RU2848868C1 - Device for studying the cooling intensity of the barrel of an artillery gun - Google Patents
Device for studying the cooling intensity of the barrel of an artillery gunInfo
- Publication number
- RU2848868C1 RU2848868C1 RU2024137181A RU2024137181A RU2848868C1 RU 2848868 C1 RU2848868 C1 RU 2848868C1 RU 2024137181 A RU2024137181 A RU 2024137181A RU 2024137181 A RU2024137181 A RU 2024137181A RU 2848868 C1 RU2848868 C1 RU 2848868C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- barrel
- firing
- microcontroller
- temperature
- measuring
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к системам охлаждения орудийных стволов и может применяться для предотвращения перегрева канала артиллерийского ствола и повышения надежности его работы.The invention relates to gun barrel cooling systems and can be used to prevent overheating of the artillery barrel bore and improve the reliability of its operation.
Из уровня техники известна система охлаждения оружейных стволов (RU2531664C2, МПК F41A 13/00, F41A 13/04, опубл. 27.10.2014), имеющая ствол и затвор, при этом система дополнительно снабжена поршневым компрессором, одноходовой или двухходовой, шатун которого одним концом подвижно соединен с затвором или затворной рамой, а другим концом − с поршнем при помощи пальца, а ресивер соединен выпускным клапаном с цилиндром компрессора, воздухопровод ресивера направлен в патронник канала ствола.A cooling system for gun barrels is known from the prior art (RU2531664C2, IPC F41A 13/00, F41A 13/04, published 10/27/2014), having a barrel and a bolt, wherein the system is additionally equipped with a piston compressor, single- or double-acting, the connecting rod of which is movably connected at one end to the bolt or bolt carrier, and at the other end to the piston by means of a pin, and the receiver is connected by an exhaust valve to the compressor cylinder, the air duct of the receiver is directed into the chamber of the barrel bore.
Недостатком известной системы является ее низкая технологичность, связанная со сложностью конструкции системы и необходимости изменения конструкции оружейного ствола.The disadvantage of the known system is its low technological effectiveness, due to the complexity of the system’s design and the need to change the design of the gun barrel.
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению и выбранным в качестве прототипа признано устройство охлаждения артиллерийских стволов (RU2583989C2, МПК F41A 13/00, опубл. 27.08.2015). Устройство выполнено с возможностью его размещения в стволе между снарядом и метательным зарядом, при этом оно имеет возможность образования охлаждающего тонкого сублимирующего покрытия на внутренней поверхности ствола при выстреле.The closest technical solution to the claimed invention and the prototype chosen was a cooling device for artillery barrels (RU2583989C2, IPC F41A 13/00, published August 27, 2015). The device is designed to be positioned in the barrel between the projectile and propellant charge, and it can form a thin, cooling, sublimating coating on the inner surface of the barrel upon firing.
Недостатком известного технического решения является низкая эффективность охлаждения артиллерийского ствола с его помощью.The disadvantage of the known technical solution is the low efficiency of cooling the artillery barrel with its help.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение является обеспечение возможности измерения температуры ствола при выстреле снаряда.The technical problem that the claimed invention is aimed at solving is to ensure the possibility of measuring the temperature of the barrel when a projectile is fired.
Указанная задача решена тем, что устройство содержит узел измерения температуры, закрепленный на внешней поверхности корпуса ствола, при этом узел измерения выполнен на основе микроконтроллера, снабжен первым и вторым измерительными входами, к которым подключены тензометрический датчик для фиксации момента выстрела по вибрации корпуса ствола и резистивный датчик температуры, позволяющий измерять температуру ствола до и после выстрела; при этом измерительные входы узла подключены к линиям аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера, а к выходу его универсального синхронно-асинхронного приемопередатчика подключен радиомодуль, выполненный с возможностью передачи телеметрической информации удаленной автоматизированной системе управления технологическим процессом.The said problem is solved in that the device comprises a temperature measurement unit secured to the outer surface of the barrel casing, wherein the measurement unit is implemented on the basis of a microcontroller, provided with first and second measurement inputs, to which are connected a strain gauge for recording the moment of firing based on the vibration of the barrel casing and a resistive temperature sensor, allowing for measuring the temperature of the barrel before and after firing; wherein the measurement inputs of the unit are connected to the lines of the analog-to-digital converter of the microcontroller, and a radio module, configured with the possibility of transmitting telemetry information to a remote automated process control system, is connected to the output of its universal synchronous-asynchronous transceiver.
Положительным техническим результатом, обеспечиваемым совокупностью признаков устройства, а именно тензометрическим и резистивным датчикам температуры, подключенным к измерительным входам узла измерения температуры, является возможность фиксации момента выстрела по вибрации корпуса ствола и измерения температуры ствола до и после выстрела. Дополнительно с помощью радиомодуля, подключенного к универсальному синхронно-асинхронному приемопередатчику микроконтроллера, возможна передача телеметрической информации удаленной автоматизированной системе управления технологическим процессом (системе регистрации).A positive technical result, achieved by the device's combination of features—specifically, strain gauge and resistive temperature sensors connected to the temperature measurement unit's measurement inputs—is the ability to record the firing moment based on barrel vibration and measure the barrel's temperature before and after firing. Additionally, a radio module connected to the microcontroller's universal synchronous-asynchronous transceiver enables the transmission of telemetry data to a remote automated process control system (registration system).
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен артиллерийский снаряд сбоку в разрезе с установленным в его гильзе устройством охлаждения; на фиг. 2 представлено устройство охлаждения вид сверху; на фиг. 3 показана схема вырубки отверстий на корпусе устройства.The invention is explained by drawings, where Fig. 1 shows an artillery shell from the side in section with a cooling device installed in its cartridge case; Fig. 2 shows the cooling device from above; Fig. 3 shows a diagram of cutting out holes on the body of the device.
Устройство охлаждения ствола артиллерийского орудия имеет следующую конструкцию. Оно содержит торообразный тонкостенный металлический корпус 1, толщина стенок которого составляет от 0,5 до 2 мм, внутри которого размещен торообразный контейнер 2, выполненный предпочтительно из полиэтилена, заполненный охлаждающей жидкостью 3, в качестве которой может применяться незамерзающая жидкость, например этиленгликоль или пропиленгликоль, при этом устройство выполнено с возможностью его установки на дно 4 гильзы артиллерийского снаряда 5. На верхней поверхности корпуса по радиусу равномерно прорезаны отверстия 6, расположенные под углом A1 от 15˚ до 75˚ относительно друг друга к вертикальной оси корпуса, при этом отверстия выполнены вырубкой под углом A2 от 7˚до 30˚ к поверхности корпуса 1.The design of the artillery gun barrel cooling device is as follows. It comprises a toroidal thin-walled metal housing 1 with a wall thickness of 0.5 to 2 mm, inside which a toroidal container 2 is placed, preferably made of polyethylene and filled with a cooling liquid 3, which may be an antifreeze liquid, such as ethylene glycol or propylene glycol, and the device is configured to be installed on the bottom 4 of an artillery projectile 5. On the upper surface of the housing, holes 6 are uniformly cut along the radius, located at an angle A1 of 15˚ to 75˚ relative to each other to the vertical axis of the housing, while the holes are made by punching at an angle A2 of 7˚ to 30˚ to the surface of the housing 1.
Дополнительно, с целью изучения интенсивности и эффективности охлаждения артиллерийских стволов, устройство может быть снабжено узлом измерения температуры после выстрела (на фигурах условно не показано), закрепленным на внешней поверхности корпуса ствола, выполненным на основе микроконтроллера, снабженным первым и вторым измерительными входами, выполненными на основе операционных усилителей, к которым подключены тензометрический датчик для фиксации момента выстрела по вибрации корпуса ствола и резистивный датчик температуры, позволяющий измерять температуру ствола до и после выстрела. При этом измерительные входы узла подключены к линиям аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера, а к выходу его универсального синхронно-асинхронного приемопередатчика подключен радиомодуль для передачи телеметрической информации удаленной автоматизированной системе управления технологическим процессом проведения управляемого эксперимента (системе регистрации), выполненной на основе микропроцессорной системы, которая может представлять собой персональный компьютер с радиомодулем, обеспечивающим поддержание канала беспроводной связи с узлом измерения температуры.Additionally, for the purpose of studying the intensity and efficiency of artillery barrel cooling, the device may be equipped with a post-firing temperature measurement unit (not shown in the figures) mounted on the outer surface of the barrel casing. The unit is based on a microcontroller and has first and second measuring inputs, implemented using operational amplifiers, to which a strain gauge is connected for recording the firing moment based on the vibration of the barrel casing and a resistive temperature sensor, allowing for measuring the barrel temperature before and after the firing. The measuring inputs of the unit are connected to the lines of the analog-to-digital converter of the microcontroller, and a radio module is connected to the output of its universal synchronous-asynchronous transceiver for transmitting telemetry information to a remote automated process control system for conducting a controlled experiment (a recording system), implemented using a microprocessor system, which may be a personal computer with a radio module maintaining a wireless communication channel with the temperature measurement unit.
Рассмотренный выше дополнительный узел обеспечит возможность проведения управляемых экспериментов по исследованию эффективности работы устройства охлаждения ствола.The additional unit discussed above will provide the opportunity to conduct controlled experiments to study the efficiency of the barrel cooling device.
Устройство охлаждения ствола артиллерийского орудия работает следующим образом.The barrel cooling device of an artillery gun works as follows.
В исходном состоянии перед выстрелом охлаждающая жидкость 3 в торообразном контейнере 2 находится внутри тонкостенного металлического корпуса 1 при атмосферном давлении и температуре. При выстреле капсюль 7 воспламеняет артиллерийский трубчатый порох 8, в этот момент времени через отверстия 6 происходит наполнение продуктами горения тонкостенного металлического корпуса 1, установленного на дне 4 гильзы, нарастание давления в нем и разрушение торообразного контейнера 2. Одновременно с этим происходит насыщение пороховыми газами охлаждающей жидкости 3, поступающей из разрушенного контейнера 2 во внутреннюю полость тонкостенного металлического корпуса 1. После выхода снаряда из канала ствола начинается истечение пороховых газов и давление в стволе снижается до атмосферного: от ~400 – 500 МПа до ~0,1 МПа. В этот момент времени происходит вскипание и истечение мелкодисперсной взвеси, образованной каплями охлаждающей жидкости 3 и частицами пороха 8, из отверстий 6 в тонкостенном металлическом корпусе 1. Выходя через отверстия 6, поток взвеси закручивается против часовой стрелки (фиг. 2) и распределяется по периметру гильзы, формируя охлаждающее облако, которое выходит из гильзы, под действием центробежной силы прижимается к стенкам ствола орудия, обеспечивая его интенсивное охлаждение.In the initial state before firing, the coolant 3 in the toroidal container 2 is located inside the thin-walled metal casing 1 at atmospheric pressure and temperature. When firing, the primer 7 ignites the artillery tubular gunpowder 8, at which point the thin-walled metal casing 1, mounted on the bottom 4 of the cartridge case, is filled with combustion products through the openings 6, the pressure in it increases and the toroidal container 2 is destroyed. Simultaneously, the coolant 3, entering the internal cavity of the thin-walled metal casing 1 from the destroyed container 2, is saturated with powder gases. After the projectile leaves the barrel bore, the powder gases begin to flow out and the pressure in the barrel decreases to atmospheric: from ~400 - 500 MPa to ~0.1 MPa. At this point in time, a boiling and flow of finely dispersed suspension formed by drops of cooling liquid 3 and particles of gunpowder 8 occurs from the openings 6 in the thin-walled metal body 1. Coming out through the openings 6, the flow of suspension swirls counterclockwise (Fig. 2) and is distributed along the perimeter of the sleeve, forming a cooling cloud that comes out of the sleeve, under the action of centrifugal force is pressed against the walls of the gun barrel, providing its intensive cooling.
При использовании в составе устройства узла измерения температуры после выстрела, упомянутый узел предварительно монтируют на внешней поверхности артиллерийского ствола и устанавливают канал беспроводной связи с помощью радиомодуля с удаленной автоматизированной системой управления технологическим процессом проведения управляемого эксперимента по изучению эффективности охлаждения ствола с помощью устройства. При выстреле из орудия микроконтроллер узла измерения на основе управляющей программы, хранящейся в его FLASH-памяти программ, осуществляет опрос аналого-цифрового преобразователя и с помощью тензометрического датчика фиксирует это событие и запускает цикл опроса датчика температуры, который осуществляется в интервале от 1 до 3 сек. Полученную телеметрическую информацию микроконтроллер передает с помощью радиомодуля удаленной автоматизированной системой управления технологическим процессом проведения управляемого эксперимента для дальнейшего статистического анализа.When using a post-firing temperature measurement unit as part of the device, the unit is pre-mounted on the outer surface of the artillery barrel and a wireless communication channel is established via a radio module with a remote automated process control system for conducting a controlled experiment to study the effectiveness of barrel cooling using the device. Upon firing, the measurement unit's microcontroller, based on the control program stored in its FLASH memory, polls the analog-to-digital converter and, using a strain gauge, records this event and initiates a temperature sensor polling cycle, which occurs within a range of 1 to 3 seconds. The microcontroller transmits the received telemetry data via a radio module to the remote automated process control system for conducting the controlled experiment for further statistical analysis.
Таким образом, рассмотренное в настоящей заявке устройство охлаждения ствола артиллерийского орудия позволяет измерять температуру ствола до и после выстрела.Thus, the device for cooling the barrel of an artillery gun considered in this application makes it possible to measure the temperature of the barrel before and after firing.
Claims (5)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2848868C1 true RU2848868C1 (en) | 2025-10-21 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU547743B2 (en) * | 1981-08-18 | 1985-10-31 | Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland, The | Wear reducing projectile |
| US7793577B2 (en) * | 2007-07-03 | 2010-09-14 | Garwood Tracy W | Retrofit cooling system for gatling machine gun |
| RU2531664C2 (en) * | 2013-01-17 | 2014-10-27 | Алексей Иванович Симоненко | Gun barrel cooling system |
| RU2533637C2 (en) * | 2010-07-22 | 2014-11-20 | Сааб Аб | Cooling device for cooling gaseous combustion products from recoilless anti-tank weapon |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU547743B2 (en) * | 1981-08-18 | 1985-10-31 | Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland, The | Wear reducing projectile |
| EP0072651B1 (en) * | 1981-08-18 | 1988-01-13 | The Secretary of State for Defence in Her Britannic Majesty's Government of the United Kingdom of Great Britain and | Wear reducing projectile |
| US7793577B2 (en) * | 2007-07-03 | 2010-09-14 | Garwood Tracy W | Retrofit cooling system for gatling machine gun |
| RU2533637C2 (en) * | 2010-07-22 | 2014-11-20 | Сааб Аб | Cooling device for cooling gaseous combustion products from recoilless anti-tank weapon |
| RU2531664C2 (en) * | 2013-01-17 | 2014-10-27 | Алексей Иванович Симоненко | Gun barrel cooling system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8020491B2 (en) | Method and apparatus for defending against airborne ammunition | |
| US4762068A (en) | Cartridge-type ammunition | |
| US4957027A (en) | Versatile nonelectric dearmer | |
| KR101296941B1 (en) | Cartridged blank ammunition | |
| US7121210B2 (en) | Accuracy fuze for airburst cargo delivery projectiles | |
| US7503260B2 (en) | Non-lethal ammunition | |
| US8707764B1 (en) | Assembly and method for standardized insensitive munitions testing | |
| CN113011011A (en) | Shell track correction method and device, storage medium and electronic device | |
| CN110095034B (en) | A calibration experiment device that simulates the application environment | |
| US20220373285A1 (en) | Smart Ammunition | |
| RU2848868C1 (en) | Device for studying the cooling intensity of the barrel of an artillery gun | |
| EP2942597A1 (en) | An active protection system | |
| US34268A (en) | Improvement in shells for rifled ordnance | |
| RU2235301C1 (en) | Device for testing articles | |
| RU2494337C2 (en) | Mortar silent shell | |
| RU2206053C1 (en) | Artillery cartridge | |
| RU2217688C1 (en) | Charge to artillery gun | |
| US2212547A (en) | Device for determining pressure in gun bores | |
| RU2287770C1 (en) | One-time bomb cluster and cluster war component | |
| US3338133A (en) | Launching system | |
| SE546480C2 (en) | A fragmentation warhead and a method of manufacturing of a fragmentation warhead | |
| CN221198161U (en) | Novel embedded pressure measurement bullet | |
| RU2844589C1 (en) | Ammunition for striking unmanned aerial vehicles | |
| RU2440549C1 (en) | Artillery module | |
| RU2439470C1 (en) | Cartridge |