Конструкция артиллерийского орудия — различия между версиями

Версия 08:41, 9 декабря 2015

Конструкция артиллерийского орудия — совокупность инженерно-технических решений, определяющих характеристики, функционирование, внешний вид и технологичность массового производства артиллерийской системы. С момента появления пороховой артиллерии в XIII-XIV вв. конструкция артиллерийского орудия претерпела долгий путь эволюционного развития. На отдельных его этапах отдельные узлы и агрегаты подвергались кардинальным, а в ряде случаев и революционным инновациям, существенно повысившим дальность и точность ведения огня, скорострельность и мобильность орудий. К 1950-м годам облик артиллерийских систем различных типов и различного назначения в целом сформировался и в настоящее время их конструкция является устоявшейся областью инженерной практики, а основные усилия сосредоточены в плане совершенствования боеприпасов и внедрения «интеллектуальных» компонент в прицельные устройства орудий.

История развития

Схематическое описание

Несмотря на большое разнообразие типов и моделей полевых буксируемых артиллерийских систем, все современные их образцы представляют собой комбинацию следующих узлов, частей и агрегатов:

• Ствол, предназначенный для придания начальной скорости снаряду. В случае нарезных орудий он служит также для обеспечения закрутки снаряда по его продольной оси симметрии, нужной для стабилизации его полёта. Внутри ствола находится сквозная полость — канал — по которому движется снаряд в процессе разгона его расширяющимися пороховыми газами. Со стороны дульного среза (выходного, переднего конца) эта полость открыта, а со стороны казённой (задней) части она закрывается специальным набором механизмов, образующих в целом агрегат, называемый затвором. Затвор открывается при заряжании орудия и закрывается при выстреле. В свою очередь, затвор сам представляет сложную конструкцию, базирующуюся вокруг запирающего элемента и механизмов, обеспечивающих его открытие и закрытие, предупреждающих опасные ситуации вроде затяжного выстрела, экстрагирующих стреляные гильзы в случае их использования и т. д. Эти механизмы могут иметь ручной, частичный или полностью автоматический привод. Для обеспечения их работы может использоваться откат ствола или иное действие отдачи при выстреле, возможно и применение внешнего источника энергии. По типу запирающего элемента затворы современных орудий подразделяются на клиновые и поршневые. Первые большей частью являются конструктивным элементом танковых, противотанковых, зенитных и полевых систем. Вторые чаще встречаются у сухопутных орудий большой и особой мощности и у крупнокалиберных морских артиллерийских орудий, предназначавшихся в прошлом для установки на больши́е артиллерийские корабли — тяжёлые крейсера и линкоры (в США последние тяжёлые крейсера-долгожители были исключены из списочного состава флота в 1991 г., а линкоры — в 2012 г.) Но есть и исключения — например, перспективная российская гладкоствольная танковая 152-мм пушка оснащена именно поршневым затвором.

• Лафет — совокупность узлов, агрегатов и элементов орудия, обеспечивающая наводку ствола в вертикальной и горизонтальной плоскости, безопасное производство выстрела и возможность перемещения всей системы. У ставших историей сухопутных систем большой и особой мощности ствол снимался с лафета и они оба перевозились на отдельных повозках. Но большинство современных буксируемых орудий транспортируются нераздельно и лафет фактически является для них повозкой. Для этого его конструкция предусматривает два положения — походное и боевое и именно такое устройство лафета рассматривается в дальнейшем. Его функциональными элементами являются:

• • Люлька — соединяет в единую группу ствол с противооткатными устройствами и укладывается своими цапфами в соответствующие гнёзда верхнего станка. Цапфы служат осью вращения ствола при вертикальной наводке, для чего люлька имеет соединение с верхним станком посредством винтовой или шестерёнчатой пары, относящейся к подъёмному механизму. Чаще всего встречаются люльки желобообразного и обойменного типов.
  • Противооткатные устройства
  • Верхний станок — поворотная вокруг вертикальной оси деталь-основание с цапфенными гнёздами для установки на неё качающейся части орудия. Помимо неё, на верхнем станке станке находятся некоторые узлы поворотного, подъёмного и уравновешивающего механизмов, а у систем с независимой линией прицеливания — ещё и прицельные приспособления. Как правило, к верхнему станку крепится щитовое прикрытие, если оно предусмотрено в конструкции орудия. Верхний станок с установленной на него качающейся частью и полным набором отмеченных выше узлов, агрегатов и элементов называется вращающейся частью орудия. Посредством штыря верхнего станка, вставляемого в специальное отверстие нижнего станка, вращающаяся часть соединяется с остальными узлами лафета. Для облегчения её поворота в этом соединении могут присутствовать катки или упругие элементы, например тарельчатые пружины (Бельвиля), или и те и другие одновременно.
  • Подъёмный механизм
  • Уравновешивающий механизм — устройство для уменьшения нагрузок на детали подъёмного механизма и облегчения работы наводчика при установке угла возвышения ствола. У современных орудий ствольная группа является неуравновешенной относительно оси цапф люльки — при отсутствии каких-либо препятствий для вращения её длинная дульная часть перевешивает короткую казённую. При небольшом максимальном угле возвышения возможно разместить цапфы на люльке так, чтобы моменты, создаваемые силой тяжести на дульную и казённую части компенсировали друга; такое самоуравновешивание ствольной группы применялось ранее в конструкции ряда танковых и казематных артиллерийских систем. Но для полевого орудия оно не позволяет достичь большого угла возвышения при невысоком положении оси цапф относительно опорной плоскости, т. к. при этом казённая часть упирается в грунт. Увеличение высоты оси цапф не является оптимальным решением из-за возрастания вертикального габарита орудия. Как следствие, оно становится более заметным и легко поражаемым на поле боя, а на марше у него появится склонность к опрокидыванию из-за высоко расположенного центра тяжести всей конструкции. Поэтому для обеспечения возможности ведения навесного огня и во избежание отмеченных выше негативных последствий ось цапф сдвигают ближе к казённой части. При этом сила веса дульной части создаёт вращающий момент относительно оси цапф, который парируется подъёмным механизмом. Если не предпринимать никаких мер, то детали подъёмного механизма должны быть очень прочными и массивными, а усилие на его маховике для изменения угла возвышения ствола будет на грани физических возможностей наводчика. Поэтому момент силы со стороны ствольной группы компенсируют равным и противоположно направленным моментом со стороны силы упругости элемента внутри уравновешивающего механизма. Этим элементом могут быть сжатые (растянутые) пружины или сжатый газ (воздух) внутри цилиндра с поршнем. В результате суммарный вращающий момент ствольной группы с уравновешивающим механизмом относительно оси цапф становится равным нулю, исчезает надобность в очень прочных и массивных деталях подъёмного механизма, а его передаточное соотношение можно выбрать оптимальным для быстрой и лёгкой вертикальной наводки орудия.
  • Нижний станок
  • Поворотный механизм
  • Станины с сошниками
  • Колёсный ход с подрессориванием и тормозными механизмами
  • Сцепное устройство
  • Прицельные приспособления
  • Щитовое прикрытие
  • Электрооборудование — как правило, габаритный огонь и стоп-сигнал красного цвета, присоединяемые к бортовой сети тягача посредством штепсельной розетки. Также может иметься переключатель и балластное сопротивление для возможности работы с разными напряжениями бортовой сети тягача (например 24В у гусеничных машин и 12В у автомобилей). Съёмные приборы освещения шкал прицельных приспособлений с автономным аккумуляторным питанием к электрооборудованию не относят, причисляя их к комплекту запасных частей, инвентаря и принадлежностей к орудию. Также не являются частью электрооборудования электронные компоненты прицельных приспособлений — тепловизор или радиолокационная станция, установленные на системе.