книги / Основы устройства артиллерийского вооружения
..pdfМинистерство общего и профессионального образования Российской Федерации
Пермский государственный технический университет
А.И.Федотов
ОСНОВЫ УСТРОЙСТВА АРТИЛЛЕРИЙСКОГО ВООРУЖЕНИЯ
Учебное пособие
Пермь 1998
УДК 355
Ф342
Основы устройства артиллерийского вооружения: Учеб.пособие/ А.И.Федотов. Перм.гос.техн.ун-т. Пермь, 1998. 146 о.
Учебное пособие посвящено вопросам устройства и конструиро вания образцов артиллерийского вооружения. Даны краткие сведения из истории развития артиллерии, классификация артиллерийских комплексов, сведения о применяемых взрывчатых веществах и устрой стве боеприпасов. Рассмотрены конструктивные схемы образцов ар тиллерийского вооружения, типовые схемы механизмов и узлов. Учеб ное пособив может быть использовано студентами специальности 17.13.00 при изучении дисциплин "История развития техники", "Ос новы устройства спецмашин", при выполнении курсовых и дипломных проектов.
Табл.6. Ил.98. Библиогр.: II назв.
Рецензенты: д-р техн.наук, проф. Ю.Н.Калачников; канд.техн.наук В.Г.Черный
ISBN 5-88I5I-I78-6 |
© |
Пермский государственный |
|
|
технический университет, |
|
|
1998 |
ВВЕДЕНИЕ
Под понятием "артиллерия" подразумевают род войск, предметы вооружения и науку. К предметам вооружения обычно относят различ ные артиллерийские комплексы, включающие артиллерийские орудия различного назначения, минометы, реактивные системы залпового ог ня, артиллерийские боеприпасы и артиллерийские приборы. Артилле рия как наука рассматривает очень широкий круг вопросов теории и практики проектирования и производства артиллерийских комплексов, теорию баллистики, боевое применение артиллерийских систем.
Благодаря трудам талантливых русских ученых и конструкторов отечественная артиллерийская наука занимает ведущее место в мире. Артиллерия как самостоятельный род войск оформилась в отдельных
странах в |
Х1У-.ХУ веках. На Руси |
это произошло в ХУ1 веке при Ива |
|
не Грозном. Петр I |
провел коренную реорганизацию артиллерии и |
||
сделал ее |
основным |
родом войск |
регулярной армии. Выдающиеся до |
стижения русских ученых, конструкторов, технологов, военачальни ков превратили отечественную артиллерию в мощный оборонительный щит нашей Родины. Не зря в годы Великой Отечественной войны ар тиллерию называли "богом войны".
В послевоенные годы огромный скачок в своем развитии сдела ла ракетная техника. Некоторое время существовало мнение, что с появлением ракетно-ядерного оружия, создание которого привело к качественным изменениям в военном деле, необходимость в класси ческой артиллерии отпала. Однако дальнейшее совершенствование ра кетного оружия и анализ его боевых возможностей показали, что оно не может применяться для решения всех боевых задач, которые ра нее возлагались на артиллерию. Ракетно-ядерное оружие целесооб разно применять лишь для уничтожения крупномасштабных и особо важных целей. В наши дни артиллерия не только не потеряла своего значения, но по-прежнему является одним из мощных средств пораже
ния противника |
в |
бою. Она обеспечивает |
боевые действия танковых |
и мотострелковых |
войск. Только огонь артиллерии, поддерживающий |
||
пехоту и танки |
в |
бою, может обеспечить |
безопасность своих войск. |
Кроме того, точность стрельбы артиллерийскими орудиями достаточ но высокая, она пррще по устройству и надежнее в эксплуатации.
В различных странах ведутся разработки новых образцов артил лерийского вооружения. Развитие наземной артиллерии в настоящее время направлено на дальнейшее повышение могущества и эффектив ности действия боеприпасов, увеличение дальности и точности стре льбы, улучшение ходовых характеристик и проходимости. Требования авиатранспортабельности й плавучести орудий становятся обязатель ными. Сочетание мощнейшего средства разрушения (ядерного боепри паса) с наиболее экономичным средством доставки заряда к цели превращает классическую артиллерию в качественно новый вид ору жия. Изучаются возможности использования легких газов для полу чения сверхвысоких начальных скоростей, применения жидких мета тельных веществ. Исследуются проблемы применения электрической энергии.
I. ИСТОРИЯ РАЗБИТИЯ АРТИЛЛЕРИИ
Артиллерия - это один из старейших родов войск. На протяже нии многовековой истории артиллерия постоянно была главной огне вой ударной силой войск, обеспечивающей успех боя в воздухе, на суше и на море, решение оперативных и стратегических задач. Ис тория военного искусства с момента появления артиллерии не зна ет примеров сражений и войн, где бы артиллеристы не внесли суще ственного вклада в дело разгрома неприятеля. Особенно яркие страницы в летопись героической вооруженной борьбы нашего наро да с иностранными захватчиками вписали русские артиллеристы. Неувядаемой славой покрыла себя русская артиллерия при Иване Грозном, Петре I, в русско-турецких войнах, в Отечественной вой не 1812 года, в русско-японской, первой и второй мировых войнах, в Великой Отечественной войне.
I.I. Ствольная артиллерия
Предками современных артиллерийских орудий являются появив шиеся более двух тысяч лет назад метательные машины - стенобит ные (баллисты) и верхового действия (катапульты). Для бросания "снаряда" в них использовалась энергия закрученных сухожилий. Революцию в военном деле произвел изобретенный в X веке порох.
На смену громоздким метательным машинам пришли огнестрельные ору дия. В исторических документах сохранились записи о применении огнестрельного оружия войсками Дмитрия Донского в 1382 году при защите Москвы от орд татарского хана Тохтамыша.
Первые образцы артиллерийских орудий были несовершенны по устройству и малоэффективны в бою. Ствол свертывали из железных полос, а швы заваривали кузнечным спрсобом. Крепился ствол на деревянной колоде. Заряжание производилось с дула. Снарядами слу жили каменные или свинцовые ядра и обрезки железа. Для стрельбы использовался дымный порох - механическая смесь угля (15 %), се литры (75 %) и серы (10 %). Воспламенение порохового заряда про изводилось при помощи тлеющего фитиля или раскаленного прута через запальное отверстие, заполненное порохом.
Центром артиллерийского производства на Руси была Москва. Особенно бурное развитие отечественной артиллерии относится к периоду царствования Ивана Грозного, который выделил артиллерию в самостоятельный род войск. Было освоено литье стволов из брон зы и меди; на всех орудиях начали устанавливать прицельные при способления, состоящие из целика и мушки. Примером высокой куль туры производства служат отлитые Андреем Чоховым орудия "Инрог" (1577 г.) и Царь-пушка (1586 г.). В Х Л веке стволы начали отли вать с цапфами. К этому времени относится появление чугунных ядер и разрытых снарядов. Лафеты начали изготовлять в виде двух продольных станин, скрепленных поперечными связями и ус тановленных на колесах. Для наводки орудия в вертикальной пло скости введен квадрант с отвесом. В ХУТ веке в России основными
типами артиллерийских орудий были пищали (пушки), гафуницы (гау бицы) и можжиры (мортиры).
При Петре I разрабатывается единая система артиллерии, ус танавливаются типы орудий и проводится четкая классификация их по калибрам и боевому назначению, вводятся чертежи, по которым изготовляются орудия только определенных образцов. Артиллерия была разделена на полковую, полевую, осадную и крепостную. Ка либр орудия определялся в то время весом шарового чугунного яд ра; за артиллерийский фунт был принят вес 2-дюймового чугунного ядра, которое фактически весило 0,5 кг (дюйм равен 2,54 см).
Орудия классифицировались по калибрам (12 калибров): 3-, б-, 8-, 12- и 24-фунтовые пушки; 1/2- и I-пудовые гаубицы, I-, 2-, 5- и 9-пудовые мортиры.
В ХУ111 веке на вооружение принимается чугунная картечь, вво дятся зарядные ящики для перевозки боеприпасов.
Творческая мысль русских артиллеристов ищет пути повышения скорострельности орудий, увеличения дальности и точности стрель бы. В 1741 г. талантливый изобретатель А.К.Нартов изготовил ско рострельную батарею из 44 мортирок, смонтированных на вращающем ся основании. Представляет интерес сконструированная майором Цусиным-Пушкиным и пушечным мастером М.Степановым ’’секретная" гаубица, имеющая эллипсовидный, расширяющийся к дулу канал ство ла и предназначенная для картечной стрельбы. Конструкция ствола способствовала разлету картечи веером, что вело к увеличению площади поражения. Наиболее выдающимся достижением является но вый вид оружия под названием "Единорог", сконструированный М.В. Даниловым и М.Г. Мартовым. Он совмещал свойства гаубицы и пушки, т.е. из него можно было вести настильный и навесной огонь. "Еди нороги" были лучшими мировыми образцами гладкоствольной артилле рии и просуществовали на вооружении около 100 лет.
В начале XIX века совершенствуется технология изготовления орудий. Достигнута большая точность обработки стволов, со ство лов сняты украшения, на все орудия был установлен качающийся прицел Кабанова. До середины XIX века артиллерийское орудие бы ло гладкоствольным. Для него характерна малая дальность стрель бы и большое рассеивание снарядов.
Ранее (в 1728 г.) академик И.Г.Лейтман впервые теоретичес ки обосновал идею создания нарезных орудий. К середине XIX века машинное производство завоевало основные позиции в промышленно сти, были созданы необходимые условия перехода к нарезной ар тиллерии. Появление нарезной артиллерии тесно связано с научны ми открытиями и экспериментами. Русские математики Н.И.Лобачев ский, П.Л.Чебышев, М.В.Остроградский, А.М.Ляпунов заложили осно вы внутренней и внешней баллистики и теории стрельбы. Д.И.Менде леев внес большой вклад в создание более совершенных порохов. Работы Д.К. Чернова по структуре стали и других металлов дали возможность изготавливать прочные стволы на научной основе.
Большую роль в создании первоклассной артиллерии в России сыграла работа профессора Михайловской артакадемии генерала А.В. Гадолина "Теория орудий, скрепленных обручами". А.В.Гадолин по праву считается основоположником современной теории сопротивления скрепленных стволов. Основными пособиями по проектированию артил лерийских орудий, по внешней и внутренней баллистике, служили труды профессора генерала Н.В.Маиевского, который совместно с А.В.Гадолиным изобрел призматический семиканальный порох, облада ющий большей силой действия. Работы по совершенствованию артору-
дий, по внутренней и внешней баллистике продолжил его |
ученик, |
||||
профессор генерал Н.А.Забудский. |
|
|
|
|
|
Появление |
нарезных орудий, |
продолговатого |
снаряда |
и |
более |
мощного заряда |
привели к значительному увеличению силы |
отдачи, |
|||
орудия при выстреле стали далеко |
откатываться. |
Впервые |
в |
мире |
проблему поглощения силы отдачи разрешил талантливый русский изо бретатель В.С.Барановский. В 1872 г. он сконструировал 2,5-дюймо вую пушку с противооткатными устройствами, состоящими из гидрав лического тормоза отката и пружинного накатника. При выстреле орудие оставалось на месте, откатывался только ствол, скользя на специальных салазках. После отката ствол плавно возвращался в исходное положение. Кроме того, В.С.Барановским были изобрете ны поршневой затвор, винтовые подъемный и поворотный механизмы, унитарный патрон. На пушке В.С.Барановского был впервые уста новлен оптический прицел, сконструированный С.Б.Каминским. Ско рострельность пушки Барановского в 5 раз превысила скорострель
ность существующих арторудий. Смерть В.С.Барановского при прове дении одного из опытов позволила его противникам - чиновникам военного министерства - отказаться от этой пушки, так как душ ее серийного производства необходимо было перестроить промышлен ность. Талантливые изобретения В.С.Барановского были претворе ны в жизнь лишь через 20 лет.
Конец XIX века отмечен еще несколькими выдающимися открыти ями: изобретен бездымный нитроглицериновый порох для метательно го заряда и сильные взрывчатые вещества (пироксилин, мелинит, тротил) для снаряжения снарядов.
В 1902 г. на вооружение принята 76-миллиметровая пушка Путиловского завода, в которой нашли воплощение все идеи В. С.Бара
вопросы внутренней и внешней баллистики с целью увеличения даль нобойности существующих орудий, решала проблемы сверхдальней
стрельбы, разрабатывала новые способы |
стрельбы по |
воздушным це |
|
лям, создавала проекты новых образцов |
вооружения, |
боеприпасов |
|
и приборов, контролировала изготовление и испытания |
опытных |
||
образцов. |
|
|
|
Ученые-артиллеристы Н.Ф.Дроздов, |
Г.А.Забудский, |
И.П.Гразе, |
0.Г.Филиппов, Г.П.Кисменский, М.Е.Серебряков и другие добились больших успехов в изучении свойств порохов и в исследовании за конов горения. Особое внимание уделялось созданию научно обос нованных методик составления таблиц стрельбы. В это время ака демик А.Н.Крылов завершил исследования по применению метода чис ленного интегрирования для решения дифференциальных уравнений движения снаряда при расчете траекторий. Профессор Н.Ф.Дроздов предложил и внедрил в практику табличный способ расчетов внут ренней баллистики. На основе теоретических и экспериментальных исследований М.Е.Серебряков установил физический закон горения порохов и создал новый метод баллистического анализа. В резуль тате исследований, выполненных под руководством В.М.Трофимова, была найдена наивыгоднейшая форма снаряда для основных калиб ров орудий и созданы проекты новых снарядов дальнобойной формы. Большой вклад в развитие отечественных боеприпасов, особенно взрывателей к снарядам, сделал конструктор В.И.Рдултовский.
В 20-е годы были созданы Артиллерийский научно-исследова тельский институт (АНИИ РККА) и Артиллерийская Академия (вместо К0САРТ0П), исследования которых стали научным фундаментом для перевооружения артиллерии Красной Армии. Многие исследования завершались разработкой экспериментальных или опытных образцов. Однако в период восстановления народного хозяйства еще не соз рели необходимые условия для развертывания серийного производ ства. Перевооружение было решено проводить двумя путями: путем широкой модернизации старых орудий и создания новых отечествен ных орудий. Модернизация орудий сводилась в основном к повышению дальности стрельбы, что достигалось за счет улучшения формы снаряда, увеличения веса заряда, удлинения стволов, увеличения углов возвышения. Это, в свою очередь, требовало переделки про тивооткатных устройств, усиления лафета, применения дульных тор