Артиллерийское орудие - Чернов В. П. (книги бесплатно без регистрации полные .txt) 📗
Уравновешивающий механизм толкающего типа (см. рис. 31а) обычно состоит из двух пар цилиндров с пружинами, расположенными впереди цапф. Иногда орудия имеют два цилиндра с одной пружиной, которые располагаются под люлькой, также впереди цапф. Такая конструкция уменьшает диапазон углов возвышения, так как расположение под люлькой ограничивает длину цилиндра.
Пружина, находящаяся между двумя цилиндрами, подпирает переднюю часть люльки и тем самым уменьшает влияние веса дульной части ствола на подъемный механизм. Кроме того, уравновешивающий механизм толкающего типа, действуя на люльку снизу, уменьшает давление цапф на цапфенные гнезда верхнего станка, а значит и трение при наводке. Основным недостатком такого механизма является его уязвимость, кроме того, этот механизм расположен почти вертикально, вследствие чего увеличивается общая высота орудия.
Схема уравновешивающего механизма тянущего типа следующая (см. рис. 316). К станку орудия прикреплена коробка уравновешивающего механизма так, что она может вращаться в вертикальной плоскости. В коробке находится сжатая между дном коробки и шайбой пружина. Конец тяги, соединенной с шайбой, при помощи цепи закреплен на люльке позади цапф. Вследствие такого расположения деталей пружина через шток тянет люльку, создавая тем самым момент, который и уравновешивает перевес качающейся части.
Горизонтальное или почти горизонтальное расположение цилиндров в механизмах тянущего типа представляет большие удобства. Основным же недостатком данных механизмов является большое трение в цапфах при работе подъемным механизмом.
В некоторых новейших орудиях применяются гидропневматические уравновешивающие механизмы. Идея их устройства такая же, как и идея устройства уравновешивающего механизма толкающего типа, но пружина заменена сильно сжатым (до 50 атмосфер) воздухом, заключенным в цилиндре механизма. Чтобы сжатый воздух не просочился наружу и давление не упало, нижняя часть цилиндра уравновешивающего механизма заполняется специальной жидкостью, которая принимает на себя давление воздуха и в силу своей несжимаемости передает его на нижний цилиндр.
Основным достоинством этого уравновешивающего механизма является его компактность. Основным недостатком является то, что его работа в большой степени зависит от изменения температуры окружающего воздуха.
В момент выстрела под действием пороховых газов снаряд с большой скоростью вылетает из канала ствола вперед, а ствол начинает двигаться назад. Если бы ствол не был закреплен на лафете, он полетел бы на некоторое расстояние в направлении, обратном движению снаряда.
Для того, чтобы ясно представить себе явление отката, проделайте простой опыт. Возьмите обыкновенную стеклянную пробирку, налейте в нее немного воды и заткните пробкой. Пробирку нагревайте до тех пор, пока не закипит вода. Образующиеся водяные пары выбьют пробку, которая полетит в одну сторону, а пробирка в тот же момент полетит в противоположную.
Сила отдачи, толкающая ствол орудия назад, очень велика; она достигает примерно 112 тонн у 76-миллиметровой пушки и превосходит 400 тонн у 152-миллиметровой гаубицы-пушки. Старые орудия, стволы которых были жестко закреплены на лафете, после каждого выстрела откатывались назад. Приходилось тратить много времени и много сил, чтобы возвратить орудие на место и восстановить наводку. Скорострельность таких пушек была, конечно, небольшой. Особенно трудно было накатывать тяжелые орудия. Поэтому артиллеристы всегда стремились затормозить откат орудия и облегчить накатывание его на прежнее место. Сначала они применяли для этого простые приспособления в виде клиньев, которые подкладывались под колеса орудия. При откате орудие накатывается на эти клинья, а затем скатывается по наклонной плоскости и занимает первоначальное положение. Позднее в дополнение к клиньям к лафету орудия присоединяли пружинный тормоз, который поглощал часть энергии отката. Этот тормоз еще не составлял одного целого с лафетом. Понятно, что и клинья и тормоз отката значительно сокращали время подготовки орудия к следующему выстрелу. Но все же оно оставалось значительным, так как наводка орудия сильно сбивалась при откате и накате. Чтобы затормозить откат всего орудия, нужно было построить прочную платформу. Это можно было сделать для крепостных орудий или для тяжелых осадных орудий, но это лишило бы подвижности полевую артиллерию. Все это поставило перед конструкторами задачу изобрести такой лафет, который при выстреле оставался бы на месте.
В результате плодотворной работы выдающемуся русскому изобретателю В. С. Барановскому удалось сконструировать скорострельную горную пушку, у которой при выстреле лафет оставался на месте, а ствол сначала откатывался, а затем накатывался на прежнее место. Такого результата В. С. Барановский достиг, применив гидравлический тормоз отката и пружинный накатник. Его идеи, заложенные в основу проектирования скорострельных артиллерийских орудий, были использованы не только в России, но и за границей.
Откат ствола современного орудия тормозится при помощи гидравлического тормоза, а накат его на свое место производится пружинным, пневматическим или гидропневматическим накатником.
Тормоз отката (рис. 32) состоит из двух основных частей — цилиндра и вставленного в него штока с поршнем — и целого ряда других деталей.
Рис. 32. Тормоз отката.
Цилиндр заполнен жидкостью — веретенным маслом или глицериновой жидкостью.
Он может закрепляться на стволе при помощи специальных обойм. При выстреле ствол орудия под действием пороховых газов откатывается назад, вместе с ним откатывается цилиндр тормоза отката. Шток, закрепленный в крышке люльки, остается на месте. Поэтому при откате ствола с цилиндром поршень штока сильно давит на жидкость, которая под этим давлением начинает пробрызгиваться через отверстия, имеющиеся в поршне. Пройдя эти отверстия, жидкость пойдет по двум направлениям: в заднюю часть цилиндра через кольцевой зазор между регулирующим кольцом и веретеном и в переднюю полость штока через отверстия в модераторе, сдвигая клапан модератора. Незначительное количество жидкости проходит в переднюю полость штока по канавкам переменной глубины на внутренней поверхности штока.
По мере отката величина кольцевого зазора между веретеном и регулирующим кольцом меняется, так как веретено имеет переменное сечение.
На преодоление сопротивления жидкости пробрызгиванию и расходуется главным образом энергия откатных частей.
У некоторых орудий тормоз устроен несколько иначе: цилиндр тормоза закреплен неподвижно в люльке, а шток тормоза при помощи специальной детали, называемой бородой, прикрепляется к казеннику.
При откате люлька, а следовательно, и цилиндр остаются неподвижными, ствол же, откатываясь, тянет за собой шток тормоза. Несмотря на некоторое различие в конструктивном отношении, принцип действия этого тормоза остается прежним.
В некоторых описаниях пушек вы можете встретить в разделе «Противооткатные устройства» название «тормоз отката и наката». Это означает, что в данном тормозе имеется специальное приспособление, которое принимает участие в торможении наката. Чаще всего встречаются тормозы наката веретенного типа. При накате часть жидкости, попавшая в замодераторное пространство, давит на клапан модератора, сдвигает его и закрывает отверстия в модераторе, вследствие чего жидкость пробрызгивается только через канавки переменной глубины, находящиеся на внутренней поверхности штока.
Сопротивление жидкости пробрызгиванию через канавки переменной глубины и создает необходимое торможение наката. Плавность наката достигается тем, что в конце наката канавки переменного сечения сходят на нет.
В результате работы, происходящей в тормозе отката во время стрельбы, температура жидкости в цилиндре увеличивается. При каждом выстреле она увеличивается примерно на один градус. Как вы знаете, при нагревании тела расширяются, следовательно, расширится и жидкость, которая заполняет внутреннюю полость цилиндра тормоза отката. В результате этого ствол орудия не сможет возвратиться в свое первоначальное положение, или, как говорят артиллеристы, произойдет «недокат». При большом же недокате сильно уменьшится длина той части цилиндра, в которой поршень штока тормозит откат, что может вызвать резкий удар деталей в конце отката и поломку противооткатных устройств.
