RU2376542C2 - Устройство для производства выстрела - Google Patents
Устройство для производства выстрела Download PDFInfo
- Publication number
- RU2376542C2 RU2376542C2 RU2008107254/02A RU2008107254A RU2376542C2 RU 2376542 C2 RU2376542 C2 RU 2376542C2 RU 2008107254/02 A RU2008107254/02 A RU 2008107254/02A RU 2008107254 A RU2008107254 A RU 2008107254A RU 2376542 C2 RU2376542 C2 RU 2376542C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- shell
- layers
- liner
- turns
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 3
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011257 shell material Substances 0.000 description 19
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 1
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 102220353721 c.122T>G Human genes 0.000 description 1
- 238000000020 capillary micro-extraction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройствам для реактивного пуска или метания твердых тел с помощью высокоскоростного горячего газового потока. Устройство для производства выстрела состоит из металлического лейнера и металлопластиковой оболочки. Лейнер выполнен в виде металлической пружины, а оболочка состоит, по крайней мере, из одного металлического тонколистового слоя и слоя из композиционного волокнистого материала (КВМ) с полимерными матрицами. Повышается коэффициент использования несущей способности КВМ и изгибной жесткости устройства в целом. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области анизотропных конструкций, предназначенных для хранения-транспортировки, реактивного пуска или метания твердых тел с помощью высокоскоростного горячего газового потока.
Известны минометные стволы с металлическим казенником и дульной частью в виде цельнопластиковой (из композиционного волокнистого материала - КВМ) трубы (патент США №3517585, 1972 г.). Применение КВМ позволяет значительно снизить вес ствола, однако отсутствие на внутренней поверхности трубы теплозащитного экрана приводит к повышенному термоэрозионному износу канала ствола и быстрой потере живучести ствола. С целью повышения живучести ствола КВМ укладывают на тонкий металлический моноблок (лейнер). Такие конструкции широко используются в баллистических установках. Это направляющие трубы для пуска реактивных снарядов, артиллерийские и минометные стволы. В качестве примера можно привести реактивные системы Джет Шот (Бельгия) и XLE1 (Великобритания). Они легче цельнометаллических аналогов на 40-50%.
Известны различные варианты исполнения стволов огнестрельного оружия с применением КВМ. («Применение композиционных материалов для стволов огнестрельного оружия», пер. с англ. №№П-24476, П-24480, США, 1981 г.). Общим в их устройстве является наличие металлического лейнера и пластиковой или металлопластиковой оболочки. Введение в конструкцию ствола в то же время имеет и негативные стороны, ограничивающие эффект снижения массы ствола за счет применения КВМ. Причиной этого является значительное различие в величине модуля Юнга металлов и КВМ. Так модуль Юнга стеклопластика, наиболее дешевого и технологичного КВМ, в 4-5 раз меньше соответствующей характеристики высоколегированной стали, что приводит к снижению коэффициента использования несущей способности КВМ и, как следствие, к завышению массы ствола.
В качестве ближайшего аналога можно привести устройство для производства выстрела, описанного в патенте US №3641870 A, F41C 21/02, 15.02.1972 г.
Устройство состоит из стального лейнера и металлопластиковой оболочки, изготовленной путем намотки на лейнер стальной проволоки диаметром 0,05-0,2 мм на эпоксидном связующем. С целью повышения несущей способности ствола намотка производится с расчетным натяжением, что обеспечивает эффект скрепления ствола. Указанный ствол легче цельнометаллического аналога на 40%.
Однако явление релаксации напряжений, связанное с реологией и действием термоциклических нагрузок на армированный полимер, сводит эффект скрепления практически до минимума. Кроме того, однонаправленное (поперечное) армирование оболочки приводит к снижению изгибной жесткости рассматриваемого ствола по сравнению с его цельнометаллическим аналогом. Применение же продольного армирования для повышения изгибной жесткости уменьшило бы эффект снижения массы ствола.
Таким образом данное устройство, как и рассматриваемые выше аналоги, из-за различия значений модуля Юнга материалов лейнера и оболочки обладает низким значением коэффициента использования несущей способности (Кнс) КВМ (максимальные значения Кнс на поверхности контакта лейнер - оболочка: Кнс=0,1 - для стеклопластика и Кнс=0,45 - для боропластика), в то время как в цельнометаллическом аналоге на радиусе, равном радиусу контактной поверхности лейнер - оболочка металлборопластикового ствола Кнс=0,67.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение Кнс КВМ и изгибной жесткости устройства в целом. Поставленная задача решается следующим образом.
Устройство для производства выстрела состоит из металлического лейнера и металлопластиковой оболочки. Лейнер устройства выполнен в виде металлической пружины, а оболочка состоит из одного или более чередующихся тонколистовых металлических слоев и слев из КВМ с полимерными матрицами.
Металлическая пружина лейнера в устройстве выполнена в виде спирали Архимеда, витки которой плотно прилегают друг к другу и удерживаются от раскручивания за счет сил трения.
Металлические слои в оболочке устройства выполнены в виде спиралей Архимеда, витки которых плотно прилегают друг к другу и удерживаются от раскручивания за счет сил трения.
Спирали Архимеда в оболочке устройства укладываются путем намотки на полимеризованные слои КВМ и удерживаются от раскручивания за счет сил трения.
Металлические слои оболочки устройства выполнены из тонких лент путем намотки с переменным по длине устройства шагом.
Соседние витки металлических лент оболочки устройства выполнены с перекрытием относительно друг друга и соединены путем пайки и или импульсной сварки.
Слои из металлических лент расположены у наружной поверхности оболочки.
В промежутках между витками металлических лент оболочки устройства укладываются однонаправленный высокомодульный КВМ и алюминиевая фольга.
Наружная поверхность оболочки устройства представляет обечайку, выполненную из металлической ленты, сваренной встык.
Техническим результатом является повышение коэффициента использования несущей способности КВМ и изгибной жесткости устройства в целом.
На фиг.1 изображен поперечный разрез устройства для производства выстрела.
На фиг.2 изображен продольный разрез.
Устройство для производства выстрела состоит из металлического лейнера 1 и металлопластиковой оболочки 2. Лейнер 1 выполнен в виде спиральной пружины из тонколистового металла (см. фиг.1). Пружина представляет собой спираль Архимеда, витки которой плотно прилегают друг к другу и удерживаются от раскручивания за счет сил трения. Оболочка 2 составлена по радиусу из слоев КВМ 3 и металлических спиралей Архимеда 4, которые укладываются на полимеризованные слои КВМ 3 (фиг.1) или металлические ленты 5 (фиг.2) путем их намотки с переменным по длине устройства шагом hi, что способствует снижению интенсивности массовой погонной нагрузки в направлении от казенной к дульной части баллистического устройства и снижению статического и динамического прогибов в его дульной части.
Витки соседних слоев металлических лент 5 выполнены с перекрытием относительно друг друга и соединены путем пайки или импульсной сварки, что способствует повышению изгибной жесткости баллистического устройства. Слои из металлических лент 5 расположены у наружной поверхности оболочки 2, что ограничивает радиальные перемещения слоев КВМ 3, способствуя тем повышению его Кнс и изгибной жесткости за счет расположения слоев маталлических лент 5 с более высоким модулем Юнга, который в виде тонких листов и стальных лент может превышать на порядок соответствующие значения для слоев КВМ 3.
Повышению изгибной жесткости также может способствовать повышение момента инерции металлических слоев 5, т.к. изгибная жесткость прямо пропорциональна четвертой степени радиуса трубы (устройства).
В промежутках между витками металлических лент 5 укладывается высокомодульный КВМ 6. С целью повышения теплопроводности стенки устройства в промежутках между витками металлических лент 5 может укладываться алюминиевая фольга.
Во время пуска или выстрела давление газового горячего потока воздействует на лейнер 1 (фиг.1), который подобно спиральной пружине раскручивается в пределах упругих деформаций КВМ оболочки 2. Работая подобно механизму, лейнер 1 не является несущей конструкцией в части тангенциальных напряжений. Аналогично работают спирали 4 в оболочке, реализуя эффект использования несущей способности материала оболочки по радиусу устройства. Таким образом реализуется эффект повышения использования коэффициента несущей способности КВМ. Работа лейнера 1 (фиг.2) аналогична несущей способности КВМ.
Спиральные слои металлических лент 5, расположенные у поверхности оболочки устройства, обеспечивают повышение изгибной жесткости устройства и снижение статического и динамического прогиба в его дульной части.
Таким образом, получен технический результат, а именно повышен коэффициент использования несущей способности КВМ и изгибной жесткости устройства в целом.
Claims (9)
1. Устройство для производства выстрела, состоящее из металлического лейнера и металлопластиковой оболочки, отличающееся тем, что лейнер выполнен в виде металлической пружины, а оболочка состоит, по крайней мере, из одного металлического тонколистового слоя и слоя из композиционного волокнистого материала (КВМ) с полимерными матрицами.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что металлическая пружина лейнера выполнена в виде спирали Архимеда, витки которой плотно прилегают друг к другу и удерживаются от раскручивания за счет сил трения.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в оболочке металлические слои выполнены в виде спиралей Архимеда, витки которых плотно прилегают друг к другу и удерживаются от раскручивания за счет сил трения.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что спирали Архимеда в оболочке уложены путем намотки на полимеризованные слои КВМ.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что металлические слои оболочки выполнены из тонких лент путем намотки с переменным по длине устройства шагом.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что соседние витки металлических лент выполнены с перекрытием относительно друг друга и соединены путем пайки и/или импульсной сварки.
7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что слои из металлических лент расположены у наружной поверхности оболочки.
8. Устройство по любому из пп.5 или 6, отличающееся тем, что в промежутках между витками металлических лент укладываются однонаправленный высокомодульный КВМ и алюминиевая фольга.
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наружная поверхность оболочки, представляет обечайку, выполненную из металлической ленты, сваренной встык.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008107254/02A RU2376542C2 (ru) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Устройство для производства выстрела |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008107254/02A RU2376542C2 (ru) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Устройство для производства выстрела |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008107254A RU2008107254A (ru) | 2009-09-10 |
| RU2376542C2 true RU2376542C2 (ru) | 2009-12-20 |
Family
ID=41165892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008107254/02A RU2376542C2 (ru) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Устройство для производства выстрела |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2376542C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2449235C1 (ru) * | 2010-12-07 | 2012-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "НКТ" | Стеклопластиковая пиротехническая мортира, устройство для формования стеклопластиковой пиротехнической мортиры и способ ее изготовления |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3641870A (en) * | 1970-06-04 | 1972-02-15 | Us Army | Shingle-wrap liner for a gun barrel |
| SU1080575A1 (ru) * | 1982-04-07 | 1994-02-15 | А.Г. Иванов | Ствол метательной установки |
| US5692334A (en) * | 1995-12-18 | 1997-12-02 | Roland J. Christensen Family Limited Partnership | Primarily independent composite/metallic gun barrel |
| US6189431B1 (en) * | 1998-01-26 | 2001-02-20 | Remington Arms Company, Inc. | Small caliber gun barrel |
| RU2285881C1 (ru) * | 2005-02-14 | 2006-10-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик, - Федеральное агентство по атомной энергии | Баллистическая установка и способ производства выстрела из нее |
-
2008
- 2008-02-26 RU RU2008107254/02A patent/RU2376542C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3641870A (en) * | 1970-06-04 | 1972-02-15 | Us Army | Shingle-wrap liner for a gun barrel |
| SU1080575A1 (ru) * | 1982-04-07 | 1994-02-15 | А.Г. Иванов | Ствол метательной установки |
| US5692334A (en) * | 1995-12-18 | 1997-12-02 | Roland J. Christensen Family Limited Partnership | Primarily independent composite/metallic gun barrel |
| US6189431B1 (en) * | 1998-01-26 | 2001-02-20 | Remington Arms Company, Inc. | Small caliber gun barrel |
| RU2285881C1 (ru) * | 2005-02-14 | 2006-10-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик, - Федеральное агентство по атомной энергии | Баллистическая установка и способ производства выстрела из нее |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2449235C1 (ru) * | 2010-12-07 | 2012-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "НКТ" | Стеклопластиковая пиротехническая мортира, устройство для формования стеклопластиковой пиротехнической мортиры и способ ее изготовления |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008107254A (ru) | 2009-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4485721A (en) | Rifled fiber reinforced gun barrel | |
| EP0170353B1 (en) | Barrel section and method for its production | |
| US10001337B2 (en) | Composite multi-lobe projectile barrel | |
| DK3080543T3 (en) | FIBER DEVELOPMENT SYSTEM FOR COMPOSITE PROJECTION CIRCUIT STRUCTURE | |
| US20170016691A1 (en) | Metal-Metal-Matrix Composite Barrels | |
| US11385013B2 (en) | Hybrid carbon—steel firearm barrel | |
| US20160363402A1 (en) | Systems and methods for composite gun barrel | |
| US3228298A (en) | Rifle barrel | |
| US8627755B1 (en) | Muzzle brake | |
| NO318820B1 (no) | Prosjektil | |
| US11353303B2 (en) | Sabot, bore rider, and methods of making and using same | |
| RU2376542C2 (ru) | Устройство для производства выстрела | |
| EP4047300A1 (en) | Hybrid carbon-steel firearm barrel | |
| US6789454B2 (en) | Gun barrel for launching large projectiles | |
| US4843946A (en) | Filament-wound venturi | |
| US11933564B2 (en) | Composite projectile barrel | |
| CN207231306U (zh) | 智能复合身管 | |
| US11754381B2 (en) | Sabot of the push-pull type having mutually separate parts for the push and pull function | |
| GB2350881A (en) | Barrel jacket assembly | |
| CN108895888A (zh) | 预应力可主动冷却复合材料火炮身管 | |
| FR2580065A1 (en) | Firearm barrel made of lightweight composite materials of high mechanical strength | |
| US11713938B2 (en) | Bow | |
| US6269729B1 (en) | Shaft for a driven magazine | |
| SE187188C1 (ru) | ||
| Newman et al. | A system overview of the technology development issues for fieldable EML barrels |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120227 |