		175 —	 /2ф
		г.н max	т.н max
416	Формула (601)	1 / ^т.н ^7	I / глЛ7
		1	20g	1	20g
			/	5 \
423	Формула (611)	(Н)	l-V" \ <1 /
Зак. 417