[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2794562C1 - Method for firing from a ballistic installation - Google Patents

Method for firing from a ballistic installation Download PDF

Info

Publication number
RU2794562C1
RU2794562C1 RU2022111150A RU2022111150A RU2794562C1 RU 2794562 C1 RU2794562 C1 RU 2794562C1 RU 2022111150 A RU2022111150 A RU 2022111150A RU 2022111150 A RU2022111150 A RU 2022111150A RU 2794562 C1 RU2794562 C1 RU 2794562C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
piston
oxidizer
installation
pressure chamber
Prior art date
Application number
RU2022111150A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Александрович Казаковцев
Original Assignee
Василий Александрович Казаковцев
Filing date
Publication date
Application filed by Василий Александрович Казаковцев filed Critical Василий Александрович Казаковцев
Application granted granted Critical
Publication of RU2794562C1 publication Critical patent/RU2794562C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: ballistic installation.
SUBSTANCE: method of firing from a ballistic installation, in which the energy of the oxidizer under high pressure is used to move the piston of the ballistic installation, in which the pressure in the expansion chamber is increased and the pressure in the low-pressure chamber with fuel is reduced. With the subsequent mixing of the oxidizer and fuel vapours, the mixture spontaneously ignites. The propelling gas is accelerated in the conical channel of the shot-producing installation.
EFFECT: increase in the speed of the projectile at the exit from the bore of the ballistic installation, a decrease in the peak pressures of the propelling gas acting on the ballistic installation.
1 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к баллистическим установкам высокоскоростного метания.The invention relates to ballistic installations of high-speed throwing.

Известен способ метания из ствольной пороховой баллистической установки, включающий размещение порохового заряда в ее зарядной камере, введение в установку метаемого объекта, инициирование заряда и метаемый объект установленный в стволе на расстоянии 2400 мм от выхода из зарядной камеры (см., на пример, патент РФ №2613639, МПК F41F 1/00 от 16.10.2015). A known method of throwing from a barreled powder ballistic installation, including placing a powder charge in its charging chamber, introducing a missile object into the installation, initiating the charge and a missile object installed in the barrel at a distance of 2400 mm from the exit from the charging chamber (see, for example, the patent of the Russian Federation No. 2613639, IPC F41F 1/00 dated 10/16/2015).

Основным недостатком данного способа метания является то, что не реализован механизм снижения пиковых давлений метающего газа действующего на баллистическую установку.The main disadvantage of this throwing method is that the mechanism for reducing the peak pressures of the propelling gas acting on the ballistic installation is not implemented.

Известен способ производства выстрела из безгильзового оружия где подают газ(ы) под давлением в область пониженного давления с последующей детонацией парогазовой смеси. (см., на пример, патент РФ №2766614, МПК F41B 11/00 от 07.06.2021). Основным недостатком данного способа производства выстрела является то, что не реализован нагрев газов перед подачей их в область пониженного давления.A known method of producing a shot from a caseless weapon where gas (s) is supplied under pressure to an area of low pressure, followed by detonation of the gas-vapor mixture. (see, for example, RF patent No. 2766614, IPC F41B 11/00 of 06/07/2021). The main disadvantage of this method of producing a shot is that the gases are not heated before they are fed into the area of low pressure.

Известна также методика проектного синтеза баллистических установок с гидродинамическим эффектом на основе генетического алгоритма (см., DOI: 10.18698/0236-3941-2016-4-128-143, ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 4), данная работа выбрана в качестве прототипа.There is also a known method for the design synthesis of ballistic installations with a hydrodynamic effect based on a genetic algorithm (see, DOI: 10.18698/0236-3941-2016-4-128-143, ISSN 0236-3941. Bulletin of the Moscow State Technical University named after N.E. Bauman. Ser Mashinostroenie, 2016, No. 4), this work was chosen as a prototype.

Основным недостатком данного способа метания является то, что не реализован механизм снижения пиковых давлений метающего газа действующего на баллистическую установку.The main disadvantage of this throwing method is that the mechanism for reducing the peak pressures of the propelling gas acting on the ballistic installation is not implemented.

Технический результат заключается в увеличении скорости снаряда на выходе из канала ствола баллистической установки, снижении пиковых давлений метающего газа, действующего на баллистическую установку.The technical result consists in increasing the speed of the projectile at the exit from the bore of the ballistic installation, reducing the peak pressure of the propelling gas acting on the ballistic installation.

Технический результат достигается за счет применения способа стрельбы из баллистической установки, при котором энергия окислителя под большим давлением используется для перемещения поршня баллистической установки, при котором повышают давление в камере с уширением и понижают давление в камере низкого давления с топливом. При последующем смешивании окислителя и паров топлива происходит самовоспламенение смеси. Метающий газ ускоряют в коническом канале установки для производства выстрела. The technical result is achieved by using the method of firing from a ballistic installation, in which the energy of the oxidizer under high pressure is used to move the piston of the ballistic installation, in which the pressure in the chamber with expansion is increased and the pressure in the low-pressure chamber with fuel is reduced. With the subsequent mixing of the oxidizer and fuel vapors, the mixture spontaneously ignites. The propelling gas is accelerated in the conical channel of the shot-producing apparatus.

Технические решения с признаками, отличающими заявляемые решения от прототипов, не известны и явный образом из уровня техники не следуют. Technical solutions with features that distinguish the claimed solutions from prototypes are not known and do not follow explicitly from the prior art.

На основании изложенного можно сделать вывод, что предлагаемое техническое решение обладает «новизной» и «изобретательским уровнем».Based on the foregoing, we can conclude that the proposed technical solution has a "novelty" and "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The essence of the invention is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 показана принципиальная схема устройства в момент подачи окислителя;figure 1 shows a schematic diagram of the device at the time of supply of the oxidizer;

на фиг.2 показана принципиальная схема устройства в момент понижением давления насыщенных паров;figure 2 shows a schematic diagram of the device at the time of lowering the pressure of saturated vapors;

на фиг.3 показана принципиальная схема устройства в момент дросселирования окислителя в запоршневой объём;figure 3 shows a schematic diagram of the device at the time of throttling the oxidizer into the piston volume;

на фиг.4 показана принципиальная схема устройства в момент подачи разогретых газов и окислителя в область пониженного давления;figure 4 shows a schematic diagram of the device at the time of supply of heated gases and oxidizer in the area of low pressure;

на фиг.5 показана принципиальная схема устройства в момент подачи окислителя в камеру низкого давления;figure 5 shows a schematic diagram of the device at the time of supply of the oxidizer in the low pressure chamber;

на фиг.6 показана принципиальная схема устройства в момент начала снижения пиковых давлений метающего газа действующего на баллистическую установку;figure 6 shows a schematic diagram of the device at the time of the beginning of the reduction of the peak pressure of the propelling gas acting on the ballistic installation;

на фиг.7 показана принципиальная схема устройства в момент снижения пиковых давлений метающего газа действующего на баллистическую установку.figure 7 shows a schematic diagram of the device at the time of reducing the peak pressure of the propelling gas acting on the ballistic installation.

Устройство способа стрельбы из баллистической установки состоит из следующих элементов:The device of the method of firing from a ballistic installation consists of the following elements:

- корпус 1 баллистической установки,- building 1 ballistic installation,

- резервуар 2 высокого давления,- high pressure tank 2,

- кран 3,- crane 3,

- обратный клапан 4, - check valve 4,

- канал 5 подачи окислителя,- channel 5 for supplying the oxidizer,

- камера 6 высокого давления,- high pressure chamber 6,

- поршень 7,- piston 7,

- уширение 8,- broadening 8,

- шток 9,- stem 9,

- снаряд 10,- projectile 10,

- горючее 11,- fuel 11,

- камера 12 низкого давления,- low pressure chamber 12,

- конический канал 13,- conical channel 13,

- рёбра 14 поршня 7,- ribs 14 of piston 7,

- канал 15 поршня 7,- channel 15 of piston 7,

- ребра 16 штока 9,- ribs 16 of stem 9,

- канал ствола 17.- bore 17.

Способ стрельбы из баллистической установки реализуется следующим образом.The method of firing from a ballistic installation is implemented as follows.

Окислитель из резервуара 2 высокого давления (см. фиг. 1) через открытый кран 3 и обратный клапан 4 по каналу 5 подачи окислителя поступает в камеру 6 высокого давления. Под воздействием энергии окислителя (высокого давления) (см. фиг. 2) поршень 7 движется в камере 6 высокого давления и камере 12 низкого давления. При этом увеличивается объём камеры 12 низкого давления и понижается давление в объёме образованном: стенками снаряда 10, стенками конического канала 13, стенками камеры 12 низкого давления, рёбрами 14 поршня 7, стенками торца поршня 7, стенками канала 15 поршня 7 и стенками штока 9. При этом горючее 11 (см. фиг. 1 и фиг. 2), в результате понижения давления насыщенных паров, частично испаряется во внутрь кавитационных пузырьков и образует парогазовую смесь. При этом уменьшается запоршневой объём образованный: стенками камеры 6 высокого давления с уширением 8, стенками поршня 7, стенками канала 15 поршня 7, стенками штока 9 и ребрами 16 штока 9. При этом происходит повышение давления газов в запоршневом объёме и их нагрев. При этом окислитель подаётся в камеру 6 высокого давления (см. фиг. 4) по касательной к поверхности этой камеры, в результате этого образуются вихревые потоки окислителя в камере 6 высокого давления. При дальнейшем движении поршня 7 в камере 6 высокого давления (см. фиг. 3) поршень 7 входит в уширение 8. Окислитель через сужение образованное стенками уширения 8 и стенками поршня 7 дросселируется в запоршневой объём. При этом повышается давление газов в запоршневом объёме. Последующее движение поршня 7 (см. фиг. 4) приводит к открытию канала 15 поршня 7. При этом осуществляется подача разогретых газов и окислителя через зазор образованный каналом 15 поршня 7 и ребрами 16 штока 9 в камеру 12 низкого давления (в область пониженного давления). А через зазор (см. фиг. 5) образованный стенками камеры 12 низкого давления и стенками рёбер 14 поршня 7 дополнительно подаётся окислитель из камеры 6 высокого давления в камеру 12 низкого давления. При этом повышается давление в камере 12 низкого давления, происходит смесеобразование разогретых газов, окислителя и горючего, их теплообмен и самовоспламенение горючего. При этом значительно возрастает давление в камере 12 низкого давления и, в результате попадания пузырьков в область с давлением выше давления насыщения, образовавшиеся кавитационные пузырьки всхлопываются. При этом под воздействием давления, в горючем оболочки пузырьков начинают движение по направлению к центру с повышающимся ускорением. За счет термодинамических газовых процессов в кавитационных пузырьках повышаются давление и температура внутри пузырьков, кавитационные пузырьки запасают кинетическую энергию, достаточную для преодоления растущего давления. При этом, с ростом давления содержание пузырьков начинает конденсироваться на внутренней стороне оболочек пузырьков, что понижает давление в пузырьках и поэтому оболочки пузырьков могут уменьшаться далее. В последующем пузырьки захлопываются и при этом выделится кинетическая энергия. Запасенная кинетическая энергия переходит в энергию взрыва. При сгорании горючего образуется метающий газ который (см. фиг. 5, фиг. 6 и фиг. 7) при прохождении через конический канал 13 получает приращение скорости, в результате этого снаряд 10 приобретает дополнительное ускорение в канале ствола 17. При этом давление метающего газа (см. фиг. 6) воздействует на поршень 7. При этом поршень 7 принимает крайнее положение относительно канала ствола 17. При этом повышается давление в камере 6 высокого давления и в канале 15 поршня 7. При этом обратный клапан 4 перекрывает подачу окислителя. При дальнейшем движении снаряда 10 по каналу ствола 17 происходит выравнивание давления в камере 6 высокого давления, в канале 15 поршня 7 и в камере 12 низкого давления. При дальнейшем движении снаряда 10 (см. фиг. 7) по каналу ствола 17 происходит вытеснение газов из камеры 6 высокого давления, из-за разницы давлений, через рёбра 14 поршня 7 и ребра 16 штока 9 в камеру 12 низкого давления. В результате происходит снижение пиковых давлений метающего газа действующего на баллистическую установку 1. При вылете снаряда 10 из канала ствола 17 понижается давление в: канале ствола 17, коническом канале 13, камере 12 низкого давления, рёбрах 14 поршня 7, канале 15 поршня 7 и камере 6 высокого давления с уширением 8. При этом обратный клапан 4 открывает подачу окислителя. При этом происходит дожигание продуктов горения с последующим охлаждением баллистической установки расширяющимся окислителем.The oxidizer from the high pressure tank 2 (see Fig. 1) through the open valve 3 and the check valve 4 through the oxidizer supply channel 5 enters the high pressure chamber 6. Under the influence of the energy of the oxidizer (high pressure) (see Fig. 2) the piston 7 moves in the high pressure chamber 6 and the low pressure chamber 12. At the same time, the volume of the low pressure chamber 12 increases and the pressure decreases in the volume formed by: the walls of the projectile 10, the walls of the conical channel 13, the walls of the low pressure chamber 12, the ribs 14 of the piston 7, the walls of the end face of the piston 7, the walls of the channel 15 of the piston 7 and the walls of the rod 9. When this fuel 11 (see Fig. 1 and Fig. 2), as a result of lowering the pressure of saturated vapors, partially evaporates into the interior of the cavitation bubbles and forms a vapor-gas mixture. At the same time, the piston volume formed by: the walls of the high-pressure chamber 6 with broadening 8, the walls of the piston 7, the walls of the channel 15 of the piston 7, the walls of the rod 9 and the ribs 16 of the rod 9 decreases. In this case, the pressure of the gases in the piston volume increases and they are heated. In this case, the oxidizer is fed into the high-pressure chamber 6 (see Fig. 4) tangentially to the surface of this chamber, as a result of which vortex flows of the oxidizer are formed in the high-pressure chamber 6. With further movement of the piston 7 in the high pressure chamber 6 (see Fig. 3), the piston 7 enters the broadening 8. The oxidizer through the narrowing formed by the walls of the broadening 8 and the walls of the piston 7 is throttled into the piston volume. This increases the gas pressure in the piston volume. The subsequent movement of the piston 7 (see Fig. 4) leads to the opening of the channel 15 of the piston 7. In this case, the heated gases and the oxidizer are supplied through the gap formed by the channel 15 of the piston 7 and the ribs 16 of the rod 9 into the chamber 12 of low pressure (into the area of low pressure) . And through the gap (see Fig. 5) formed by the walls of the low-pressure chamber 12 and the walls of the ribs 14 of the piston 7, an oxidizer is additionally supplied from the high-pressure chamber 6 to the low-pressure chamber 12. This increases the pressure in the low-pressure chamber 12, mixture formation of heated gases, oxidizer and fuel, their heat exchange and self-ignition of the fuel. At the same time, the pressure in the low pressure chamber 12 increases significantly and, as a result of the entry of bubbles into a region with a pressure above the saturation pressure, the resulting cavitation bubbles implode. In this case, under the influence of pressure, in the fuel shells of bubbles begin to move towards the center with increasing acceleration. Due to thermodynamic gas processes in the cavitation bubbles, the pressure and temperature inside the bubbles increase, the cavitation bubbles store kinetic energy sufficient to overcome the growing pressure. At the same time, with increasing pressure, the content of bubbles begins to condense on the inside of the bubble shells, which lowers the pressure in the bubbles and therefore the bubble shells can decrease further. Subsequently, the bubbles collapse and, in this case, kinetic energy is released. The stored kinetic energy is converted into the energy of the explosion. When the fuel is burned, a propelling gas is formed which (see Fig. 5, Fig. 6 and Fig. 7) when passing through the conical channel 13 receives an increase in speed, as a result of which the projectile 10 acquires additional acceleration in the bore 17. In this case, the pressure of the propelling gas (see Fig. 6) acts on the piston 7. In this case, the piston 7 takes the extreme position relative to the bore 17. This increases the pressure in the chamber 6 of the high pressure and in the channel 15 of the piston 7. In this case, the check valve 4 shuts off the supply of oxidizer. With further movement of the projectile 10 through the bore 17, the pressure equalizes in the high pressure chamber 6, in the bore 15 of the piston 7 and in the low pressure chamber 12. With further movement of the projectile 10 (see Fig. 7) along the bore 17, gases are displaced from the high pressure chamber 6, due to the pressure difference, through the ribs 14 of the piston 7 and the ribs 16 of the rod 9 into the low pressure chamber 12. As a result, there is a decrease in the peak pressures of the propellant gas acting on the ballistic installation 1. When the projectile 10 leaves the bore 17, the pressure decreases in: the bore 17, the conical bore 13, the low-pressure chamber 12, the ribs 14 of the piston 7, the bore 15 of the piston 7 and the chamber 6 high pressure with widening 8. In this case, the check valve 4 opens the supply of oxidizer. In this case, afterburning of the combustion products occurs, followed by cooling of the ballistic installation by an expanding oxidizer.

Преимущества способа стрельбы из баллистической установки заключаются в:The advantages of the method of firing from a ballistic installation are:

- увеличении скорости снаряда 10 на выходе из канала ствола 17 баллистической установки,- increasing the speed of the projectile 10 at the exit from the bore 17 of the ballistic installation,

- снижения пиковых давлений метающего газа действующего на баллистическую установку.- reducing the peak pressures of the propelling gas acting on the ballistic installation.

Данные преимущества реализуются за счёт использования энергии окислителя для понижения давления в камере низкого давления, частичного испарения горючего во внутрь кавитационных пузырьков и образования парогазовой смеси горючего с одновременным повышением давления газов в запоршневом объёме и их нагреву с последующим дросселированием окислителя в запоршневой объём, подачей разогретых газов и окислителя в область пониженного давления. При этом происходит смесеобразование разогретых газов, окислителя и горючего, их теплообмен и самовоспламенение горючего с образованием метающего газа. При этом значительно возрастает давление в камере низкого давления и образовавшиеся кавитационные пузырьки всхлопываются. При этом выделится кинетическая энергия. Запасенная кинетическая энергия переходит в энергию взрыва. При этом метающий газ, при прохождении через конический канал, получает приращение скорости, в результате этого снаряд приобретает дополнительное ускорение. При этом происходит снижение пиковых давлений метающего газа действующего на баллистическую установку.These advantages are realized by using the energy of the oxidizer to reduce the pressure in the low-pressure chamber, partial evaporation of the fuel into the cavitation bubbles and the formation of a vapor-gas mixture of fuel with a simultaneous increase in gas pressure in the piston volume and their heating, followed by throttling of the oxidizer into the piston volume, the supply of heated gases and oxidizer to the area of low pressure. In this case, the mixture formation of heated gases, oxidizer and fuel, their heat exchange and self-ignition of the fuel with the formation of a propellant gas take place. At the same time, the pressure in the low-pressure chamber increases significantly and the cavitation bubbles formed burst. This releases kinetic energy. The stored kinetic energy is converted into the energy of the explosion. In this case, the throwing gas, when passing through the conical channel, receives an increase in speed, as a result of which the projectile acquires additional acceleration. In this case, there is a decrease in the peak pressures of the propelling gas acting on the ballistic installation.

Все указанные выше отличия являются достоинством и преимуществом предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом.All of the above differences are the advantage and advantage of the proposed technical solution in comparison with the prototype.

Claims (1)

Способ стрельбы из баллистической установки, при котором используется давление метающего газа, отличающийся тем, что за счет подачи по касательной окислителя под высоким давлением в камеру высокого давления перемещают поршень в сторону уширения в корпусе установки, одновременно понижая давление в камере низкого давления с топливом, тем самым повышая давление в уширении корпуса, при этом при достижении поршня начала уширения подают из камеры высокого давления окислитель в уширение для смешивания с нагретым газом и подачи вдоль ребер штока поршня и дополнительно вдоль ребер поршня смеси в камеру низкого давления для обеспечения самовоспламенения смеси топлива, окислителя и разогретого газа, образовавшийся метающий газ ускоряют в коническом канале для производства выстрела снарядом.A method of firing from a ballistic installation, which uses the pressure of a propelling gas, characterized in that due to the tangential supply of an oxidizer under high pressure into the high pressure chamber, the piston is moved towards the expansion in the installation housing, while simultaneously lowering the pressure in the low pressure chamber with fuel, thereby thereby increasing the pressure in the broadening of the housing, while when the piston reaches the beginning of the broadening, an oxidizer is supplied from the high-pressure chamber into the broadening for mixing with heated gas and feeding along the piston rod ribs and additionally along the piston ribs of the mixture into the low-pressure chamber to ensure self-ignition of the mixture of fuel, oxidizer and heated gas, the resulting propelling gas is accelerated in a conical channel to fire a projectile.
RU2022111150A 2022-04-22 Method for firing from a ballistic installation RU2794562C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2794562C1 true RU2794562C1 (en) 2023-04-21

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2922341A (en) * 1955-11-07 1960-01-26 Olin Mathieson Projectile propelling system
US2947221A (en) * 1956-12-10 1960-08-02 Olin Mathieson Compression ignition gun
RU2691541C2 (en) * 2017-06-07 2019-06-14 Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации Method of imparting initial velocity to bullets and projectiles
RU2706667C2 (en) * 2017-05-02 2019-11-19 Ольга Александровна Зуева Automatic shooting non-ammunition weapon

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2922341A (en) * 1955-11-07 1960-01-26 Olin Mathieson Projectile propelling system
US2947221A (en) * 1956-12-10 1960-08-02 Olin Mathieson Compression ignition gun
RU2706667C2 (en) * 2017-05-02 2019-11-19 Ольга Александровна Зуева Automatic shooting non-ammunition weapon
RU2691541C2 (en) * 2017-06-07 2019-06-14 Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации Method of imparting initial velocity to bullets and projectiles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4722261A (en) Extendable ram cannon
US9759499B2 (en) Caseless projectile and launching system
US3011404A (en) Liquid propellant squeeze-bore gun with deformable projectile sabot
US2981153A (en) Fuel injection device
US3245350A (en) Rocket propelled device for straightline payload transport
US5499567A (en) Distillate fuel oil/air-fired, rapid-fire cannon
RU2794562C1 (en) Method for firing from a ballistic installation
CN108627046A (en) It is a kind of using liquid propellant without shell case automatic weapon implementation method
RU2525352C1 (en) Round for grenade launcher
US4949621A (en) Liquid propellant gun
BG110591A (en) Aerodynamically stabilized munition
Van Bien et al. The effect of the nozzle ultimate section diameter on interior ballistics of hv-76 trial gun
CN108759590A (en) Explosive propulsive thrust entirety bullet and its ejecting gun
US5079987A (en) Liquid propellant gun
RU138948U1 (en) AMMUNITION "SMERCH" FOR FIRING WEAPONS
US5131313A (en) Linear accelerator
RU2804044C1 (en) Method of self-ignition of gas-vapour mixture when firing shot from ballistic unit
RU2812284C1 (en) Method of firing shot from ballistic installation using cumulative and hydrodynamic effect
RU2813680C1 (en) Method for strong adiabatic compression of gases
Guo et al. Model and simulation of the launching process of cased telescoped ammunition
RU2772559C1 (en) Method for firing a shot from an automatic caseless weapon with balanced automation and a device for its implementation
RU2807726C1 (en) Modernized malevanny ammunition and method of its manufacturing
RU2317505C1 (en) Method for grenade shooting and grenade launcher for its realization
RU2766614C1 (en) Method of making a shot from caseless weapon
RU2766018C1 (en) Method for firing shot from an automatic caseless weapon and device for its implementation