Профессор доктор военных наук генерал-майор артиллерии Козловский Д. Е. Курс артиллерии Книга 4: Основания устройства материальной части артиллерии. -------------------------------------------------------------------------------- Издание: Курс артиллерии. Книга 4: Основания устройства материальной части артиллерии. — М.: Воениздат НКО СССР, 1941. — 192 с. / Профессор доктор военных наук ген.-майор артиллерии Д. Е. Козловский. Под общей редакцией дивинженера службы Блинова А. Д. // Цена 3 руб. Scan: Андрей Мятишкин (amyatishkin@mail.ru) Аннотация издательства: В книге изложены требования к материальной части артиллерии, принципы устройства отдельных частей и механизмов артиллерийских систем, передков, зарядных ящиков и повозок. Кроме того, приведены описания конкретных образцов. Книга предназначается в качестве учебника для курсантов артиллерийских училищ Красной Армии. «Курс артиллерии» состоит из 12 книг. ОГЛАВЛЕНИЕ Глава 1. ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛЬНОЙ ЧАСТИ АРТИЛЛЕРИИ 1. Виды требований (стр. 3) 2. Боевые требования (стр. 3) 3. Служебные требования (стр. 19) 4. Экономические требования (стр. 21) 5. Характеристики артиллерийских систем (стр. 22) Глава 2. МЕХАНИЧЕСКИЕ КАЧЕСТВА МЕТАЛЛОВ 1. Общие понятия (стр. 24) 2. Растяжение (стр. 26) 3. Диаграмма растяжения и основные характеристики механических качеств металлов (стр. 26) Глава 3. СРЕДСТВА ИЗМЕНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ МЕТАЛЛОВ 1. Виды обработки металлов (стр. 31) 2. Механическая обработка металлов (стр. 31) 3. Тепловая обработка (стр. 34) 4. Влияние примесей на качества металлов (стр. 35) Глава 4. ХАРАКТЕРИСТИКИ НАИБОЛЕЕ УПОТРЕБИТЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ (стр. 38) Глава 5. УСТРОЙСТВО СТЕНОК СТВОЛОВ 1. Общие понятия (стр. 42) 2. Напряжения и деформации в стенках ствола (стр. 42) 3. Ход расчета прочности стенок ствола (стр. 46) 4. Распределение напряжений в стенках трубы (стр. 48) 5. Скрепление стенок стволов (стр. 50) 6. Виды скрепления стенок стволов (стр. 53) Глава 6. НАРУЖНОЕ УСТРОЙСТВО СТВОЛОВ И УСТРОЙСТВО КАНАЛОВ 1. Наружное устройство стволов (стр. 61) 2. Устоойство камор (стр. 62) 3. Устройство нарезов (стр. 63) 4. Давление на выступ ведущего пояска снаряда (стр. 66) Глава 7. КАЗЕННИКИ И ЗАТВОРЫ 1. Казенники (стр. 69) 2. Общие требования, предъявляемые к затворам (стр. 70) 3. Типы затворов , (стр. 70) 4. Клиновые затворы (стр. 70) 5. Поршневые затворы (стр. 73) 6. Эксцентрические затворы (стр. 76) 7. Крановые затворы (стр. 77) 8. Предохранители в затворах (стр. 78) Глава 8. ОПИСАНИЕ НЕКОТОРЫХ СИСТЕМ ЗАТВОРОВ 1. Поршневые затворы с продольным движением поршня в раме (стр. 79) 2. Клиновые затьоры прежних систем (стр. 87) 3. Полуавтоматические затворы (стр. 88) Глава 9. РАЗГАР СТВОЛОВ 1. Общие понятия. Причины разгара стволов (стр. 94) 2. Меры против разгара стволов (стр. 96) 3. Омеднение поверхности канала ствола (стр. 100) Глава 10. ДЕЙСТВИЕ ВЫСТРЕЛА НА ЛАФЕТ 1. Введение (стр. 102) 2. Общее устройство лафетов (стр. 103) 3. Силы, действующее на лафет при выстреле (стр. 104) 4. Устойчивость лафета при выстреле (стр. 109) 5. Устойчивость системы при накате (стр. 111) 6. Скорости отката и наката (стр. 112) Глава 11. ПРОТИВООТКАТНЫЕ УСТРОЙСТВА 1. Сила сопротивления тормоза отката (стр. 115) 2. Устройство деталей, регулирующих отверстия для перетекания жидкости в тормозах отката и наката (стр. 118) 3. Дульные тормозы (стр. 120) 4. Накатники (стр. 121) 5. Тормозы наката и буферы (стр. 125) 6. Компенсаторы (стр. 125) 7. Сальники (стр. 127) 8. Жидкость для наполнения тормозов и накатников (стр. 128) 9. Пробки и вентили (стр. 129) 10. Указатели отката и недоката (стр. 130) 11. Проверка воздушного накатника (стр. 131) Глава 12. МЕРЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ УДАРА КАЗНЫ ОБ ОСНОВАНИЕ 1. Общие замечания (стр. 133) 2. Переменная длина отката (стр. 133) 3. Расположение цапф сзади центра тяжести качающейся части (стр. 135) 4. Разложение отката (стр. 136) 5. Выкат вперед (стр. 136) 6. Изменение высоты оси цапф (стр. 137) Глава 13. МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ НАВОДКИ 1. Общие требования к механизмам наводки (стр. 139) 2. Поворотные механизмы (стр. 140) 3. Поворотные механизмы в специальных установках (стр. 146) 4. Минимальные амбразуры.. (стр. 149) 5. Подъемные механизмы (стр. 150) 6., Подъемные механизмы с независимой линией прицеливания (стр. 153) Глава 14. ПРОЧИЕ МЕХАНИЗМЫ ЛАФЕТА 1. Механизмы для приведения орудия в положение для заряжания (стр. 158) 2. Уравновешивающие механизмы (стр. 159) 3. Тормозные приспособления в подъемных и поворотных механизмах (стр. 162) 4. Цапфенные подвесы (стр. 163) 5. Выравнивающие механизмы (стр. 164) 6. Горизонтирующие механизмы (стр. 165) Глава 15. РАСПОЛОЖЕНИЕ ПРИЦЕЛЬНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ НА АРТИЛЛЕРИЙСКОЙ СИСТЕМЕ 1. Расположение прицельных приспособлений на стволе (стр. 166) 2. Расположение прицельных приспособлений на люльке (стр. 166) 3. Расположение прицельных приспособлений на станке (вращающейся части) (стр. 167) 4. Индикаторный прицел (стр. 168) Глава 16. УСТРОЙСТВО ЛАФЕТА КАК ПОВОЗКИ 1. Устройство осей (стр. 170) 2. Устройство колес (стр. 172) 3. Подрессоривание (стр. 176) 4. Крепление по-походному (стр. 178) 5. Способы соединения ходов (стр. 179) 6. Тормозы (стр. 180) Глава 17. ПЕРЕДКИ И ЗАРЯДНЫЕ ЯЩИКИ 1. Устройство передка дивизионной пушки (стр. 182) 2. Детали устройства повозок (стр. 183) 3. Прицепные повозки и подкатные тележки (стр. 185) 4. Самоходные установки (стр. 186) 5. Железнодорожные установки (стр. 188) ============================================================================= ПРОФЕССОР ДОКТОР ВОЕННЫХ НАУК ГЕНЕРАЛ-МАЙОР АРТИЛЛЕРИИ Д. Е. Козловский КУРС АРТИЛЛЕРИИ КНИГА 4 ОСНОВАНИЯ УСТРОЙСТВА МАТЕРИАЛЬНОЙ ЧАСТИ АРТИЛЛЕРИИ Под общей редакцией дивинженера БЛИНОВА А. Д. ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО НАРОДНОГО КОМИССАРИАТА ОБОРОНЫ СОЮЗА ССР МОСКВА -1941 Профессор доктор военных наук ген.-майор артиллерии Д. Козловский. Курс артиллерии. Книга 4. Основания устройства материальной части артиллерии В книге изложены требования к материальной части артиллерии, принципы устройства отдельных частей и механизмов артиллерийских систем, передков, зарядных ящиков и повозок. Кроме того, приведены описания конкретных образцов. Книга предназначается в качестве учебника для курсантов артиллерийских училищ Красной Армии. "Курс артиллерии" состоит из 12 книг. ГЛАВА 1 ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛЬНОЙ ЧАСТИ АРТИЛЛЕРИИ 1. Виды требований Артиллерия должна разрешать в бою самые разнообразные задачи. В соответствии с этими задачами возникают и требования к материальной части артиллерии. Эти требования могут быть разбиты на три группы: 1) боевые требования, сводящиеся к требованию определенного могущества артиллерии, подвижности и живучести; 2) служебные требования, сводящиеся к требованию удобства обращения с материальной частью артиллерии в бою, простоты ухода и сбережения и т. п.; 3) экономические требования, сводящиеся к требованию дешевизны,- материальная часть артиллерии не должна быть слишком дорогой. Каждая из этих групп требований разделяется на более мелкие, а те - на еще более мелкие, и в конце концов возникают требования к отдельным механизмам артиллерийской системы и даже к деталям их. 2. Боевые требования Могущество. Могущество артиллерии слагается из дальнобойности, высокобойности, скорострельности, крутизны траекторий, кучности, меткости и действия снарядов. Дальнобойность и высокобойность увеличиваются: с увеличением начальной скорости снаряда; с увеличением веса снаряда, если при этом не происходит уменьшения начальной скорости его; с улучшением формы снаряда, обеспечивающей лучшее его проникание в воздушную среду, и с увеличением угла возвышения. Увеличение угла возвышения, однако, имеет значение для увеличения дальнобойности лишь до угла наибольшей дальности (около 42-43°), а при дальнейшем его увеличении дальность, считаемая по горизонту орудия, уменьшается и при угле 90° получается около нуля. В орудиях, так называемых сверхдальнобойных, угол наибольшей дальности составляет около 52,5°. Для получения возможно большей высокобойности желательно иметь угол возвышения до 90°, но, по многим соображениям, можно ограничиться углом 85°, что несколько облегчает конструирование лафета вообще и подъемного механизма в частности. Измеряется дальнобойность наибольшей горизонтальной дальностью, на которую орудие может бросить свой снаряд. Кучность. Под кучностью понимают свойство орудия возможно менее рассеивать свои снаряды. Дело в том, что как ни стремятся при стрельбе из какой-либо артиллерийской системы создать одинаковые условия для каждого выстрела, этого полностью достичь не удается, так как снаряды и заряды всегда имеют различный вес в пределах точности их изготовления, форма снарядов различна, непрерывно изменяется состояние атмосферы, всегда имеется некоторая неточность прицельных приспособлений и т. д. Поэтому снаряды, выпущенные при одних и тех же прицельных установках и непосредственно один за другим, тем не менее опишут при стрельбе не одну и ту же траекторию, а каждый опишет свою особую траекторию и каждый упадет в особой точке. Это явление известно под названием рассеивания траекторий, или рассеивания снарядов. Как показывают опыты, снаряды рассеиваются на ограниченной площади, имеющей фигуру эллипса. Для успешности стрельбы необходимо, чтобы площадь эллипса рассеивания снарядов была меньше, т. е. чтобы снаряды ложились кучнее. Отсюда и требование кучности. • Для достижения кучности нужно добиваться возможного однообразия условий выстрелов, что, в свою очередь, достигается точностью отделки каналов орудийных стволов, точностью отделки снарядов не только в отношении поверхности их, но и в положении центра тяжести и однообразия моментов инерции, однообразием изготовления пороха и зарядов, соблюдением однообразия условий заряжания, однообразием и точностью наводки, что зависит от степени совершенства прицельных приспособлений и обученности орудийного расчета. Наконец, как показывают исследования В. М. Трофимова, на кучность оказывает большое влияние рассеивание углов вылета, в особенности при стрельбе на небольшие дальности. Углом вылета называют угол между линией выстрела и линией бросания. Необходимо при проектировании материальной части стремиться к тому, чтобы углов вылета не было или, по крайней мере, чтобы от выстрела к выстрелу они не изменялись. В связи с этим возникает требование возможно полной устойчивости (спокойствия) системы при выстреле. Нужно, чтобы система при выстреле не прыгала и не смещалась. Устойчивость (стабилизация) системы при выстреле требуется еще и для того, чтобы не сбивалась прицельная линия. Удовлетворение этому требованию, кроме увеличения кучности, приводит также к увеличению скорострельности, так как уменьшается время на исправление наводки, а в наиболее благоприятных условиях это время может быть сведено к нулю. Сила, опрокидывающая лафет и заставляющая его прыгать, зависит от сопротивления противооткатных устройств откату (длины отката), и если бы сделать откат свободным, т. е. сопротивление откату сделать близким к нулю, то никакого прыжка лафета при выстреле не наблюдалось бы и угла вылета не было бы. Таким образом, полезно увеличивать длину отката, уменьшая сопротивление противооткатных устройств. Для спокойствия системы при выстреле следует, как это дальше увидим, удлинять также хобот, делать систему ниже и по возможности уменьшать динамическое плечо. Эти меры, будучи весьма действительными, имеют, однако, пределы применения. В самом деле: 1) длинный откат вызывает при больших углах возвышения опасение удара казны ствола об основание, и система усложняется введением особых частей и механизмов для устранения этого удара; 2) большая длина лафета плохо согласуется с требованиями поворотливости орудийной повозки и приводит к увеличению веса системы, а устранение этого неудобства опять-таки вызывает усложнение системы; 3) малая высота системы затрудняет работу орудийного расчета, так как при слишком малой высоте системы приходится работать с колена или лежа, когда человеку трудно развить достаточные усилия для работы на рукоятях затвора и других механизмов. Для удобства работы стоя эти рукояти должны быть на высоте груди (около 1 м). Меткость. Под меткостью понимают искусство стреляющего (стрелка) направить среднюю траекторию (траекторию, проходящую через центр эллипса рассеивания) желаемым образом относительно цели. Чаще всего стремятся направить ее через цель. Меткость зависит как от степени подготовки личного состава, так и от совершенства приборов, служащих для подготовки стрельбы (дальномеры, приборы для наблюдения и разведки цели). Отсюда следует, что меткость не зависит от материальной части в том понимании материальной части, как это условлено в данной работе. Но материальная часть позволяет стреляющему менять направление и дальность полета снаряда, позволяет маневрировать траекторией. Крутизна траекторий. Для успешного действия снарядов необходимо, чтобы снаряд не только попал в цель, но попал так, чтобы ось фигуры снаряда составляла с нормалью к поверхности цели как можно меньший угол. Цели можно подразделить с рассматриваемой точки зрения на две основные группы - вертикальные и горизонтальные. Нормаль к вертикальным целям направлена горизонтально, а к горизонтальным - вертикально. Отсюда возникает необходимость менять кривизну траекторий: для действия по вертикальным целям нужна траектория, настилающая местность,- настильная траектория, прицельная, отлогая, а для действия по горизонтальным целям необходима траектория навесная, крутая. Действие снарядов. Цели бывают весьма разнообразны по степени их уязвимости. Например, для пробивания брони линейного корабля необходима работа свыше 20000000 кгм, а для вывода из строя человека достаточно 8-10 кгм. Некоторые цели, как, например, склады фуража, бензина, леса, легко уничтожаются пожарами. По обстоятельствам боя может потребоваться осветить цель, а может потребоваться, наоборот, за-к-рыть ее, "ослепить". Соответственно этому имеются снаряды различных видов действия: 1. Ударного действия - для действия по броневым закрытиям. Действие удара увеличивается с увеличением скорости в момент удара и зависит от веса снаряда, его формы и направления удара. 2. Фугасного действия - как бы силен удар сам по себе ни был, действие его будет местным, не распространяющимся далеко в стороны. Для увеличения разрушения снаряды снаряжаются сильно взрывчатыми веществами, которые после углубления снаряда в преграду взрываются и силой газов разрушают преграду на большом пространстве. 3. Картечные и осколочные снаряды - для поражения живых целей. В этих снарядах энергия распределяется на большое число смертоносных частей - поражающих элементов. Эти элементы либо заранее заготовлены в снаряде (шрапнель, картечь), либо образуются в момент разрыва снаряда (осколочные снаряды). Поражающие элементы после разрыва снаряда покрывают большую площадь, чем облегчается поражение целей. 4. Химические снаряды, снаряженные отравляющими веществами,- для действия по живым целям. 5. Осветительные снаряды - светящее действие. 6. Дымообразующие снаряды, дающие большое облако густого дыма, закрывающего наше расположение от наблюдения противником, - маскирующее действие. 7. Зажигательные снаряды - при разрыве зажигательного снаряда из него выбрасываются элементы, снаряженные термитом, который горит, развивая высокую температуру. 8. Агитационные снаряды - при разрыве из снаряда выбрасывается литература на отдельных листочках, которые разлетаются на большой площади. 9. Трассирующие снаряды, дающие возможность наблюдать за полетом снарядов и тем самым облегчающие надлежащее направление средней траектории. 10. Специальные снаряды для действия по авиацелям и проволочным заграждениям. 11. Специальные снаряды для действия по водному флоту - ныряющие. 12. Сигнальные снаряды. Подвижность. Подвижность артиллерии определяется подвижностью маневренной, быстротой перехода из походного по-'ложения в боевое и обратно и гибкостью огня. Подвижность маневренная. Материальная часть артиллерии должна допускать быстрое передвижение ее, с тем чтобы поспевать одновременно с войсками к месту боевого применения. Кроме того, на данном боевом участке она должна быть способна быстро занимать позиции и в случае необходимости быстро менять их. Под этими свойствами материальной части и понимают подвижность маневренную. Маневренная подвижность имеет особое значение для той артиллерии, которая назначается для действий с войсками в полевых боях, успех которых основывается, между прочим, на своевременном выполнении маневра. Для некоторых видов артиллерийских войск и их орудий маневренная подвижность почти совершенно теряет значение, например для некоторых стационарных орудий. Подвижность маневренная обеспечивается легкостью на ходу, гибкостью, независимостью ходов, поворотливостью, устойчивостью и достаточным клиренсом. Легкость на ходу определяется усилием, которое необходимо приложить к повозке орудия для ее перемещения. Чем меньше усилие, или, как говорят, чем меньше тяга, при которой повозка перемещается, тем она легче на ходу. Но величина усилия, одна сама по себе, не может служить мерой легкости на ходу. Если, например, одна повозка весом в 640 кг перемещается усилием в 80 кг, а другая повозка весом в 1600 кг перемещается усилием в 160 кг, то сказать, что первая легче на ходу, еще нельзя. Если мы отнесем усилие к перемещаемому грузу, то увидим, что в первом случае усилием в I кг перемещается груз в 8 кг, а во втором 10 кг, т. е. вторая повозка требует для движения меньшего относительного усилия. За меру легкости на ходу принимают отношение тяги к перемещаемому грузу. Чем меньше это отношение, т. е. чем меньшим усилием, меньшей тягой будет перемещаться больший груз, тем повозка легче на ходу. В приведенном выше примере легкость на ходу первой повозки 1/8, второй Vio- У наших военных повозок легкость на ходу, при движении по горизонтальной местности и хорошей дороге, колеблется от Vis Д° */25-При пересеченной местности и дурной дороге это отношение может увеличиться во много раз. Для увеличения легкости на ходу полезно увеличивать радиус колес, так как в этом случае колеса легче будут перекатываться через всякие препятствия (камни, выбоины и т. п.); увеличивать ширину шины, с тем чтобы колесо меньше погружалось в грунт; утонять концы осей и уменьшать радиус втулки, чтобы уменьшить плечо трения на втулке; применять, для уменьшения трения, смазку, особые вкладыши во втулку и вводить роликоподшипники; подрессоривать повозку и применять эластичные шины (резиновые), так как в этом случае при преодолении неровностей пути меньше расходуется силы движителя на подъем центра тяжести повозки и в известной степени уменьшается вредное влияние толчков и ударов,- работа движителя будет более равномерной, спокойной. В целях уменьшения работы движителя на подъем центра тяжести делается еще так называемый разбег колеса, т. е. дается возможность колесу перемещаться в узких пределах вдоль оси. При наличии разбега колесо при встрече небольших препятствий (кочки, камни булыжной мостовой и т. п.) обходит их, не перекатываясь через них. С целью увеличения ширины шин на колеса орудий тяжелых систем надеваются башмачные ободы, и несмотря на большой вес этих об'одов, передвижение системы по мягкому грунту совершается сравнительно легко, тогда как без них движение невозможно. Ко всем этим мерам надо, однако, относиться осмотрительно, чтобы не получить отрицательного результата. Так, при увеличении радиуса колеса и ширины шины может получиться слишком большой вес колеса, и повозка будет весьма тяжелой; уменьшение радиуса втулки может повлечь значительное ослабление прочности концов осей и т. п. Легкость на ходу зависит также от способов запряжки. Упряжь не должна стеснять движителя, должна смягчать толчки и удары, для чего делают пружинные сберегатели в месте соединения постромок с повозкой, а также упругое соединение дышла с повозкой. Постромкам или оглоблям придается некоторый угол наклона (8 -10°), передним концом кверху, с тем чтобы при всяких неблагоприятных условиях движитель работал несколько на подъем, а не нажимал на повозку книзу, что потребовало бы от него развития больших усилий. Вводят упругое соединение ходов, с тем чтобы уменьшить влияние неравномерности движения одного хода по отношению к другому. В настоящее время для передвижения артиллерии широко применяется механическая тяга. Механическая тяга находит широкое применение для перевозки не только тяжелых, но и легких артиллерийских орудий. Применяются различные виды механических движителей: грузовики, тракторы, которые либо везут орудия, как груз, либо тянут их за собой в виде прицепных повозок. Буксирующий тип движителя, каковым, например, является трактор, по опытам, оказался более удобным в отношении маневрирования. Разработаны также, системы самоходной артиллерии, т. е. такой, в которой орудие составляет одно целое с движителем. Принятие механической тяги дает следующие выгоды: 1) большая скорость движения - до 60 км/час; 2) сокращение длины походных колонн на 10 -15%; 3) увеличение суточного перехода до 200 км и более, вместо 30 - 40 км. при конной тяге; 4) меньшие объем и вес горючего и смазочных материалов, необходимых для работы, сравнительно с весом и объемом фуража для лошадей; 5) меньшая уязвимость газами по сравнению с уязвимостью лошадей. Длительность и быстрота движения вызывают расстройство материальной части артиллерии, когда система представляет прицепку. Для сбережения материальной части в этом случае необходимы подрессоривание и надежное крепление по-походному, чтобы разгрузить подъемный и поворотный механизмы. Подрессоривание передков и зарядных ящиков в старой русской артиллерии применялось с 1877 г., лафеты же не подрессоривались, так как это представляет неудобство при стрельбе - происходит сбивание линии прицеливания. С развитием же механической тяги подрессоривание стали применять и в лафетах. Для устранения же сбивания линии прицеливания стали устраивать рессоры так, чтобы во время стрельбы они выключались и лафет жестко упирался на боевую ось; на походе рессоры должны включаться. Таким образом, развитие механической тяги подчеркнуло необходимость подрессоривания и крепления по-походному *. При подрессоривании необходим, как отмечено выше, механизм для выключения рессор во время боя. Применение железнодорожного транспорта позволяет еще значительнее повысить маневренную подвижность артиллерии, но привязанность к дорогам лишает артиллерию весьма ценного и необходимого качества - вездеходности, т. е. движения без дорог. Применение механической тяги значительно облегчает маневрирование орудиями большого могущества, в особенности при необходимости продолжительного движения. Механическая тяга дает возможность выполнять не только тактическое маневрирование на данном боевом участке, но и выполнять маневры большого масштаба, вплоть до переброски орудий с одного участка театра военных действий на другой участок или даже на другой театр военных действий. Артиллерия благодаря применению механической тяги стала способна к оперативному маневрированию. Благодаря применению механической тяги стало возможным быстро перебрасывать мощные артиллерийские орудия в больших количествах, осуществляя столь важный в военное время принцип внезапности. Под гибкостью понимают способность повозки преодолевать поперечные неровности местности, т. е. переходить через канавы, овраги, бугры, насыпи и т. п. (рис. 1). Независимость ходов, или поперечная гибкость, выражается в способности повозки "ломаться" в поперечном направлении, допускать перекос осей обоих ходов, например, передний ход стал так, что левое колесо выше правого, а задний - наоборот, правое колесо выше левого (рис. 2). Под поворотливостью понимают способность повозки совершать поворот в обратный путь на возможно малой площади (рис. 3). Эти три свойства достигаются в артиллерийских повозках, почти исключительно способами соединения ходов, и первые два измеряются углами "излома" одного хода в отношении другого (углы а на рис. 1 и (3 на рис. 2). В системах полевых лафетов угол гибкости достигает 60° и независимости около 50°. Поворотливость измеряется той наименьшей шириной дороги (площади), на которой повозка может повернуться в обратный путь. 1 Крепление по-походному применялось иногда и до введения механической тяги, но не было обязательным^ Чаще крепили подъемный механизм, поворотный же -редко, Для увеличения поворотливости, как видно из рис. 3, полезно, кроме способа соединения ходов, суживать задний ход (на рис. 3 - пунктир). Можно достичь большей поворотливости уменьшением радиуса колес переднего хода, но эта мера в артиллерийских повозках применяется редко, чтобы не увеличивать разнообразия материальной части, а главным образом потому, что с уменьшением радиуса колес уменьшается легкость на ходу. Наконец, для увеличения поворотливости полезно относить Рис. 1. Гибкость повозок точку соединения ходов назад от передней оси. Но это имеет то неудобство, что всякая задержка, толчок заднего хода сказываются резким качанием дышла, а значит, беспокоит движитель, что, конечно, неудобно. Поэтому этой мерой пользоваться нужно очень осмотрительно. В настоящее время нередко для увеличения- поворотливости t практикуют поворот колес пе- \ \ реднегохода, как в автомобилях, \ \ Рис. 2. Независимость ходов Рис. 3. Поворотливость устраивая так называемую трапецию Жанто. Сущность этого устройства поясняется рис. 4. Ось / переднего хода делается не цельной, а с шарнирно присоединенными концами 2, на которые надеваются колеса 3. При помощи рычага 4 и тяги 5 эти концы можно поворачивать, давая тем самым новое направление колесам переднего хода и изменяя направление движения повозки. Устойчивость характеризуется способностью повозки двигаться по косогорам или через препятствия, не опрокидываясь (рис. 5). 10 Для достижения устойчивости следует располагать центр тяжести возможно ниже, применяя рациональное распределение груза или изогнутые коленчатые оси, или увеличивать ширину хода, т.е. увеличивать расстояние между колесами, насаженными на одну и ту же ось. Угол, на который может наклониться повозка, не опрокидываясь, служит мерой устойчивости и достигает 30°. Повозка должна двигаться по дорогам или без дорог, не задевая за местные предметы наиболее низко расположенными частями; этого можно достичь, имея надлежащий клиренс, т. е. расстояние от горизонта до самой низкой точки кузова. В современных повозках (артиллерийских системах) клиренс около 35 - 40 см. Переход из походного положения в боевое и обратно. Маневренная подвижность обеспечивает быстроту и легкость доставки материальной части на огневую позицию. Но для полного удовлетворения требования подвижности этого •шн ШКРНП лнйа 2\ V5 V i i 1 1 о i i ! •••м -- Ц* 3 :?-& *^2 Рис. 4. Поворот колес переднего хода: / - ось; 2-концы оси; 3 - колеса; 4 - рычаг; 5 - тяга Рис. 5. Устойчивость еще недостаточно. На походе материальная часть перевозится разными приемами и способами, чаще всего представляя повозку, и в походном положении она к бою неспособна. Поэтому материальная часть артиллерии должна быть устроена так, чтобы можно было осуществлять быстрый переход из походного положения в боевое и обратно. В полевой (дивизионной, полковой) артиллерии всегда требовалась наивысшая быстрота перехода из походного положения в боевое и обратно - орудие должно было переходить из одного положения в другое моментально. Это требование и осуществлялось; фактически на переход требовалось около полминуты времени. В эпоху наполеоновских войн для отражения атак конницы широко применялся прием выезда артиллерии ей навстречу, снятия с передков и открытия скорого огня картечью. Этот маневр мог иметь успех лишь при быстром переходе из походного положения в боевое. Позже переход из одного положения в другое в полевой артиллерии усложнился введением кольца или ключа, предупреждающего соскаки- П вание шворневой воронки (шворневого кольца) со шворня, но это усложнение не отразилось на быстроте исполнения данного маневра. В настоящее время в связи с введением крепления по-походному и с возникшими требованиями универсальности полевых орудий, в смысле приспособления их к действиям и по воздушным целям, переход из походного положения в боевое и обратно значительно усложнился. В первых образцах этого вида орудий "переход" требовал почти. V* часа времени (80-мм пушка Ри-мальо и американская пушка ТЗ). Столь большой промежуток времени, конечно, не может быть признан, хотя бы в малой мере, отвечающим обстановке. В самом деле, современные аэропланы делают около 4 - 6 км в минуту, а стало быть, за 1Д часа - минимум 60 км. Поэтому пока орудие будет переходить из одного положения в другое, аэроплан противника успеет налететь на орудие и улететь. Сейчас время "перехода" значительно снижено, и у универсальных орудий оно колеблется в пределах I1/"- 3 минут, но ближе, вообще говоря, к меньшему пределу. Для орудий корпусной артиллерии это время составляет около 15 минут. Что касается орудий корпусной артиллерии и АРГК1, то у них время "перехода" значительно больше, но данное обстоятельство не является угрожающим, так как эти орудия устанавливаются в сравнительно глубоком тылу, далеко от переднего края, и вступают в бой чаще всего позже орудий дивизионной артиллерии. Вооружение АРГК крупных калибров большей частью составлялось во время первой империалистической войны из орудий бывших осадных полков (парков) и крепостей, и как в этих орудиях, так в особенности во вновь введенных, были приняты меры к уменьшению времени перехода из походного положения в боевое и обратно, и в этом отношении получены значительные результаты. Так, 152-лш пушка обр. 1877 г, весом в 2 т требовала на "переход", правда, с настилкой платформы, один день, а в настоящее время требует около 30 минут; 152-лш пушка обр. 1910 г., несмотря на то, что на походе составляет две повозки, весом каждая свыше 6 /я, переходит из походного положения в боевое в течение 20 минут (первая пушка на походе составляет одну повозку весом 6 т)\ 280-жм гаубица, состоящая на походе из четырех повозок, весом каждая 5-б т, требует на "переход" около 50 минут. Эти примеры ясно показывают, как много зависит от внимания конструктора к этой стороне дела и какие разительные результаты могут быть получены. Особых успехов в этом отношении достигли весьма тяжелые системы железнодорожных установок, получившие широкое применение на западном фронте во время первой войны 1914-1918 гг. Системы весом даже до 200 т требовали на "переход" около \1/2 часа. 1 Артиллерия резерва главного командования, 12 Применение, для ускорения перехода из походного положения в боевое и обратно, всякого рода механизмов: домкратов, талей, направляющих, т. е. механизация и электрификация артиллерийской системы, представляется настоятельно необходимым. Гибкость огня. Если материальная часть имеет достаточную маневренную подвижность и обеспечивает быстрый переход ее из походного положения в боевое, то орудие будет быстро доставлено к месту боя и быстро приведено в боевое положение, но этим еще не исчерпываются требования подвижности. Цели, по которым приходится вести огонь, обычно занимают самое разнообразное положение как по направлению, так и по дальности. Нередко требуется перебрасывать огонь с одной цели на другую. Кроме того, цели могут быть неподвижными, по которым можно вести длительный систематический огонь, а могут быть и быстро перемещающимися, исчезающими, для действия по которым только иногда и на короткое время будут представляться возможности для успешного поражения, и поэтому в эти промежутки времени потребуется скорый, напряженный огонь. Иначе говоря, от материальной части требуется обеспечение быстрого переноса огня в возможно широких границах и возможность менять его напряженность, требуется гибкость огня в пространстве и во времени. В связи с этим необходимо иметь поворотные и подъемные механизмы, позволяющие быстро придавать орудию углы поворота и возвышения в широких пределах, для возможности переносов огня. С другой стороны, для возможности следить за движущимися целями необходимо, чтобы эти механизмы работали плавно, не требуя больших усилий на маховиках (рукоятках), и чтобы наводчик при работе ими мог сохранять спокойное положение глаз. Далее, как и вообще во всякого рода механизмах, в них не должно быть мертвых ходов и сдачи, т. е. изменения приданного положения стволу орудия после выстрела. Приспособленность орудийной системы к быстрым, широким и глубоким переносам огня назовем гибкостью огня в пространстве. Требование гибкости огня в пространстве приводит к необходимости увеличения дальнобойности, высокобойности и широты горизонтального обстрела. Если остановиться на пушках, состоявших на вооружении дивизионной артиллерии до первой империалистической войны, и проследить их развитие в рассматриваемом направлении до последнего времени, то нельзя не отметить очень больших достижений. К концу первой империалистической войны дальность заметно увеличилась, главным образом вследствие принятия снарядов улучшенной формы, облегчающей проникание их в воздушную среду, а также и за счет увеличения угла возвышения путем подкапывания хобота1. Угол горизонтального обстрела * В Германии в 1916 г. была введена новая пушка. 13 остался прежний, почему, несмотря на увеличение дальности, площадь, на которую орудие может бросать свои снаряды, возросла незначительно (рис. 6). Еще задолго до первой империалистической войны, а именно в конце прошлого века, Депор предложил лафеты с раздвижными хоботами1, допускавшими угол горизонтального обстрела до 30°, но это предложение медленно проникало в жизнь по причине связанного с этим значительного увеличения веса системы. Насколько известно, впервые такую систему ввела у себя Италия в 1912 г. 14-15 км Рис. 6. Обстрел дивизионной пушки: 1 - до войны 1914-1918гг.; 2-при подкапывании хобота; 3 -при новом снаряде; 4-универсальной пушки С 1924 г. начинают получать распространение многохоботные лафеты (С. Шамон, американская пушка ТЗ) - четырех-и треххоботные, причем угол поворота получается в 360°, а угол возвышения увеличивается до 80-90° и даже до 11503 1 В нашей специальной литературе чаще встречается термин "с раздвижными станинами". Автор находит более правильным принять буквальный перевод французского bi-flech.es, так как мысль о таких лафетах зародилась впервые во Франции. 3 Собственно говоря, угла возвышения более 90° быть не может. Указание на угол 115° надо, понимать так, что орудие может перейти через зенит и стрелять в противоположном направлении при углах возвышения от 90° до 65°. И (завод Шнейдера). Такие, лафеты, предназначавшиеся первоначально исключительно для зенитных орудий и отличавшиеся значительным весом и длительным переходом из одного положения в другое, с течением времени стали предлагаться и для орудий дивизионной артиллерии, получивших в этом случае название универсальных орудий. Универсальных орудий в настоящее время известно значительное число, и они действительно могут служить дивизионными пушками для стрельбы по наземным целям, будучи в то же время вполне пригодными и для стрельбы по воздушным целям. Они обладают дальностью в 14-15 км и круговым обстрелом, покрывая своим огнем площадь около 620 км2 (рис. 6). Следует отметить, что дальность имеет тенденцию к дальнейшему росту, что поведет к дальнейшему увеличению этой площади. За б-7 лет гибкость огня по площади возросла более чем в 300 раз. Если принять во внимание увеличение угла вертикального обстрела, высокобойность, т. е. рассматривать гибкость огня в пространстве, то успех в увеличении гибкости огня будет еще более разительным Ч Если система допускает стрельбу при угле возвышения 90°, то в вертикальной проекции обстрел изобразится площадью, ограниченной кривой, показанной на нижней фигуре рис. 6. Если эту фигуру повернуть вокруг вертикальной оси симметрии, то получим объем, внутри которого орудие может поражать любую точку. В самом деле, меняя заряд (начальную скорость) при том же угле возвышения, можно внутри указанного объема изменять вид траекторий, их крутизну и, таким образом, поражать цели в этом объеме с разными углами падения, о чем будет сказано ниже. Что же касается гибкости огня во времени, сводящейся, в сущности, к скорострельности, то в этом отношении дивизионная пушка не получила заметного сдвига, - скорострельность осталась прежней, достигая в орудиях различных государств 20-25 выстрелов в минуту. Для повышения скорострельности необходимо перейти к новым принципам устройства орудий в направлении увеличения скорострельности - к автоматическим орудиям. На этот путь артиллерия стала давно, но пока разрешение этой задачи удается лишь в отношении калибров не более примерно 45 мм. В более крупных калибрах решение задачи об автоматическом действии встречает значительные, но, конечно, преодолимые затруднения. В литературе встречались указания об испытаниях в Германии автоматической дивизионной пушки и о введении подобной пушки в Италии, но дальнейших подтверждений этих известий нет. 1 Полезно иметь в виду, что высокобойность современных орудий близка к 2/з наибольшей дальности. 15 Другой путь -конструирование полуавтоматических систем (собственно затворов) -не приводит к значительному увеличению скорострельности, облегчая лишь работу орудийного расчета. Автоматическим орудием называется такое орудие, в котором за счет энергии выстрела, без усилия орудийного расчета, выполняются следующие пять действий: 1) открывание затвора, 2) выбрасывание гильзы, 3) заряжание, 4) закрывание затвора и 5) производство выстрела. Работа же расчета сводится к пуску машины в ход путем нажатия на особую рукоять. Если какие-либо из перечисленных действий не выполняются, то орудие (затвор) называется полуавтоматическим. Затворы, в которых выполняется лишь одно действие из перечисленных пяти, называют иногда четверть-автоматическими, что нельзя признать правильным. Для увеличения скорострельности необходимо в системах, стреляющих тяжелыми снарядами, введение особых приборов и механизмов для подъема снарядов и досылки их в канал орудия, механизмов, приводящих ствол орудия в положение, удобное для заряжания, и т. п. Живучесть. Материальная часть должна быть устроена так, чтобы быть постоянно готовой к открытию огня, независимо от условий погоды, времени года и суток, обстрела со стороны противника и т. п. Это свойство назовем живучестью. Для того чтобы артиллерийская система была достаточно живучей, она должна обладать следующими свойствами: прочностью, неуязвимостью, приспособляемостью. Прочность достигается правильным расчетом артиллерийской системы и правильной конструкцией частей системы, основанных на тщательном изучении условий их службы и боевой работы. Конструктор должен хорошо изучить условия службы, предусмотреть возможные изменения их, а также и особые случаи, могущие увеличить нагрузки и усилия против нормальных. Под неуязвимостью артиллерийской системы подразумевается способность ее не повреждаться даже в особых чрезвычайных случаях, например при падении, ударе и т. п. Неуязвимость предполагает также, что даже в случае некоторого повреждения системы она не должна выбывать из строя и должна легко и быстро приводиться в состояние боевой готовности. К средствам, увеличивающим неуязвимость системы, можно отнести защиту всех хрупких частей от ударов посторонними предметами и засорения, щитовое и броневое укрытие всей системы в целом, снабжение системы запасными частями. Приспособляемость системы следует рассматривать: 1) с точки зрения устойчивости ее на местности разнообразного .рельефа и 2) с точки зрения маскировки. Первое обстоятельство имеет особое значение в лафетах с раздвижными хоботами, как имеющими часто четыре точки опоры. Известно, что положение плоскости определяется тремя точками, следовательно, при трех точках опоры лафет стоит 16 всегда устойчиво. При четырех точках весьма возможно, что одна из них, при неровностях местности, может оказаться навесу. В таком случае система будет неустойчива, и возможны ее повреждения. Лучшие условия для маскировки достигаются понижением всей установки, придачей ей такого вида и очертания, чтобы она возможно менее резко выделялась среди окружающих предметов. . Хороший уход за системой является одним из важнейших условий для обеспечения безотказной работы артиллерийской системы, а следовательно, и ее живучести. Уход состоит во внимательном наблюдении за материальной частью во время службы, при хранении ее, в умелом обращении с ней и своевременном исправлении повреждений. Если принять во внимание, что в боевых условиях трудно рассчитывать на умелый, хорошо подготовленный личный состав, то возникает требование простоты ухода. Имеются два пути для того, чтобы материальная часть лучше сохранялась и требовала меньшего ухода. Можно все механизмы сделать достаточно грубыми, простыми, легко поддающимися, без разборки, осмотру, чистке и смазке, и тогда даже мало подготовленный человек сумеет почистить механизм без опасения его повреждения. Другое решение: весь механизм заключить в коробку, не подлежащую разборке и наполненную густой смазкой, которая устранит проникание туда посторонних тел и сырости. Тогда даже самый 1 сложный механизм не будет требовать разборки и чистки; " следовательно, в значительной мере будут устранены и причины его повреждения. Однако последнее решение имеет и отрицательную сторону: небольшая неисправность, задержка в работе механизма сразу была бы замечена при открытом механизме, а при закрытом, не зная истинной причины задержки, действующий номер расчета приложит' большие усилия, что может причинить^ежыние повреждения системе. ..<*•*'** I Поэтому при закрытых механизмах. желател^е*5уШ>Мство особых указателей, которые давали бызрв^^^ёисптвностк механизмов и характере недочетов, к^н^'^^^шцшмерс вделано в противооткатных устройствах ^лмг^ра^щузхкед/ пушки обр. 1897 г. >ч^ч \/ У / Важность и необходимость ухода подчесывается а&ричными наставлениями и руководствами. Французьь^вррял^/,Хорошо содержимая пушка стоит двух", а на 155-ж^'-?п^1Я"е Филлу сделана надпись: "Будьте внимательны к вашим тормозам". Только правильный уход и наблюдение за материальной частью могут обеспечить надлежащее и полное ее использование, надлежащую работу и увеличить ее живучесть. Тщательное наблюдение и уход за обтюрирующими частями затворов, соблюдение всех^-?лов"й_для хорошего заряжания ствола (надежная и жг$щлътя; дашшГ-Ь-Снаряда), введение смазки каналов и их fxolMta' чи•' "'- ч \ личить число выстрелов из орудия, до потери им кучности или резкого падения начальной скорости. Введение в состав противооткатных устройств частей и механизмов, позволяющих регулирование отката и наката без остановки стрельбы, также обеспечивает живучесть системы. При стрельбе необходимо соблюдать определенный режим огня. В этом отношении официальные инструкции и наставления дают категорические указания о числе выстрелов в соответствии с продолжительностью стрельбы. Несоблюдение этих указаний может привести к скорому разгару и износу стен ствола, к порче противооткатных устройств и другим расстройствам системы, могущим вывести ее из строя. Применение уменьшенных зарядов также содействует увеличению живучести системы, и в настоящее время отчасти в этих целях в пушках применяются уменьшенные заряды. Живучести содействует также снабжение артиллерии запасными частями, лейнерование 1 стволов и взаимозаменяемость частей. При этих условиях поломка какой-либо части не выведет орудие из строя надолго, а только на время замены поврежденной детали. Взаимозаменяемость можно рассматривать как увеличение числа запасных частей, - части орудия, вышедшего из строя, могут послужить запасными частями для прочих орудий батареи. Питание. Рассматривая живучесть артиллерии как способность ее в любую минуту и при любых обстоятельствах открыть огонь по противнику, необходимо отметить, что материальная часть, несмотря на полную ее исправность, сможет вести огонь лишь при условии постоянного наличия при ней необходимых боеприпасов. Это предъявляет особые требования к организации питания артиллерии боеприпасами. Питание орудия, т. е. обильное снабжение его боеприпасами, представляет одну из труднейших задач в бою, во-первых, потому, что требуется большое количество огнеприпасов, а во-вторых, из-за их разнообразия, необходимости соблюдать особые меры предосторожности при обращении; затем боеприпасы чаще всего представляют собой небольшие по весу и объему части, для переноски и погрузки которых требуется большое количество людей. ' О большом расходе боевых припасов и о трудностях, связанных с их пополнением, можно судить по следующим немногим, но весьма показательным числам. За всю русско-японскую войну 1904-1905 гг., почти за два года, вся русская артиллерия выпустила 981000 снарядов. В первую мировую империалистическую войну 1914-1918 гг. на Сомме с 24 июня по 10 июля 1915 г.* выпущено 2013484 75-мм снарядов и 519165 тяжелых, т. е. в среднем в день 324630 снарядов. 26 сентября 1918 г. для поддержки наступления 4-й французской армии (только одной армии) было выпущено 1315000 75-мм снарядов и 360 000 тяже- 1 Лейнер - тонкая труба, вставленная внутрь наружной оболочки ствола. Об этом подробно говорится в главе об устройстве стволов. 18 лых, т. е. всего 1675000 снарядов. В течение боев под Маль-мезоном, продолжавшихся 7 дней, израсходовано в течение б дней 80900 т снарядов, что составляет нагрузку 266 поездов 30-вагонного состава; для накопления первоначального запаса 75000 т потребовалось 32 дня Ч Стоимость этих снарядов (боеприпасов)- около 500 миллионов франков. Стоит только представить объем работ по погрузке и разгрузке этих колоссальных количеств боеприпасов, чтобы понять всю важность всяких мер, упрощающих и облегчающих хотя бы в малой степени эти работы. Эти трудности возрастают еще потому, что боеприпасы представляют груз довольно опасный, требующий бережного обращения и делящийся на небольшие части весом около 80-100 кг, чтобы их можно было удобно, усилием двух человек, переносить, поднимать без опасения резких толчков, ударов и пр. Значит, каждая тонна такого груза составит примерно 10-12 отдельных мест. Вес боевых припасов, даже на один день боя, обычно превосходит вес орудийной системы в походном положении, а доставка представляет большие затруднения именно в силу делимости груза и необходимости большого числа повозок, полезные нагрузки которых обычно невелики. При переходе с одного вида транспорта на другой приходится производить перегрузку, что, принимая во внимание небольшой вес отдельного места, представляет операцию длительную, требующую много людей. Трудности питания боеприпасами увеличиваются еще и потому, что на вооружении состоит большое количество образцов и видов орудий и каждое из них имеет несколько типов снарядов с разными трубками, зарядами, средствами воспламенения зарядов и пр. 3. Служебные требования Имея в виду облегчение работы личного состава, требования скорострельности, меткости стрельбы, быстрого перехода из одного положения в другое и т. п., а также тот факт, что во время войны артиллерия зачастую будет пополняться мало подготовленным людским составом, работа со всеми механизмами орудия должна быть простой, удобной и неутомительной. Удобство действий сводится к тому, чтобы рукояти механизмов были расположены на высоте, удобной для работы, позволяли свободно развивать достаточные усилия, не требуя раскачивания всего тела, что особенно важно для работы наводчика, которому нужно сохранять определенное положение глаза. Как показывает опыт, этим требованиям удовлетворяет расположение рукоятей на высоте около 1 м при работе стоя. При работе в сидячем положении рукояти также должны располагаться на высоте груди, как и при работе стоя. Самое 1 Все эти примеры заимствованы из книги Эрра .Артиллерия в прошлом, настоящем и будущем'. 2* 19 усилие на рукоятях должно быть невелико и равномерно. Усилие до 2-3 кг еще допустимо с точки зрения спокойной работы. При малых поворотах рукояти желательно иметь значительное перемещение оси ствола при наводке орудия или, скажем, значительные перемещения затвора при его открывании или закрывании. Однако в подъемных и поворотных механизмах это обстоятельство будет приводить к затруднениям при наводке, когда требуется точное совмещение на одной линии нескольких точек. Для облегчения заряжания, если оно производится вручную, желательно располагать ось канала ствола на высоте груди. При снарядах (патронах) весом свыше 20 кг предпочтительно устройство приспособлений, облегчающих подъем снаряда и его досылку в канал. Заряжание требует довольно больших усилий, поэтому нужно обращать особое внимание на надежное и устойчивое положение действующих номеров. С этой точки зрения расположение номеров на площадках лафетов, как, например, 152-лш пушки обр. 1910 г., нельзя признать удовлетворительным, в особенности в зимнее время, когда площадки эти покрываются обледенелым снегом. Было бы желательно располагать ось канала ствола на высоте около 1-1,5 м, что может быть достигнуто расположением цапф ближе к казне или даже позади нее и устройством тормозов отката с переменной длиной последнего. Понижение системы способствовало бы и ее устойчивости при выстреле. Для сбережения сил личного состава было бы желательно и даже необходимо механизировать или электрифицировать наиболее трудоемкие приемы действий при орудиях: подъем снаряда и заряда, досылка снарядов, работу на механизме, приводящем орудие к углу заряжания, действия при переходе системы из боевого положения в походное и обратно и т. п. Простота обращения состоит в том, что для действия любого механизма не требуется сложных или нескольких приемов, а по возможности один. Например, открывание затвора 76-мм полевой пушки обр. 1902 г. очень просто и может быть быстро усвоено человеком, совершенно неподготовленным; открывание же затвора 152-лш пушки, в 2 т весом, обр. 1877 г. требует трех разных приемов. Простота обращения в особенности важна в отношении ухода за материальной частью, обычно сопряженного с необходимостью разбирать механизмы. Разборка и сборка должны производиться по возможности без помощи инструментов, быстро и легко. При этом должна быть устранена возможность потери или поломки мелких частей. Рекомендуется помещать мелкие механизмы - передаточные.шестеренки, червячные зацепления и т. п. - в коробки, наполненные густой смазкой, что обеспечивает их и от засорения. В случае же порчи механизма его можно отделить и заменить запасным, а поврежденный осмотреть, прочистить и затем спокойно исправить. 20 Многие механизмы (противооткатные устройства) отличаются большой сложностью, и в их работе могут быть весьма разнообразные недочеты. Частично они могут быть устранены сравнительно легко (недостаток воздуха в накатниках), другие же (заедание поршня, штока)-с большим трудом и только после разборки, что надолго выводит систему из строя. Поэтому желательно устройство указателей, характеризующих недочет (вроде имеющегося в противооткатных устройствах 75-мм французской пушки указателя на степень наполнения их жидкостью). Необходимо, чтобы каждое действие совершалось свободно, без опасения ударов, толчков или упоров соседней части системы, или чтобы при одновременной работе подъемным и поворотным механизмами руки не сталкивались, что нередко случается в существующих системах. Принимая во внимание возможность малой подготовленности личного состава, желательно, чтобы хотя основные приемы действий - открывание и закрывание затвора, действия поворотным и подъемным механизмами и т. п. - в различных системах были подобны, сходны, тогда значительно упростилась бы подготовка личного, состава. Конечно, это требование до некоторой степени стесняет свободу изобретательской мысли конструктора, но оно существенно, и так как конструктор строит орудие для боевой работы, то должен учесть и это обстоятельство. К чему приводит невыполнение этого требования, иллюстрируем следующим примером. В настоящее время имеется на вооружении много орудий системы Шнейдера, затворы которых очень сходны по устройству, но знающий и умеющий открывать затвор, скажем, 122-лш гаубицы, вряд ли сумеет открыть перед первым заряжанием затвор 107-лш пушки, если он не знает незначительной разницы в устройстве этих затворов (иначе производится утапливание предохранителя на случай затяжных выстрелов). Полезно снабжать систему краткими надписями, облегчающими личному составу работу, например, указателем, куда, в каком направлении вращать маховик подъемного механизма для увеличения угла возвышения; то же в отношении поворотного механизма: "вправо" и "влево"; на креплении по-походному, где это необходимо: "включено", "выключено" и т. д. Необходимо устройство предохранителей, не позволяющих произвести выстрел, если система собрана ненадлежащим образом. Это в особенности необходимо в системах, разбираемых для перевозки, у которых ствол при этом разъединяется с противооткатными устройствами. 4. Экономические требования Предметы вооружения стоят очень дорого, и чем они совершеннее, тем дороже; необходимость иметь на вооружении большое число предметов каждого рода и вида приводит к огромным затратам. 21 Несомненно, наша армия должна быть вооружена самыми совершенными орудиями, не только не уступающими орудиям других стран, но и превосходящими их по своим боевым качествам, что как будто исключает самую постановку вопроса об экономических требованиях. Тем не менее такие требования могут и должны быть предъявлены. В ряду этих требований стоит выбор надлежащего материала. Для изготовления рукоятей и маховиков часто применяют бронзу, которая без ущерба для дела может быть заменена более дешевым металлом. Были случаи, что уравновешивающий груз на казенной части отковывался заодно с казенной частью орудия, т. е. из дорогого металла. Подбор материалов, друг, на друга не действующих, поведет к большей продолжительности службы орудий, исключит возможность некоторых повреждений и тем самым удешевит эксплоатацию орудия (внедрение нержавеющих сталей). Необходимо также применение новейших технических процессов, ведущих к ускорению изготовления систем: электросварка, применение головок для одновременного нарезания большего числа нарезов в орудийных стволах, центробежное литье и т, п. Механизмы и отдельные части должны иметь возможно простое устройство. Часть, имеющую простое очертание, без всяких вырезов и выступов, проще изготовить, чем часть замысловатой формы. Взаимозаменяемость частей и даже целых агрегатов данной системы орудия несомненно поведет к удешевлению производства. Стандартизация, т. е. установление некоторых определенных видов и размеров частей, часто встречающихся во всякого рода машинах, - болты, заклепки, цепочки, масленки - весьма желательна. Такие части могут изготовляться на разных заводах в порядке массового производства и поступать в нужном количестве на завод, изготовляющий материальную часть артиллерии. 5. Характеристики артиллерийских систем Каждое из рассмотренных выше требований может быть выражено каким-нибудь числом, например, дальнобойность измеряется той наибольшей дальностью, на которую данное орудие может бросать свой снаряд, и выражается числом метров или километров; гибкость повозки измеряется углом между горизонтом и направлением дышла вверх и вниз и выражается в градусах; устойчивость лафета при выстреле может быть охарактеризована длиной отката, высотой линии огня, длиной хобота и предельным углом вращения системы или только последним, как объединяющим в известной степени длину отката, высоту линии огня и длину лафета. Эти числовые величины называются характеристиками артиллерийской системы. Такие и подобные характеристики приводятся в литературе и различных справочниках, Кроме этих данных, в последнее 22 время указываются еще некоторые конструктивные данные: объем каморы, крутизна нарезов и число их, длина ствола и живая сила снаряда у дула; живая сила снаряда у дула, приходящаяся на единицу веса ствола и единицу веса системы в боевом положении, или так называемый коэфициент использования металла. Все эти данные весьма полезны и интересны для конструктора, так как они характеризуют достижения современной техники и рациональность конструкции той или иной системы. Например, коэфициент использования металла ствола дает указания на достижения в области использования пороха, в области металлургии и в области устройства самого ствола (рациональное сочетание плотности заряжания, длины канала, строения стен и сорта пороха). С боевой точки зрения наибольшее значение имеют: досягаемость, предельные углы обстрела в горизонтальном и вертикальном направлениях, скорострельность, кучность (вероятные отклонения), окончательная скорость и угол падения (крутизна траектории), весовые данные системы, ствола и снаряда, а также данные, характеризующие подвижность системы. Некоторые авторы предлагают для характеристики артиллерийской системы брать отношение дальности, даваемой данным орудием, к дальности, которая получится при той же начальной скорости и том же угле возвышения в безвоздушном пространстве, присваивая ему название коэфициента достижения. Наконец, предлагается для этой цели отношение наибольшей дальности к весу системы в боевом положении Последняя величина действительно характерна, и в осуществленных системах для орудий одного и того же назначения численные ее величины получаются довольно близкими. Этому отношению можно присвоить название коэфициента дальности. Все эти характеристики (некоторые из них приведены выше), к сожалению, дают лишь одностороннюю оценку артиллерийской системы, а не ее свойств в целом. Установление характеристик, которые давали бы сравнительную оценку артиллерийских орудий в отношении групп требований, например в отношении боевом, техническом, или полную, всестороннюю, было бы крайне желательно. ГЛАВА 2 МЕХАНИЧЕСКИЕ КАЧЕСТВА МЕТАЛЛОВ 1. Общие понятия Артиллерийское орудие представляет собой машину довольно сложного устройства. Части этой машины подвергаются при стрельбе (работе) из орудия, а также при передвижениях действиям больших или меньших усилий. Необходимо, чтобы орудие и его части не только не разрушались от действия этих усилий, но и не изменяли своей формы. Не говоря уже о разрушении некоторых частей, что поведет иногда к выходу орудия из строя, даже изменение формы их влечет за собой неправильность в работе орудия. Например: 1) если канал орудия увеличится в диаметре, то правильность центрования снаряда и движения его по каналу нарушится, отчего понизится кучность боя; 2) погиб прицела скажется изменением величины отсчитываемых установок его, да и самое действие прицелом может стать не только затруднительным, но и невозможным. Значительные изменения формы могут сделать орудие непригодным для боевого употребления. .Чтобы по возможности предупредить не только разрушение деталей и частей орудия, но и изменение их формы, необходимо знйть и правильно учитывать те силы, которые действуют в орудии, и правильно назначать материалы для тех или иных деталей системы при ее конструировании. Для этого необходимо знать свойства материалов, употребляемых для изготовления различных предметов материальной части артиллерии. Так как на изготовление предметов материальной части артиллерии (орудий, снарядов, лафетов) идут преимущественно металлы, то при рассмотрении свойств материалов будем иметь в виду исключительно металлы. При работе той или иной машины ее части и детали подвергаются действию различных усилий; поэтому нам важно изучить, как различные материалы сопротивляются действующим на них различным усилиям. Наука, занимающаяся этими вопросами и рассматривающая методы и приемы испытания материалов, называется сопротивлением материалов. Из этой обширной и весьма интересной области мы приведем сжатые данные лишь в таком объеме, чтобы облегчить понимание устройства орудий и других предметов материальной части, 24 Прежде всего заметим, что при изучении сопротивления материалов усилия, действующие на ту или иную деталь, полезно брать не в абсолютных величинах, а в относительных, например в отношении к единице площади сечения, на которое усилие действует. Если на брусок квадратного сечения, со стороной в 2 см, действует усилие 4000 кг, то говорят, что этот брусок подвержен действию усилия 4 * = 1 000 кг на 1 см2, или 10 кг на 1 лш2. Пишут еще иначе: 1 000 кг/см? и 10 кг/мм2. Часто эту относительную величину усилия называют нагрузкой. Заметим, что нагрузка в 1 кг/см2 близка по величине к одной атмосфере, т. е. давлению воздуха на площадь в 1 см2 (одна атмосфера равна 1,033 кг/см2), и иногда нагрузка указывается в атмосферах. Части могут подвергаться усилиям, различным образом направленным, а именно: растягивающим, сжимающим, срезающим, сдвигающим, изгибающим и крутящим. Поэтому нужно рассмотреть сопротивление материалов всем этим видам действия усилий. При приложении нагрузки материал, вообще говоря, претерпевает некоторое изменение формы-деформируется, и затем, если нагрузка не превосходит некоторого предела, деформирование прекращается, значит, внутри материала произошло какое-то перемещение частиц, и развившиеся внутренние силы уравновешивают внешнее воздействие. Наглядно это можно видеть на пружинных весах, где под действием груза пружина сожмется до некоторого предела и затем, не сжимаясь более, уравновешивает груз развившимися в ней силами. Силы, развившиеся в материале под влиянием внешнего воздействия, называются напряжениями. По принципу равенства действия и противодействия напряжение равно внешней силе, вызвавшей его. Для изучения явлений, происходящих при приложении сил к материалу, ПОЛЬЗУЮТСЯ особыми Рис. 7. Образчик материала для испытания небольшими брусочками, столбиками из испытуемого материала, так называемыми образчиками. На образчике (рис. 7!) выделываются головки для более удобного закрепления его в машине, на которой образчик испытывается, и намечаются две черточки. Расстояние между черточками представляет ту длину образчика, к которой относят все расчеты и заключения, - расчетную длину образчика. Последняя обычно разделяется на сантиметры. Q^ 1'|1|1Щ1ММПМИ.1 ~^Д 1 На рис. 7 изображен образчик для опытов над его растягиванием. При других видах испытаний форма образчика иная. 25 2. Растяжение Подвергая образчик действию растягивающей силы, заметим, что под ее действием образчик удлиняется и вместе с тем его поперечные размеры уменьшаются. Под действием растягивающих усилий Р образчик растягивается, и в направлении, перпендикулярном к оси бруска, сжимается,- поперечное сжатие. Допустим, что образчик под действием растягивающего усилия Р удлинился с / до /ь тогда /! - /== А/ представит удлинение.бруска, а-у- будет относительное удлинение. Опыты показывают, что если наметить на длине / п равных участков а, то при приложении растягивающего усилия Р, не превосходящего некоторого предела, для каждого материала особого, вся длина удлинится на /:-/, а каждый участок на k-i п Значит, растяжение во всем образчике происходит одинаково, и каждый участок бруска растягивается относительно одинаково. Это также значит, что во всем образчике возникают одинаковые внутренние напряжения и, можно сказать, одновременно. Весь брусок по всей длине сопротивляется приложенному к нему усилию одновременно и с одинаковым напряжением. Это весьма важно, так как это дает возможность заключения, сделанные на основании опыта над небольшим образчиком, отнести к изделию любых размеров. Это же дает основание для характеристики материала указывать не абсолютные величины удлинений, а относительные, что проще, так как не требуется указаний размеров образчика. Относительное удлинение обычно обозначается через S, так что R- д/ °- -• Относительное удлинение выражают обычно в процентах. Опыты показывают, что каждый элементарный брусок, на который мы можем продольно разделить образчик, получает одинаковое напряжение, т. е. напряжения одинаковы на каждой элементарной площадке поперечного сечения образчика. Следовательно, общее сопротивление образчика при растяжении равно напряжению, умноженному на площадь его поперечного сечения. 3. Диаграмма растяжения и основные характеристики механических качеств металлов Прилагая к образчику растягивающие усилия все возрастающей величины, замечают, что пока усилия не превосходят некоторой величины, особой для каждого материала, деформа- 26 ции, т. е. удлинение, а также поперечное сжатие, по прекращении действия усилия, пропадают, и брусок принимает первоначальные размеры. Деформации, исчезающие после прекращения действия усилия называются упругими, или исчезающими, а свойство материала давать упругие изменения формы называется упругостью. Если усилия превзойдут некоторую предельную величину о, то деформации приобретают особый характер, а именно часть их по прекращении действия усилий исчезает, а часть остается, образчик не возвращается к первоначальным размерам полностью, получаются остаточные деформации (например остаточное удлинение при растяжении). В этом случае образчик получает деформации, состоящие из упругой и остаточной частей. Замечательно то, что упругие деформации пропорциональны усилиям. Если по одной оси отложить в некотором масштабе относительные нагрузки или напряжения Р, а по другой 5, то зависимость между этими двумя данными выразится следующим графиком (рис. 8). Из графика видно, что пока нагрузка не превосходит ае, зависимость между Р и 8 выражается прямою: Р и & пропорциональны. То наибольшее напряжение ае, до которого получаются упругие деформации, называется пределом упругости, или пределом пропорциональности, так как деформации в этом случае пропорциональны усилиям. Отношение ---, где ое- напряжение, а 5 - упругая деформация, вызываемая нагрузкой зе, как показывает опыт, является для данного материала величиной постоянной, не зависящей от размеров образчика, а зависящей только от свойств материала. Поэтому это отношение, называемое модулем упругости, служит одной из важнейших характеристик материала. Так как относительная величина деформации есть величина отвлеченная, то модуль упругости выражается в килограммах на квадратный сантиметр (миллиметр). Его обозначают буквой Е. Зная модуль упругости и измеряя с помощью приборов величину деформации, легко можно подсчитать те напряжения, которые при этих деформациях получаются в материале; для этого нужно только умножить величину получившейся относительной деформации 8 на Е. Как видно из графика (рис. 8), при нагрузках, превосходящих предел упругости, деформации начинают расти не пропорционально нагрузкам, а гораздо быстрее. Если продолжить участок прямой ОА, то она разделит получающиеся деформа- 27 Рис. 8. График зависимости деформаций от нагрузки ции на две части, например относительную деформацию CD на ВС и BD. Оказывается, что участок ВС, пропорциональный нагрузке ОС, будет упругой (исчезающей) деформацией, а участок BD - остаточной. Таким образом, при нагрузках, превосходящих предел упругости, упругие части всей деформации пропорциональны нагрузкам. Подобный характер имеют деформации, получающиеся и при других видах усилий, действующих на образчик: сжимающих, крутящих. При этом может получиться свой особый предел упругости. При переходе за предел упругости замечается резкое увеличение деформаций, наступает так называемое явление текучести материала (участок АЕ на рис. 8); напряжение, отвечающее текучести, называется пределом текучести материала. При дальнейшем увеличении нагрузки можно дойти до такой ее величины, что образчик разрушится. Так, при растягивающих усилиях он разрывается; при сжимающих, сдавливающих- раздробляется или расплющивается; изгибающих - ломается; сдвигающих - сдвигается или срезается, при скручивающих также получается сдвиг или скольжение. При растяжении перед разрушением образчика где-нибудь на нем начинает появляться уменьшение его поперечных размеров- шейка. Брусок сжимается в поперечном сечении - поперечное сжатие. Способность материала выдерживать большие усилия, не разрушаясь, называется крепостью. Наибольшая нагрузка К (рис. 8), выдерживаемая материалом, называется временным сопротивлением. Оно может служить мерой крепости материала. Как показывает опыт, образчик разрушается обычно при усилии /?, которое меньше временного сопротивления К. При изготовлении машин, в том числе и артиллерийских орудий, необходимо, для их прочности, чтобы напряжения нигде не только не доходили до разрушающих усилий, но даже не превосходили предела упругости, с тем чтобы не получалось остаточных деформаций. Мало того, из опасения получения усилий, значительно превышающих предел упругости, части рассчитывают на усилия, далеко не доходящие до предела упругости: берут так называемый запас прочности, измеряемый отношением величины временного сопротивления к величине допустимой нагрузки или отношением предела упругости к ожидаемой нагрузке. У многих металлов временное сопротивление раза в два больше предела упругости (К - 2зе). При работе машин в боль- 1 v( • -' \ шинстве случаев допускают нагрузки, равные --г- А (или ----- о ), т. е. берут шестерной запас прочности. При проектировании орудийных стволов, вследствие того, что для каждого изготовляемого ствола материал испытывается и желают получить как можно меньший вес орудия, допускают 28 меньший запас прочности, близкий к тройному (усилие до V3 К, или 1,25-1,35 ое). Способность материала менять свои размеры (деформироваться) при приложении усилий называется пластичностью (тягучестью). То относительное удлинение, которое получается при разрыве бруска, служит мерой пластичности материала. На службе изделие может подвергаться истиранию, вдавливанию, царапанию. Так, стенки канала орудия истираются ведущим пояском и центрующим утолщением снаряда. В случае, если попадет какая-либо песчинка между снарядом и стенками канала, то она может либо вдавиться в стенки орудия или снаряда или будет царапать их, что может причинить более или менее заметные повреждения. Способность металла противостоять вдавливанию, царапанию и истиранию называется твердостью. v Твердость измеряется либо царапанием одного металла другим, как это принято в шкале твердости в минералогии, или, как теперь принято, путем измерения отпечатка, получаемого на материале от вдавливания стального закаленного шарика (проба Бринелля). Чем отпечаток больше при данной величине давящего груза, тем материал мягче, и обратно. Если материал обладает пластичностью, то при приложении к изделию из этого материала усилий он будет деформироваться и, так сказать, будет предупреждать о наступающем разрушении. Но* есть материалы, которые при приложении усилий не дают видимых изменений формы, и как только нагрузка превзойдет некоторую величину, сразу, неожиданно, разрушаются. Это свойство материала разрушаться при приложении усилий без заметных деформаций называется хрупкостью. В последнее время применяют испытание материалов на удар - определяют динамическую хрупкость материала. Самое испытание ведут на копре (прибор, в котором груз - баба определенного веса - может быть поднят на любую высоту, в некоторых пределах). При падении бабы получается определенная работа. Баба падает на образчик, расположенный на двух опорах. Отношение наименьшей работы, при которой образчик разрушится, к площади его поперечного сечения и служит мерой динамической хрупкости материала. Или для суждения о динамической хрупкости производят ударную пробу при определенных, заранее заданных, условиях, и образчик не должен разрушаться, не должен ломаться. Например, ударная проба для орудийного металла состоит в следующем: брусок квадратного сечения с площадью в 14 мм2, кладут на опоры, расстояние между которыми 60 мм, и производят удар байой весом 25 кг, падающей с высоты 3,5 м, - брусок не должен при этом ломаться. Хрупкость является качеством весьма нежелательным. 29 Временное сопротивление К, предел пропорциональности <зе, относительное удлинение 5, поперечное сжатие, твердость и хрупкость называются механическими качествами материала. Важно для каждой части машины подобрать материал, наиболее подходящий, или необходимо уметь изменять качества материала соответственно требованиям и условиям работы машины. ГЛАВА 3 СРЕДСТВА ИЗМЕНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ МЕТАЛЛОВ 1. Виды обработки металлов Между частицами материала существуют силы сцепления. От величины этих сил и зависят те внутренние напряжения, которые развиваются в материале при действии на него внешних сил. Всякое изменение строения материала, изменение взаимного расположения в нем частиц сказывается так или иначе на механических качествах материала, так как между частицами изменяются величины сил сцепления и иногда возникают внутренние напряжения. Изменить строение металла, вызвать в нем изменение сил сцепления, а следовательно, и изменение механических качеств можно: 1) путем приложения внешних сил - механическая обработка материала (ковка, протяжка, штампование); 2) путем нагрева и охлаждения - тепловая обработка (закалка, отжиг и отпуск); 3) путем введения различных примесей (сплавы), что, собственно, можно рассматривать как выбор другого металла. 2. Механическая обработка металлов Если прикладывать к металлу внешние силы, то под влиянием их действия образчик (изделие) деформируется, значит, в нем происходят изменения во взаимном расположении частиц, а следовательно, происходят и изменения в силах их сцепления. Однако пока нагрузка не превосходит предела упругости, образчик (изделие) действием возникших в нем при приложении усилий внутренних напряжений опять возвратится к первоначальным размерам и состоянию, и частицы его займут первоначальное положение. Изменений в строении и в качестве металла не произойдет. Так что, пока получаются упругие деформации, качества металла от приложения внешних сил не изменяются1. 1 Следует заметить, что восстановление первоначальных размеров происходит в течение более или менее заметного промежутка времени. Это явление известно под названием упругого последействия. 31 Но если получаются, в результате действия внешних силг остающиеся изменения формы, то в располож'ении частиц и, следовательно, в силах сцепления произойдут изменения, которые и скажутся на свойствах материала. Например, если стальной брусок подвергнуть растяжению усилием R, немного большим предела упругости, то в бруске получится остающееся удлинение (рис. 9). Как показывает опыт, при последующих приложениях усилий в этом образчике будут получаться упругие деформации при всех нагрузках, не превосходящих /?, т. е. R будет новым пределом упругости. Подвергая образчик вновь растягивающему действию усилия Q, превосходящего R, получим вновь остающиеся деформации, и предел упругости повысится до Q. Опыт показывает, что при этом одновременно повышается и временное сопротивление металла /Ci &2>83 (рис. 9). Одновременно твердость материала увеличивается. Модуль упругости остается без изменения. Для успеха подобной обработки материала необходимо, однако, чтобы после каждой отдельной операции металл отдохнул. Так, по опытам в Америке, железные бруски, получившие остающееся удлинение от груза в 5 000 английских фунтов на 1 кв. дм. (около 3 100 am), дали увеличение крепости: отдыхавшие 1 день - на 9% первоначальной его величины 1 3 дня -- . IQO/O 3 мес. - , 18% Получение остающихся деформаций, а вместе с тем -повышение предела упругости, крепости и твердости и понижение пластичности происходят при ковке, протягивании и штамповке, если после операции изделие охлаждается сравнительно быстро. Ковка состоит в обработке материала в нагретом виде, посредством ударов молота. Проковка в холодном виде дает более поверхностное изменение качеств материала и сопровождается так называемым и и а " 53 дг Ъ, Рис. 9. График изменения качеств материала 1 В. К и р п и ч е в, Сопротивление материалов, ч. I, стр. 39. На эти цифры следует смотреть как на частный случай, характеризующий общее явление. 32 наклепом. Временное сопротивление в этом случае не изменяется. Протягивание может получаться: 1) путем протягивания материала через последовательно уменьшающиеся отверстия, как это практикуется при изготовлении проволоки; 2) путем пропускания материала между двумя валами, вращающимися навстречу друг другу; если поверхности валов придать фигурную форму, то таким образом можно получить изделие любого сечения, например рельсы, балки (рис. 10а); 3) путем про-давливания нагретого материала через особые формы - матрицы при помощи пуансона (рис. 106). Последнюю операцию называют также штамповкой. Этим путем изготовляются корпусы снарядов, например стаканы для шрапнели, корпусы фугасных снарядов, лафетные станины (из листов металла), гильзы и т. п. Рис. Юа. Протяжка Рис. 106. Штамповка: / - пуансон; 2 - матрицы; 3 - металл Как указывалось выше, при ковке, протяжке или штамповке металла изменяются его механические качества. Для иллюстрации приведена табл. 1, числа которой получены на основании опытов с литой болванкой квадратного сечения 6X6 дм. (152,4 X 152,4 мм). Путем ковки ее поперечные размеры постепенно уменьшались, и она вытягивалась в длину. Таблица 1 Изменения механических качеств болванки при ковке Размеры поперечного сечения в мм 152,4 X 152,4 127 X 127 101,6x101,6 76,2 X 76,2 50,8 X 50,8 Предел упругости ие В кг /см3 1981 2090 2261 2506 2744 Разрывающее усилие о^- в кг/см* . . . 3866 4328 5058 5151 5251 ~ ае Отношение - °к 0,51 0,48 0,45 0,49 0,52 3 Курс артиллерия 33 Из этой таблицы видно, что <зк очень близко к 2ое или, обратно ое близко к 1/.^к. 3. Тепловая обработка Подобно проковке или протяжке действует на многие металлы (сталь, некоторые сорта чугуна) быстрое охлаждение металла, нагретого предварительно до высокой температуры,- так называемая закалка. ..... Таблица 2 Результат опытов с закалкой в воде котельной стали Процент Незакаленная Закаленная углерода °к Ъ °к Ъ 0,10 3535 33,5 6585 17,60 0,17 3475 32,5 6345 14,25 0,23 3780 30,5 6115 16,45 0,25 4030 30,9 6370 14,90 0,30 4255 30,35 6445 15,05 На качество металла после закалки влияют как высота нагрева, так и род и вид охлаждающего вещества и продолжительность операции. В качестве охладителей применяются вода и растительное масло. При закалке в воде металл приобретает особую твердость, при закалке же в масле металл приобретает меньшую твердость, чем в воде. Отжиг и отпуск. Как было сказано, при повышении механических качеств металлов путем ли механической обработки, путем ли закалки чаще всего происходит повышение временного сопротивления предела упругости и твердости (жесткости), пластичность же понижается. Между тем пластичность необходима, так как при пластичном материале разрушение происходит не сразу, а предварительно в материале получается изменение формы; материал как бы предупреждает о грозящей катастрофе. В жестких материалах разрушение может произойти внезапно. Поэтому весьма важно уметь увеличивать пластичность материала, по возможности не понижая других механических качеств. Такой операцией является отжиг. Отжиг состоит в нагреве до некоторой температуры и затем постепенном охлаждении вместе с той печью, в которой производили нагревание, или под прикрытием плохих проводников тепла, например закрыв изделие золой. 34 • - -. • . • .. . . Чем выше температура нагрева при отжиге, тем в большей мере возвращается тягучесть, но и тем больше, как правило, понижаются при этом временное сопротивление и предел упругости. Например, если отжигается изделие, предварительно закаленное, и его нагреть до температуры закалки, то действие закалки совершенно исчезнет, и металл вернется к первоначальным качествам, которые ему были свойственны до закалки. Существует еще операция - отпуск металла, который состоит в нагреве, но до температуры сравнительно невысокой - 300-400°, тогда как при отжиге температура доводится до 700-800°. При отпуске в металле не происходит резких изменений качества его, 'а лишь несколько ослабляются внутренние напряжения, возникшие при предыдущих обработках. 4. Влияние примесей на качества металлов Примесь к одному металлу хотя бы очень небольшого количества другого металла или металлоида может изменить радикальным образом свойства первого, причем это изменение качеств зависит не только от количества и природы примеси, но и от того, как она вошла в состав металла, в каком виде. Примеси могут улучшать и ухудшать те или иные качества металла. При одном количестве примеси качества основного материала улучшаются, при другом количестве введенного в состав того же самого вещества качества основного материала ухудшаются. Для объяснения этих явлений Робертс-Остен предложил следующую гипотезу *. Атомы примеси (посторонние атомы), располагаясь между атомами самого металла и раздвигая их, действуют прежде всего непосредственно на свойства всей массы и могут изменить эти свойства. Если атомы примеси имеют объем значительно меньший, чем атомы металла, и свободно помещаются в промежутках между атомами металла, не раздвигая их, то примесь не должна особенно ослаблять прочности металла. Если, напротив, атомы примеси имеют значительно больший объем, чем атомы металла, то примесь уменьшит сцепление и ослабит прочность. Атомы постороннего вещества могут вызвать изменение кристаллической формы, или агрегации, частиц и могут ускорить или задержать переход металла из одного строения в другое, если металл может их иметь (аллотропизм). Аллотропические видоизменения металла отличаются между собой плотностью, тягучестью и крепостью. Поэтому, если металл может давать аллотропические видоизменения, то примеси могут существенным образом изменять его качества. Если примеси много (в процентном отношении), а не "следы", то ее атомы нельзя рассматривать свободными, и они наверное связываются с частицами металла и образуют с ними химиче- 1В. Кирпиче в, Сопротивление материалов, ч. II, стр. 25 и следующие. 3* 35 ские соединения. В жидком состоянии металла эти соединения довольно равномерно распределены во всей массе, но при остывании, вследствие неравномерности хода остывания, происходит перегруппировка, распадение, и местами могут образоваться значительные скопления примеси. Это явление известно под названием ликвации. Например, при остывании сплава меди и олова (бронза), предварительно хорошо размешанного, выделяются белые оловянные пятна. Металл разделяется на две части: одну белого цвета, более богатую оловом, и другую-желтого цвета, более бедную оловом. Явление ликвации наблюдается почти постоянно при отливках; примеси сосредоточиваются в частях, остывающих позже. Металл получается крайне неоднородным. Пример. При отливке стального вала жидкий металл имел состав: Углерода...................0,240% Фосфора...................0,089% Марганца...................0,970% Серы.....................0,074% Кремния...................0,336% После отливки и остывания в некоторых частях отливки было определено: Углерода ........".".'. . .от 0,215 до 1,274% Фосфора..............0,318 , 0,753% Марганца............." 0,910 . 1,490% Серы................ 0,320 , 0,418% Кремния..............0,280 . 0,410% Особый интерес представляет примесь к железу углерода. Углерод в железе может выделиться: 1) в форме графита (серый чугун); 2) в виде карбида (Fe3C) в отожженной стали; 3) в закаленной стали в виде углерода закалки (гарденит). Карбид железа и стали имеет также два вида: 1) цементит- отдельные пластинки или зерна карбида, вкрапленные в массу железа, и 2) перлит - вроде зерен из перемешанных пластинок карбида и чистого железа, тесно связанных между собой. При продолжительном накаливании железа или стали сначала происходит ликвация карбида, а затем и кристаллизация железа в крупные кристаллы. Все эти явления весьма важно отметить, так как они дают некоторое основание к объяснению разгара стволов. Независимо от изменения механических качеств, примеси могут сообщать металлу и другие свойства, например способность принимать отливку, т. е. заполнять форму, в которую металл налит, и давать изделие однородное, без внутренних пустот, раковин, или способность коваться, принимать закалку и т. п. Так, по мере увеличения процента углерода в железе металл из очень мягкого, тягучего, становится более жестким и твер- 36 дым; способность коваться, свариваться уменьшается, способность же закаливаться, напротив, возрастает1. По количеству углерода различают три группы металла: железо - с содержанием углерода до 0,2%, сталь - до 1%, чугун - до 5%. Эти числа процентного содержания углерода не очень строги, так как в металле редко имеется только одна примесь; большей же частью их бывает несколько, и качества металла зависят от совокупного влияния всех примесей вместе (одновременно). Примерно такое же влияние, как углерод, оказывают на железо примеси марганца и кремния. Фосфор и сера вызывают крайнюю хрупкость стали, так что 5 составляет лишь доли процента. Кроме того, фосфор сообщает стали холодноломкость, т. е. резкое увеличение хрупкости при понижении температуры, а сера - красноломкость, т. е. хрупкость при высоких температурах. Поэтому эти примеси признаются весьма вредными. Хром (до 2%) и вольфрам (до 1%) придают стали вязкость, не понижая твердости или даже (хром) повышая ее. Никель сообщает вязкость, а алюминий способствует уплотнению отливки и при закаливании сохраняет, в известной степени, пластичность стали. 1 Под способностью свариваться понимают способность металла при нагреве и проковке соединяться из нескольких частей в одно целое. Например, сломанную ось можно сварить, если сломанные части у места излома нагреть и затем, приложив одну к другой, проковать, •зг ГЛАВА 4 ХАРАКТЕРИСТИКИ НАИБОЛЕЕ УПОТРЕБИТЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ Из приведенного краткого очерка свойств металлов видно, что свойства одного и того же металла могут резко изменяться под влиянием обработки и примесей, а потому дать какие-либо общие и в то же время точные цифры, характеризующие данный материал, невозможно. Поэтому приводимые ниже некоторые характеристики металлов следует рассматривать как ориентировочные. Важнейшим, наиболее широко применяемым в артиллерии металлом является сталь1. Некоторые данные о стали приведены выше. Здесь добавим, что сталь с малым процентом углерода представляет материал, легко поддающийся всякого рода обработке. В практике встречаются чрезвычайно разнообразные сорта стали, с характеристиками, имеющими весьма разные величины: например зе - от 3000 до 12000 кг/см2 и даже более; 8 -от 30 до 0%; °х- от 5000 до 20000 кг/см--, Е - от 2ССОООО до 2200000 кг/см2. Сталь получается обычно отливкой: 1) отливается из горшков, тиглей - тигельная сталь; 2) расплавленная в особой реторте - бессемеровская сталь; 3) расплавленная на поду печи - мартеновская сталь. Отливка после остывания получается с внутренними пустотами (пузырями), для уничтожения которых слиток-болванка проковывается. Проковка производится либо молотами, либо, чаще, гидравлическими прессами (жомами). При проковке попутно придают болванке форму, близкую к форме изделия. Окончательную форму придают путем механической обработки, т. е. строганием, обточкой, фрезеровкой и т. п. Изделия из стали могут получаться отливкой, что очень важно, так как изделие значительно удешевляется. Сталь легко поддается также механической обработке. Железо хорошо куется, сваривается, но плохо отливается. Чугун хорошо отливается, но во всех отношениях, кроме сопротивления на сжатие, является слабым металлом. • 1 Качества стали зависят от состава (примесей) и обработки настолько, что каждый вид представляет особый материал. Благодаря этому представляется возможность для каждого рода предметов подобрать наивыгоднейший сорт стали. Стали классифицируют по содержанию углерода и по механическим качествам. , , , ..-'-'. Однако дешевизна чугуна и простота получения из него готовых изделий путем отливки, а следовательно, возможность быстрого их изготовления побуждали обращаться к применению этого материала для изготовления снарядов второстепенного значения и снарядов для практических стрельб. Война 1914-1918 гг., потребовавшая огромного количества снарядов, заставила произвести изыскания в направлении возможности применения чугуна для изготовления и ответственных снарядов-фугасных. Решение было найдено в применении так называемого сталистого чугуна, т. е. чугуна с меньшим содержанием углерода вообще и значительным процентом углерода связанного, что повышало прочность сталистого чугуна, не увеличивая, однако, трудностей изготовления снарядов отливкой. Сталистые чугуны получаются весьма различных составов и строений. Они значительно уступают по механическим свойствам стали, но тем не менее могут применяться для изготовления снарядов. Все эти металлы легко подвергаются действию влажности - ржавеют, почему требуют тщательного ухода за предметами, изготовленными из них. В следующей таблице приведены некоторые характеристики различных металлов. Таблица 3 Характеристики некоторых металлов Характеризующие величины Металл °е а* s Примечание KZlCM* % Сварное железо .... 15СО 3500 12 Литое железо ..... 2000 40СО 20 Сталь орудийная . . . 4 COO -6 000 6 500- 8 COO 15-20 Поперечное сжатие при растяжении Л 40-50%. Состав: С - 0,32-0,44о/0 Мр- 0,30- 0,5Ь°/0 Si- 0,1 5- 0,35о/0 S < 0,05о/0 Р <0,OS% Ni < 0,30% Сталь бронебойного Cr < 0,15% снаряда: Состав: незакаленная .... 4200 8300 14 Cr-1.96% С - 0,84% Si - 0,260/0 Mn - 0,34% S - 0,02o/0 p _ o,05o/0 Cu - 0,08% закаленная ..... 9000 10 COO 12 . ч 39 Металл Характеризующие величины Примечание °" °К 5 кг/см? % Сталь бронебойного снаряда: из головной части . из средней части . . из дна ....... 9200 8000 5600 13500 12000 8400 4,4 4,0 9,6 С - 0,89о/0 Мп - 0,5% Si - 0,3% Wa-0,6% После закалки и отжига: Сталисгый чугун . . . 500-700 1 500-2 500 С -Зо/о Cr-20/o Мп - 0,6% Si - 0,5% Р - следы S - 0,15% Для суждения о влиянии на качества стали содержания углерода и закалки может служить табл. 4, в которой приведены данные, полученные при опытах. Содержание Не закалена Закалена углерода в% се, кг/см* Од., кг/ см* *,% ов, кг/см* вд., кг/см3 5,% 0,490 2300 4800 24,8 4460 7050 12 0,709 3 080 * 6820 10,0 6880 10710 4 0,875 3280 7320 8,4 9050 10600 2 1,050 3950 8600 5,2 Лопнул при закалке Для изготовления стволов применяют хромистую сталь с пределом пропорциональности около 4000-6 000 лгг/c-w2, временным сопротивлением около 6500-8000 кг;см* и удлинением около 15-20%, как это приведено в табл. 3. Из других металлов в артиллерии находят широкое применение медь и ее сплавы. Медь идет в чистом виде на изготовление ведущих поясков (<зк-около 2000 кг/см2, о -около 30%). Латунь -сплав меди (около 60-80%) с цинком (40-20%). Материал этот превосходно тянется, поддается протяжке. Из него изготовляются гильзы. 40 Бронза - сплав меди с оловом. Так называемый артиллерийский металл представляет сплав меди с 8-10% олова. Металл этот хорошо куется и отливается. Поэтому некоторые изделия могут быть получены непосредственно отливкой, без последующей отделки. Благодаря большой мягкости бронза находит применение для изготовления тех частей, где нужно уменьшить трение (муфты, полозки). Мельхиор - сплав меди с никелем; идет на оболочки для пуль. Материал этот хорошо тянется, обладает достаточной твердостью, мало подвержен влиянию влажности, как и большинство сплавов меди. ГЛАВА 5 УСТРОЙСТВО СТЕНОК СТВОЛОВ 1. Общие понятия Ствол орудия, как известно, служит: 1) для того чтобы газы боевого заряда могли должным образом действовать на снаряд для сообщения ему движения и 2) для направления движения снаряда. Пороховые газы, как известно из отдела "Внутренняя бали-стика", развивают в канале ствола большое давление, достигающее в артиллерийских орудиях 3000 и даже 4000 am. Чтобы выдержать столь большие давления, ствол орудия должен быть прочным. Прочность ствола орудия достигается как выбором для него надлежащего материала, так и рациональным устройством его стен. В грубой схеме ствол орудия представляет трубу, закрытую с одного конца - имеющую дно. Это дно может составлять одно целое со стенками ствола или представляет особую подвижную часть, которая при заряжании открывает канал, а по окончании заряжания закрывает его - так называемый затвор. Орудия, у которых дно ствола составляет одно целое с его стенками, заряжаются с дула и потому называются орудиями, заряжаемыми с дула; орудия же, имеющие затвор, называются орудиями, зар яжаем ым и с казенной части. 2. Напряжения и деформации в стенках ствола Допустим, что орудие заряжено: заряд помещен в зарядной каморе, а снаряд - в снарядной. При взрывчатом превращении заряда образующиеся пороховые газы будут давить на все поверхности, ограничивающие объем, в котором они заключены. Дно снаряда делается обычно плоским, но может быть и другой формы, например округленной. При этом форма дна снаряда делается симметричной относительно оси снаряда, почему все давления на каждый элемент поверхности снаряда, подверженной давлению пороховых газов, будут приведены к одной равнодействующей, совпадающей по направлению с осью снаряда. Так как при изготовлении снаряда стремятся к тому, чтобы центр его тяжести был на оси фигуры, то можно сказать, что равнодействующая давления пороховых газов на дно 42 снаряда приложена в центре его тяжести и направлена по оси снаряда. В справедливости сказанного легко убедиться путем следующих рассуждений и построений. Пусть донная часть снаряда, подвергающаяся давлению пороховых газов, имеет некоторую симметричную относительно его оси форму, как показано на рис. 11. Возьмем на поверхности донной части два симметричных и равных по величине элемента поверхности. Давление р^ газов на них, естественно, будет одинаково, если принимать, что давление пороховых газов распространяется во все стороны одинаково. Эти элементарные силы /?,, вследствие симметричности поверхности дна снаряда, пересекутся в точке, лежащей на оси снаряда. Если эти силы перенести в точку их пересечения и сложить, то получим их элементарную равнодействующую Pit совпадающую по направлению с осью снаряда. Сказанное относительно этих двух, произвольно выбранных сил, ; ей- рис, П. Давление на дно сна-счвующих на симметричные элементы ряда поверхности, может быть распространено на любые другие два элемента поверхности, симметрично расположенные, а стало быть, и на всю поверхность донной части снаряда. Таким образом, на оси снаряда в различных точках ее будет приложено множество сил Pt, Po, Я3,..., направленных по оси снаряда в одну сторону. Все эти силы могут быть сложены в одну равнодействующую, равную их сумме и, следовятельно, совпадающую с осью снаряда. Всякую силу, приложенную к твердому телу, каким мы будем принимать снаряд, можно переносить в любую точку по направлению ее действия, значит, можно перенести и в центр тяжести, как лежащий на оси фигуры снаряда. Если дно снаряда плоское и его поверхность перпендикулярна оси снаряда, то действие газов в каждом элементе поверхности выразится силой, перпендикулярной к дну, т. е. параллельной оси снаряда. Все эти силы, при допущении одинаковости .давления газов во все стороны, б\дут равны и могут быть заменены одной равнодействующей, равной их сумме и приложенной в центре фигуры дна, т. е. направленной по оси снаряда. Ее можно nej енести в центр тяжести. Итак, при допущении, что пороховые газы производят давление, одинаковое во всех точках, давление их на дно снаряда приводится к одной равнодействующей, приложенной в центре тяжести снаряда и направленной по оси фигуры снаряда. Совершенно так же рассуждая, придем к заключению, что давление на дно канала выразится одной равнодейовующей, приложенной к центру дна канала. Эта равнодействующая называется, как известно, отдачей. Давление на дно снаряда заставит его перемещаться по каналу ствола вперед. При этом снаряд, нажимая ведущим пояс- 43 Fbi 1 1 --F - ^ч __п 1 1 "fi J 'сн. - - ' "т ком на боевые грани нарезов, а также и трением своей поверхности о стенки канала ствола, увлекает его за собой. Отдача же направлена в сторону, обратную движению снаряда. Таким образом, стенки ствола подвергаются действию растягивающих усилий, направленных по оси его канала. Растягивание ствола вдоль оси происходит также от инерции всей впереди лежащей массы его и от сопротивления откату лафета, если орудие соединено с ним цапфами (рис. 12). Таким образом, все эти силы стремятся растянуть ствол вдоль его оси и разорвать поперек. Прежде чем рассмотреть меры противодействия этому растяжению, рассмотрим еще Рис. 12. Растягивающие силы в стволе давление газов на стенки ствола (рис. 13). Давления пороховых газов на стенки ствола в каждом элементе поверхности будут направлены по нормали (в данном случае по радиусам поперечного сечения). Для того чтобы понять, в чем будет состоять действие этих радиальных сил, выделим в стенках ствола (рис. 13) элемент, ограниченный двумя концентрическими цилиндрическими поверхностями ab и cd, двумя плоскостями, проходящими через ось канала орудия, ОА и ОВ, и в продольном направлении двумя плоскостями, перпендикулярными оси канала ствола. Под давлением пороховых газов внутренние слои стен растянутся и передадут давление следующему слою, который, в свою очередь, растянется и передаст растяжение дальше. Очевидно, что всякий последующий, мысленно выделяемый, слой будет испытывать давление меньшее, чем предыдущий, так как до него давление будет доходить уже уменьшенным сопротивлением предыдущего слоя. Может статься, что вся работа давления будет израсходована на растяжение нескольких внутренних концентрических слоев и наружные слои не испытают при этом почти никакого растяжения. В справедливости высказанного легко убедиться на следующем опыте. Возьмем цилиндрическое кольцо, изготовленное из резины (рис. 14). На торце его начертим концентрические окружности на равных расстояниях одна от другой. Подвергнем стенки кольца внутреннему давлению, вдвигая, например, в него пологий конус. Тогда легко заметим, что слои изменят дво;э 44 Рис. 13. Давление на стенки ствола толщину: внутренние станут гораздо тоньше, чем наружные, как это показано на рис. 14. На основании сказанного мы заключаем, что выделенный нами элемент (рис. 13) деформируется следующим образом. Окружность cd удлиняется более значительно, чем окружность ab, a значит, радиус ее увеличится на бблыную величину, чем радиус окружности ab1, так как окружности пропорциональны радиусам. Из этого следует, что каждый слой, отделенный двумя цилиндрическими поверхностями, будет растянут по окружности и сжат по направлению радиуса. Эти деформации будут тем более, чем слой ближе к поверхности канала. При сжатии всегда наблюдается растяжение в направлениях, перпендикулярных направлению сжимающего усилия. Поэтому, выделенный нами элемент стенок ствола вытянется также и по направлению оси ствола и примет вид, показанный на рис. 13 пунктиром. Таким образом, давление на стенки ствола вызывает: 1) растяжение стен по окружности, Рис> 14< Растяжс,шс ре3ино-что может быть причиной п р о д о л ь- вого кольца ного разрыва ствола; 2) сжатие стенки, вдавливая внутренние слои в наружные, что может вызвать раздробление стенок, но этого, вообще говоря, не может случиться, так как материалы в большинстве хорошо сопротивляются сжатию (сопротивление раздроблению в 3-4 раза больше сопротивления растяжению); 3) вытягивание стенок вдоль, что, принимая во внимание и действие сил, растягивающих стенки ствола вдоль его оси, о которых было сказано раньше, может повести к поперечному разрыву ствола. При деформировании металла в нем возникают напряжения, которые и уравновешивают действие внешних сил. Для прочности изделия необходимо, чтобы напряжения в его частях нигде не были больше нагрузок, допускаемых прочностью материала. Мало того, как уже было сказано, изделие, после 1 В самом деле, пусть радиус окружности cd равняется rlf а окружности ab равняется г2 и первая удлинилась на величину 5t р" 52 - удлинения второй окружности, причем радиусы этих окружностей увеличились соответственно до JRi и /?а. Тогда можем написать: 2ЯГ! + St = 271/?!, откуда ",--,-.?. а также: 2яг2 + 52 = 2тс/?3 • и R г - S* Я2_Гз___. Так как Sj > S& то Rt - гг > /?2 - г-, т. е. радиус внутренней окружности увеличится больше, чем радиус наружной. . • 45 прекращения действия нагрузки, должно возвращаться к первоначальным размерам - деформации должны быть только упругими. Для этого нужно так подобрать металл и так выбрать размеры частей, чтобы напряжения в них не превосходили предела упругости. Отсюда вытекает необходимость знать напряжения и деформации, возникающие в любом месте стенок ствола при выстреле. Теория "сопротивления артиллерийских орудий" дает для подсчета величин напряжений и деформаций следующие формулы для случая, когда стенки трубы (ствола) подвергаются действию давления и изнутри и снаружи: о -pi? i±^_P^ ^A. °К-Ъ Г2 • Г2_Г2 *"-"• Г2_Г2" _!?!_.! 2г2+г2 2-°.г2 r2+2r; i 9g *К- 3 Е г* ' r^rl 3 В г*' -|_,3 3 /у! •о-P-i i=^_pJ .?____?. u- ~~ - г* --2 ,-2 2 г- ' J2 -.- ' Г2~~Ч 1~rl ___2_Pi^ 2r2-r2 2Яа'2 S-lrt i ^ s'- - 3 ? г2 ' Г2"Г2 з ? г-' г|_г^ 3 ' ? •* _ М-Р,^ _ -.^ - li^"^ °г - JJ _2 ~ Г5 ег ~ Р я F о_о --, -,-/? 3 Е -3_ В формулах приняты следующие обозначения: Р! - внутреннее давление в кг/см2] Р2 - наружное давление в кг/см2; г- - радиус внутренней поверхности трубы в см; г2--- радиус наружной поверхности трубы в см-, г-радиус любой поверхности в см\ <зк-тангенциальное по окружности напряжение в кг/см?; &к-тангенциальная относительная деформация; ог-нормальное (по радиусу) напряжение в кг/см2 ; е. - нормальная относительная деформация; аг-осевое напряжение в кг/см'2-, е. - осевая относительная деформация; Е - модуль (коэфициент) упругости материала в кг/см*. 3. Ход расчета прочности стенок ствола Из этих формул видно, что наибольшие и напряжения и деформации, кроме осевых, будут на внутренней поверхности трубы. В самом деле, наименьшее значение г есть rlt и так как г входит в знаменатель первого члена каждой формулы {кроме формул, выражающих осевые напряжения и деформации), то при г~г^ этот член приобретает наибольшее значение; :4б .....''/ вторые члены тех же уравнений, вычитающиеся из первых при r=rit принимают наименьшие значения, так как в эти члены г входит в числителе; третьи же члены, входящие в формулы для ек и ег, от г не зависят. Поэтому главнейшее значение имеет подсчет напряжений и деформаций на внутренней поверхности трубы. Если умножить на Е обе части уравнений, выражающих деформации, то на левой стороне получатся величины напряжений, отвечающие деформациям. Эти величины не будут равны напряжениям, подсчитанным непосредственно по первым трем уравнениям, так как каждая деформация является результатом действия всех напряжений. В самом деле, при растяжении получается поперечное сжатие; при сжатии (сдавливании) получаются поперечные расширения и т. п. Подсчитав по этим формулам напряжения, дальнейший расчет прочности стенок ствола следует вести по наибольшему из них, причем из опасения получить остающиеся деформации не следует допускать давлений, при которых напряжения доходили бы до предела упругости. Поэтому расчет ведут по давлениям, значительно большим подсчитанных. Эти допустимые давления получаются путем умножения подсчитанных на некоторый ко-эфициент запаса прочности. Основой для расчета является кривая давлений на дно снаряда, получаемая на основании формул, даваемых внутренней балистикой. Так как положение наибольшего давления непостоянно, то во избежание всяких случайностей его переносят вперед в точку В (рис. 15), на некоторую величину (калибра на 2-3), зависящую от качества пороха, условий заряжания и длины орудия. Выбирают запас прочности и, умножив на него наибольшее давление в точке В, откладывают в принятом масштабе полученную величину ВС по оси ординат. Допуская одинаковое сопротивление на всем протяжении от дна канала до точки В, проводят через точку С линию CD, параллельную оси канала. Определив давления еще в нескольких точках, например Е, F, G, Н, и отложив их по ординатам в этих точках, предварительно умножив на принятый запас прочности, получают точки /, К, L, М, через которые, а также точку С, проводят плавную кривую. Кривая представит кривую прочного (желаемого) сопротивления. По ее ординатам можно рассчитать для данного материала (данного предела упругости) толщину стенок по при-веденным выше формулам. Поясним сказанное примером. Пусть кривая давлений подсчитана, и ее ординаты (давления) имеют значения, обозначенные на рис. 15. Запас прочности возьмем 1,3, и АВ равно 3 калибрам, тогда в точках В, Е, F, G и Н отложим соответственно 2860, 1920, 1 560, 1 300 и 1 040 кг/см*. Расчет произведем, например, по тангенциальному напряжению (<зл), полагая, что металл, который мы выбрали для ствола? .47 имеет предел упругости ьв = 5 000 кг/см*, а наружное давление равно атмосферному, т, е. без большой погрешности можно принять Р2 == 0. Расчет произведем по наибольшему напряжению, получающемуся при r = rlt Получим: ".-"ж-2860 44" Л2~" Г1 Пусть калибр орудия задан ^ = 2^ = 100 мм, тогда: •i + s" о, = 2 860 г\-& Дно нонало Дно снаряда А В ? F G Н Рис. 15. Кривая прочного сопротивления стенок ствола но og = 5 000, следовательно: 5 000 (г\ - 52) = 2 860 (А + 52); 5000г\ -5000 • 25 = 2860/2 + 2860 • 25; 2140г\ = 7860 -25; окончательно: _____ __ ,/7860 ое с,/7~860 с " Л1 пес Г2 = К 2ЙО" 25 = 5 К 21ГО= 5 * 1)91 = 9'55 СМ" Следовательно, толщина стенки трубы в данном сечении будет: 5 = г2 - rt = 9,55 - 5,0 = 4,55 см. 4. Распределение напряжений в стенках трубы Пользуясь приведенными выше формулами, подсчитаем, как распределяются напряжения тангенциальные и нормальные внутри стен трубы (ствола) при rt = 5 см, Р1 = 2400 кг/см*, при г, изменяющемся через каждые 5 см до 30 см. Рассчитаем, кроме того, напряжения и по тангенциальной деформации. Расчет ведем при Р2 = 0 (атмосферному). 48 г QK "/• E*K г г* rf + r* p tf rJ-Г* 2 p r,' 2ra- 4- r2 1 f* rj - rf 1 r* rf-rf 3 • /* г,3 - rj" 5 - 9^ "о. = 2 400 -^ = 2 400 ~ = 800 кг/см9. Таким образом, сделать стенки ствола прочными в отношении сопротивления поперечному разрыву не представляет затруднения,- достаточно подобрать необходимую толщину их. Что касается сопротивления продольному разрыву, то, как мы видели выше, решить этот вопрос простым увеличением толщины стенок нельзя, если внутреннее давление превысит некоторый предел. Его разрешают особым строением стенок, делая их скрепленными. 5. Скрепление стенок стволов Идея делать орудия скрепленными возникла в середине прошлого столетия и была впервые разработана особенно полно профессором Артиллерийской академии А. В. Гадолиным. Разработанная им теория скрепления орудий несколькими слоями не утратила значения и по настоящее время. Идея скрепления стволов состоит в том, чтобы заставить все концентрические слои стенок стволов по возможности принимать более равномерное участие в сопротивлении продольному разрыву. Внутренние слои испытывают под действием давления пороховых газов большие растяжения, чем слои, более удаленные, и первые находят во вторых мало поддержки. Но если устроить стенки ствола из нескольких слоев и так, что наружный слой сжимает внутренний, то при действии давления пороховых газов этому давлению надо будет сначала преодолеть сжатие внутреннего слоя, вызванное наружным слоем, потом уже, приведя внутренний слой в естественное, первоначальное состояние, растягивать его с усилием, какое в нем допустимо. Наружный слой хотя и будет предварительно, до развития давления в канале орудия, растянут, но так как на него (подобно тому, как и на соответствующий ему слой в естественном, нескрепленном орудии) при выстреле действуют усилия, уже уменьшенные сопротивлением внутреннего слоя, то это предварительное, добавочное усилие не будет опасно при правильно выбранной нагрузке, что определяется расчетом. Осуществляется эта общая идея скрепления следующим образом. . " , , -"..:.. 50 •< ;- ' ' •.'.'.-... "ч< ; г . ., . Возьмем две трубы (рис. 17) таких размеров, что внутренний диаметр второй меньше наружного диаметра первой. При этом условии первая труба не может быть вдвинута во вторую. Но если вторую нагреть, то она, расширившись, может быть при правильно взятых диаметрах и температуре нагрева надвинута, надета, на первую. По остывании она сожмет внутреннюю трубу, а сама от сопротивления внутренней трубы несколько растянется; как говорят, наружный слой будет надет на внутренний со стягиванием. Внутренний слой будет тем сильнее сжат, чем больше разность d{ - d.2. За меру стягивания принимают величину rft - <-_ *• Рис. 17. Идея скрепления: 1 - первая труба; 2 - вторая труба Стягивание должно быть подобрано таким образом: 1) чтобы внутренний слой не был раздроблен сжатием, а наружный не был разорван сопротивлением вну- у треннего слоя сжатию; 2) чтобы вызываемые при выстреле давлением пороховых газов напряжения ни в одном слое не превосходили предела упругости металла. Приведенные выше формулы дают возможность подсчитать напряжения, которые получатся в каждом слое при скреплении. Допустим, что на внутренний, первый слой надет второй с натяжением и на поверхности их соприкосновения развилось давление Р2. Это давление Р2 будет для первого слоя сжимающим, наружным, а для второго-растягивающим, внутренним. Как действует растягивающее давление, мы уже знаем: оно, передаваясь от слоя к слою, будет вызывать в каждом последующем слое все меньшие и меньшие напряжения. Подсчитаем только тангенциальные и нормальные (радиальные) напряжения во внутреннем слое, когда снаружи он подвергается давлению Р2, а внутри его давление равно атмосферному, которое примем равным нулю. Тогда формулы примут следующий вид: °Л _п - ^^ Г 9 rl г2 + г г2 г2 Га -• rj з "Р- п г* г* -3-rf .-' Задаваясь rl = 5 см, г2 == 10 см и Р2 = 1 600 кг/см*, рассчитаем ок и з;. для г, равного 5, 6, 7, 8, 9 и 10 см. 51 Результаты сведены в табл. 5 и изображены на графике (рис. 18): Таблица 5 Значения <зк и чг то г в см -°к в кг[смР •>?№* ЗУ/Ц.,..^-^ W4&&____Ъв^с ный оборот, все точки нареза дадут оттиски m на плоскости в виде сплошной линии A^BZ. ^ Эта линия представит нарез, развернутый на плоскость1. В зависимости от того, как идет винтовая линия, след ее на плоскости может иметь разнообразное начертание: прямая линия, кривая линия или сочетание кривой с прямой, касательной к кривой. Угол 6, образуемый полученной при развертке прямой с образующей канала, или, что то же, с осью канала, служит мерой крутизны нареза w~ и называется крутизной нареза. В случае, когда Рис> зб. Раз-развертка - прямая линия, угол этот будет по- вертка нареза стоянный, почему нарезка, имеющая при развертке вид прямей, называется нарезкой постоянной крутизны. В случае, если развертка дает кривую линию, за крутизну принимают угол, образуемый касательной к кривой развертки с образующей канала. Угол этот для каждой точки кривой будет иной. Делают так, что этот угол по мере приближения от казны к дулу возрастает. Поэтому такая нарезка называется нарезкой возрастающей крутизны, или прогрессивной крутизны (развертка А{Е2, рис. 36)2. В последнее время прогрессивной нарезке, развернутой в плоскость, нередко придают вид кривой в сочетании с прямой. Допустим, что имеем нарез постоянной крутизны и при разворачивании в плоскость цилиндр ABCD (рис. 36) развернулся в прямоугольник AvAJBzBlt а нарез оставил след AiB2. Если - При нарезке орудий для получения винтовой линии поступают наоборот: строят развертку, а по ней получают винтовую линию. 2 Для наглядности возьмите полоску бумаги, на ней из левого нижнего угла в правый верхний (по диагонали) прочертите прямую или кривую, вроде изображенной на рис. 36, и затем сверните бумажку в трубку прочерченной линией наружу,-получите фигуру нареза постоянной или прогрессивной крутизны. Если прочертить линию с правого угла по диагонали полоски бумаги, тогда нужно будет ее свернуть чертежом внутрь, 5 Курс артиллерии w нарез делает полный оборот, как во взятом на рисунке случае, то развернутая нарезка будет диагональю прямоугольника, а высота А%В2 прямоугольника будет той длиной, на которой нарез делает полный оборот. Эта длина называется длиной хода нарезов h (у винтов она называется шагом винта). Из треугольника А^А^ВЪ видно, что: A2B2 = AB = h=^-. Но А1А2 есть не что иное как длина окружности канала, поэтому, обозначая через d калибр ствола, а через б - угол крутизны нарезки, можем написать: h - ------ tgfl ' Угол крутизны 6 обыкновенно невелик, максимум 12°, поэтому можно тангенс его заменить углом, тогда: Л - 2. а ~ е " ' т. е. длина хода нарезов обратно пропорциональна крутизне: чем длина хода больше, тем крутизна меньше, и обратно. Поэтому о крутизне нарезки судят по длине хода нарезов, которую выражают в калибрах, и говорят: длина хода нарезов 30 калибров или 25 калибров и т. п. Если нарезка прогрессивной крутизны, тогда за меру крутизны берут угол, который образует касательная к кривой развертки у дула с образующей цилиндра канала, или длину хода нарезки постоянной крутизны, имеющей тот же угол, что у возрастающей крутизны у дула. В этом случае говорят: длина хода нарезов у дула 20 калибров или 15 калибров и т. п. 4. Давление на выступ ведущего пояска снаряда Давление N на боевую грань выступа на пояске или на боевую грань нареза при постоянной крутизне нарезов выражается формулой: _V=. ^"-go где р - коэфициент, зависящий от устройства снаряда; Рсн - давление на дно снаряда; 6 - крутизна нарезов; п - число нарезов. Так как Рсн сначала велико, а затем, в особенности при быстрогорящих порохах, быстро падает, то N при постоянном 6 получается сначала большим, а затем малым. С целью получения -V более равномерным и возможно малым, чтобы обеспечить надежность ведения снаряда по нарезам, можно делать 0 малым, когда Рсн велико, и наоборот. Так и явилась мысль делать нарезку прогрессивной крутизны, которая впервые была принята для орудий обр. 1877 г. 66 С введением прогрессивных порохов, дающих более равномерное изменение Рен, и с увеличением скоростей снаряда применение нарезки прогрессивной крутизны стало не столь выгодным, так как давление на выступ в дульной части возрастало. В случае нарезки прогрессивной крутизны давление на выступ выражается формулой "=•$-(/>".*•+*•? где К-коэфициент, зависящий от вида нарезки; q - вес снаряда; v - скорость снаряда; g-ускорение силы тяжести. Поэтому у пушек, у которых скорость v велика, чаще делают нарезку постоянной крутизны, а у гаубиц, стреляющих порохом, более быстро горящим и с меньшими начальными скоростями, - прогрессивной крутизны. Зная длину хода нарезов и начальную скорость снаряда, легко подсчитать число оборотов (скорость вращения), которое делает снаряд в одну секунду. В самом деле, пусть началь- t ная скорость VQ м/сен, а длина хода нареза -^. Значит, в одну секунду снаряд пролетит путь VQ м и на длине (~А d сделает один оборот, а потому в секунду он делает j\- оборотов. -аТ Пример. Начальная скорость 76-мм дивизионной пушки обр. 1902 г. равна 588 м в секунду и длина хода нарезов 30 калибров. Длина хода нарезов в линейных мерах будет 30 • 76 = 2 280 мм или 2,28 м; следовательно, число оборотов в секунду будет: 588 = 258. Число оборотов снаряда, иначе, скорость вращательного движения снаряда, необходимая для устойчивости его движения, сообразуется с длиной снаряда: чем длиннее снаряд, тем большую, при прочих одинаковых условиях, скорость вращения необходимо сообщить ему. Этим объясняется то обстоятельство, что крутизна нарезки, несмотря на увеличивающуюся с течением времени начальную скорость снаряда, тоже возрастает. Так, у орудий обр. 1867 г. при длине снаряда / около 2d, г/0 = 350 м/сек, длина хода нарезов - около (40-=-60)fl?; в орудиях обр. 1877 г. при / около (3-r-4)rf и VQ = 450 м/сек - 25rf, а у современных орудий при / до 5d и VQ до IQQQ м/сек длина хода нарезов все-таки порядка (25---30)d. Б* 67 Естественно, что в связи с этим возрастает давление на выступ и на боевую грань нареза, и для обеспечения надежного ведения снаряда по нарезам нужно принимать особые меры. Так как при движении снаряда по каналу у выступа на пояске снаряда работает все одна и та же поверхность, тогда как точка приложения реакции на боевую грань нареза, вращающей снаряд, непрерывно меняется по мере движения снаряда по каналу, то естественно, что более всего страдает при этом выступ на пояске снаряда. Рассмотрим, каким деформациям подвергается выступ на пояске снаряда при движении снаряда по каналу и какие меры можно рекомендовать для придания ему должной прочности (рис. 37). Сила Л/ может: 1) смять выступ, и это тем более возможно, чем меньше глубина нареза; 2) изогнуть выступ, и это тем более возможно, чем больше глубина нареза (чем больше высота вы-N ступа); 3) срезать, сдвинуть выступ, и это тем более возможно, чем меньше поверхность выступа, т. е. чем уже поясок и чем уже нарез; 4) оторвать выступ, то же, что п. 3; 5) стереть выступ, и это тем более возможно, чем больше трение на трущихся поверхностях. Трение равняется нормальному давлению -V, умноженному на коэфициент трения /. Так как А/ задано, то нужно уменьшать /, выбирая для пояска подходящий материал. Подобным деформациям подвергается и выступ в орудии. Таким образом, для прочности выступа необходимо при выбранном материале для ведущего пояска удовлетворить ряду противоречивых требований. Этот вопрос разрешается практически. 'Полезно было бы для прочности выступа уменьшать силу -V, приходящуюся на каждый выступ. Вращающая снаряд сила равна сумме давлений на каждый отдельный выступ, т. е. равна nN, где п - число выступов на снаряде или нарезов в канале ствола. Но увеличение числа нарезов ослабляет выступы, так что к этой мере нужно относиться осмотрительно. Рис.37. Деформация выступа на пояске: /-смятие; 2-изгиб; 3-сдвиг или срезание; 4 - отрыв; 5- истирание ГЛАВА 7 КАЗЕННИКИ И ЗАТВОРЫ 1. Казенники Для помещения затвора в орудийном стволе устраивается затворное гнездо. Так как затвор должен перекрыть канал, то обычно затворное гнездо получает большие размеры, и нередко затворная часть ствола получалась значительно увеличенной в размерах по сравнению с остальной частью ствола. Отковывание такой части усложняло выработку стволов, поэтому стали затворное гнездо располагать в особой части, называемой казенником. Казенник соединяется со стволом путем навинчивания или ввинчивания (в орудиях больших калибров) его в навинтованную часть ствола, или же штыковым или кольцевым замком, подобно тому как затвор соединяется со стволом, о чем подробно говорится ниже. При применении казенников нужно принимать меры: 1) против возможного нарушения во время работы скрепления казенника со стволом; 2) против прорыва пороховых газов в стык между соприкасающимися поверхностями ствола и казенника. Первое достигается введением стопорных винтов 3 (рис. 38), а второе ; ~ствол; по^ны^нТ' 3~ст°' часто достигается обычно обтюратором (о чем будет сказано ниже) или введением специальных приспособлений. Применение казенников, кроме упрощения выработки орудийных стволов, представляющих в этом случае более простую форму, имеет еще другое значение. А именно, сделав несколько стволов различных калибров, но с одинаковой частью для соединения с казенником, можно легко заменять стволы в казеннике, укрепленном на лафете, и таким образом, получать возможность стрелять из одной и той же системы снарядами различных калибров и типов. Это имеет большое значение в особенности для батальонной артиллерии, 69 Рис. 38. Скрепление казенника со стволом: 2. Общие требования, предъявляемые к затворам Каждый затвор орудия должен удовлетворять следующим требованиям: 1. Надежно запирать канал ствола, чтобы не могло произойти выбрасывания затвора или его открывания во время выстрела действием давления пороховых газов. 2. Затвор во время выстрела должен быть не только заперт, но и замкнут, т. е. чтобы его в это время нельзя было открыть. 3. Устранять прорыв пороховых газов между затвором и гнездом для него в стволе- надежно обтюрировать. 4. Не допускать производства выстрела при не вполне запертом затворе. 5. Не допускать открывания затвора в случае затяжного выстрела. 6. Не допускать производства выстрела при недокатах. 7. Закрывание и открывание затвора должны производиться быстро, в один прием, и с небольшим усилием. Если заряд помещается в гильзах, то к затворам добавляют еще следующие два требования: 8. Надежное действие стреляющего приспособления. 9. Надежное выбрасывание гильзы или всего патрона в случае осечки. Требование п. 8 следует предъявить и к затворам орудий, у которых применяется заряд в картузе, но несколько изменив формулировку: надежное сообщение огня заряду. Нередко устраиваются приспособления, облегчающие досылку снаряда в канал ствола или препятствующие выпадению заряда из каморы при стрельбе под большими углами возвышения. Эти части и приспособления обычно рассматриваются как части затвора, хотя это и не совсем правильно. Если принять и это"во внимание, тогда можно предъявить к затвору еще одно требование: 10. Облегчение заряжания и предупреждение выпадания заряда. 3. Типы затворов " Применяющиеся затворы в различных орудиях по конструктивным особенностям можно разделить на следующие типы: 1) клиновые, 2) поршневые, 3) эксцентрические и 4) крановые. 4. Клиновые затворы Общие основания устройства клиновых затворов состоят в следующем. В казенной части ствола проделывается сквозное отверстие- клиновое гнездо, в которое вдвигается массивное тело, имеющее форму клина (рис. 39). Клиновое гнездо ограничивается спереди плоскостью, перпендикулярной оси канала ствола; задняя его поверхность, имеющая разнообразную форму (плоскую, слегка закругленную вверху и внизу, цилиндрическую), составляет с осью канала угол, отличный от 90°. Клин, имеющий форму клинового отверстия, вдвигается в него (на при- 70 . Рис. 39. Схема клинового затвора веденной схеме справа) и при вдвигании постоянно, благодаря особым направляющим, прилегает к задней грани клинового гнезда. Так как последняя наклонна к оси канала, то клин, скользя по ней при вдвигании, постепенно будет приближаться своей передней гранью к передней грани клинового отверстия и, наконец, прижмется к ней - орудие будет заперто. Для открывания клина его вытягивают из гнезда в стволе (на приведенной схеме вправо). Оценивая клиновой затвор,устроенный по приведенной схеме, с точки зрения поставленных выше требований, скажем: Он запирает надежно ствол, так как он опирается большей частью своей поверхности на стенки ствола и сила давления пороховых газов направлена под углом к направлению движения затвора, вследствие чего только небольшая слагаемая этого давления РК (рис. 39) стремится вытолкнуть клин из клинового гнезда. С развитием техники, позволяющей изготовлять все части весьма тщательно, угол наклона задней грани клина все более и более уменьшается, и она приближается к положению, параллельному передней грани, так что усилие, стремящееся вытолкнуть клин из клинового гнезда, приближается к нулю. Благодаря большой площади соприкосновения задней грани клина со стволом удельное давление при выстреле на этой площади получается небольшим, что обеспечивает прочность клина и надежность удержания его в гнезде при достаточной прочности стенок ствола. В новейших клиновых затворах для надежности закрепления клина в стволе на клине и в затворном гнезде устраивается ряд опорных поверхностей (рис.40). Благодаря этому отпадает надобность в за-клиновой части, и таким образом, недостаток- большой вес ствола, который приписывается клиновым затворам, - отпадает. К разновидностям клиновых затворов может быть отнесен откидной затвор. Сущность его устройства состоит в следующем. К стволу на шарнире присоединяется затвор - казенник 21, который с помощью рукояти, укрепленной на оси 4, 1 В настоящее время казенником называется часть ствола для помещения затвора. Название же .казенник" в рассматриваемом затворе было введено значительно раньше. , . , 71 Рис. 40. Схема клина с опорными поверхностями Рис. 41. Схема откидного затвора: I - ствол; 2- казенник; 3 - клин; 4 - ось; 5 - мотыль может быть повернут вокруг оси 4 в положение для закрывания ствола или для открывания (рис. 41). Для закрепления казенника в первом положении (орудие закрыто) служит клин 3. Клин приводится в движение той же рукоятью посредством мотыля 5. Откидные (качающиеся) затворы допускают очень быструю работу ими, но они едва ли могут найти применение в орудиях больших калибров, крупнее 57-60 мм, так как усилие на рукояти будет велико вследствие большого веса затвора. Для предупреждения выбрасывания клина устраиваются особые зажимные и замыкающие приспособления. При гильзовом заряжании устранение прорыва газов между затвором и гнездом в стволе (обтюрация) в затворах всех систем достигается в одинаковой степени хорошо. Если же заряд помещается в картузе, то для устранения прорыва газов применяют особые приспособления, называемые обтюраторами. Заботиться о хорошей обтюрации необходимо потому, что при прорыве пороховых газов в местах прорыва происходит сильный разгар с вырыванием частиц металла и ствол с затвором вследствие этого могут совсем выйти из строя. При картузном заряжании для клиновых затворов Бродвел предложил обтюратор, состоящий из каморного кольца 4(рис. 42), помещающегося в стволе /, и плитки 3, помещающейся в клине 2. Эти части при закрытом затворе плотно прижимаются одна к другой и обеспечивают достаточную обтюрацию. Плоская задняя поверхность каморного кольца выступает назад, за переднюю грань клинового гнезда. Напротив, круговой ободок плитки выдается вперед, за переднюю грань клина. Вследствие этого при запертом затворе прижимаются друг к другу только плитка и каморное кольцо. Боковая поверхность каморного кольца отделана по шаровой поверхности и плотно прилегает к шаровому гнезду в стволе. Так как обтюрирующие поверхности невелики, то их легко надежно пригнать одну к другой. При выстреле, вследствие продольного растяжения стен ствола, клин будет отходить от передней грани клинового гнезда. Каморное же кольцо, вследствие фигурного очертания Рис. 42. Схема обтюратора клиповых затворов: 1 - ствол; 2 - клин; 3 - плитка; 4 - каморное кольцо 72 его внутренней поверхности, будет выдвигаться давлением пороховых газов назад и растягиваться по окружности, запирая выход газам. Однако между каморным кольцом и плиткой иногда все-таки наблюдаются небольшие прорывы газов. Чтобы ослабить действие прорыва, на поверхности кольца, прилегающей к плитке, вытачиваются желобки. В случае прорыва газы дойдут до первого желобка и, распространившись в нем, настолько потеряют свою упругость, что не будут в состоянии прорываться далее (рис. 43). Если газы все-таки прорвутся далее, то, распространившись по второму желобку, они окончательно потеряют свою упругость и дальние не прорвутся. Конечно, при сильном прорыве не исключена возможность прорыва газов и дальше, но все-таки желобки уменьшают эту возможность. В общем это приспособление действует не вполне надежно и требует тщательного ухода. Для сообщения огня зарядам в орудиях старых систем применяются вытяжные трубки, которые вставляются в запальный канал в клине, и луч огня по этому каналу проходит в зарядную камору. 5. Поршневые затворы Поршневой затвор представляет собой цилиндрическое тело, снабженное винтовой нарезкой и ввинчиваемое в соответствующее гнездо в орудии. Рис. 43. Желобки на кольце камерном • Рис. 44. Схема поршневого затвора: / - ствол; 2 - поршень; 3 - рама; 4 - ось рамы Витки поршня 2, сцепляясь с витками в гнезде ствола /, обеспечивают надежное удержание поршня в гнезде (рис. 44). Однако для надежности закрепления поршня в гнезде ствола требуется довольно большое число витков, чтобы на каждый 73 из них приходилось меньшее усилие. При большом числе витков пришлось бы для открывания и закрывания затвора делать много оборотов, почему закрывание и открывание затвора требовали бы много времени. Для достижения быстроты работы затвором витки делают не на всей окружности, а лишь местами, например, так, как показано на рис. 44: на двух секторах витки имеются, а два сектора поверхности поршня гладкие, без витков. Гнездо для затвора имеет сходное устройство. При закрывании витки поршня войдут в гладкие части гнезда, а витки гнезда придутся против гладких частей поршня. При таком положении поршень может быть вдвинут на всю длину в гнездо, и достаточно затем повернуть на V* окружности, для затвора, устроенного так, как показано на рисунке, чтобы все витки поршня сцепились со всеми витками гнезда и затвор был закрыт. Имеются также поршневые затворы с тремя нарезными и тремя гладкими секторами (\52-MMt пушка обр. 1904 г., прежние полевые легкие пушки, орудия системы Банжа), с шестью (254-лш пушки) и т. п. Однако такое устройство поршня, удовлетворяя быстроте работы с ним, ослабляет закрепление поршня в гнезде. Поршень держится не целыми витками, а только частями витков, поэтому для надежного закрепления поршня приходится его делать длиннее, чтобы увеличить число зацепляющихся Рис. 45. Ступенчатый затвор поверхностей, но поршень при этом получается большого веса. Для уменьшения веса поршня, не уменьшая, однако, надежности сцепления его со стволом, делают ступенчатые поршневые затворы (рис. 45). В этих затворах витки сделаны в частях поршня разных диаметров. Затворное гнездо имеет соответствующее очертание. После вдвигания поршня в затворное гнездо достаточно его повернуть, для схемы, изображенной на рис. 45, на Vi2 окружности, чтобы все его витки и малого и большого диаметра сцепились с витками затворного гнезда. Имеются затворы с витками в три ступени. В ступенчатых поршневых затворах при малом повороте достигается сцепление на большой доле окружности витков - вдвое или втрое больше угла поворота. Обтюрация в поршневых затворах, если орудие стреляет зарядами, помещаемыми в картузах, достигается при помощи обтюратора Банжа, или так называемого асбестовогообтю-рато ра. Асбестовый обтюратор представляет собой кольцевую подушку 4 (рис. 46) из асбеста с бараньим или говяжьим салом. Этой смесью наполняют холщевую трубку и прессуют под большим давлением. Подушка обладает значительной упругостью, 74 Подушка 4 помещается между передней поверхностью поршня 2 и задней поверхностью грибовидного стержня 3, который может свободно, в некоторых пределах, перемещаться вдоль поршня. При выстреле пороховые газы давят на грибовидный стержень, который имеет возможность перемещаться назад, отчего подушка сильно .сжимается между поршнем и грибовидным стержнем. Сжимаясь по оси, она раздается в радиальном направлении и плотно прижимается к стенкам орудия, запирая тем самым выход газов. При сильном сжатии подушка могла бы продавиться в промежутки между поршнем или между грибовидным стержнем и стенками орудия, или между стержнем и поршнем и тем испортить подушку или помешать правильной работе затвора, - было бы трудно или даже невозможно открыть его. Для предупреждения этого углы подушки укрепляются разрезными кольцами 5 и 6 и неразрезным 7, а иногда подушка прикрывается на поверхностях, прилегающих к поршню и грибовидному стержню, особыми чашками. Асбестовый обтюратор превосходно обтюрирует и не требует особенной тщательности при уходе, почему он имеет весьма широкое применение. Рис. 46. Обтюратор Ванжа: / - ствол; 2 - поршень; 3 - грибовид- Для хорошей работы обтюратора ный стержень>^^лпь°цдаушка; 5> 6 и необходимо, чтобы давление между соприкасающимися поверхностями было больше, чем давление внутри газа. В рассмотренном обтюраторе этот принцип выполняется. В самом деле, давление воспринимается передней поверхностью грибовидного стержня, площадь которой равна-^-, а передается на поверхность обтюратора пло- "сР "d -, где d - диаметр гриба, dl - щадью приблизительно диаметр его стержня. Полное давление на грибовидный стер- ЯйР жень Р дн 4 передается на подушку, и удельное давление на ней будет: 5 *&-дн 4 rcrf-___ ш,,2 = Р & дн ^- -d^" что больше Рд№. Если масса обтюратора такова, что в ней давления передаются во все стороны одинаково (а это так и есть), то давление между обтюратором и стенками ствола будет больше, чем внутри газа. Поэтому обтюраторы этого типа работают превосходно. К недостаткам поршневых затворов надо отнести то, что давление на поршень направлено в ту сторону, куда поршень 75 выдвигается при открывании, т. е. давление полностью направлено на выбрасывание затвора. При открывании поршневого затвора поршень выдвигается из затворного гнезда и удерживается при стволе особой рамой, которая может вращаться на шарнире, укрепленном на стволе, так что при открывании поршень целиком выходит из ствола (рис. 47). Вследствие этого при больших углах возвышения требуется заметное усилие для приподнимания поршня при закрывании его. Неравномерность усилия, необходимого при открывании и закрывании затвора, устраняют применением особых упругих уравновешивающих механизмов или же изменением величины рычагов, к которым приложено усилие действующего номера. Осуществляются эти механизмы весьма разнообразно. Кроме того, при углах возвышения открытый затвор сам стремится, действием ^/ силы тяжести, опуститься, что может по- Рис. 47. Схема открыва- мешать заряжанию орудия. Поэтому для ния поршневого затвора удержания затворов в отведенном положении устраиваются особые защелки или стопоры. Это составляет существенный недостаток поршневых затворов. Таким образом, к недостаткам поршневых затворов можно отнести неравномерность работы с ними и необходимость усложнения затвора устройством защелки, препятствующей повороту затвора при больших углах возвышения. 6. Эксцентрические затворы Эксцентрический затвор по существу тот же поршневой, но ось его не совпадает с осью канала ствола (рис. 48). В поршне 2 имеется зарядное отверстие 3, которое при запертом затворе приходится не против канала ствола (на рисунке ниже); против канала приходится массивная часть поршня, которая и образует дно канала. Если поршень повернуть по направлению часовой стрелки, то массивная его часть опустится вниз, и зарядное отверстие станет против канала ствола. Для удобства заряжания отверстие в затворе делается большего размера и имеет коническую поверхность. Поршень удерживается в орудии кольцевыми выступами на его поверхности, входящими в соответственные пазы в за- Рис. 48. Эксцентрический затвор: / - ствол; 2 - поршень; 3 - зарядное отверстие п творном гнезде. Так как радиус боковой поверхности поршни велик и так как опорные поверхности охватывают всю окружность поршня, то поршень удерживается в стволе вполне надежно. Поршень постоянно находится в гнезде и при открытом и при закрытом затворе, почему усилие для его открывания постоянно одно и то же. Кроме того, этот затвор, как в открытом, так и в закрытом положении, занимает одно и то же место, так что при больших углЕХ возвышения, когда казна ствола опускается между станинами лафета, им можно действовать без всяких затруднений, тогда как выдвиганию горизонтальных клиновых затворов или повороту поршневых будут мешать станины лафета. Правда, у некоторых орудий имеются клиновые и поршневые затворы, которые при открывании и закрывании двигаются в вертикальной плоскости, - тогда этот недостаток устраняется (например, клиновой затвор 76-мм зенитной пушки обр. 1914 г. или поршневой затвор японской горной пушки). Обтюрация при эксцентрических затворах постоянно осуществляется при помощи гильзы. К достоинствам эксцентрических затворов следует отнести то, что благодаря зарядному отверстию поршня, не имеющему никаких неровностей, заряжание производится легко, тогда как при поршневых или клиновых затворах снаряд и заряд при заряжании должны пройти через направляющие или витки в затворном гнезде ствола, что может привести не только к задержке заряжания, но и окончательно сделать его невозможным, если получатся забоины на ведущем пояске. 7. Крановые затворы' В орудиях нашей артиллерии крановые затворы не применяются вовсе, а в орудиях иностранной артиллерии они имеют весьма ограниченное распространение2. Но так как крановый затвор представляет оригинальное решение вопроса, нашедшее практическое применение, то нам кажется небесполезным привести краткое описание его. В стволе / на оси 3 (рис. 49) укреплен кран 2, представляющий полудиск с жо'лобом. На боковых поверхностях крана сделаны направляющие выступы, которые при вращении крана скользят по соответствующим желобкам в затворном гнезде. Для открывания и закрывания крана достаточно повернуть его в ту или другую сторону на 90° за рукоять, укрепленную на оси. Кран постоянно находится в стволе, требует мало места и надежно сцепляется со стволом. Усилие для открывания и закрывания не зависит от угла возвышения. 1 Затворы этого вида называют также шаровыми, так как тело затвора представляет приблизительно половину шарового слоя (диска). 2 Крановый затвор был предложен французом Кане и применялся во французской судовой артиллерии небольших калибров. Во время первой империалистической войны Филлу разработал 155-лш пушку большой мощности также с крановым затвором. 77 Обтюрация осуществляется при помощи гильзы с дном, выгнутым по шаровой поверхности соответственно передней по-^ верхности тела затвора. ! Крановый затвор, так же как и эксцентрический, не вызывает никаких затруднений при заряжании, так как и снаряд и заряд, двигаются при заряжании по гладкому жолобу затвора. Bad сбоку Вид сзади Рис. 49. Крановый затиор: 1 - ствол; 2 - кран; 3 - ось Вид сбоку 8. Предохранители в затворах Предохранители в затворах: 1) предупреждающие смещение затвора давлением пороховых газов, т. е. замыкающие затвор; 2) не позволяющие произвести выстрела при не вполне запертом затворе; 3) не позволяющие открыть затвор, если выстрел не произошел (в случае осечки, а также при затяжных выстрелах),- имеют весьма разнообразное устройство и основываются на различных принципах, почему не поддаются обобщению. Их устройство будет пояснено при описании некоторых систем затворов. ГЛАВА 8 1. Поршневые затворы с продольным движением поршня в раме Поршневые затворы могут быть отнесены к двум видам: 1) затворы с продольным движением и поворотом поршня в раме и 2) затворы с одним только вращением поршня в раме. Затворы первого вида устраиваются по следующей схеме (рис. 50). " . .-. v///// ///////////1 I К стволу / на шарнире 4 прикреплена рама 3, в которой помещается поршень 2. В открытом положении поршень сцепляется с рамой при помощи особого стопора. Поэтому, если за рукоять 5, укрепленную шарнирно на поршне, повернуть его в сторону ствола, поршень заставит повернуться и раму. Поворот рамы будет продолжаться, пока рама не упрется в казенный срез ствола /. В ЭТОТ момент, Рис. 50. Поршневой затвор, продольно двигающийся в раме: 1 - ствол; 2 - поршень; 3 - рама; 4 - шарнир рамы; 5 -рукоять; 6 - закраина; 7-эксцентрический выступ при помощи какого-либо приспособления, например наклонной грани на поршне или на стволе, стопор освобождает поршень от рамы, но одновременно сцепляет последнюю со стенками ствола. Поршень получает свободу движения вперед и вдоль своей оси, причем его нарезные части скользят в вырезах рамы; если продолжать действовать на рукоять, то поршень будет вдвинут в гнездо орудия. Когда поршень будет вдвинут вплотную, до упора его закраины 6 в раму, то он будет сидеть в раме своей гладкой частью, а нарезные секторы войдут в гладкие секторы затворного гнезда. Достаточно теперь, действуя на рукоять, повернуть поршень около его оси (на схеме по часовой стрелке), 79 и его витки сцепятся с витками гнезда орудия. Если опустить рукоять, то ее эксцентрический выступ 7 войдет в вырез на раме, и так как рукоять закреплена на поршне, то этим самым будет устранена возможность самопроизвольного поворачивания поршня под действием давления пороховых газов или какой-либо иной случайной причины, т. е. будет обеспечена надежность замыкания затвора. Для открывания нужно рукоять 5 поднять кверху, тогда ее эксцентрический выступ 7 выйдет из углубления в раме и поворот поршня станет возможным; затем поворачивают за рукоять поршень (на схеме против часовой стрелки), чем достигается расцепление витков поршня с витками гнезда ствола, и поршень вытягивают назад, причем рама не может повернуться, так как ее удерживает в сцеплении со стволом стопор. Когда поршень будет выдвинут на должную величину, то стопор под действием пружины заскочит в гнездо на поршне Рис. 51. Поршневой затвор орудий больших калибров: - рама; 2-поршень; 3 - рукоять; 4 - верхний валик; 5 - муфта; 6- тяга; 7 - нижний валик; 8 - рейка и сцепит его с рамой, одновременно освободив ее от ствола. Далее поршень с рамой отводится от ствола. Обычно для удобства действий, кроме шарнирной рукояти, имеется на поршне еще неподвижная рукоять. По этой схеме устраивались затворы более старых систем и у орудий небольших калибров. В орудиях больших калибров для поворачивания поршня нужны особые механические приспособления, облегчающие работу человека (передачи, рычаги). Так, в 254-лш пушке и 305-лш гаубице имеется следующее устройство (рис. 51). При вращении рукояти 3 будет вращаться валик 4. Его коническая шестерня будет передавать вращение вертикальной оси. На вертикальной оси имеется винтовая нарезка, почему при вращении ее муфта 5 будет по винту опускаться вниз. Муфта при помощи шарнирной тяги 6 повернет поршень 2. Когда муфта придет в нижнее положение (показано пунктиром), то она своей конической шестерней сцепится с шестерней валика 7 и станет его вращать, вращаясь сама вместе 60 с осью. Насаженная на левый конец валика 7 шестерня сцепляется своими зубцами с зубцами 8, выделанными на нижней части поршня, и будет выдвигать поршень из затворного гнезда; когда поршень выйдет на должную величину, то поршень вместе с рамой повернется около вертикальной оси. Для ограничения выдвигания поршня имеется стопор, который сцепляет поршень с рамой, а при закрытом поршне - раму со стволом. Шарнирная тяга 6 при выдвигании поршня отцепляется сама собой от муфты, а при вдвигании поршня вновь сцепляется с ней. Для закрывания поршня нужно вращать рукоять в обратном направлении. При этом сначала вся система повернется вокруг вертикальной оси. Когда рама приляжет к срезу ствола, шестеренка нижнего валика, действуя на зубцы поршня, пошлет " поршень вперед. Тяга сцепится с муфтой, муфта пойдет по винту кверху и повернет поршень. Как образчик поршневого затвора с одним только вращением поршня в раме, кратко опишем затвор 76-мм дивизионной пушки обр. 1902 г. (рис. 52). Поршень / в передней части снабжен двумя секторами витков, так что для их сцепления с витками затворного гнезда нужно поршень повернуть на 90°. В задней части поршня витки не срезаны, и этой частью поршень ввинчен в раму 2. В задней части поршня выделаны зубцы, сцепляющиеся с зубцами гребенки 3, могущей двигаться продольно в гнезде рамы. Продвигание гребенки в ту или другую сторону производится посредством рукояти 4. Если рукоять повернуть из положения, изображенного на рис. 52, в сторону стрелки, то выступ 5 рукояти, входящий в паз гребенки, описывая дугу около оси, заставит гребенку продвинуться влево. Гребенка своими зубцами повернет поршень обратно движению часовой стрелки, и его витки зайдут за витки в гнезде ствола, причем одновременно поршень, вывинчиваясь из рамы, подастся вперед и дожмет гильзу. При поворачивании рукояти в противоположном направлении (если затвор был закрыт) произойдет расцепление витков поршня от витков в гнезде ствола. Ограничение поворота поршня как в ту, так и в другую сторону достигается выступом трубки 7 ударника, входящим // Рис. 52. Затвор 7В-мм пушки: 1 - поршень; 2-рама; 5-гребенка; 4-рукоять; 5-выступ рукояти; 6- ось; 7- трубка ударника; 8 - паз; 9- выступ рамы; 10- выбрасыватель; 11 - стопор; 12-стопорный клин о Курс артиллерии 81 в паз 8 в задней части поршня и упирающимся в грань а паза - при открывании и в грань б-при закрывании. Самая же трубка ударника 7 помещается частью в пазу поршня, а частью в гнезде в раме затвора, и потому поворачиваться не может. Когда поршень при повороте для открывания будет остановлен выступом трубки ударника, а усилие будет приложено к рукояти, вся система поршня и рамы начнет поворачиваться около оси 6 рукояти, и поршень выйдет из гнезда в стволе. В конце поворота рама ударит своим выступом 9 по выбрасывателю 10, имеющему вид вилки, и повернет его вокруг его оси. Захваты выбрасывателя вытолкнут назад гильзу. Закрывание поршня достигается обратным движением рукояти, и все действия происходят в обратном порядке. Нужно только добавить, что прежде чем начнет поворачиваться рама с поршнем, поршень может быть действием гребенки повернут, и тогда запирание затвора станет невозможным, так как витки поршня не придутся против пазов в затворном гнезде. Для устранения этого имеется стопор //, становящийся (под действием пружины) своим зубом впереди (на рис. 52 левее) уступа гребенки, в то время как поршень при открывании будет повернут. Вследствие этого гребенка не может продвигаться в раме влево и поворачивать поршень. Когда же рама приляжет к казенному срезу ствола, то стопорный клин 12, укрепленный на стволе, войдет в паз стопора и своей наклонной гранью отожмет стопор книзу, сжимая при этом его пружину. Гребенка освобождается и, продвигаясь влево, повернет поршень. Когда же гребенка при открывании затвора отойдет вправо, а затем и рама, поворачиваясь, отойдет от орудия, клин выйдет из паза стопора, стопор усилием пружины будет вытолкнут кверху и своим зубом станет снова впереди уступа гребенки. Таким образом, для открывания и закрывания затвора требуется лишь один прием - поворот рукояти в ту или другую сторону. Для производства выстрела имеется стреляющий механизм (рис. 53), устройство которого рассмотрим одновременно с описанием взаимодействия его частей. При оттягивании курка 3 назад за шнур (грушу) курок повернется вокруг своей оси 4 и роликом 5 продвинет вперед трубку ударника 6, а зацепом 7, захватывающим за взвод 8, помещенный в гнезде головки ударника, потянет назад ударник 9. На передний конец ударника навинчена гайка 10. Между задним срезом гайки и дном трубки ударника помещена боевая пружина 11, надетая на ударник. При оттягивании ударника назад пружина будет сжиматься как потому, что трубка ударника двигается вперед, так и потому, что гайка ударника отходит назад. При достаточном повороте курка взвод соскочит с захвата, и ударник, побуждаемый пружиной, действующей на него посредством гайки ударника, устремится вместе с гайкой вперед. Гайка, дойдя до передней стенки поршня 2, остановится, а ударник будет продолжать по инерции движение вперед, чему 82 гайка помешать не может, так как витки на ударнике сделаны узкими, а нарезы для них в гайке - широкими; передний конец ударника - боек - выйдет за переднюю грань поршня и ударит по капсюльной втулке, отчего произойдет воспламенение пороха во втулке и далее в заряде. Когда шнур будет отпущен, то боевая пружина, упираясь в гайку, оттолкнет назад трубку ударника, которая, в свою очередь, потянет назад ударник и, действуя на ролик курка, повернет последний в обратную сторону. Зацеп курка при этом снова заскочит за зуб взвода. Все приспособление опять готово к производству выстрела, причем ударник займет заднее положение и боек его не будет выдаваться за переднюю пло- Рис. 53. Стреляющий механизм затвора 76-мм пушки: / - рама; 2 -поршень; 3 -курок; 4 - ось курка; 5-ролик; 6~ трубка ударника; 7-зацеп; "-взвод; Р-ударник; 10 - гайка ударника; 11 - боевая пружина; 12 - пазы скость поршня, что необходимо для предупреждения возможных случайных ударов по капсюльной втулке. Продвижением вперед трубки ударника при повороте курка достигается не только сжатие пружины ударника, но: 1) устраняется возможность поворачивания поршня под давлением пороховых газов, так как выступы трубки, верхний и нижний, войдут в пазы 12 поршня, оставаясь частью в пазах патрубка рамы, чем достигается временное скрепление наглухо поршня с рамой - происходит замыкание затвора; когда трубка ударника будет отодвинута назад, это скрепление нарушится, но это случится уже после того, как выстрел произойдет и давление на поршень будет мало; 2) предупреждается возможность произвести выстрел при не вполне запертом затворе. В самом деле, если поршень не вполне повернут, то пазы на нем не придутся против выступов трубки 6* 83 ударника, и ее нельзя будет продвинуть вперед, а значит, нельзя будет повернуть курок. Для предупреждения возможности открывания затвора в случае осечки или затяжного выстрела устроен особый предохранитель (рис. 54). При взводе курка 3 трубка ударника 4 подается вперед и посредством выступа 5 толкает предохранитель 6 вперед, при этом гнеток 7 входит передним концом (на рис. 54 вниз) в паз 8 на поршне, а выступ предохранителя- в паз Я причем перемычка поршня между пазами 8 и 9 будет зажата между этим выступом и гнетком. Если выстрела после спуска ударника не последовало, то предохранитель остается в переднем положении, и поршень нельзя повернуть, потому что весь предохранитель помещается в раме, а его выступ вошел в паз поршня, рама же не вращается. Если же выстрел произошел, то при откате орудия предохранитель по инерции еще сильнее нажмет на поршень. При накате же он, вследствие приобретенной скорости, направленной назад, не последует за стволом, а отстанет, чему выступ трубки ударника мешать не будет, так как самая трубка действием пружины ударника будет уже отодвинута назад. Раз предохранитель отойдет назад, его выступ выйдет из паза в поршне, и поршень может быть повернут. Таким образом, поворот поршня возможен лишь после того, как выстрел произошел. Чтобы предохранитель при остановке откатных частей после наката вследствие инерции не углубился снова в паз на поршне, служит гнеток 7, который по отходе предохранителя назад упирается в перемычку на поршне, удерживая предохранитель в заднем положении, как показано на левой части рис. 54. В случае осечки для открывания затвора нужно предохранитель вытянуть из гнезда за имеющееся на нем кольцо. Ручка, за которую поворачивают рукоять затвора, имеет особую пружинную защелку, которая при закрытом затворе ставится своим зубом впереди выступа рамы и удерживает рукоять в положении при закрытом затворе. Это приспособление удерживает рукоять на месте при езде и устраняет самопроизвольный поворот поршня. Для расцепления защелки с выступом рамы нужно ручку нажать книзу. Затворы, устроенные так, что их поршни при открывании и закрывании, кроме поворота, еще двигаются в раме вдоль Рис. 54. Предохранитель на случай затяжных выстрелов: 1 - порщень; 2- рама; 3- курок; 4--трубка ударника; 5 - выступ трубки ударника; б - предохранитель; 7-гнеток; в -паз для гнетка; 9 - паз для выступа предохранителя 84 своей оси, имеют по сравнению с затворами, поршни которых только вращаются, преимущество в том отношении, что в открытом положении центр тяжести поршня расположен в раме и ее проушина и ось вращения будут изгибаться только в одном направлении. Это преимущество имеет особое значение в орудиях больших калибров, у которых поршень имеет большой вес. Очень сходны с затвором 76-мм полевой пушки затворы в орудиях системы Шнейдера. Отличие состоитлишь втом, что поршень у этих затворов поворачивается вокруг оси, не совпадающей с осью канала ствола, а расположенной несколько выше (рис. 55). Рис. 55. Затвор Шнейдера: / - ось канала и ударника; 2- ось вращения поршня; 3 - отверстие для выхода бойка Такое устройство сделано в целях большей безопасности действия затвора. Например, в случае поломка бойка ударника и выступания его из отверстия передней грани поршня боек не будет приходиться при закрывании затвора против капсюльной втулки, так как только при повороте поршня отверстие в .его передней грани станет против ударника и капсюльной втулки. Кроме того, предохранитель на случай затяжных выстрелов помещается не в раме, а в гнезде ствола, и после закрывания затвора своим зубом входит в выемку на гребенке, чем и устраняется возможность ее продвижения, а стало быть, и открывания затвора. После выстрела предохранитель вследствие инерции остается на месте и освобождает гребенку. В переднем положении предохранитель удерживается своим гнет-ком, опирающимся на перемычку гребенки. Курок расположен горизонтально, и для его оттягивания можно действовать не только посредством вытяжного шнура, но и особым толкачом, укрепленным на люльке, причем рукоятка этого рычага расположена вблизи маховика подъемного механизма, почему действовать ею может наводчик. Ввиду того что снаряды имеют большой вес (около 42 кг для 152-лш орудий), снаряд мог бы при заряжании ударяться о витки в гнезде для затвора и заряжание было бы затруднительно, устроены особый подъемный лоток (рис. 56) и направляющая планка (рис. 57). Подъемный лоток перед заряжанием откидывается в положение, показанное на рисунке пунктиром, а после окончания заряжания подымается кверху. Направляющая же планка дей- Рис. 56. Лоток для заряжания: 7 - ствол; 2 - лоток 85 стенка ствола; 2 - коленчатый рычаг; 3 - направляющая планка ствует следующим образом. При повороте затвора во время открывания его особая муфта, укрепленная на нижнем конце оси рукояти, поворачивает коленчатый рычаг 2, который поднимает планку 3 вверх. При закрывании затвора происходит опускание планки. При стрельбе подболь-шими углами возвышения можно опасаться выпадения гильзы и даже снаряда (вообще снаряд удерживается расклине-нием пояска в каморе) раньше, чем успеют закрыть затвор. Для устранения этого сделан рычаг (удержник /) (рис. 58), Рис. 57. Направляющая планка: укрепленный С помощью оси 2 в выемке верхней стенки затворного гнезда. Ось удержника вращаться не может, но может рукоятью затвора, при его открывании и закрывании, перемещаться продольно, причем наружу ось выдвигается в конце открывания затвора. Ось снабжена на некотором протяжении продольным выступом - шпонкой, причем когда затвор открыт и ось выдвинута вправо, шпонка ее выйдет из удержника, и последний опустится передним концом вниз, как указано на рис. 58 пунктиром. В таком положении он, свободно вращаясь на оси только вперед и не препятствуя заряжанию, будет препятствовать гильзе выпасть из орудия. При закрывании затвора поршень поднимает удержник, и затем ось вдвигается обратно, причем шпонка войдет в паз удержника, и при последующем открывании затвора удержник, не имея возможности повернуться, будет удерживаться в верхнем положении и не будет мешать выбрасыванию гильзы. После выбрасывания гильзы рукоять с затвором поворачивается еще далее и, выдвигая ось удержника, освобождает его. Для удержания затвора в открытом положении, при стрельбе под большими углами возвышения, на орудии имеется крючок, за который захватывает стопор рукояти. Расцепление достигается нажатием ручки рукояти вниз, как и при открывании. Рис. 58. Удержник патрона: / - удержник; 2 - ось удержника 86 2. Клиновые затворы прежних систем Общая схема устройства клиновых затворов изложена выше. По этой схеме устроены затворы многих орудий прежних образцов (орудия обр. 1877 г.). Здесь мы только остановимся на подробностях устройства запирающих частей. Для правильной работы каморного кольца и плитки необходимо их сильное взаимное нажатие. Нажатие это не может быть достигнуто непосредственным усилием номера, действующего замком, - требуются особые зажимные приспособления, которые служат одновременно и для надежного закрепления клина в его гнезде. У нас чаще всего пользовались и пользуются для этого винтом, укрепленным в клине /, так что он может только вращаться (рис. 59). Витки винта 5 выступают из-за поверхности клина и при вращении винта входят в сцепление с витками в стенке ствола. Так как винт вдоль оси перемещаться не может, то при вращении он, ввинчиваясь в гнездо ствола, будет толкать клин внутрь клинового отверстия, а при вывинчивании, наоборот, он будет выдвигать клин из гнезда. Для надежного закрепления клина в орудии требуется сцепление большого числа витков винта, что, однако, требовало бы нескольких поворотов его, а значит, и значительного промежутка времени. Обыкновенно, для ускорения открывания затвора, витки охватывают винт не со всех сторон, а только на некотором протяжении, к когда винт повернут так, что обращен частью без витков к стенке ствола, то клин не связан с орудием при помощи витков. Достаточно повернуть винт на 180°, как его витки войдут в сцепление со стволом, и клин будет закреплен в гнезде при помощи винта. Для ограничения выдвигания клина устраиваются либо особые задержки в виде винта, ввинченного в стенку ствола и своим хвостом входящего в паз на клине, либо задержкой служит цепь, прикрепляемая одним концом к стволу, а другим - к клину. Для открывания затвора поворачивают рукоять 4 зажимного винта в направлении, обратном вращению часовой стрелки, на 180°; при этом витки зажимного винта выйдут из гнезда матки в стенке орудия и винт повернется к стенкам орудия гладкой 87 Рис. 59. Запирающий механизм клинового затвора в виде винта: / - клин; 2-плитка; 3 - лицевая доска; 4 - рукоять; 5 - вкнт своей поверхностью. Винт, вывинчиваясь из матки, несколько смещает клин влево, благодаря чему ослабляется нажатие ка-морного кольца и плитки 2, и дальнейшее выдвигание клина не может представить затруднений. Затем вытягивают клин до упора грани паза на клине в задержку. Закрывание производят в обратном порядке: вдвигают клин и поворачивают винт по часовой стрелке. Винт, ввинчиваясь, додвигает клин и тем самым плотно нажимает плитку на ка-морное кольцо. Клиновые затворы такого устройства не удовлетворяют требованию скорострельности, так как открывание и закрывание, каждое в отдельности, требует 3-4 действий. В орудиях скорострельных, при снабжении их клиновыми затворами, устраивают затвор так, что каждое действие - открывание или закрывание- выполняется в один прием. Устройство следующее (рис. 60): к стволу / при помощи оси 2 прикрепляется рукоять 3 с ручкой. Кривошип 4 рукояти снабжен выступами-кулаками, иногда с роликами, помещающимися в пазу (кулисе) 6 клина 5. При вращении рукояти по направлению часовой стрелки кривошип будет описывать своим концом дугу, а его ролик, нажимая на правую грань пазаб, заставит клин двигаться вправо. При обратном движении рукояти кривошип вдвинет клин в гнездо. Применяется клиновой затвор в скорострельных орудиях исключительно при заряжании их зарядами в гильзах, которые служат хорошими обтюраторами. Обычно выбрасыватель 7 действует на гильзу вследствие удара левой грани пазов 8, выбранных наверху и внизу клина, по кулакам выбрасывателя. Кулаки выбрасывателя вместе С тем ограничивают выдвигание клина. 3. Полуавтоматические затворы Требование увеличения скорострельности приводит к применению в орудиях автоматизма. По настоящее время автоматизм удалось осуществить в орудиях небольших калибров - до 40-50 мм. Что же касается орудий более крупных калибров, то задача поставлена, но пока не решена. Да и в орудиях 40-50-мм автоматизм пока не получил широкого распространения. Поэтому довольствуются часто полуавтоматизмом. Автоматическими орудиями называют такие, в которых без участия обслуживающего орудие расчета при стрельбе выполняются следующие действия: 1) открывание затвора, 2) выбра- Рис. 60. Запирающий механизм клинового затвора: 7 -ствол; 2- ось рукояти; 3 - рукоять; 4 - кривошип; 5 -клин; 6- паз (кулиса); 7-выбрасыватель; 5 -паз в клине; 9 - кулак выбрасывателя ее сывание гильзы, 3) заряжание, 4) закрывание затвора и 5) производство выстрела. Если же автоматически выполняется только несколько или хотя бы одно из этих действий, то орудие (собственно говоря, затвор) называется полуавтоматическим. Полуавтоматическое действие основывается: 1) на использовании энергии действующего затвором человека или другого постороннего источника энергии; 2) на использовании инерции тел при откате и накате ствола; 3) на использовании энергии отката и наката; 4) на использовании и инерции и энергии наката и отката. Первый принцип в настоящее время применяется редко. Главным образом применяются остальные принципы, причем чаще всего автоматически выполняются три действия: открывание затвора, выбрасывание гильзы и закрывание затвора. Заряжание и спуск ударника (производство выстрела) производятся вручную. При автоматическом действии используют давление газов или энергию отката и наката, или оба эти средства одновременно. Как при полуавтоматическом, так и при автоматическом действии энергия первоначально используется не только на производство некоторых действий, но и на аккумулирование ее для возврата всех частей в исходное положение. Работа полуавтоматики зависит не столько от принципа, положенного в ее основу, сколько от степени ее технической разработки. Но можно сказать, что полуавтоматика, использующая энергию отката и наката, является наиболее практичной и надежной. Полуавтоматические затворы довольно широко распространены. Для пояснения их устройства приведем описание полуавтоматического затвора 76-мм пушки американской артиллерии и нашей, обр. 1914 г. Взаимодействие частей полуавтоматического затвора американской пушки происходит в следующем порядке. Для первого заряжания нужно рукоять / (рис. 61) повернуть в направлении стрелки. Тогда кривошип 2 своими выступами, нажимая на грань кулисы 3, опустит клин 4 вниз. При достаточном опускании верхняя грань продольных пазов клина, выбранных на передней его грани, ударит по кулакам выбрасывателя 5, заставит выбрасыватель повернуться и выбросить гильзу. При дальнейшем повороте лапок выбрасывателя их зацепы зайдут в вырезы 6 на верхней грани клина и удержат его в открытом положении. При поворачивании рукояти посредством шарнирной тяги будет вытягиваться шток 7 из коробки 8, закрепленной на стволе, причем тарелка штока сожмет запирающую пружину 9. Если при заряжании дослать патрон в канал ствола, то закраина гильзы отведет лапки выбрасывателя вперед, клин освободится, и запирающая пружина, разжимаясь, двинет стержень вперед, а он, действуя на кривошип, повернет рукоять и Ь9 ее ось в обратном направлении, благодаря чему затвор будет закрыт. После выстрела происходит откат ствола. При откате рычаг 10, посаженный наглухо на ось рукояти с левой стороны ствола, пройдет над лодыжкой //, укрепленной с помощью оси на люльке, слегка отклонив ее верхним концом назад. При накате этот же рычаг встретит лодыжку сзади, но она вперед поворачиваться не может, ей мешает упор 12. Вследствие этого рычаг оси принужден будет скользить по задней грани лодыжки и будет поворачиваться, а стало быть, будет поворачивать ось рукояти и самую рукоять, следовательно, произведет открывание затвора, причем пружина будет сжата и затвор в нижнем положении будет удерживаться выбрасывателем. При заряжании лапки выбрасывателя будут отведены закраиной гильзы, и пружина закроет силой своей упругости затвор. Открывание затвора происходит на накате, но несколько раньше, чем орудие остановится на прикате. Рис. 61. Полуавтоматический затвор: 1 - рукоять; 2-кривошип; 3-кулиса; 4 - клин; 5-выбрасыватель; 6-вырез на клине; 7 - шток; 8 - коробка; Р-запирающая пружина; 10-рычаг; 11 - лодыжка; 12-упор Действие этого затвора, как видим, основано на использовании энергии наката. Действие полуавтоматического затвора 76-мм зенитной пушки обр. 1914 г. основано на использовании инерции тел. На правой стенке клина 1 выделана зубчатая рейка, зубцы которой сцепляются с зубцами шестерни (рис. 62). Эта шестерня сцепляется с другой шестерней-3, насаженной на ось рукояти 4. Если повернуть рукоять по часовой стрелке, то вращение оси сообщится шестерне 3 в том же направлении, куда вращаем рукоять, а сцепленной с ней - в обратном, как показано стрелками. Шестерня, сцепленная с рейкой клина, заставит клин / опуститься и открыть канал ствола для заряжания. Ось рукояти проходит через подшипники в перегородках трубы 5, прикрепленной с правой стороны ствола 2. Передний конец оси рукояти снабжен винтовой нарезкой. Навинтованная часть оси входит, как в матку, в навинтованную 90 часть стержня 6. При вращении рукояти, а следовательно, и оси, ее винт будет вывинчиваться из стержня. Закраина стержня имеет шпонку, входящую в паз 8, выделанный в стенке трубы и идущий не по производящей, а несколько наклонно к ней. rwNI Рис. 62. Полуавтоматический затвор JQ-мм зенитной пушки обр. 1914 г.: 1 - клин; 2 - ствол; 3 - шестерня; 4 - рукоять; 5 - труба; 6 - стержень; 7-запирающая пружина; 8 - паз; Р-перегородка; 10 - тяжелое тело; 11 - аккумуляторная пружина; 12- стопор При вывинчивании оси стержень будет продвигаться вперед, поворачиваясь на небольшой угол, определяемый наклоном паза 8. При своем движении вперед стержень сжимает запирающую пружину 7 между своей закраиной и ( перегородкой 9 в трубе, а также двигает вперед тяжелое тело 10 вместе с аккумуляторной пружиной //. Одновременно клин опустится вниз - канал будет открыт. Когда клин опустится вниз (рис. 63), он ударит по нижним выступам лапок выбрасывателя 13, которые вследствие этого повернутся на оси, выбросят гильзу и имеющимися на их верхних концах выступами заскочат в выемки затвора, чем и удержат затвор в нижнем положении. Вследствие этого запирающая пружина, хотя и будет стремиться разжаться, но этому будет препятствовать клин, удерживаемый экстрактором в нижнем положении. В самом деле, разжимаясь, пружина будет двигать стержень назад, что возможно при вращении оси рукояти, а значит, и шестеренок в обратную сторону. Зубцы же 91 Рис. 63: 1 - клин; 13 - выбрасыватель второй шестерни сцепляются с рейкой на клине неподвижно в данном положении. При досылке патрона закраина гильзы нажмет на концы ветвей выбрасывателя и повернет их вперед (пунктир на рис. 63), клин освободится, и запирающая пружина поднимет его, т. е. автоматически произойдет запирание затвора. Открывание затвора при помощи рукояти, усилием номера, производится только при первом заряжании. Для последующих заряжаний открывание будет происхрдить само собой, автоматически, а закрывание тоже автоматически, но лишь после вкладывания патрона. Для получения автоматизма этих действий служат тяжелое тело 10 и пружины - аккумуляторная 11 и запирающая 7 (рис. 62). При выстреле ствол откатывается. Тяжелое же тело 10 по инерции останется на месте и сожмет аккумуляторную пружину 11 (рис. 62) между своим дном и шайбой стержня, который двигаться не может, так как клин в закрытом положении удерживается особым экстракторным рычагом, насаженным на ось экстрактора. В переднем положении тяжелое тело при помощи стопора 12, западающего в гнездо В на теле, соединяется с трубой 5, благодаря чему получается упор для аккумуляторной пружины. При накате благодаря особому приспособлению, расположенному с левой стороны орудия, а также частью на люльке, экстракторный рычаг освобождает клин, тогда аккумуляторная пружина, разжимаясь, потянет стержень вперед. От его движения ось рукояти станет вращаться, и клин будет открыт. Одновременно запирающая пружина будет сжата. Чтобы это могло осуществиться, аккумуляторная пружина предварительно поджимается сильнее, чем запирающая. Опущенный клин будет удержан лапками выбрасывателя в открытом положении до заряжания. При заряжании закраина гильзы отведет лапки выбрасывателя, клин освободится, и запирающая пружина, разжимаясь, запрет клин. Экстракторный рычаг в начале отката упрется в тело клина снизу и будет удерживать его в запертом положении1. Это совершенно необходимо, так как пружина не в состоянии надежно удерживать клин на месте. При движении стержня б, вследствие того что паз 8 в трубе для шпонки закраины стержня идет не по производящей, а несколько наклонно, происходит поворот стержня на небольшой угол. Этот поворот стержня передается и тяжелому телу благодаря тому, что на стержне имеется шпонка, входящая в паз в тяжелом теле. Величина поворота оказывается достаточной для выталкивания стопора 12 из гнезда В тяжелого тела, и стопор после поворота тяжелого тела будет опираться на гладкую цилиндрическую его поверхность, а потому не 1 Действие этого механизма основано также на принципе использования инерции. 92 помешает отодвиганию тяжелого тела, вместе с аккумуляторной пружиной, в начальное положение силой запирающей пружины. Таким образом, после наката все части займут исходное положение. То обстоятельство, что открывание клина происходит лишь при накате и в самом конце его, имеет существенное значение в отношении безопасности и надежности действия всего приспособления. Давление пороховых газов в канале ствола прекращается, как известно, не тотчас вслед за вылетом снаряда, а продолжается еще некоторое время и после этого, почему открывание затвора во время отката могло бы иметь вредные последствия. Кроме того, самое открывание при наличии давления пороховых газов совершалось бы с большим трудом и требовало бы большого усилия. Открывание же затвора в конце наката, устраняя все эти недостатки, в то же время не вызывает задержки в заряжании орудия. ГЛАВА 9 РАЗГАР СТВОЛОВ 1. Общие понятия. Причины разгара стволов При выстреле в канале ствола происходят чрезвычайно сложные и разнообразные процессы. Все эти процессы сказываются тем, что на поверхности канала, даже после небольшого числа выстрелов, в том месте, где приходится поясок снаряда, появляется потемнение первоначально блестящей поверхности канала ствола. Затем, по мере увеличения числа выстрелов, это темное кольцо постепенно распространяется вдоль канала; далее, получается вырывание металла, срывание и откол полей, на гладкой поверхности зарядной каморы (скате) получаются продольные бороздки, тянущиеся также и по днам нарезов. Эти явления и составляют разгар ствола. Сначала разгар развивается медленно, но затем, по мере увеличения числа выстрелов, все быстрее и быстрее. При значительном разгаре ствола балистические качества орудия понижаются: начальная скорость уменьшается, снаряд движется по каналу ствола неправильно, потому что плохо центруется и получает недостаточно правильное вращение. Это, в свою очередь, приводит к тому, что дальность полета снаряда при данном угле возвышения и при данных заряде и снаряде уменьшается; уменьшается также и кучность боя. Не вдаваясь в подробное рассмотрение вопроса о разгаре стволов, к тому же еще не вполне изученного, приведем лишь те причины, которые вызывают разгар стволов, и те меры, * которые можно принять к его уменьшению. Высокая температура, развивающаяся при взрывчатом превращении пороха в канале ствола за время выстрела, успевает сообщиться слою стен ствола весьма малой толщины; по вылете же снаряда нагревание прекратится. Наружные холодные слои стен быстро, вследствие большой их теплопроводности, охладят этот тонкий нагретый слой, Произойдет явление как бы закалки его. Это действие увеличивается еще охлаждением стен ствола струями воздуха, врывающимися в канал, при открывании затвора для последующего заряжания. Кроме того, этот нагретый слой вследствие расширения будет стремиться удлиниться, чему холодные наружные слои сопротивляются. Вследствие этого нагретый слой будет подвергнут 94 сильному сжатию, и если качества его материала невысоки, ой может дать трещину (наступит его раздробление). Этим можно объяснить появление на поверхности канала мелкой сетки трещин, которая наблюдается при большом увеличении. В этом состоит тепловое действие пороховых газов. Газы, получающиеся в канале ствола при выстреле, представляют смесь многих газов, обладающих различными свойствами. От взаимодействия их с металлом стен ствола, являющимся неоднородным как по строению, так и по составу, происходит изменение как в составе, так и в строении тонкого слоя стен, прилегающего к поверхности канала. Этот процесс происходит тем энергичнее, чем выше температура, развивающаяся при газообразовании, чем большее количество газов (чем больше их плотность) получается в каморе ствола. Большое значение, конечно, имеет и состав газов. Например, свободные азот и водород способны растворяться в металле стен, увеличивая жесткость металла, углерод в металле способен выгорать при действии окислителей, причем микроструктура стали нарушается, цементит может образовать феррит и углерод отжига. Окись углерода образует с железом и другими металлами нестойкие соединения - карбонилы, которые и уносятся газами из ствола. В этом состоит химическое действие пороховых газов. Газы, будучи нагреты до высокой температуры и имея большую плотность, обладают вследствие этого сильным стремлением расширяться, занять больший объем. Их частицы обладают большой скоростью. Они, подобно вихрю, с силой ударяют по препятствиям и, если окажется возможным, уничтожают их. Поэтому всякие неровности на поверхности канала орудия будут либо задерживать движение частиц газов, обращая их кинетическую энергию на разрушение стен, или, уступая их давлению будут оторваны от стен. В случае нахождения в канале ствола посторонних тел (песчинок, соринок) они, проносясь с большою скоростью с газами по поверхности канала, будут ее царапать или вдавливаться в стенки ствола, производить в них изъязвления, которые послужат началом дальнейшего разгара в этом месте. Давление газов на стенки, будучи не везде одинаковым, производит неравномерное расширение их, что может быть источником поверхностных надрывов и трещинок. Металл пояска снаряда, вдавливаясь полями, оказывает этому вдавливанию полей большое сопротивление, и затем вследствие упругости он нажимает на поля, стремясь их раздробить. Если металл стен орудия недостаточно тягуч, то под влиянием этого давления он будет дробиться, выкрашиваться. Это - механическое действие. К механическому действию следует отнести также прорыв газов между пояском и стенками канала ствола и между выступами на пояске и холостой гранью нареза. Последний зазор по мере движения снаряда по каналу, вследствие истирания выступа на пояске, будет постепенно увеличиваться. Прорываясь сквозь узкие зазоры, газы вырывают'металл стен ствола и пояска. При заряжании орудий унитарными патронами разгар происходит более быстро, что можно объяснить тем, что вследствие допусков в длине гильз снаряд не всегда упирается пояском в опорный конус каморы и получается зазор между ведущим пояском и поверхностью канала. Кроме того, газы, вырываясь из дульца гильзы, производят сильный удар по стенкам ствола. Наконец, можно сказать, что при прочих одинаковых условиях разгар будет итти тем энергичнее, чем больше газов дает порох. Например, сорт пороха, дающий на 1 кг 900 л газов, будет не так разрушать стенки ствола, как порох, дающий 1000 л газов на 1 кг. Значение большого количества газов ясно само по себе, так как с этим связано повышение давления и плотности газов. 2. Меры против разгара стволов В соответствии с рассмотренными причинами, содействующими разгару стволов, можно рекомендовать следующие меры для ослабления разгара. 1. Понижение температуры газообразования. Пороха нитроглицериновые дают вообще более высокую температуру, чем пироксилиновые, почему разгар стволов при зарядах из первых порохов происходит быстрее. Пороха, прогрессивно горящие, как разлагающиеся медленнее, должны давать низшую температуру в стволе, почему эти сорта порохов также содействуют уменьшению разгара и сохранению срока службы орудия. По опытам, произведенным в Америке с винтовочными нитроглицериновыми и пироксилиновыми порохами, получены были следующие результаты. Таблица 6 Средние отклонения на 1 000 ярдов после различного числа выстрелов и разными сортами порохов Сорт пороха Число выстрелов, при котором еще сохраняется кучность боя Средние отклонения на 1 000 ярдов в дюймах после 2000 выстр. после 3000 выстр. после ^4000 выстр. после 5000 выстр. Нитроглицериновый с 30% нитроглицерина ....... • 2000- 3000 3000- 4000 12000-15000 26,6 16,6 15,2 37,4 18,6 15,8 26,5 16,3 16,9 То же с 20% ..... Пироксилиновый . . . 2. В отношении химического действия пороховых газов можно высказать пожелания применять порох такого состава, чтобы при его взрывчатом превращении получались газы, не действующие на стенки ствола. Равным образом можно предъявить некоторые требования к металлу стен ствола. Исследования этого вопроса приводят к заключению, что следует подбирать материал, возможно однородный по строению, т. е. металл должен быть подвергнут надлежащей обработке. Замечено, что жесткий металл более подвержен выгоранию, чем мягкий, поэтому для изготовления, стволов лучше брать сталь с малым содержанием углерода и вводить в ее состав различные примеси, повышающие качества без увеличения жесткости (хром, вольфрам). Для выявления влияния качества металла на быстроту разгара в Америке были поставлены опыты, результаты которых приведены в табл. 7. Обставлены опыты были следующим образом: в прочной бомбе взрывали одно и то же весовое количество взрывчатого вещества. В очко бомбы ввинчивались трубочки из различных металлов с диаметром канала в 4 мм, т. е. с площадью сечения канала 12,38 мм'2. Через эти трубочки вытекали газы, причем в них происходило выгорание металла, что приводило к увеличению площади сечения каналов трубочек. Степень увеличения этой площади дает указание на большую или меньшую устойчивость металла при условиях опыта. Таблица 7 Разгар трубочек из различных металлов, первоначальной площадью сечения 12,38 мм'\ при наибольшем давлении около 2сСО am Материал Площядь поперечного сечения канала после опыта в мм* Отношение этой площади к первоначальной - 55,44 4,5 Мартеновская сталь с 3% воль- 58,63 4,7 62,07 5,0 . 20'J/n " ...... 72,69 5,9 Опыт показывает, что орудия из никелевой стали быстрее разгорают, чем из стали, не содержащей никеля, что согласуется с приведенными в таблице результатами американских опытов. Более быстрое разгорание никелевой стали объясняется тем, что никель, вступая в соединение с окисью углерода, легко дает летучие соединения - карбонилы. 3. Поверхность канала должна быть очень хорошо отполирована, тогда газам, так сказать, не за что будет зацепиться, и они будут без задержки скользить по поверхности канала. / Курс артиллерии 97 Канал необходимо содержать в чистоте, чтобы в нем не было каких-либо посторонних тел. Необходимо очищать канал после стрельбы и смазывать его для предупреждения ржавления. Как-известно, в результате ржавчины появляются изъязвления и портится полировка. Металл для ведущих частей снаряда должен быть по возможности пластичен, чтобы в нем не развивались силы упругости, производящие нажатие на поля. Это особенно важно потому, что грани нарезов и поля, т. е. выступы в стволе, охватываются газами с трех сторон и потому более прогреваются, энергичнее напитываются азотом, водородом и другими газами. Как известно, азот и водород увеличивают жесткость стали, а потому нажатие упругого пояска легче может привести к раздроблению жестких полей. 4. Принять все возможные меры к достижению обтюрации между ведущим пояском снаряда и поверхностью канала ствола. Даже такое простое приспособление, как папковая крышка, вкладываемая в гильзу, уже значительно предохраняет ствол от разгара. Опыт стрельбы из двух 76-мм пушек, причем из одной стрельба производилась без папковых крышек, а из другой - с такими крышками, после 2500 выстрелов показал, что вероятные отклонения первой получились раза в 1!/2 больше, чем у второй. Для устранения прорыва газов между поверхностью канала и ведущим пояском снаряда принимаются различные меры. В ряду этих мер особого внимания заслуживает обмазка ведущих поясков специальной мазью, которая в момент выстрела заполняет все промежутки (зазоры) и, смазывая канал, предохраняет его от непосредственного действия газов. Для получения надлежащих результатов смазка должна надежно прилипать к снаряду, чтобы при заряжании она не отваливалась. Так как при хранении снарядов с обмазкой может получиться ее загрязнение, то желательно обмазывать снаряды непосредственно перед стрельбой, значит, смазка должна удовлетворять требованию быстрого и незатруднительного обмазывания ею снарядов. Кроме того, она не должна вызывать порчи поясков и стенок снарядов и стволов. Всем этим условиям довольно полно удовлетворяет состав из церезина (горный воск), олифы типографской, минерального масла с примесью извести и самого тонкого графита (молекулярного)i. Опыт, произведенный с 254-лш пушками, показал, что при стрельбе снарядами без обмазки одна пушка выдержала, до потери кучности боя, 325 выстрелов, другая же, из которой стреляли обмазанными снарядами, выдержала 715 выстрелов. После 139 выстрелов из первой пушки получили вертикальное вероятное отклонение 0,75 саж. и боковое 0,64 саж., тогда как из другой пушки, из которой стреляли снарядами с обмазкой, 1 Прием обмазки снарядов предложен С. А. Погребняковым, который выработал также и различные виды мази. 98 : вероятные отклонения соответственно получались 0,155 саж. и 0,108 саж. Обмазка снарядов, не вызывая особых неудобств, применяется в орудиях нескорострельных и заряжающихся раздельно. В орудиях, стреляющих унитарными патронами, этот прием вызывает много неудобств, почему здесь применяют особые обтюраторы, представляющие папковые крышки, наполненные специальной мазью. Опыты с такими обтюраторами дают хорошие результаты. На основании опытов можно притти к заключению, что достижение надлежащей обтюрации между ведущими частями и поверхностью канала ствола имеет первостепенное значение для сохранения долгосрочности службы ствола. Итак, для уменьшения разгара ствола следует: 1) выбирать сорт пороха, дающий возможно низкую температуру газообразования, прогрессивно горящий; 2) выбирать сталь однородной структуры и надлежащего состава (хромистую); 3) тщательно отполировывать и всегда содержать в чистоте и исправности канал ствола; : 4) применять обтюраторы. К сказанному следует добавить, что разгар стволов зависит от режима стрельбы. При скорой стрельбе разгорание идет быстрее, чем при медленной. Поэтому при стрельбе необходимо воздерживаться от производства скорой стрельбы, а в случаях необходимости ее производства время от времени делать перерывы, давая орудию отдохнуть, оставляя затвор открытым. К мерам удлинения срока службы ствола можно отнести также лейнерование. Разгоревшие стволы исправляют путем перестволения: ствол рассверливается, и в него вставляется труба. При перестволении возможны изменения калибра орудия. Увеличению срока службы орудийных стволов содействует также тщательный уход за ними. Кампана свидетельствует, что ему приходилось видеть 75-мм пушки, еще вполне исправные после 20000 выстрелов, благодаря тщательному уходу, но приходилось видеть пушки, пришедшие в негодность после 4000 выстрелов, при плохом уходе1. Разгар прежде всего обнаруживается в верхней части ствола, и затем в этой части он развивается энергичнее. Поэтому полезно после некоторого числа выстрелов повернуть ствол на станке на 180°. Такая мера применяется в некоторых орудиях больших калибров. Явление более быстрого разгара по верхней части поверхности канала можно объяснить тем, что вследствие веса снаряда он лежит на нижней производящей канала и вверху может образоваться зазор. Разгар уменьшается при стрельбе уменьшенными зарядами, поэтому можно рекомендовать такую стрельбу, если нет насто- 1 Кампана, Успехи артиллерийской техники, 1927 г., стр. 10. 7* 99 ятельной необходимости в большой начальной скорости. Разгар возрастает быстрее, чем вес заряда. Справедливость этого подтверждается следующей табличкой, составленной на основании службы английских гаубиц: Число пучков в заряде Износ канала ствола в % 100 48 27 14 9 6 В этой табличке износ при заряде в б пучков при данном числе выстрелов принят за 100°/0, тогда как износ при том же числе выстрелов, но при других зарядах, выражается числами, указанными в табличке. iuJi Рис. 64. Разгар ствола при постепенном нарастании числа выстрелов Разгар возрастает вместе с увеличением калибра орудия. Эрр предлагает принять величину разгара пропорциональной калибру1. На рис. 64 показано постепенное нарастание разгара ствола при увеличении числа выстрелов. 3. Омеднение поверхности канала ствола При стрельбе из орудий на поверхности каналов их стволов замечается тонкий красный налет--омеднение канала. Омеднение может быть объяснено натиранием медным пояском поверхности канала. По мере износа канала ствола, когда его поверхность становится все более и более шероховатой, получается не только 1 Эрр, Артиллерия в прошлом, настоящем и будущем, 1925 г., стр. 177. 100 натирание поверхности канала медью пояска, но также и со-страгивание меди. Получающиеся мельчайшие стружки силой пороховых газов вдавливаются в стенки ствола, образуя как бы чешуйки на поверхности канала, достигающие толщины 0,25 мм\ частью же мелкие кусочки меди расплавляются и оседают на поверхности какала и снаряда, в особенности в запоясковой части, а по мере увеличения разгара - и на корпусе снаряда. Таким образом, омеднение делает поверхность канала менее гладкой (портит полировку его), а потому содействует скорейшему разгоранию стен ствола. Медный слой поверхности канала может быть удален механическим способом, при помощи напильников, наждака и т.п. Все эти средства требуют, однако, тщательности в работе и искусства, и потому работы подобного рода производятся только на заводах или в мастерских. Можно также применить химический способ - растворение меди при помощи различных жидкостей, например, раствором двухромовокалиевой соли и хромового ангидрида или насыщенным раствором углекислого аммония. Замечено, что после производства холостых выстрелов омеднение уменьшается, что можно объяснить тем, что газы уносят часть меди (выжигают ее). Уменьшению омеднения содействует также вкладывание в заряд олова, но это еще недостаточно изучено. Для уменьшения и замедления образования омеднения можно в войсковых частях рекомендовать следующие меры: 1) протирание канала орудия перед стрельбой; 2) смазывание канала сейчас же по окончании стрельбы до остывания ствола; 3) тщательную чистку и мытье канала орудия керосином после стрельбы. ГЛАВА 10 ДЕЙСТВИЕ ВЫСТРЕЛА НА ЛАФЕТ 1. Введение Ствол артиллерийского орудия в грубой схеме представляет собой трубу. Для направления снаряда в цель необходимо стволу орудия придать определенное положение в пространстве- выполнить наводку орудия. Для этой цели, а также и для некоторых других--удобства обращения - ствол накладывается на лафет. В зависимости от назначения орудия и его свойства лафеты бывают весьма разнообразными по своему устройству. Очень широко распространены лафеты, служащие не только для удобного обращения с орудием в боевом положении, но также и для перевозки. В этом случае лафеты снабжаются ходовыми частями: колеса с осью, гусеницы, рессоры и т. п. При стационарном расположении орудий лафеты не имеют ходовых частей и по своей конструкции довольно резко отличаются от лафетов первого вида. Несмотря на это различие, к лафетам можно предъявить ряд общих требований, сводящихся к следующим: 1) лафет должен быть прочным и живучим; 2) 2) должен иметь механизмы для выполнения наводки ствола в горизонтальном и вертикальном направлениях; 3) в целях достижения скорострельности работа по выполнению наводки должна производиться быстро, легко и наводка после выстрела не должна расстраиваться (сбиваться); 4) если орудие стреляет тяжелыми снарядами, лафет должен иметь механизмы для облегчения заряжания; 5) лафет должен иметь средства для ограничения отката и для самонакатывания; 6) лафет должен допускать стрельбу с любого грунта, при разнообразных условиях местности; 7) лафет должен доставлять укрытие для действующих при орудии номеров. К лафетам, назначаемым для действия в маневренных боях, предъявляется еще требование: 8) способствовать быстрой доставке орудия к месту боевого применения и быстрой установке его для боя. Имеющиеся в настоящее время на службе лафеты могут быть отнесены к двум видам: 102 1) с откатом всего орудия, т. е. ствола и лафета вместе, -• так называемые жесткие системы лафетов, и 2) с откатом орудия по оси - так называемые упругие1. 2. Общее устройство лафетов Современные лафеты имеют примерно следующее устройство (рис. 65). Основу составляет станок /. Станок устанавливается на местности при помощи хода 2 и хобота 3. Для удержания станка при выстреле на месте служит сошник 7. В передней, лобовой, части станка устраиваются цапфенные гнезда 9, в которые своими цапфами ложится люлька 4. В люльке помещаются противооткатные устройства. На люльке лежит ствол 10, соединяющийся с люлькой так, что он может относительно ее перемещаться вдоль своей оси. В лобовой части лафета располагаются поворотный механизм 5 и подъемный 6. К станку или Рис. 65. Схема общего устройства лафетов: 1 - станок; 2 - ход; 3 - хобот; 4 - люлька; 5- поворотный механизм; 6 - подъемный механизм; 7-сошник; 8- шитшое прикрытие 9-ца..фа; 10 - стьол; 11 - прицельное приспособление; /;?-правило к оси хода (боевой оси) прикрепляется щитовое прикрытие 8. Где-либо на люльке или на станке (иногда на стволе) крепятся прицельное приспособление // и механизм для облегчения заряжания. В хоботовой части, которою станок опирается на основание, в легких системах имеется правило 12 для выполнения грубой боковой наводки. В стационарных системах некоторые части, например ходовые, сошник, правило, отсутствуют. Станок2 составляется из двух станин, изготовляемых из стальных листов. Листы эти имеют загнутые края, что сообщает им 1 В настоящее время этот термин хотя и признается не отвечающим существу дела и может к тому же вызвать недоразумение, но так как он уже довольно прочно укрепился среди артиллеристов и т^к как другого подходящего, короткого определения не првчл^жсно, мы будем его придерживаться. Предлагается некоторыми лицами вторую категорию лафетов называть лафетами с откатом по оси. 2 В настоящее время под станком обычно понимают основную часть орудийной системы, на которой собираются различные механизмы. 103 жесткость; они связаны в одно целое связями при помощи заклепок. Заклепки представляют стержни с полушаровой головкой на одном конце. Раскаленную заклепку вставляют в отверстия, проделанные в скрепляемых (сшиваемых) частях, и выступающий ее конец расплющивают в другую полушаровую головку (рис. 66). По остывании заклепка крепко стягивает скрепляемые ею части, чем и достигается надлежащая прочность заклепочного шва. В настоящее время вводится для соединения некоторых ча- Ч Рис. 66, Заклепки ^ffi///^//////ff% стей в станках электросварка. Связи располагаются с таким расчетом, чтобы получить надежное и прочное соединение двух станин в одно целое и в то же время чтобы не стеснять движения люльки и ствола при придании ему углов при наводке. Станины отстоят одна от другой на таком расстоянии, что между ними свободно помещается люлька. Передняя часть станин, в которой устраиваются цапфенные гнезда, называется лобовой частью, или лбом, а задняя, более суженная, называется хоботовой частью, или хоботом. Цапфенные гнезда, гнезда для боевой оси и хобот, как подвергающиеся большим усилиям, обыкновенно усиливаются накладками, лодыгами и другими частями. 3. Силы, действующие на лафет при выстреле Для устройства прочного лафета и его механизмов необходимо рассмотреть те силы, которые действуют на лафет, и изучить характер их действия. Когда это будет изучено, нужно рассчитать все части лафета, так чтобы ни в одной из них не получалось остающихся деформаций. Несмотря на кажущуюся простоту задачи, решение ее представляет огромные затруднения, и по настоящее время, несмотря на работы многих ученых и практиков, еще не имеется теории лафетов, вполне решающей задачу. Давление на дно канала передается лафету. Это давление действует не мгновенно, а в течение некоторого промежутка времени, который может быть подразделен на три периода (рис. 67): 1) tl = ОА - от начала движения (смещения) снаряда до момента, когда давление в канале ствола достигает наибольшей величины; 2) t2 - AB - от момента, отвечающего наибольшему давлению, до вылета снаряда из канала ствола; 3) ts = ВС - от момента вылета снаряда из канала ствола до полного прекращения давления, так называемый период последействия газов. 104 На рисунке кривая DEF изображает действительную зависимость между давлением и временем, а ломаная линия OGHC, тесно переплетающаяся с кривой DEF, - приближенную, принимаемую, по предложению Дурлахова, при расчетах за истинную. Эта ломаная линия, кроме того, дает (приближенно) закон изменения давления в третьем периоде - периоде последействия, когда снаряд уже вылетел из канала орудия. Давление на дно канала (Рдя) связано в каждый данный момент с давлением на дно снаряда (Р ) уравнением: ^= 1 + jMp т с" где 6 - коэфициент, зависящий от характера действия пороха в орудии и от состояния пороховых газов во время выстрела; ц- масса заряда; т - масса снаряда. б изменяется в пределах от Vg до 2/3, в среднем его можно принимать равным 1/2. Таким образом, давление на дно канала Рдн является величиной переменной; закон изменения этого давления во времени дает график (рис. 67). Зная закон изменения давления, можно изучить законы движения системы при выстреле - откат. Рис. 67. Кривая давлений на дно снаряда Для расчета лафета на прочность необходимо исходить из наибольшего значения Рдн. При выстреле пороховые газы давят на дно канала. Полное давление на дно канала, или отдача: Я =Р 1*. гкн. ^дн 4 ' где d - диаметр дна канала - больше, чем калибр орудия. Отдача направлена по оси канала ствола в сторону, прямо противоположную движению снаряда. Так как ствол представляет тело почти симметричное относительно оси канала как в геометрическом, так и в механическом отношении, то можно сказать, что его центр тяжести лежит на оси канала ствола, а следовательно, и Ркн приложена к центру тяжести ствола. Сила, приложенная к центру тяжести тела, сообщает ему ускорение по направлению ее действия. Следовательно, сила Ркн будет двигать ствол назад. Но ствол соединен с лафетом, и поэтому он будет стремиться свое движение передать лафету. В системах жестких, в которых не имелось противооткатных приспособлений, лафет откатывался на 5-6 м и более в зави- 105 симости от условий стрельбы и от местных условий. Откат - явление крайне нежелательное, так как приходится потом систему накатывать на место, на что требуется время, следовательно, уменьшается скорострельность, излишне утомляется орудийный расчет и нарушается наводка, что опять-таки приводит к понижению скорострельности. В системах упругих, в которых введены противооткатные приспособления, ствол вместе с некоторыми другими частями системы составляет так называемую откатную часть. При выстреле откатывается только откатная часть, а лафет удерживается на месте чаще всего сошником. При движении откатной части в упругих системах ее энергия расходуется: 1) на преодоление трений в различных направляющих; 2) на аккумулирование энергии накатника, который приводит откатную часть, после окончания отката, в первоначальное положение; 3) на преодоление сопротивления тормоза отката, который приходится вводить в состав противооткатных устройств потому, что первые две работы обычно оказываются недостаточными для поглощения всей энергии отката. Суммарное сопротивление откату R • противооткатных устройств получается во много раз меньше РК11, потому что живая сила (энергия) откатной части поглощается на некоторой длине пути ее -длине отката (X). А из механики известно, что живая сила, приобретенная или потерянная на каком-либо пути, равна произведению силы на пройденный путь: (tm)от^ = ях, где тот - масса откатной части; v - скорость отката; R-сопротивление откату; X- длина отката. Если взять прямоугольную систему координат и по одной оси в некотором масштабе отложить X, а по другой Я, предполагая сопротивление откату постоянным на всей длине отката, что, как увидим дальше, неверно, то произведение ЯХ выразится площадью прямоугольника ОАВС (рис. 68). Так как противооткатные приспособления можно устроить с большим или меньшим сопротивлением, то можем получать разные длины отката, определяемые из условия, что =* Я2Х2 "* • • • • к я, я. С гГГГ, -- -- AT--.-.-*;. -Л - ---.•--.". j Рис. 68. Схематический график ра* боты откатных частей ЯХ-ЯА так как площади ЯХ, ЯЛ, Я^... измеряют одну и туже вели- чину mnmv* 106 Таким образом, мы можем менять >? в довольно широких пределах. В осуществленных системах колесного типа R в 30- 35 раз меньше Ркн, а у стационарных систем в 20-25 раз меньше. Эта сила R будет передаваться через цапфы люльки на станок, почему в упругих лафетах расчет станка на прочность ведут не на силу Ркн> а на силу R. Откатные части при выстреле подвергаются действию следующих сил и реакций, возникающих в направляющих люльки (рис. 69): Ркн-полное давление на дно канала; К-сопротивление откату, слагающееся из сопротивления тормоза отката, накатника и сил трения в сальниках *; Nl и /V- - реакции направляющих люльки; fNl и /V2 - соответствующие им силы трения. Рис. 69 Силы, действующие на откатные части Эти силы приложены не в центре тяжести откатных частей О, а потому дадут моменты Ркне, Кс, -V^; Nzx^fNJi ufN2h, где е - расстояние между осью канала ствола и центром тяжести откатных частей, называемое динамическим плечом-, значения с, А-., х2 и h ясны из чертежа. Моменты Nixi и N2x2 при откате будут изменяться вследствие изменения л^ и я2. Силы, приложенные к люльке (неоткатной части), передаются остальной неподвижной части лафета, причем эти силы будут направлены в обратную сторону по отношению к силам, приложенным к стволу. Таким образом, неподвижная часть будет подвержена действию следующих сил (рис. 70): К-сопротивление откату, приложенное в точке на оси противооткатных устройств, причем оси тормоза отката и накатника предполагаем совпадающими; /V- и /V2--реакции на направляющих люльки; //Vj и//У2 - силы трения на направляющих, направлены ______ вдоль направляющих; 1 К не то же самое, что /?. R выражает сумму всех сопротивлений откату, а К- только сопротивление противооткатных устройств, т. е. в/С не входят трения их на направляющих и пр. 107 Q^ - вес неподвижной части лафета, приложен в центре тяжести его; ^лб> Мхб и Тхб--реакции основания. Njj. приложена в точках опоры колес на основание, причем вследствие симметрии можно считать, что она приложена на линии, соединяющей точки опоры колес, Nx6 и Тхб приложены в центрах тяжести опорных поверхностей хобота и сошника. Направление всех сил указано стрелками на рис. 70. Рис. 70. Силы, действующие на лафет Все эти силы дают проекции на горизонталь и вертикаль и моменты относительно точки опоры сошника, показанные в следующей таблице. Таблица 8 Силы, действующие на неподвижную часть лафета, их проекции и моменты Проекции сил Моменты сил Силы относительно точки опоры Примечание на горизонталь на вертикаль сошника К /Ccoscp - К sin 9 *Р Ось д:-ов направле- м - - NI sin 9 -Л7! cos 9 -N,y, на в сторону отката /V. fNi cos cp -f^ sin 9 /-ViPi Ось у-оъ направле- -V, Л/з sin ф ЛГ cos 9 -V-Л на вертикально вверх fN2 fNs cos 9 - //Va sin 9 /-Vrfi Моменты положи- Ол 0 -QJO, то система получит вращение лобовой частью кверху, лафет будет прыгать. Если NJ. + P.s + RK-QA то это укажет, что система находится в безразличном состоянии, колеса не прижимаются к основанию. Если NJ. + Paf + RK, система колесами прижимается к основанию и не прыгает - система устойчива. Юд Таким образом, для устойчивости лафета необходимо, чтобы соблюдено было равенство моментов или неравенство последнего вида. Так как силы, действующие на лафет, можно считать заданными, то для получения равенства Q6D = NML + PKHe + KK необходимо менять величину плеч. Плечо D, т. е. расстояние центра тяжести системы от точки опоры хобота, выгодно увеличивать, так как при этом увеличивается момент, прижимающий систему к основанию. Плечо L выгодно уменьшать, не уменьшая, однако, D, что можно достигнуть сближением в вертикальной проекции точки опоры колес с центром тяжести, т. е. уменьшая L - D. Плечо е выгодно уменьшать. При е = О момент Ркне совсем пропадает. При ?<0 момент Ркне будет не опрокидывать, а прижимать систему к основанию, т. е. будет увеличивать устойчивость. В осуществленных системах чаще всего е> 0 имеет небольшую величину, но тем не менее момент Ркне, вследствие большой величины Ркн, получается большим. Плечо К - величина переменная, уменьшающаяся по мере увеличения угла возвышения, и при некотором угле возвышения, когда направление силы R пройдет через точку опоры хобота, плечо К, а следовательно, и момент RK обращаются в нуль. Если представить стрельбу при <р = 0°, то видно, что К при прочих одинаковых условиях зависит от высоты оси цапф, т.е. от расстояния оси цапф от основания. В самом деле, сила /? проходит близко к оси цапф, почему будем считать, что она проходит через эту ось. Тогда из рис. 71 ясно видно, что К при стрельбе под углом возвышения 0° равно (приблизительно) высоте оси цапф. От высоты оси цапф находится в зависимости высота оси канала ствола (при угле возвышения 0°), так называемая высота линии огня (Я). Поэтому для достижения устойчивости системы при выстреле полезно понижать ось цапф, или линию огня. При заданных L, D и е неравенство Q6D..ш,,^ш_,ш,,ш>ш,,,шш>>1 Цилиндр заполняется жидко- _ 1[з1-~^ - j~~ =~^^=- п стью, обычно веретенным (по- '\Г_ ^---~^= ^^-^-^-ц ' лучаемым из нефти) маслом, или ^^~^^^-'-^-<^^^-^>^^я^И смесью из воды и глицерина. J _. " Поршень имеет либо отпер- Рис* 74< Схемаотукса?а?йства тормоза стия, либо его диаметр делается ;"цплиндр тормоза; 2_ток; 5_поршень несколько меньше диаметра внутренней полости цилиндра, или, наконец, делаются канавки на внутренней поверхности цилиндра. При выстреле откатные части, откатываясь, будут передвигать в сторону отката и поршень. Цилиндр же тормоза будет оставаться на месте. Поэтому жидкость будет переливаться через отверстия или зазоры по другую сторону поршня: из объема А в объем .5, освобождающийся по мере перемещения поршня. Для того чтобы жидкость заставить переливаться, пробрызги-ваться из одной части цилиндра в другую, нужно приложить силу, значит, жидкость представляет сопротивление такому пробрызгиванию, выражаемое некоторой силой. Эта сила составляет сопротивление тормоза Ф. Найдем величину сопротивления тормоза. Для этого применим уравнение работ. Когда на тело действует лишь одна сила, то живая сила тела, приобретенная им (затраченная) на каком-либо пути, равняется работе силы на том же пути. 8* 115 В данном случае имеется одна сила сопротивления тормоза Ф, действующая на длине отката X. Если допустить, что эта сила постоянна, то ее работа выразится произведением ФХ. Приобретенная пробрызнутой жидкостью живая сила будет: mw"2 mw^ ~"2 2~~' где т - масса пробрызнутой жидкости; w - скорость, с которой она протекает через отверстия; WQ - начальная скорость жидкости. Так как обычно начальная скорость жидкости равна нулю, то можем написать равенство: ФХ яш1 2 ' Массу т найдем следующим образом. Обозначим площадь, толкающую жидкость, через .4. Эта площадь не равна площади поршня, а меньше ее на площадь сечения штока, при устройстве тормоза по схеме рис. 74. Так как при откате поршень переместится на всю длину отката, то он вытеснит объем жидкости, равный произведению площади А на длину отката X. Умножив полученный объем ЛХ на удельный вес жидкости 5, получим вес вытесненной жидкости _4/.о. Поэтому нхз т - - , g * и написанное раньше уравнение примет вид: ФХ = |^ и Ф-=~^2. Скорость пробрызгиваемой жидкости будет найдена следующим путем. Объем вытесненной жидкости должен равняться объему пробрызнутой жидкости, так как жидкости считаются несжимаемыми. Объем вытесненной жидкости в любой промежуток времени t равен площади Л, умноженной на путь, пройденный поршнем за этот промежуток времени, W, где V - скорость отката, т. е. этот объем равен AVt. Объем же жидкости, протекшей через отверстия, равен awt, где а - площадь отверстия, через которое пробрызгивается жидкость. Приравнивая эти два выражения и сокращая на tt получим: aw = AV, откуда w = - V. а Подставляя это выражение, вместо w, в уравнение для Ф, найдем: ф-М.*.у2-ШУ3 ^ ~ 2g aa v ~~ 2g "з • 116 Однако подсчитанная по этой формуле величина Ф не будет точно выражать сопротивление тормоза, потому что часть живой силы отката расходуется не только на иробрызгивание жидкости, но и на преодоление внутреннего трения между ее частицами и на изменение вида струй пробрызгиваемой жидкости. Сопротивление тормоза зависит еще и от вязкости жидкости. Поэтому в приведенное выражение нужно ввести некоторый поправочный коэфициент, зависящий от вязкости жидкости. Тогда последнее равенство примет такой вид: *-*??У- Следует иметь в виду, что сила Ф, как противодействующая откату, является силой отрицательной, и зто при решении вопросов нужно иметь в виду. Итак, сопротивление гидравлического тормоза зависит от его конструкции (А и а), от свойств жидкости (8 и К) и от скорости движения откатывающейся системы (V). Для работы большинства, если не всех, механизмов выгодно, чтобы работа их совершалась но возможности равномерно. При этом условии проще расчет и надежнее служба всех частей механизма. Поэтому желательно придать такую конструкцию тормозу, чтобы (-У было величиной постоянной во все \ / время отката Но мы видели, что в колесных системах необходимо для их устойчивости изменять Ф по некоторому закону. Выражение •-*$№• называемое часто формулой Кане, дает пути к этому решению. Если выбрана жидкость (k и 8) и площадь Л, то для изменения величины Ф имеется возможность изменять а, учитывая при этом изменение и V. Коэфициент k зависит от многих условий: свойств жидкости, очертания отверстий, их кромки, по всей вероятности, зависит от давления в жидкости и скорости ее движения. Определяют его на основании опытов, причем разными лицами даются различные значения, но близкие к 1,5. Таким образом, желаемый закон сопротивления гидравлического тормоза может быть получен за счет изменения величины площади отверстий для перетекания жидкости, т.е. за счет изменения площади регулирующих отверстий. Величиной площади регулирующих отверстий достигается также изменение длины отката: чем меньше их площадь, тем короче откат, и обратно, чем больше эта площадь, тем откат длиннее. Эта же формула дает возможность рассчитать отверстия для перетекания жидкости в тормозах наката, U7 2. Устройство деталей, регулирующих отверстия для перетекания жидкости в тормозах отката и наката Мы выше видели, что сопротивление тормозов отката и наката должно быть переменным, изменяющимся по желаемому закону, для чего отверстия для перетекания жидкости необходимо делать переменными на всем протяжении отката или наката. Для получения переменных сечений на практике применяются различные устройства. 1. Тормоз веретенного типа. Этот тормоз имеет регулирующее кольцо 4 постоянного отверстия (рис. 75) с проходящим сквозь него веретеном, или контрштоком, 3 переменного сечения. При выстреле ствол и связанный с ним цилиндр тормоза / откатываются, а шток 2, связанный с люлькой, остается на месте, поэтому передняя стенка цилиндра тормоза будет давить на жидкость. Под действием этого давления жидкость Откат / 3 . / Рис. 75. Схема тормоза отката веретенного типа: 1 - цилиндр тормоза; 2 - шток; 3 - веретено; 4 - регулирующее кольцо будет продавливаться через отверстия в поршне и затем пойдет частью в зазор между регулирующим кольцом 4 и веретеном 3, которое движется вместе с цилиндром тормоза, а другой поток жидкости пойдет внутрь штока между веретеном и каналом штока. Так как веретено по своей длине имеет переменные сечения, то отверстие между регулирующим кольцом и веретеном будет во время отката все время изменяться. Конфигурация веретена подбирается (рассчитывается) так, чтобы отверстие между регулирующим кольцом и веретеном, а следовательно, и сопротивление откату изменялось по желаемому закону. Для образования переменных сечений иногда делают цилиндрическое веретено, срезанное плоскостями, наклонными к оси цилиндра, -снимают лыски. В этом случае регулирующее кольцо плотно охватывает веретено. В снятых местах веретена между регулирующим кольцом и веретеном образуются сегменто-образные просветы переменной величины, через которые будет продавливаться жидкость. 2. Тормоз отката с канавками в цилиндре. В этом тормозе поршень 4 (рис. 76) делается сплошным, а в стенках цилиндра / делаются канавки с переменной площадью сечения. При откате жидкость пробрызгивается лишь через канавки 3, обтекая поршень 4. , , , , ....... 118 . •...•.•..-'-,:' - •'.. • . * •; 3. Тормоз отката со шпонками. Этот тип тормоза является по существу видоизменением предыдущего. В поршне 4 (рис. 77) делаются пазы постоянного поперечного сечения. В эти пазы входят шпонки 3 (выступы) переменного сечения по длине укрепленные на внутренней поверхности цилиндра. I no LN -------i------- / 3 * Рис. 76. Схема тормоза отката с канавками в цилиндре: / - цилиндр тормоза; 2- шток; 3 - канавки; 4 - поршень Этот прием получения отверстий переменного сечения дешевле и проще осуществляется, чем предыдущий, - не нужно выбирать внутри цилиндра канавок сложного очертания, а лишь выбрать пазы в виде ласточкина хвоста, в которые и вставить шпонки переменной высоты. noLH Рис. 77. Схема тормоза отката со шпонками: 1 - цилиндр тормоза; 2-шток; 3 - шпонки; 4-горшеаь 4. Клапанные (золотниковые) приспособления, перекрывающие последовательно отверстия в поршне (рис. 78). В цилиндре тормоза / выделываются канавки, идущие по винтовой линии с переменным шагом (переменной крутизны). .2 Рис. 78. Схема тормоза отката с клапаном (золотником): / -цилиндр тормоза; 2- поршень; 3---клапан (золотник) отката; 4- клапан (золотник) наката В эти канавки входят выступы поршня 2, который может свободно вращаться на штоке. Позади поршня на штоке посажен клапан (золотник) 3 так, что он может немного перемещаться продольно по штоку, но не может вращаться вокруг штока. При 119 Рис, 79. Схема тормоза отката с нагруженным клапаном: / - цилиндр тормоза; 2 -шток; 3 - поршень; 4 - клапан; 5 - ныряло; 6 - гайка; 7 - пружина откате цилиндр тормоза остается неподвижным, а шток с поршнем и золотником откатываются. На золотнике сделаны фигурные выступы, которые при откате перекрывают отверстия во вращающемся поршне и тем изменяют величину отверстий для прохода жидкости. 5. Нагр уженн ые клапаны, устраиваемые, например, по следующей схеме (рис. 79). В поршне 3 сделано несколько цилиндрических каналов, в которые входят маленькие веретена (ныряла) 5, укрепленные на клапане 4. Клапан может скользить по штоку 2, но этому препятствует пружина 7, поджимаемая гайкой 6. Допустим, что при откате движется цилиндр по направлению, указанному стрелкой. Тогда жидкость устремится по каналам поршня, нажмет на клапан и отодвинет его, и тем больше, чем больше давление жидкости, т. е. чем больше скорость отката и чем меньше сопротивление пружины. При отодвигании клапана ныряла будут выходить из каналов поршня, и между поверхностями каналов и нырял будут образовываться кольцевые отверстия, через которые жидкость и будет переливаться. По мере падения скорости отката пружина 7 будет перемещать клапан 4 обратно, и указанные отверстия будут уменьшаться. Таким образом, величина отверстий будет изменяться в соответствии с давлением жидкости и сопротивлением пружины. Последнее можно отрегулировать для получения желаемой длины отката. 3. Дульные тормозы Идея дульных тормозов возникла еще в 60-х годах прошлого столетия. Она состоит в том, что пороховым газам дают выход по каналам, проделанным в стенках ствола на небольшом расстоянии от дула или в особых частях, навинчиваемых на дульную часть ствола. Каналы эти направляются либо перпендикулярно к оси канала ствола, либо, чаще, уклоняются назад. Такое направление каналов заставляет газы менять направление их движения, благодаря чему создается давление на передние грани отверстий. Это давление производит торможение ствола при откате. Первый подвергнутый испытанию дульный тормоз, предложенный в 1864 г. Трейль-де-Болье, имел устройство, показанное на рис. 80. В настоящее время дульные тормозы устраиваются весьма разнообразно, но по этой же идее. В зависимости от устройства 12Q D D О Рис. 80. Дульный тормоз Трейль-де-Болье Рис. 81, Схема современного дульною тормоза современные дульные тормозы поглощают 25-50% энергии отката. Увеличивая поверхности, на которые давят газы, можно получить и больший эффект. По некоторым опытным данным, при применении дульного тормоза уменьшается прыжок лафета на 50-70%> увеличивается начальная скорость на 0,5-1,0%" и несколько понижается сила звука выстрела. Располагая выходные отверстия дульного тормоза только в верхней части и по бокам, можно увеличить момент, прижимающий дульную часть ствола при выстреле книзу и тем самым достигнуть большей устойчивости системы при выстреле. Такой дульный тормоз имеется в бикалиберной пушке 70/32 завода Шкода для ствола малого калибра, у которого отверстия имеют наибольшие размеры вверху, книзу же размеры их постепенно уменьшаются, и на нижней части отверстий вовсе нет. При этом, однако, получается малая производительность дульного тормоза - около 20%- Дульные тормозы, направляя газы перпендикулярно оси канала ствола или даже несколько назад, тем самым способствуют демаскированию орудий, так как газы поднимают пыль. Для уменьшения этого недостатка полезно отверстия в дульных тормозах располагать лишь по сторонам дульного тормоза (рис. 81). 4. Накатники Простейшими накатниками являются откатные клинья и наклонные поворотные рамы. Но они очень несовершенны: накатывают резко, возможны выкаты вперед, или требуются особые ограничители таких выкатов (ноккеры, упоры, брусья), возможны также недокаты и сбивание системы в сторону. В современных системах применяются особые накатники. Современные накатники по их устройству можно отнести к двум видам: пружинные и воздушные (пневматические). В первых пользуются для наката упругостью пружин, сжимаемых при откате, во вторых - упругостью воздуха, также сжимаемого при откате за счет энергии отката. И те и другие накатники хорошо выполняют свое назначение. К выгодам воздушных накатников относятся меньший вес и большая плавность (спокойствие) работы. Но им свойственна утечка воздуха, отчего работа накатника теряет свою правильность. Впрочем, и пружины могут садиться и терять свою упругость. Уход за воздушным накатником и содержание его в исправности считаются более сложными и трудными. В общем же трудно отдать предпочтение тому или другому виду накатника, чем и объясняется широкое распространение и тех и других. 121 Сущность устройства пружинного накатника состоит в следующем (рис. 82). На цилиндр тормоза 2 или на специальный стержень надета колонка пружин 4, упирающаяся одним концом в головку или закраину 6 цилиндра тормоза, а другим (задним) - в дно люльки 1. При откате цилиндр тормоза, двигаясь назад, сжимает пружины между своей закраиной и дном люльки, которая остается неподвижной. К концу отката закраина займет положение 7. Когда откат окончится (скорость его будет равна нулю), пружины своей упругостью накатят откатные части на место. Пружинная колонка составляется из нескольких отдельных пружин, обычно разделенных между собой подвижными перегородками- шайбами 3. Это делается в целях удобства перевозки запасных частей: меньше вес каждой части, и короткие пружины удобнее укладывать. Кроме того, пружина при сжатии развертывается, раскручивается, а при разжатии завертывается, закручивается. Закручиваясь и раскручиваясь, она может вызывать поворот головки цилиндра тормоза, которая обычно 3 I Рис. 82. Схема пружинного накатника: 7 - люлька; 2 - цилиндр тормоза; 3 - шайба; 4 - пружины; 5 - шток; 6 - закраина цилиндра; 7-положение закраины при откате ввинчивается в цилиндр, или крышки люльки, и такое действие пружины будет тем значительнее, чем длиннее пружина. При составлении колонки пружин берут пружины, поочередно завитые налево и направо, тогда закручивание одной будет уничтожаться закручиванием в другую сторону другой, а. потому головка цилиндра тормоза и крышка люльки не будут испытывать никаких напряжений от этой причины. Для устранения вредного влияния закручивания и раскручивания пружин между их концами и опорными поверхностями (закраина поршня, дно люльки) прокладываются кольца или шарикоподшипники. Эта мера применяется не только в накатниках, но и в других механизмах, в особенности если приходится пользоваться длинными пружинами, подвергающимися сжатиям и растяжениям на большую длину, - большая стрела сжатия, например, в уравновешивающих механизмах. 8 настоящее время при устройстве пружинных накатников все более и более широкое применение находят пружинные накатники с телескопическим расположением пружин. Сущность устройства телескопических накатников поясняется схемой на рис. 83. По этой схеме каждая пружина сжимается на величину, приблизительно вдвое меньшую, чем при приме- нении одиночной пружины, а следовательно, работает в более выгодных условиях. Нетрудно видеть, что по этой схеме можно устроить накатник и с большим числом пружин - 3, 4 и т. д. Это приведет к тому, что все пружины при откате будут весьма мало напряжены, но это покупается ценой значительного утяжеления системы. Рис. 83. Схема телескопического пружинного накатника: 1 - люлька; 2-труба; 3 - шток с закраиной; 4 - наружная колонна пружин; 5 - внутренняя колонна пружин Воздушный накатник в схеме состоит из резервуара для воздуха 2 и цилиндра 1 с поршнем 4 (рис. 84), сообщающихся между собой при помощи отверстий или соединительных каналов. Поршень при помощи штока 3 соединен с люлькой и в откате поэтому не участвует. Весь цилиндр накатника и часть воздушного резервуара наполнены жидкостью. Количество жидкости в накатнике определяется таким образом, чтобы при всех углах D г. Ч*, .е..; / Рис. 84. Схема воздушного накатника: 1 - цилиндр накатника; 2- воздушный резервуар; 3 - шток; 4 - поршень возвышения соединительное отверстие было закрыто жидкостью, с тем чтобы воздух не мог попасть в цилиндр накатника. При выстреле цилиндры вместе со стволом двигаются назад. Жидкость неподвижным поршнем будет перегоняться через отверстие или соединительные каналы в воздушный резервуар и к концу отката дойдет до уровня АВ, сжав воздух в объеме ABCD. Когда откат прекратится, то воздух своей упругостью будет выталкивать жидкость из резервуара в цилиндр накатника. Здесь жидкость будет давить на переднюю крышку цилиндра 123 и на поршень. Но так как поршень неподвижен, то давление жидкости на него ничем не проявится. Давление же на крышку цилиндра накатника побудит его, а стало быть, и салазки и связанный с ними ствол двигаться вперед. Для того чтобы откатные части удерживались надежно в переднем своем положении и чтобы предупредить возможность недоката, пружинные или воздушные накатники должны быть предварительно поджаты на достаточную величину, например у 7Ъ-мм пушки обр. 1902 г. пружины предварительно поджаты на 2оО кг, у 107-мм пушки обр. 1910 г.- воздух на 1240 кг у 122-мм гаубицы обр. 1909 г.--пружины на 558 кг, у 122-лш гаубицы обр. 1910 г. -воздух на 658 кг, у 152-лш полевой гаубицы -воздух на 1 135 кг и т. д. В последнее время воздушные накатники часто изготовляются из труб, причем цилиндр накатника, наполненный жидкостью, помещается внутри воздушного резервуара. Благодаря такому расположению вся конструкция получается более компактной. На рис. 85 изображен накатник, устроенный по этой схеме. При откате шток 4, скрепленный со стволом, откатывается и увлекает за собой поршень 3. Поршень гонит жидкость, которая через окно 7 переливается в на- I 3 2 4~5б~ 7~ РУЖНЫЙ ЦИЛИНДР / И СЖИ- ot ~ мает в нем воздух 6. Рис. 85. Схема воздушного накатника из По окончании отката ВОЗ- ' дух будет своей упругостью s-(tm)^4^$s*^^3J%SZ?. выдавливать жидкость из 7-°кно цилидра / в цилиндр 2, а жидкость произведет давление на все стенки внутреннего цилиндра 2, а значит, на его дно и на поршень. Так как дно неподвижно, то давление на поршень побудит его двигаться вперед, и это движение через шток сообщится всем откатным частям. При устройстве воздушных накатников следует обращать особое внимание на устранение утечки воздуха. В приведенных схемах воздушных накатников это достигается тем, что поршень и сальниковые приспособления, где возможно ожидать утечки воздуха, не подвергаются непосредственно давлению воздуха, а отделены от него жидкостью, которая, конечно, гораздо труднее протекает в различные щели, чем в воздух. Таким образом, здесь жидкость является не только передатчиком давления на воздух при откате или давления воздуха на поршень прн накате, но и гидравлическим запором, предупреждающим утечку воздуха. Воздух обладает, вследствие присутствия в нем кислорода, окислительным действием, что служит причиной коррозии (разъедания) деталей противооткатных устройств. Для предупреждения этого рекомендуется вместо воздуха наполнять накатники азотом. 124 Наполнение накатников газом производится либо при помощи насосов, либо из баллонов. Замена воздуха азотом возможна лишь при применении баллонов, что представляет некоторое неудобство, заключающееся в необходимости возить баллоны. 5. Тормозы наката и буферы Как уже было сказано выше, энергия накатника при накате только частью расходуется на преодоление трений в различных частях (на направляющих, в сальниках). Так как пружины или воздух имеют предварительное поджатие, то накат происходит довольно энергично, и откатные части, если не принять специальных мер, при накате будут останавливаться в конце наката с ударом, из-за чего будет сбиваться наводка т. е. лафет не будет устойчив при накате. Для устранения этого недостатка устраиваются тормозы наката, подобно тому как устраиваются тормозы отката, т. е. при накате жидкость в тормозе наката продавливается через отверстия переменного сечения. Предварительное поджатие накатника рассчитывается на преодоление трений и на преодоление слагающей веса откатных частей при больших углах возвышения, а потому при mjt&m^ малых углах возвышения, ggf^^^^^^^"j даже и при применении тормоза наката, можно ожи- -11^^^^^ дать довольно сильного .5 / 2 з удара откатных частей рис. 86. Буфер; В КОНЦе Наката О НеПОДВИЖ- ;_ЛЮЛЬКа; 2-цилиндр . накатника; 3-шток; НЫе ЧаСТИ, ЧТО ПрИВОДИТ - -поршень; 5-буфер также к сбиванию и расстройству установки. Для устранения этого, кроме тормоза наката, вводятся буферы и в последнее время -приспособления для изменения сопротивления тормоза наката с изменением углов возвышения, действующие подобно тому, как работают приспособления для получения переменной длины отката, как об этом будет сказано дальше. Буферы устраиваются весьма разнообразно. Очень часто буферами служат кожаные или резиновые кольца, прокладываемые между частями, которые при накате могут ударять одна по другой, например (рис. 86) между передней стенкой люльки / и передней стенкой цилиндра накатника 2. Иногда буферы делаются из пружин, дающих малые стрелы сжатия (пружины тарельчатые или кольцевые), с тем чтобы откатные части упругостью пружин буфера не были отодвинуты назад. 6. Компенсаторы Энергия отката, расходуемая на переливание жидкости в противооткатных устройствах, как уже было сказано, переходит в теплоту. Вследствие этого жидкость нагревается, расширяется и стремится занять больший объем. 125 В тормозе отката увеличение внутреннего объема может быть получено за счет выхода штока, т. е., иначе говоря, увеличение объема жидкости приведет к недокатам откатных частей. Разогревшаяся жидкость будет иметь меньший удельный вес, ее сопротивление откату будет меньше, поэтому можно ожидать при нагреве жидкости увеличения отката. С другой стороны, в накатнике, если он воздушный и устроен по схемам, данным ранее, расширение жидкости приведет к уменьшению объема воздуха и увеличению его давления, в связи с чем сопротивление накатника откату увеличится, следовательно, длина отката может уменьшиться, а накат будет происходить более энергично. Словом, правильная работа противооткатных устройств будет нарушена. В особенности вредно явление недокатов потому, что действие некоторых механизмов связано с накатом откатных частей, например действие толкача, которым производят выстрел, или полуавтоматики и автоматики в некоторых системах и т. п. Для устранения недокатов необходимо в этом случае выпустить некоторое количество жидкости, а при продолжительной стрельбе необходимо выпускать даже несколько раз, так как жидкость будет продолжать нагреваться. При перерыве в стрельбе жидкость остынет, ее объем уменьшится, и тогда придется жидкость доливать, иначе будут получаться большие, резкие откаты. При продолжительной стрельбе жидкость может дойти до кипения, тогда получатся большие недокаты, и даже возможны повреждения лафета. Для предупреждения этого стрельбу нужно прервать. Выпуская жидкость, доведенную до кипения, нужно следить, чтобы ее не вытекло слишком много вследствие давления пара. Таблица 9 показывает температуры жидкости в тормозе и недокаты при стрельбе из полевой гаубицы снарядом весом 15 кг, при начальной скорости 475 м/сек, весе откатных частей 620 кг, заряде 0,8 кг, весе жидкости в тормозе 9 кг, скорости стрельбы 2 выстрела в минуту и при угле возвышения О01. Таблица 9 Температура жидкости и недокаты в зависимости от нагрева жидкости Число Темпера- Недокат выстрелов тура жидкости в градусах при угле возвышения 0° в мм Примечание 120 117 __ При температуре около 200° начи- 200 165 115 нается кипение жидкости. Температура 275 200 190 кипения высокая, так как жидкость на- 285 200 190 ходится под большим давлением 1 Кордь е, Проектирование артиллерийских систем, Лафеты, II, стр. 86-В7, 1934. . .._ . . ' . ,. ... ,.,, . ,. . , , ,, _.-... : • 126 •''.'. • •"'. • , •"•'••:'.."' : .., Рис. 87. Схема компенсатора: / - цилиндр тормоза; 2 - поршень; 3 - шток; 4 - компенсатор; 5 - поршень компенсатора Все изложенное приводит к необходимости введения в состав артиллерийской системы" приспособлений и механизмов, позволяющих быстро регулировать работу противооткатных устройств в случае нагрева жидкости или регулирующих их работу автоматически. В настоящее время с этой целью в тормозах многих систем применяются компенсаторы, представляющие добавочный резервуар, из которого жидкость сама поступает 541 2 3 в цилиндр тормоза при ее недостатке или в который поступает жидкость при ее расширении. Схематическое устройство компенсатора состоит в следующем. В отделении цилиндра тормоза помещается поршень 5, с одной стороны которого помещается жидкость, а с другой - пружина (рис. 87). При нагревании жидкость, расширяясь, отодвинет поршень 5, сжимая пружину. По охлаждении жидкости давлением пружины поршень будет продвинут в обратном направлении, и цилиндр тормоза вновь заполнится жидкостью. Можно также применять охлаждение для достижения правильной работы противооткатных устройств и большей продолжительности стрельбы, но это представляется менее удобным вследствие значительного увеличения веса системы и большего усложнения системы, чем система с компенсатором. 7. Сальники Для предупреждения утечки жидкости из цилиндров устраиваются сальники (рис. 88). В сальниках имеется сальниковая набивка 8 из асбестового или пенькового жгута, пропитанного салом, или из кожаных колец. Сальниковая набивка сильно прижимается пружиной 10, в свою очередь поджимаемой гайкой 12. Сжимающие набивку кольца имеют такое устройство, что набивка сжимается ими не только по оси, но и выжимается в перпендикулярном направлении, как это видно из рис. 88. Благодаря этому набивка плотно облегает шток 2 и не пропускает жидкости. Но так как при откате и накате внутри жидкости получается большое давление (около 100 нг/см*) и так как жидкость обладает способностью смачивания, то шток, даже при наличии сальника, выходит из цилиндра смоченным. При обратном движении смачивающая шток жидкость не будет иметь возможности вместе со штоком войти внутрь цилиндра как вследствие большого давления внутри цилиндра, так и 127 вследствие сильного обжатия штока набивкой. Таким образом, при каждом откате из цилиндра тормоза (накатника) будет выноситься некоторое количество жидкости, что при большом числе выстрелов может сказаться на правильности работы противооткатных устройств. Для обтирания штока применяется воротник (манжет) 4, представляющий кожаное или из другого материала (резиновое, дерматиновое) кольцо П-образного сечения, в которое вкладывается подворотни-ковое металлическое кольцо 3, имеющее сечение в виде рельса с отверстиями как в основании рельса, так и в его стойке. Через эти отверстия жидкость поступает внутрь воротника. При откате или накате жид- т 7 7 7 / // 9 8 76543 Рис. 88. Сальник; 1 - цилиндр тормоза; 2- шток; 3 - подворотниковое кольцо; ^-воротник; 5-надворотниковое кольцо; 6-гайка; 7 - треугольное кольцо; 8~ набивка; 9- стакан; 10- пру- i/ОСТЬ ПОПаВШЗЯ BHVTDb жина; // -шайба; 12- гайка ' J г воротника, сильно прижимает его полки к штоку, благодаря чему шток обтирается досуха. Обыкновенно для создания условий правильной работы воротника на него накладывается надворотниковое кольцо 5 из того же материала, что и воротник, или же металлическое. Надворотниковому кольцу 5 придается форма внутренней полости корпуса сальника. Удерживается все воротниковое приспособление на месте гайкой 6. 8. Жидкость для наполнения тормозов и накатников Жидкость для наполнения цилиндров тормозов и накатников должна быть достаточно вязкой (малотекучей), чтобы оказывать большее сопротивление, переливанию, по возможности мало изменять свои свойства при изменении температуры и не должна вредно действовать на металлы и другие материалы,' с которыми она соприкасается. Для противооткатных устройств применяют главным образом веретенное масло или смесь глицерина с кипяченой водой (приблизительно половина глицерина и половина воды). 8 глицериновую смесь, назначенную для тормозов, прибавляется на 1 л смеси по 10 г буры, а в глицериновую смесь для накатника -40 г соды или едкого натрия на 1 л смеси. Бура или сода прибавляются для предупреждения появления ржавчины и уменьшения ее распространения. В накатниках применяются сода или едкий натрий, а не бура, потому что здесь жидкость смешивается при работе с воздухом. 128 Конечно, в жидкостях не должно быть твердых примесей Плотность 8 веретенного масла выражается формулой 5 = 0,908 - 0,0006 t°, а смесь воды с глицерином имеет плотность 1,14 для тормоза и 1,16 для накатника при температуре +15°. 9. Пробки и вентили Для наполнения тормозов жидкостью в цилиндрах тормозов устраиваются отверстия, закрываемые пробками. Через эти же отверстия или специально устроенные производится выпуск избытка жидкости. Если жидкость находится под давлением, например в накатниках или тормозах со свободным поршнем, то для доливки жидкости или подкачивания воздуха, а также для выпуска жидкости устраиваются вентили. На рис. 89 изображена пробка для наполнения цилиндра тормоза жидкостью или для выпуска ее. В передней стенке цилиндра тормоза / делается навинтованное гнездо, в которое ввинчивается пробка 2, плотно прилегающая своим коническим концом к коническому седлу в стенке цилиндра тормоза. В пробке делается сквозной канал небольшого диаметра. При ввинченной пробке канал / этот закрыт поверхностью седла. Для выпуска жидкости достаточно повернуть пробку в сто- Рис' 89< пР°бки in-- B тормозе отката. рону отвинчивания ее на 1-2 оборота, плотное _ прилегание конических поверхностей пробки _>-п?обка,р /~рка°н3аал и седла нарушится, канал откроется, и жид- для Е"^егф0бвка3луха; кость по каналу вытечет наружу. Для доливки жидкости пробку 2 вывинчивают совсем, придав орудию достаточный угол возвышения, чтобы жидкость не могла выливаться, и через гнездо для пробки наливают жидкость. В случае недостатка жидкости ее место внутри цилиндра тормоза займет воздух, который при доливании жидкости будет выходить через то же отверстие, через которое производится заливка, и будет мешать свободному заполнению цилиндра тормоза жидкостью. Для устранения этого в верхней части цилиндра тормоза делают канал 3 небольшого диаметра, закрываемый пробкой 4 такого же устройства, как только что описанная. При доливании жидкости эту пробку отвинчивают на 1-2 оборота, канал в ней открывается, и воздух свободно через него выходит. Эта же пробка нередко служит для проверки наполнения цилиндра тормоза жидкостью. Для этого отвинчивают немного пробку, и если через ее канал покажется чистая жидкость, то заключают, что жидкости в цилиндре достаточно. 8 тормозах и накатниках, у которых жидкость находится под давлением, применяют различного устройства вентили, Для 9 Курс ярти-пери^ 129 Рис. 90. тиль: пояснения приведем схему наиболее распространенного вентильного устройства (рис. 90). В цилиндре накатника 1 устраиваются два гнезда, в одно из них ввинчивается вентиль 2, плотно прилегающий своим конусом к соответствующему седлу в стенке цилиндра накатника. Одновременно вентиль плотно перекрывает канал, закрываемый пробкой 3. Ни в вентиле, ни в пробке каналов нет. При необходимости подкачать жидкость или воздух * вывинчивают пробку 3 и вместо нее ввинчивают один конец тройника 4. К другому концу тройника присоединяется манометр, а к третьему присоединяется шланг от на-ен" coca. После этого отвинчивают на 1-2 оборота вентиль. Под давлением воздуха жидкость из 7 - цилиндр накат- " " J ника; 2-вентиль; НЭКаТНИКЭ ВОИДСТ В ТрОЙНИК, И МЗНОМеТр ПОКа- j-пробка^-трой- жет величину давления. Если оно окажется таким, как нужно, то вентиль завинчивают, отвинчивают тройник и ввинчивают пробку. В противном случае подкачивают при помощи насоса либо жидкость, либо воздух. 10. Указатели отката и недоката Сопротивление откату и' длина отката в каждой системе сообразуются с требованиями устойчивости системы при выстреле. Если длина отката получится меньше, чем требуется, то это значит, что по каким-то причинам сопротивление откату было больше нормального (расчетного). Это приводит к подпрыгиванию системы, а при слишком коротком откате возможна даже порча деталей. Если же откат будет длиннее нормального, то хотя в процессе отката система будет испытывать меньшую нагрузку, но в конце отката в противооткатных устройствах могут произойти удары одних частей по другим к их повреждение. Равным образом необходимо наблюдение, чтобы накат был полный, чтобы не получалось недокатов, так как, если произвести выстрел, когда откатные части недокатились, то могут также произойти удары в противооткатных устройствах. Из этого следует, что необходимо следить за тем, чтобы не было недокатов и чтобы длина отката не выходила за пределы, указанные для данной системы. Для наблюдения за величиной отката устраиваются указатели, например, по следующей схеме (рис. 91): на неподвижной при откате части (люльке) 2 укрепляется планка 4 с делениями; по планке может двигаться Зо / 5 4 г,"/. ........... 2 Рис. 91. Указатель отката: 1 - ствол; 2 - люлька; 3 - поводок; 4 - планка; 5 - указатель 1 В накатнике вероятнее потеря жидкости или воздуха, чем избыток, почему речь идет только о приеме доливки жидкости и подкачивания воздуха. 130 указатель 5; на откатных частях /укрепляется поводок3(штырь), который при откате захватывает за указатель и увлекает его; указатель перемещается по планке с некоторым трением, достаточным для того, чтобы он остановился в конце отката на месте и не мог продолжать движения по инерции после остановки откатных частей. Указатель отката устраивается на всех системах обязательно. Указатели же недоката (устраиваемые по этой же схеме) устраиваются редко, что объясняется тем, что некоторые механизмы в системах связаны с накатом и при недокатах они работать не могут, так что недокат сразу будет обнаружен. Чаще всего от наката зависят работа стреляющего механизма, так называемого толкача, работа полуавтоматики и т. п. Ненормальная величина отката и получение недокатов указывают на неисправность противооткатных устройств, и их приходится проверять, чтобы найти неисправность и исправить. 11. Проверка воздушного накатника При конструировании системы определяются объем жидкости в накатнике и величина предварительного поджатия воздуха в нем. Эти величины должны строго соблюдаться, так как ими определяется степень сжатия воздуха при откате, а следовательно, и правильность работы накатника. Между тем предварительное поджатие воздуха может быть получено путем накачивания воздуха при любом количестве жидкости, если жидкостью не заполнен весь объем воздушных резервуаров. С другой стороны, при работе может быть утечка как воздуха, так и жидкости, что как в одном, так и в другом случае вызовет падение давления, и для приведения накатника в исправный вид надо решить, чего именно недостает - воздуха или жидкости? В решении этого вопроса и затем пополнении накатника воздухом или жидкостью и состоит проверка накатника. Производится она, исходя из следующих соображений. Объем воздушных резервуаров и цилиндра накатника можно приравнять объему цилиндра с высотой (длиной) 50 - так называемая приведенная длина. При откате эта приведенная длина будет изменяться на длину отката. Так как объем цилиндра пропорционален его высоте, то и объем воздуха, а следовательно, и его упругость будут изменяться, если не учитывать тепловых изменений, пропорционально длине этого цилиндра. При учете же тепловых изменений состояния воздуха упругость его будет изменяться не просто пропорционально величине объема (длине, в данном случае) цилиндра, но объему (длине) в степени политропы, т. е. 1Ь = П/ S° 1X - "Q\SQ-X. где Пх - давление воздуха в накатнике в атмосферах при длине отката X; 11П - предварительное поджатие воздуха в атмосферах; X -длина отката в мм\ *-показатель политропы. . ........ 9* 131 Все величины на правой стороне равенства, кроме X, для данного случая постоянны, поэтому всякому X должно отвечать вполне определенное значение Пх, и если при данной величине X измеренное Пх получается равным рассчитанному по приведенной формуле, то в накатнике жидкости достаточно. Самая проверка слагается из следующих последовательных действий. Измеряют при помощи манометра давление. Обычно оно оказывается меньше П0. Тогда при помощи приборов производят искусственный откат определенной для каждой системы длины и измеряют давление. При этом давление повысится. При нормальном количестве жидкости повышение будет одно, а при ненормальном - другое. Можно заранее подсчитать, какие изменения давлений будут отвечать данной Ч4 0 3 9 3 9 3 ? 3 6 3 j 3 4 3 3 3 2 3 1 3 о г. 9 2 8 2 7 2 6 2 5 am VO /А # f LL 94 / У) У/ / V/ // 7 л4 о/г / '/ /, // r)R './ У // / П1 /) V > / ?1 ПО / V, /, // ')П / * / V 1/. 1/ L3 ъп / V/ k/ V / от 4,2 4.1 40 3,9-3,8 литров Рис. 92. График для проверки накатника длине отката при разных количествах жидкости. По этим подсчетам строится график. Пользуясь последним, легко определить количество жидкости, имеющееся в накатнике. На рис. 92 изображен график для системы, у которой нормальный объем жидкости 4 л и П0 = 30 am. На графике наносят, как уже сказано, несколько линий соответственно различным количествам жидкости. У нижних концов наклонных лини-й проставляются цифры, обозначающие количество литров жидкости. По оси у-ов наносятся давления предварительного под-жатия, а по оси л;-ов - давления при заданном откате. Пусть при измерении давления предварительного поджатия получили 27 am, после отката на указанную для данной системы величину получили 33,5 am. Отметив на вертикальной оси 27, а на горизонтальной-33,5, ищем точку с этими координатами (точка А). Спускаясь по наклонной линии, на которой лежит точка Л, находим, что жидкости в цилиндре 3,9 л, а нормально должно быть 4 л. Следовательно, необходимо добавить ОД л жидкости путем ее накачивания. ГЛАВА 12 МЕРЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ УДАРА КАЗНЫ ОБ ОСНОВАНИЕ 1. Общие замечания Как было изложено, для устойчивости лафета при выстреле полезно, между прочим, увеличивать длину отката. Однако при большом угле возвышения в этом случае может произойти удар казны об основание. Для устранения этого предлагается ряд мер, причем некоторые из них выгодны одновременно и в других отношениях - дают возможность увеличить угол возвышения, позволяют облегчить систему и т. п. Эти обстоятельства будут подчеркнуты при рассмотрении каждой из мер в отдельности. Меры, принимаемые для предупреждения удара казны об основание, следующие: 1) переменная длина отката, убывающая с увеличением угла возвышения; 2) увеличение высоты цапф с увеличением углов возвышения; 3) расположение цапф ближе к казне или даже позади казны; 4) устройство орудий с выкатом вперед перед выстрелом; 5) разложение отката на несколько направлений. 2. Переменная длина отката В настоящее время очень часто применяют тормозы, дающие переменный откат, так как это облегчает решение вопроса об устранении удара казны о землю при больших углах возвышения, даже при условии низкого расположения цапф. Это, в свою очередь, позволяет делать весь лафет ниже, а стало быть, устойчивее при стрельбе, и легче. Сущность приспособления для изменения длины отката состоит в том, что по мере изменения угла возвышения изменяются в тормозе отката отверстия для протекания жидкости: при увеличении углов уменьшаются, и наоборот. Решается этот вопрос обычно сообщением вращения либо штоку, либо цилиндру тормоза отката, причем скрепленный с ним клапан изменяет величину отверстий в поршне. Для пояснения этой общей мысли приведем описание устройства таких механизмов некоторых артиллерийских систем (рис. 93). На цилиндре тормоза 2 надет бугель 3 и сцеплен с цилиндром при помощи шпонки 4, так что бугель не может быть повернут Ш f-'-к. О-Ш на цилиндре, поворот бугеля вызовет вращение цилиндра тормоза. Бугель снабжен рычагом 5, входящим своим шарико-образным концом в кулису 6. Кулиса закреплена на щеке станка и, стало быть, неподвижна. Кулиса относительно оси цапф неконцентрична. Если при помощи подъемного механизма качать качающуюся часть, то центр дна цилиндра тормоза будет двигаться по дуге круга с центром на оси цапф. Рычаг же 5, оста- -P--I/__|/__/ Г~1 \ dy____г ваясь в плоскости дна И о/ I/ / , Р ХЧ'а цилиндра тормоза, своей головкой будет двигаться по кулисе. Пусть ч плоскость дна цилиндра а пришла вположениеа--а, тогда головка рычага 5 окажется в точке в, а следовательно, бугель, а с ним и цилиндр тормоза повернутся на угол а. Рис. 93. Механизм для получения отката пере- Золотник поршня повер-менной длины: нется на тот же угол, и отверстия для перетекания жидкости частью перекроются. Можно вращение одной из частей (цилиндра или штока с поршнем) связать непосредственно с подъемным механизмом, как это поясняется рис. 94. На наметке / имеется зубчатый сектор -?, с которым сцепляется цилиндрическая шестерня 3, ось которой укреплена в подшипниках на люльке 4. На другом конце оси шестерни 3 насажена коническая шестерня, сцепля- • люлька; 2- цилиндр тормоза: 3-бугель; 4- шпонка; 5 - рычаг; 6 - кулиса Рис. 94. Механизм для получения отката переменной ллины; 1-наметка; 2 -зубчатый сектор; 3 - цилиндрическая шестерня; 4 - люлька; 5 - вал; 6 - сектор вала; 7 -сектор на штоке; S - шток ющаяся с такой же шестерней на валу 5, идущем вдоль люльки. Вал 5 может вращаться в подшипниках, закрепленных на люльке. На другом конце вала 5 закреплен зубчатый сектор 6, сцепляющийся с сектором 7, закрепленным на штоке 8 тормоза отката. При придавании качающейся части углов возвышения, т. е. при работе подъемным механизмом, шестерня 3 будет перека- 134 тываться по сектору 2 и посредством конических шестеренок будет вращать вал 5. Вал 5 посредством зубчатых секторов 6 и 7 передает вращение штоку 8. Переменный откат устраняет неудобства длинного отката при больших углах возвышения, но все-таки при этом казна опускается довольно низко между станинами, а заряжание орудия становится не только неудобным по недостатку места между казной ствола и основанием, а часто и невозможным, так как 'нехватает места для открывания затвора. Эти неудобства устраняются особыми механизмами для быстрого приведения орудия в положение для заряжания, о чем подробно будет сказано ниже. Рис. 95. Расположение цапф у казны 3. Расположение цапф сзади центра тяжести качающейся части Другой мерой, устраняющей возможный удар казны об основание при больших углах возвышения и позволяющей производить заряжание при этих углах, является расположение цапф сзади ближе к казне. Рис. 95 поясняет сказанное. В системах с расположением цапф позади казны само собой получается изменение высоты ствола при больших углах возвышения (рис. 96). Если цапфы расположены близ хобота, то получается так называемый V-лафет (ве-лафет). Расположение цапф ближе к казне является выгодным и с точки зрения возможности заряжания при больших углах возвышения: нет необходимости в механизмах, предназначаемых для приведения орудия в положение для заряжания и затем последующего "v' ''• "х'- ч s , ' его опускания. Но В ЭТОМ Рис. 96. Расположение цапф сзади казны случае дульная часть орудия получает значительный перевес, что сильно затрудняет р-аботу подъемным механизмом. Для устранения этого применяют особые уравновешивающие механизмы, о которых будет сказано ниже. 135 4. Разложение отката Прием разложения отката в плоскости стрельбы на несколько направлений осуществлен в 75-мм пушке системы Депора. Откат раскладывается <"\ на два направления: \<АЧ горизонтальное и по \ \ оси канала. Для этого ствол орудия помещается в особой муфте (рис. 97), в которой и откатывается по своей оси. Муфта своими цапфами соединяется с салазками, откатывающимися по люльке, имеющей горизонтальное 'направле-Рис. 97. Разложение отката ние *. Сказанное ПО- ясняется рис. 97. Прием разложения отката на два направления имеет существенное значение при разработке орудий на самоходных установках, где, помимо предупреждения удара казны об основание, важно уменьшить сдвигающие усилия. Разложение отката на несколько направлений решает эту задачу: в сумме слагаемые откаты дают длину отката большую, чем один "неразложенный" откат, а потому сопротивление откату в общем меньше. Кроме того, можно сделать длину отката по оси ствола небольшой в целях предупреждения удара казны об основание, а откат по горизонтальному (иногда и наклонному) направлению - большим, тогда сдвигающее усилие будет мало (рис. 98). 5. Выкат вперед Идея выката орудия вперед осуществлена в 65-мм горной пушке Дюкре, принятой на вооружение французской артиллерии (рис. 99). Состоит эта идея в следующем: откатные части при помощи особой защелки задерживаются в положении отката. После заряжания для производства выстрела отпускают Рис.98. Разложение отката на самоходной з^становке 1 Есть системы, в которых люлька устанавливается на угол места цеди, 138 защелку. Происходит накат. Когда орудие будет близко к переднему положению, курок автоматически отводится, и происходит выстрел. Пусть в момент выстрела откатные части приобретут скорость вперед, равную 6 м/сек. Тогда импульс силы отдачи должен будет поглотить количество движения откатных частей вперед и только после этого двигать их назад, скорость отката будет на 6 м/сек меньше, поэтому и откат получится меньше. В осуществленных системах скорость выката равна V-2 скорости отката. Таким образом, в орудиях с выкатом вперед скорость отката получается значительно меньше, а потому при заданной силе сопротивления тормозных приспособлений откат получается значительно короче (при некоторой заданной длине отката можно получить тормоз, более слабо действующий). В результате, при достаточной устойчи- вости системы откат получается """,-,•" небольшой, что особенно важно Рис' "' Схге0^"0?'^Kf анцуЗСК°И в системах горных пушек, которые получаются небольшой высоты, и нужно принимать особые меры для предупреждения удара казны о землю. Благодаря тому что сопротивление откату в системах с выкатом получается меньше, лафеты для этих систем могут быть сделаны более легкими. Однако применение выката связано с некоторыми неудобствами. В случае получения осечки приходится вновь оттягивать орудие назад, что сопряжено с потерей времени. В случае затяжного выстрела орудие остановится на ирикате, и скорость наката станет равной нулю, так что тормозным приспособлениям придется работать с чрезмерным напряжением. Кроме того, в обоих этих случаях несомненно должно происходить нарушение наводки вследствие получающегося при накате момента, поворачивающего дульную часть книзу. Несмотря на выгоды, представляемые применением выката вперед, эта мера не получает широкого распространения вследствие- указанных недостатков. Принцип выката находит иногда применение при разработке автоматических орудий. 6. Изменение высоты оси цапф Наконец, последний прием устранения удара казны об основание при больших углах возвышения состоит в увеличении высоты цапф при больших углах возвышения. Изменение высоты цапф осуществлено в 65-лш горной пушке французской артиллерии1. Лобовая часть по существу пред- * 3 этой системе применен и вцкат вперед, 137 ставляет треугольник с шарнирами в вершинах (рис. 99): цапфы, боевая ось и особый болт, служащий в то же время для соединения лобовой и хоботовой частей. Последние две части (ось и болт) стягиваются тягой, состоящей из двух винтов с обратной нарезкой, ввинченных в матку. При вращении матки при помощи рукоятки, которой спускают орудие для выстрела (чем предупреждается возможность выстрела во время работы по изменении высоты цапф), винты либо будут ввинчиваться в матку, либо из нее вывинчиваться, так что нижняя сторона указанного треугольника может укорачиваться или удлиняться. А так как высота боевой оси не изменяется, то изменение длины стороны треугольника вызовет изменение высоты цапф. Изменение высоты цапф применяют не только для предупреждения удара казны об основание, но и для расширения диапазона углов возвышения. Так, в рассматриваемой системе при наибольшей длине тяги и наиболее низком положении оси цапф можно вести стрельбу при углах возвышения от-10° до +20и. При высоком положении цапф угол возвышения может быть доведен до 35°. С изменением длины тяги изменяется угол между лобовой и хоботовой частями станины. Этот угол заполняется клином, вследствие чего получается жесткое соединение данных частей, и при выстреле усилие передается от одной части к другой без удара. Как прием изменения высоты цапф можно рассматривать и ве-лафет. ГЛАВА 13 МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ НАВОДКИ 1. Общие требования к механизмам наводки Исходя из боевых и служебных требований, предъявляемых к артиллерийским системам, к механизмам для наводки орудий предъявляются следующие требования: 1. Выполнение наводки механизмами наведения не должно требовать от наводчика больших усилий. На основании опыта, считается допустимым усилие на рукоятях или маховиках механизмов в системах средних калибров (75-150 мм) около 2- 4 кг при установившемся движении. В начале же работы, при страгивании системы с места, вследствие необходимости преодоления инерции приводимых в движение масс, усилие будет больше раза в 1'/2 - 2. В системах более легких усилие на рукоятях делается меньше 1-2 кг. Делать это усилие очень малым не следует, так как малейшее прикосновение к маховикам может вызвать их поворот, а следовательно, и сбивание наводки. 2. Механизмы должны давать соразмерную скорость наводки. Под скоростью наводки понимают изменение направления оси канала ствола, при работе механизмом, в 1 секунду или же за один оборот маховика. Последняя величина удобно подсчитывается по конструктивным данным механизма (его передачам). При не очень большом усилии на рукояти можно считать, что человек может сделать 120 оборотов в минуту, или 2 оборота в секунду. Зная это, легко перейти от одной скорости наводки к другой. Самая скорость наводки подбирается в соответствии с боевым назначением орудия, У орудий, назначенных для действия по быстро движущимся целям (воздушные цели, танки), скорость наводки должна быть больше, чем у орудий, назначаемых главным образом для действия по неподвижным или медленно двигающимся целям. У первых обычно скорость наводки составляет 3 - 7°, а у вторых бывает даже менее 1° в секунду. 3. В механизмах наводки не должно быть мертвых ходов. Под словами "мертвый ход" понимают такое явление, когда механизмом работают, а ось канала некоторое время не двигается и приходит в движение не одновременно с началом поворота маховика. Мертвый ход вреден в том отношении, что тратится лишнее время, пока его выберут, а во-вторых, тем, что при сотрясениях Системы качающаяся или поворотная часть может на всю велишь чину мертвого хода свободно менять свое направление (болтается). От этого уменьшается кучность при стрельбе. 4. В механизмах не должно быть сдачи, т. е. изменения приданного орудию направления под действием тех усилий, которые возникают в системе при выстреле. Для предупреждения сдачи в механизмы вводят винтовое (червячное) зацепление с малым шагом винта. 5. Механизмы должны позволять изменять углы в очень широких пределах: механизм поворотный - до 60 - 80° в системах колесного типа и до 360° в многохоботовых системах или стационарных; подъемные механизмы, в зависимости от назначения орудия, от - 5-г- 10° до-|-40-.-500 для пушек, от 0° до+65 Ч-70° для гаубиц и от - 2-г-5° до + 85-г- 90° у зенитных пушек. Орудие должно иметь широкий обстрел. 6. Желательно, чтобы один оборот маховика давал изменение угла на целое число тысячных. Тогда можно будет производить изменение углов возвышения или поворота без переустановки прицельных приспособлений. Для отсчета углов на маховике можно сделать деления, а на лафете указатель. 2. Поворотные механизмы Для выполнения горизонтальной или боковой наводки служат поворотные механизмы. Простейшим поворотным механизмом, имеющим весьма широкое применение (у большинства колесных систем), является правило (рис. 100), за которое хобот лафета передвигается в стороны. Правило представляет собой рычаг, укрепленный в хоботовой части. Благодаря правилу плечо, к которому прикладывается усилие обслуживающего человека, становится большим, а потому это усилие уменьшается. Правило либо прикрепляется шарнирно к лафету и при по- Рис. 100. Правило ходном положении ложится на хоботовую часть лафета (закидывается), либо делается съемным, тогда оно при походном движении снимается и перевозится при орудии. В системах тяжелых, преимущественно прежних образцов, для поворотов в сторону применяются специальные рычаги - ганшпуги или ломы. Эти рычаги по существу являются правилом, не соединенным, однако, с лафетом. Подобные простые приспособления дают возможность быстро перебросить хобот и изменить направление орудия на 'большой угол, точная же наводка при работе ими достигается с большим трудом, после ряда попыток, почему сопряжена с большой потерей времени. Поэтому правила в современных системах применяются лишь для предварительного, грубого направления орудия в цель, наводка же выполняется при помощи поворотных механизмов, 140 П/ 1 / '--ч \ \ - - -_ __ т~ п- 1 ,- ( i Ч \ЛА,(лМ Г^Н -гг- / и ГТ'"Г" алири --- 1 -71 2 1 1 3 1 1 I 1 1 1 I .' // Применяющиеся в настоящее время в колесных системах поворотные механизмы могут быть сведены к трем типам: 1) поворот станка вокруг хобота путем передвижения лобовой части по боевой оси; 2) поворот верхнего станка по нижнему, иногда называемый поворотным механизмом вертлюжного типа; 3) поворот станка вокруг середины боевой оси путем перемещения хобота; колеса при этом устанавливаются на особой платформе. Первый вид поворотного механизма принят у большинства систем орудий нашей войсковой артиллерии. Сущность его устройства сводится к следующему. На боевой оси 1 (рис. 101) укрепляется матка 3, в которую может ввинчиваться или из нее вывинчиваться винт 2, закрепленный в станинах так, что он может вращаться, но не может передвигаться вдоль своей оси. При вращении винта при помощи особого привода винт будет ввинчиваться в матку или будет выходить из матки. Так как боевая ось с колесами перемещаться вдоль себя не может вследствие большого сопротивления местности этому движению, то винт будет передвигать по оси станок в ту или другую сторону. Вместо винта нередко устраивают на боевой оси рейку, с зубцами которой сцепляется шестерня или винтовое колесо. Ось шестерни укрепляется встанке. При вращении шестерни она будет перекатываться по рейке оси и тем самым передвигать станок по боевой оси. При передвижении станка по оси Рис.101. Поворотный меха- вследствие того, что хобот остается на месте, получается поворот станка около хобота. Так как ось вставляется в гнезда станка по возможности с малыми зазорами, для устранения ударов между этими частями, то при повороте станка ось будет с ним тоже несколько поворачиваться, а колеса - перекатываться, что, конечно, возможно, если колеса не очень погрузились в грунт или хотя и погрузились, но грунт не препятствует повороту их. На рис. 101 пунктиром показано положение оси симметрии станка и боевой оси с колесами в случае поворота вправо. Для уменьшения трения в гнездо для оси вкладываются вкладыши, изготовляемые из бронзы. В системах, имеющих большой вес, несмотря на вкладыши, трение между ними и поверхностью оси довольно велико, и работа поворотного механизма сильно затрудняется. Поэтому в этом случае скользящее трение заменяют трением качения, а именно: станок / опирается на боевую ось 2 не вкла- низм с передвижением станка по оси: /-боевая ось; 2-винт; 3-матка 141 дышами 3, а при помощи роликов 4 с пружинами, поднимающими станок, почему между осью и вкладышами существует небольшой зазор (рис. 102). При выстреле станок будет нажат книзу, и крышка 5 коробки ролика сожмет тарелочные пружины, осевая коробка опустится, и давление на ось передастся вкладышами на большой поверхности. По прекращении действия вертикальной слагающей пружины расправятся, поднимут станок, и он снова будет опираться на ось только посредством роликов. Угол поворота при поворотных механизмах этой системы не может быть велик, так как его величина ограничивается длиной боевой оси, имеющей небольшую величину. Обычно угол поворота не превосходит 3° в каждую сторону от серединного положения или всего не более 6°, например у 76-мм дивизионной пушки - 2°45', или 0-45 делений угломера на сторону, у \52-мм гаубицы обр. 1909 г. - 2°50', или 0-47 делений угломера. к а Рис. 102. Поворотный механизм с роликами: ; •- станок; 2 - боевая ось; 3 - вкладыш; 4 - ролики; 5 - крышка коробки ролика; ?> - тарелочная пружина В механизмах этой системы отдача действует всегда в плоскости симметрии станка, а потому ожидать больших сбиваний его в сторону нет основания. Некоторое сбивание все-таки возможно, так как при смещении станка в одну сторону получается несимметричное расположение колес относительно плоскости симметрии системы. Сущность устройства поворотных механизмов в системах, состоящих из двух станков - верхнего и нижнего, состоит в следующем (рис. 103). На нижнем станке 2 делается отверстие- подшипник, в которое своим штырем 3 входит верхний станок / и может около штыря вращаться в горизонтальной плоскости. Для более надежного соединения обоих станков на. нижнем делаются направляющие 5, идущие по дуге круга, описанной из центра подшипника, а на верхнем станке имеются захваты 6, охватывающие направляющие. Штырь и захваты удерживают верхний станок на нижнем. Для поворачивания верхнего станка по нижнему служит собственно поворотный механизм, который может быть устроен весьма разнообразно, например по следующей схеме. И2 , .. . ;,.,•;,, .,, ....,,.;.<-..,V.,;;. В верхнем станке с левой стороны укреплен на шарнире винт 8. Этот винт проходит через матку в кронштейне 7 нижнего станка. Матка в кронштейне подвешена на шарнире 9. Шарнирное соединение винта со станком и матки с кронштейном необходимо, так как при поворотах верхнего станка направление винта должно меняться. '' Винт в матке может вращаться и вместе с ней несколько поворачиваться в горизонтальной плоскости. При вращении винта с помощью привода он будет либо при- /^^^\ 4 тягивать верхний станок к кронштейну, либо отталкивать от него, чем и будет достигаться поворачивание верхнего станка около штыря,как это показано пунктиром на рисунке. Такие лафеты, состоящие из двух станков - верхнего и нижнего, приобретают все большее и большее распространение1. Этому способствуют существенные выгоды по сравнению с поворотом всего станка по оси. В самом деле, здесь верхний станок вращается на нижнем, значит, трение и условия работы не зависят от местности (постоянны), тогда как в случае поворота всего станка по оси приходится перекатывать колеса и выворачивать несколько сошник, что при погружении колес, и сошника в грунт может представить большое сопротивление. Но, с другой стороны, при перемещении станка по оси сила отдачи действует всегда в плоскости симметрии станка, почему не появляется никаких боковых усилий. В системах же с поворотом верхнего станка получается боковая слагающая отдачи (сопротивления откату в упругих системах), которая стремится опрокинуть лафет, и это опрокидывающее усилие будет тем 1 Интересно отметить, что впервые лафет подобного типа "с поворотом станин" был предложен профессором Артиллерийской академии А. А. Фишером для 4-фунтовых пушек в 1862 г. Лафеты с передвижением станка по оси у нас были впервые применены в системах Барановского, принятых на вооружении в 1875 г. Ш Рис. 103. Поворотный механизм с поворотом верхнего станка по нижнему: 7 -верхний станок; 2- нижний стянок; 3-штырь; 4-цапфенные гнезда; 5 - направляющая; 6 - захваты; 7 - кронштейн; 8 - винт; Р - шарнир винта Рис. 104. Силы, действующие на лафет с поворотом верхнего станка больше, чем больше угол, на который повернут верхний станок относительно нижнего (рис. 104). Вследствие этого угол поворота получается небольшой, в пределах 2-3° на сторону, например у 122-лш гаубицы обр. 1909 г.- 2°, или 0-33 деления угломера. Как видно из изложенного, углы по-/""--Ц., ворота при таком устройстве получа- fr--"^ J^L " ^ -^ ются, вообще говоря, небольшими. Между тем в целях достижения гибкости огня необходим возможно широкий угол обстрела как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости. В принципе лафеты с верхним станком дают возможность увеличения угла поворота, так как в н-их, как уже замечено, усилие для работы механизма не зависит от местности, но нужно только какими-либо средствами устранить вредное влияние боковой слагающей силы отдачи (сопротивления откату). Это достаточно полно достигается устройством лафетов с двумя хоботами - раздвижными станинами, которые могут расходиться на больший или меньший угол (рис. 105). Пока в горизонтальной проекции сила отдачи (F) не выходит из угла, образуемого хоботами, опрокидывания не будет. При выстреле лишь одна часть будет сильнее нажиматься своим сошником на основание, чем другая. Такие системы лафетов после войны полу- Рис. 105. Силы, дей-, ствующие на лафет чили широкое распространение. При этом с раздвижными хобо-получаются углы обстрела до 60° и даже 80° тами (5-00). При угле 60° можно обстреливать широкий фронт неприятельского расположения, пользуясь только поворотным механизмом. Для получения угла обстрела в 360° устраивают лафеты с тремя и четырьмя хоботами или лапами, по схемам, изображенным на рис. 106. В этих случаях, так же как и в двух-хоботовом лафете, устойчивость лафета при выстреле уменьшается по мере прибли-жения направления оси канала ствола к направлению биссектрисы угла, составляе- Рис. 108. Схемы лафетов с тремя и мого хоботами, так как ум-ень-четырьмя хоботами шается длина плеча веса си- стемы. В самом деле, если допустить, что центр тяжести системы находится на оси боевого штыря (точка О), то при стрельбе по направлению, когда сопротивление откату совпадает с направлением хобота, например АО, плечо веса системы будет АО. При стрельбе по 144 направлению биссектрисы угла между хоботами это плечо будет лишь ВО. Чтобы лафет был устойчив и в этом случае, придется увеличивать длину хоботов и перемещать центр тяжести системы вперед, что и делают. Следует иметь в виду, что увеличение длины хоботов увеличивает вес системы и вызывает неудобства с точки зрения поворотливости системы в походном положении. В последнее время предлагают системы с поворотным механизмом оригинального вида: вся система поворачивается вокруг вертикальной оси, проходящей через середину боевой оси. В этом случае колеса располагаются либо на платформе, имеющей вид круга, либо на круговом желобчатом рельсе. И в случае при менения платформы и в случае применения рельса в их центре имеется ось, которая связывается с хоботом. Хобот в тяжелых системах опирается на дуговую полосу с центром на оси вращения (рис. 107). При действии поворотным механизмом хобот перемещается по местности или по дуговой полосе, а колеса -по основанию или по круговому рельсу. В Рис. 107. Поворотный механизм с круговой платформой Дуговая полоса изготовляется в виде отдельных частей, которые могут удобно связываться одна с другой и, наоборот, разъединяться. Поэтому, когда при наводке хобот дойдет до конца одного участка А, освободившийся из-под хобота участок В переносится в сторону поворота и соединяется с участком под хоботом. Благодаря этому можно получить круговой обстрел без значительного утяжеления системы. Участков нужно иметь 2- 3. При одном участке под хоботом получается обстрел в 12-15°, Поворотный механизм в этом случае представляет собой вал, идущий вдоль лафета. Вал либо вращает катки хобота, которые, перекатываясь, перемещают хобот, либо он кончается зубчатым колесом, сцепляющимся с зубцами на неподвижной дуге, благодаря чему при вращении вала будет перемещаться хобот. Наконец, можно переносить хобот правилом, а более точно наводку выполнять поворотным механизмом. 145 Ю Курс артиллерии 3. Поворотные механизмы в специальных установках А. П о в о р о т н ы е р а м ы. В береговых и казематных установках применяется иногда поворотная рама 3, на которой располагается станок 2 со стволом 1 (рис. 108). На поворотной раме устраиваются площадки для орудийного расчета, так что при выполнении боковой наводки поворотная рама поворачивается со всем, на ней находящимся. Такое устройство принято в целях достижения возможности при стрельбе по движущимся целям не прекращать наблюдения за целью. Кроме того, во время наводки люди, находящиеся на площадке поворотной рамы, могут производить различные работы по подготовке орудия к стрельбе: заряжание, открывание и закрывание затвора и т. п. Самая же поворотная рама поворачивается около оси вращения при помощи поворотного механизма, чаще всего представляющего зубчатый погон 10, укрепленный на тумбе 6 неподвижного основания 8. По зубцам погона бегает шестерняР, ось которой укреплена на поворотной раме. Рис. IC8. Поворотная рама: 1 - ствол; 2 - станок; 3 - поворотная рама; 4 - привод поворотного механизма; S - задние катки; 6-~ тумба с зубчатым погоном; 7-крона катков; 8-основание; Р-шестерня; 10- зубчатый погон имеется особый привод 4. Для облегчения работы механизма рама опирается на тумбу основания посредством кроны катков 7, представляющей собой обычно два концентричных кольца, в которых укреплены оси катков, пересекающиеся своими продолжениями в центре колец. На эти оси надеваются катки, диаметр которых больше высоты колец, а потому все давление поворотной рамы на крону катков принимается и передается только катками. При поворотах рамы катки перекатываются, получается трение качения, благодаря чему самый поворот совершается сравнительно легко. Катков в кроне устанавливается большое количество, почему, несмотря на большой вес системы, давление на каждый из них сравнительно невелико. Хоботовая часть рамы поддерживается также катками 5, перекатывающимися по круговому рельсу, укрепленному на основании. Обычно подобные системы имеют круговой обстрел, т. е. поворачиваются на 360°. Б. Вертлюги. Поворотные рамы применялись в системах прежних, устаревших, в которых лафет откатывался вместе 146 с орудием по поворотной раме, почему последняя имела, по необходимости, большую длину и вся система не могла быть достаточно компактной. С принятием лафетов с откатом ствола по оси, а также в случае, если можно достичь безоткатности орудия, нет надобности в поворотной раме такой большой длины, и она заменяется либо очень короткой рамой, либо особой частью, называемой вертлюгом. Сущность устройства вертлюга состоит в следующем (рис. 109). На основании укрепляется тумба 6, в верхней части которой имеется канал. В этот канал вставляется ось вертлюга 3, в цапфенные гнезда которого вкладываются цапфы люльки 2 или непосредственно ствола. Для поворотов в орудиях малых калибров, на стволе или вертлюге, устраиваются рукояти, скобы, за которые орудие и поворачивается около оси вертлюга. При таком приеме наводки она не может быть точной, и после выстрелов будут получаться значительные сбивания прицельной линии, поэтому такое простое приспособление может быть применено лишь в исключительных случаях. Вообще же устраиваются поворотные механизмы, представляющие часто зубчатый венец (погон) на закраине тумбы, с которым сце- рис пляется либо шестеренка, 1 - ствол; 2-люлька; 3-вертлюг; 4 - зубчатый Закрепленная ИЗ ОСИ В ВерТ- погон; 5-пружины; 6-тумба люге, либо червяк. В. Башни. В орудиях, устанавливаемых в башнях, обычно сама башня является как бы поворотной рамой. Вследствие того что орудие вращается вместе с башней, отверстие в башне (амбразура) для пропуска ствола при этом получается очень небольшим. При установках орудий в башнях, а в некоторых случаях и при открытых установках, особенно тяжелых систем, для работы различными механизмами применяются двигатели, чаще всего электрические. Так как скорость слежения орудия за целью изменяется во все время выполнения наводки, а двигатели дают лишь постоянные скорости, отличающиеся одна от другой на некоторую постоянную величину, то пользование двигателями вместо ручной работы людей представляет существенное неудобство. Позднее (лет 35 назад) изобретен универсальный регулятор скорости (муфта Дженни), позволяющий менять скорости в какой угодно постепенности и переходить с одного направления на обратное. С принятием этого приспособления 10* • "? 147 выполнение наводки при использовании различных двигателей стало столь же удобным в указанном смысле, как и наводка вручную, и значительно сокращает при этом число людей, необходимое для обслуживания орудия. Главнейшими достоинствами башенных установок орудий являются: 1) надежное укрытие материальной части и людей от огня противника; 2) при башенной установке находят широкое применение двигатели для выполнения заряжания, прицеливания и т. п.; поэтому обычно орудия при установке в башнях дают большую скорострельность; 3) башни занимают меньше места, чем орудия при открытой установке, потому что откат может быть уменьшен, так как откату сопротивляется вся башня; 4) благодаря надежности укрытия башни могут устанавливаться на открытых позициях, а потому им свойственны все выгоды этих позиций: широкий обзор и обстрел. К недостаткам башенных установок относят: 1) прикреплен-ность к месту и 2) необходимость в специалистах по обслуживанию механизмов башни. Имеется множество типов башен, мы же ограничимся описанием лишь общей схемы башенной установки (рис. 110). В бетонном массиве устанавливается барабан 3 (бездонный цилиндр), опирающийся на бетон посредством системы конических катков 4 или шаров, так что барабан на них может легко поворачиваться около своей оси. На барабане устанавливается и скрепляется с ним купол 2. Внутри барабана устанавливается орудие 1, причем лафет его крепится к барабану. Для уменьшения давления на шары и для центрирования всей системы барабан при помощи оси 5 упирается в подпятник 7 на дне колодца. Благодаря такому устройству башня легко может поворачиваться и хорошо центрирована. Последнее обстоятельство важно в том отношении, что барабан башни может служить как достаточно точный угломер, стоит лишь на нем нанести деления, а на основании поставить указатель. В колодце помещаются подачные трубы, по которым к орудию подаются снаряды и полу заряды, укладываемые в погребах, устраиваемых в бетонном массиве около колодца. Для подъема снарядов и зарядов служит подъемник 6, представляющий собой изогнутый рельс, по которому двигается при помощи лебедки тележка. Чтобы предохранить катки 4 от попадания в них пуль, осколков и т. п. и предохранить внутренние части, вокруг барабана располагается аван-кираса 8, ИЗ Рис. 110. Схема башенной установки: 1 - ствол; 2 - купол; 5 - барабан; 4 - катки; 5-ось; 6-подъемник; 7-подпятник; 8-аван-кираса 4. Минимальные амбразуры При установке орудий в закрытых помещениях - башнях, казематах - важное значение имеет вопрос о величине амбразуры, т. е. отверстия, через которое проходит из помещения наружу ствол. Так как установкой орудий в помещениях стремятся достичь возможно полного их укрытия, то ясно, что всякого рода отверстия в этих помещениях (амбразуры) должны быть наименьшими. Это требование удовлетворяется таким устройством лафета, чтобы оси вращения ствола при его наводке, как в вертикальной плоскости, так и в горизонтальной, были по возможности ближе к стенке укрытия или приходились внутри толщи стен укрытия и даже впереди наружной их поверхности. В самом деле, пусть требуется угол обстрела у (все равно в какой плоскости) (рис. 111). Если ось вращения ствола находится в точке, показанной на чертеже буквой О, то амбразура получится размеров, ограничиваемых линиями АВ и CD. Если перенести ось вращения в точку Е на внутренней поверхности стены, то при том же угле обстрела 7 амбразура станет меньше-ограничится линиями GH и /К. Перенеся ось вращения на середину толщи стенки - в точку L, получим амбразуру, узкую посредине, расширяющуюся как внутрь, так и наружу. Наконец, перенеся ось вращения на наружную поверхность в точку Т7, получим амбразуру, обратную первой. Если на последнюю амбразуру посмотреть с фасада, с поля, то она представится в виде очень узкой щели и будет для наблюдателя противника наименьшей, что и имеет весьма важное значение как в смысле затруднения наблюдения, так и в смысле затруднения попаданий в амбразуру. Итак, для получения минимальной амбразуры необходимо переносить оси вращения как в вертикальной, так и горизонтальной плоскостях к середине толщи стенки прикрытия или к переднему ее краю. Для осуществления этого условия, в зависимости от вида сооружения, применяются различные способы. А. Фиктивные оси вращения. Сущность этого способа состоит в том, что поворотная рама орудийной установки перекатывается по дуговым рельсам 3, центр дуг которых расположен в желаемой точке (рис. 112). Б.Шаровой шарнир, представляющий собой шар 2, вделанный в стенку башни или каземата (рис. 113). Сквозь шар пропускается и в нем закрепляется ствол /. Центр шара 149 Рис. 111. Минимальная амбразура: / - стенка укрытия; 2 - ствол орудия служит осью вращения как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, причем шар вращается в гнезде, устроен- Ж--4 .лЗ* Рис. 112. Фиктивная ось вращения: 1-ствол; 2-поворотная рама; 3 - дуговые рельсы Рис. 114. Амбразурный заслон: 7-броня; 2-шаровой пояс; 3-цапфы шарового пояса; 4- стойка; 5-люлька; 6 *- шаровой заслон Рис. 113. Шаровой шарнир: / - ствол; 2-шаровой шарнир; 3- стенка ном для него в стенках башни. При таком устройстве собственно амбразуры нет: она постоянно закрыта телом шара. Такой прием применим только лишь в случаях, когда орудие небольшого калибра и сила отдачи невелика. Подобная установка применяется для пулеметов, состоящих на вооружении танков. Для орудий более крупных применяют амбразурные заслоны (маски) более надежного и сложного устройства, как это видно на рис. 114. При таком устройстве получаются бблыпие и вертикальный и горизонтальный обстрелы при постоянно закрытой амбразуре. Амбразура должна быть закрыта настолько надежно, чтобы не только не попадали внутрь каземата пули и осколки, но не проникали и газы. б. Подъемные механизмы Подъемные механизмы могут быть отнесены к двум типам: 1) винтовые и 2) секторные (зубчатые дуги). Винтовые подъемные механизмы устраиваются следующим образом (рис. 115). Между станинами 2 лафета шарнирно (так, что может вращаться в плоскости симметрии лафета) укрепляется коробка 6 с маткой 4. В матку ввинчивается подъемный винт 3. Головка винта шарнирно соединена с казенной частью ствола или люльки. Матка, помимо того что может вместе с коробкой вращаться около цапф, может вращаться и около своей оси при помощи привода. При вращении матки винт будет ввинчиваться или из нее вывинчиваться, следовательно, казенная часть будет опускаться или подниматься. Для быстроты работы механизма устраивают соответствующий привод. i / О О Рис. 115. Винтовой подъемный механизм: / - ствол; 2 - станина; 3 - подъемный винт; 4 - матка; 5 - зубчатое колесо; 6' - коробка Рис. 116. Двойной винт с обратной нарезкой: / - ствол; 2 - станины лафета; 3 - внутренний винт; 4 - наружный винт; б-матка О Для увеличения скорости изменения углов возвышения устраивают двойные винты с обратной нарезкой, причем наружный винт 4 одновременно служит маткой для внутреннего винта 3 (рис. 116). Матка 5 наружного винта и внутренний винт не вращаются, так что при вращении наружного винта он будет либо ввинчиваться в матку, 7 либо вывинчиваться из нее и одно- \ временно навинчиваться на внутренний винт или свинчиваться с него. Кроме того, при двойных винтах общая длина их при том же размахе изменения углов возвышения получается меньше, почему винт при больших углах возвышения не опускается слишком низко между станинами, как это было бы в случае одиночного винта, что несомненно могло бы вызвать его порчу. В настоящее время часто применяются двойные винты, ввинчивающиеся один в другой, но нарезанные в одну сторону. Это делается для уменьшения общей длины винтов, быстрота же работы ими достигается правильно сконструированным приводом, т. е. системой зубчатых и винтовых зацеплений. Подъемный механизм в виде зубчатого сектора (рис. 117) представляет одну или две дуги 3, с центром на оси цапф, 151 Рис. 117. Секторный подъемный механизм: 1 - люлька (ствол); 2 - станок; 3 -зубчатый сектор; 4 - шестеренка снабженные зубцами и связанные либо со стволом, либо с люлькой /. Зубцы дуги находятся в сцеплении с зубцами шестеренки 4, насаженной на вал, укрепленный параллельно оси цапф люльки или ствола между станинами 2. Вращение валу сообщается при помощи привода. При его вращении будет вращаться шестеренка, а стало быть, и сектор, который сообщает вращение качающейся части. Быстрота и легкость работы в этом случае достигаются рационально сконструированным приводом подъемного механизма. В системах с откатом орудия по оси подъемные механизмы при выстреле испытывают еще особое действие, зависящее от перемещения центра ь с I ' тяжести откатных ча- стей. Когда ствол находится в переднем положении (накатился), давление на подъемный механизм зависит от положения центра тяжести откатных частей между Рис. 118. Схема сил, действующих на подъ- "СЬЮ цапф и ТОЧКОЙ ОПО- емный механизм Ры орудия на подъем- ный механизм (рис. 118). Без учета давления от веса люльки давление на цапфы и на подъемный механизм выражается следующим образом: ",=.<* T?T*N.-QI?T- где /Vr? •-давление веса откатной части на цапфы, Nn - давление на подъемный механизм, Q -вес откатных частей, а и b - соответствующие плечи. При откате центр тяжести откатных частей перемещается и может стать не только над подъемным механизмом, но и перейти за него, в зависимости от расположения последнего. При этом условии давление на цапфенные гнезда и давление на подъемный механизм от веса Q будут выражаться следующим образом: W"=^Q и ^ = fl-±A±^Q=(l + ^)Q. Как видно, давление на подъемный механизм в зависимости от длины отката (Ъ-\-с) может получиться очень большим. Чтобы уменьшить это давление, полезно увеличивать сумму плеч а и Ь, т. е. отнести точку опоры подъемного механизма подальше от оси цапф назад. Не вдаваясь в подробности, заметим лишь, что сходным образом выражается давление между направляющими ствола и полозками на люльке, и чем длиннее откатг тем больше 152 Д?р^ " Ц ? 1 8~ 1*> 5 < о ^ \ 1 будет усилие, ломающее направляющие полозки, а потому надо будет увеличить длину, на которой получается их сцепление с захватами ствола. Для этого в некоторых системах устраиваются участки захватов близ дульной части (например у 152-лш пушки Шнейдера обр. 1910 г.) Как можно видеть на рис. 119, если бы не было дополнительного участка захватов 3 на дульной части, то весь момент веса откатных частей уравновешивался бы сопротивлением направляющих и захватов 2 на плече АВ очень небольшой величины, почему уравновешивающие усилия Ni и _V2 были бы очень велики и либо захват, либо направляющие могли бы деформироваться (изогнуться). Если же имеется дополнительный участок захватов 3 у дула, то моменту веса откатных частей сопротивляются усилия _V3 и -V3 на плече ВС большой величины, почему самые д, усилия /V2 и М,. будут значительно меньше, чем в первом случае, и прогиб указанных частей менее * вероятен. В системах с откатом по оси появляется момент, который может увеличивать действие отдачи на подъемный механизм. Момент этой пары производит нажатие на подъемный механизм, если ось канала ствола выше центра тяжести откатных частей, и производит давление в обратную сторону (тянет подъемный механизм вверх), если ось канала ниже его. Отсюда видно, что при данной величине сопротивления тормоза полезно по возможности уменьшить плечо динамической пары. Вообще это плечо имеет небольшую величину. 6. Подъемные механизмы с независимой линией прицеливания В принятой на вооружении французской артиллерии 75-мм пушке эбр. 1897г. впервые появился подъемный механизм, осуществляющий независимую линию прицеливания. Этот механизм по сравнению с обычным подъемным механизмом имеет то преимущество, что при нем упрощается и ускоряется выполнение наводки в случае необходимости изменять прицел (угол прицеливания), когда уже учтен угол места цели. Как известно, угол возвышения равняется алгебраической сумме углов прицеливания и места цели. Если угол места цели уже учтен, то для изменения угла возвышения приходится изменять лишь угол прицеливания. Представим для простоты, что угол места цели учитывается прямой наводкой в цель при 153 Рис. 119. Схема сил, действующих на захваты ствола и направляющие люльки: / - ствол; 2 - захваты; 3 - дополнительный захват; 4 - люлька; 5 - направляющие люльки помощи подъемного механизма и визирных приспособлений, тогда для придания угла прицеливания нет надобности визировать на цель (точку наводки), а можно прибавить его к приданному уже углу места цели, работая особым подъемным механизмом, причем отсчет угла может быть произведен на особом барабане. Так как каждому углу прицеливания отвечает определенная дальность по линии цели, то деления могут быть нанесены непосредственно в дистанциях. Применением независимой линии прицеливания достигаются следующие преимущества: 1) наводка разделяется между двумя обслуживающими: один выполняет горизонтальную наводку и придает угол места цели, а другой придает угол прицеливания; 2) при необходимости изменить угол возвышения, если угол места цели учтен, нет надобности, как это имеет место в прицелах и механизмах обычного типа, отрывать глаз от прицела, устанавливать прицел, снова приставлять глаз к визиру и действовать подъемным механизмом. При независимой линии прицеливания достаточно лишь действовать вторым подъемным механизмом до подведения требуемой дальности на диске или барабане к указателю, т. е. из перечисленных выше четырех действий выполняется только одно-работа подъемным механизмом. Кроме того, разделение работы между двумя обслуживающими имеет большое практическое значение как в смысле ускорения наводки, так и в смысле выполнения различных видов огня. В самом деле, угол места цели при стрельбе по некоторой неподвижной цели не изменяется, и наводку приходится подправлять очень мало, в зависимости от погружения колес и хобота в грунт. Если линия цели уже зафиксирована (а она будет зафиксирована приданием орудию угла места цели), то придание угла прицеливания значительно упрощается. В настоящее время вводится полунезависимая линия прицеливания. Сущность ее устройства состоит в следующем: прицельное приспособление монтируется на лафете так, что боковая наводка орудия выполняется одновременно с наведением линии прицеливания, как это делается обычно. При вертикальной же наводке наводится только прицельное приспособление (его линия визирования), а ствол орудия при этом может занимать любое положение, например, для заряжания-близкое к горизонтальному. С прицельным приспособлением, при выполнении установок наводки, двигается прицельный указатель; указатель ствола связан с качающейся частью. Для получения угла возвышения второй человек (первый выполняет наводку прицела) приводит, работая подъемным механизмом, указатель ствола в совпадение с указателем прицела. Такое приспособление называют также индикаторным прицелом. Выгода такого устройства заключается в том, что наводчик, действуя поворотным механизмом, употребляет усилие, как в обычных условиях, при работе же подъемным механизмом усилие его очень невелико, так как приводится в движение лишь 154 легкое прицельное приспособление. Самое важное преимущество заключается в том, что наводчик может осуществлять наводку беспрерывно, не будучи связан с прочими действиями при орудии (заряжанием), что приводит к увеличению скорострельности. Более подробно с устройством подъемных механизмов, осуществляющих "независимую линию прицеливания", ознакомимся на некоторых конкретных конструкциях. Механизм с независимой линией прицеливания имеется у 75-мм французской пушки обр. 1897 г. Сущность устройства его видна на схеме (рис. 120). При действии подъемным механизмом, помещенным с левой стороны станка, орудию придается угол места цели Ч Рис.120. Схема независимой линии прицеливания французской пушки: 1 - люлька; 2 - промежуточная часть; 3 -левый подъемный механизм; 4 - правый подъемный механизм; 5-зубчатая дуга; 6 - диск с делениями; 7 - указатель Левый привод, действуя на зубчатый сектор левого подъемного механизма 3, меняет положение промежуточной части 2, а следовательно, и связанного с ней при помощи подъемного винта ствола или люльки. Если действовать правым приводом 4, то стволу будет придан угол относительно этой промежуточной части. На промежуточной части монтируются коллиматор, угломер и уровень, т. е. прицельные приспособления. Стало быть, наводчик наводит промежуточную часть, но так как она связана со стволом, то тем самым наводится и последний. На промежуточной части укреплена зубчатая дуга 5, сцепляющаяся " На рис. 120 оба механизма -левый и правый -показаны на одной стороне. 155 Вид сзади с зубчаткой, ось которой укреплена на люльке. На последней находится диск 6 с делениями в метрах. Если вращать правый привод 4 (на схеме он показан на левой стороне), то, естественно, при опускании или поднимании ствола шестерня на люльке будет бегать по дуге 5, укрепленной на промежуточной части, и вращаться. На оси шестерни имеется диск с делениями в дистанциях через 100 м. При вращении шестерни будет вращаться и диск, и его деления будут проходить мимо указателя 7 на люльке. Благодаря этому можно легко установить орудие на угол, отвечающий заданной дистанции, стоит только, действуя правым приводом, подвести к указателю скомандованную дистанцию. Следовательно, при изменении дистанции в данном приспособлении нет необходимости наводчику отрывать глаз от визирного приспособления, устанавливать прицел, снова приставлять глаз и выполнять наводку, действуя подъемным механизмом, - достаточно лишь, действуя правым механизмом, подвести скомандованную дистанцию к указателю на люльке. Оба наводчика, выполняющие вертикальную наводку, могут работать одновременно, причем придаваемые ими углы будут суммироваться алгебраически. В качестве второго примера приведем описание устройства независимой линии прицеливания 76-мм зенитной пушки обр. 1914 г. (рис. 121). При вращении левого привода вращаются: муфта /, сектор 2, коробка прицела 13 и самый прицел^ вал 3 с крестовиной. При этом шестеренки диференциала (сателлиты) 4, оси которых закреплены в крестовине, бегают по неподвижному венцу зубчатого колеса 5, поэтому они начинают вращаться и вращать зубчатое колесо 6 с муфтой 7. На муфте 7 имеется зубчатка, сцепляющаяся с зубчатым сектором люльки, поэтому при вращении муфты 7 люлька вращается вокруг своих цапф, при этом 156 Рис. 121. Схема независимой линии прицеливания 76-мм зенитной пушки обр. 1914 г.: 1 - муфта; 2- сектор; 5 - вал; 4 - шестеренки диференциала; 5, 6 и 8- зубчатые колеса; 7- муфта; 9 - валик; 10 - винт; // - барабан; 12 - указатель; 13 - коробка с прицелом ось ствола остается параллельной оптической оси панорамы, если только установка последней нулевая, - орудию придается угол места цели. Вместе с тем зубчатое колесо 8 муфты / вращает валик Р, который, в свою очередь, вращает посредством системы зубчатых колес винт 10, отчего указатель 12 будет перемещаться по винту и указывать на барабане 11 приданный орудию угол места цели. При вращении правого привода будут вращаться зубчатое колесо 5 шестеренки 4 диференциала, зубчатка 6 с муфтой 7 и, наконец, люлька со стволом. Одновременно с этим вращается барабан //, по шкалам которого отсчитывается установка прицела. При одновременной работе двух обслуживающих их усилия, в зависимости от направления вращения маховиков, могут складываться, и ствол будет быстро изменять углы, или вычитаться, тогда движение ствола будет медленнее или он может даже оставаться неподвижным. ГЛАВА и ПРОЧИЕ МЕХАНИЗМЫ ЛАФЕТА 1. Механизмы для приведения орудия в положение для заряжания В системах с осью цапф, расположенной недалеко от центра тяжести качающейся части, казна, при больших углах возвышения, опускается слишком низко, и заряжание становится или очень затруднительным, или даже невозможным. В одно-хоботовых лафетах заряжание чаще всего невозможно, потому что затвор при открывании упирается в станины лафета *. В этих случаях вводятся механизмы для приведения орудия на угол заряжания. Когда цапфы располагаются сзади, эти неудобства отпадают, и заряжание становится возможным при всех углах возвышения, тем не менее необходимость применения механизмов для приведения к углу заряжания может возникнуть и в этом случае вследствие большого веса боевых припасов. Досылка тяжелых снарядов при больших углах возвышения требует больших усилий. Сущность этих механизмов состоит в том, что в лафете устраивают, кроме медленно действующего, обычного подъемного механизма, быстро действующий механизм. В этом случае качающаяся часть соединяется с подъемным механизмом посредством приспособлений, допускающих быстрое сцепление и расцепление ее с подъемным механизмом. После расцепления казна поднимается быстро действующим механизмом, а подъемный механизм остается на месте; по окончании заряжания качающаяся часть быстро опускается и сцепляется с подъемным механизмом, причем стволу будет придан тот угол, который соответствует данному положению подъемного механизма, - наводка не нарушается. Чаще всего подъемный механизм устраивается так, что во время заряжания можно выполнять наводку, т. е. работать подъемным механизмом, не мешая заряжанию. 1 Клиновые затворы, падающие вертикально, а также поршневые, откидывающиеся при открывании назад вниз (системы Арисака), не мешают производить заряжание и при больших углах возвышения, если только окажется достаточно места для вкладывания патрона. 158 Для примера дадим описание механизма, принятого в системах Шнейдера (рис. 122). На секторе 3 подъемного механизма собран привод, состоящий из двух зубчатых колес-верхнего 6 и нижнего 7, охваченных цепью Галля 4. Нижнее зубчатое колесо своей трубчатой осью надето на валик, укрепленный в подшипнике на секторе. Трубчатая ось нижнего зубчатого колеса на левом конце снабжена шестерней 9, сцепляющейся с зубцами зубчатой дуги 5 быстро действующего механизма и укрепленной на люльке. На оси верхнего зубчатого колеса 6 надет маховик с ручкой (на рисунке не показан). При вращении маховика будут вращаться зубчатые колеса 6, 7 и 9 и тем самым заставят двигаться зубчатую дугу 5, а вместе с ней люльку и ствол. Таким образом, качающаяся часть может быть приведена в любое положение. Подъемные же секторы при этом останутся на том месте, которое было им придано при наводке. Под маховиком расположено зубчатое колесо 8, укрепленное на секторе 3. Шип рукояти маховика (рукоятка на рисунке не показана) под действием пружины западает между зубцами этого колеса и тем самым удерживает люльку в приданном положении. Для действия всем механизмом рукоять оттягивают вправо, и шип ее выходит из впадины зубчатого колеса. 2. Уравновешивающие механизмы В числе мер, предупреждающих удар казны об основание, было указано также расположение цапф близ казны или позади нее. Эта мера, достаточно полно разрешая поставленный вопрос, приводит, однако, к одному весьма неблагоприятному обстоятельству - к перевесу дульной части качающейся части орудия, из-за чего работа подъемным механизмом становится весьма трудной. Это обстоятельство тем более неприятно, что момент веса качающейся части не постоянен, а уменьшается по мере увеличения углов возвышения, и обратно, увеличи-. вается при их уменьшении, почему работа подъемного механизма требует неравномерного усилия. Для устранения всех 159 Рис. 122. Механизм для приведения к углу заряжания Шнейдера: / - люлька; 2-цапфы; 3 - сектор подъемного механизма; 4-цепь Галля; 5 - зубчатая дуга; 5 - верхнее зубчатое колесо; 7- нижнее зубчатое колесо; 8 - неподвижное зубчатое колесо; 9 - шестерня §тих недостатков в системах, у которых ось цапф отнесена назад, вводятся уравновешивающие механизмы. Уравновешивающие механизмы бывают: 1) пружинные и 2) воздушные (пневматические). И те и другие могут быть устроены так, что они подымают дульную часть, подталкивают ее вверх,- так называемые механизмы подталкивающего типа, либо могут быть устроены так, что тянут казенную часть книзу,- механизмы подтягивающего тип а. Сравнивая пружинные и воздушные уравновешивающие механизмы, можно сказать, что последние имеют некоторые преимущества, но, пожалуй, еще больше недостатков. Преимущества заключаются в том, что воздух, если нет утечки его, не теряет своей упругости, тогда как пружины с течением времени оседают, и нужно устраивать механизм для их регулировки,- поджимать или подкладывать шайбы. В случае утечки воздуха его можно подкачать, а пружины в случае поломки нужно заменять запасными, что сопряжено с разборкой уравновешивающего механизма, требующей обычно много времени. Но воздушный уравновешивающий механизм требует сальников (обтюраторов), надежное действие которых зависит от поджатия; трение в сальниках меняется, почему и весь механизм будет работать неравномерно. Воздух более резко меняет свою упругость с температурой, причем последняя зависит не только от состояния атмосферы, но и от резкого изменения объема воздуха; это обстоятельство имеет особое значение в орудиях, заряжающихся при определенном угле возвышения. При каждом подъеме казны воздух будет сжиматься, температура и упругость воздуха в механизме будут повышаться, а при опускании казны - наоборот. Все 'это отражается на правильности работы механизма. По этим причинам применяют чаще всего пружинные уравновешивающие механизмы. Уравновешивающие механизмы подталкивающего типа представляют одну или две колонки пружин, сильно сжатых при угле возвышения 0° и постепенно разжимающихся по мере увеличения угла возвышения. С увеличением угла возвышения момент веса качающейся части постепенно убывает и при угле возвышения 90° обращается в нуль, причем плечо момента веса качающейся части изменяется пропорционально косинусу угла возвышения. Пружины же теряют свою упругость пропорционально стреле сжатия. Из этого видно, что, вообще говоря, достичь полного уравновешивания качающейся части при всех углах возвышения очень трудно. По возможности полного уравновешивания достигают либо особым расположением уравновешивающего механизма, либо особым устройством колонок пружин, либо и тем и другим вместе. В пружинных уравновешивающих механизмах применяют главным образом винтовые пружины, но можно применять и спиральные (часовые). На рис. 123 представлена схема пружинного механизма подталкивающего типа. На станке 3 на цапфах 5 подвешен ци- 160 линдр 4, в дно которого упирается один конец пружины 6. Другой конец пружины упирается в буртик на стержне 7. Стержень 7 на верхнем конце имеет шаровой формы головку, входящую в полушаровое гнез- х^-, до 8 на люльке 1. На рис. 123 пунктиром показано положение частей при некотором угле возвышения. Чаще всего пружины уравновешивающего механизма помещаются в двух телескопических трубах (рис. 124), предохраняющих пружины от повреждений и засорения. В этом случае цапфы устраиваются на обеих трубах, и цапфы нижней трубы укрепляются в цапфенных гнездах на верхнем станке 2, а цапфы верхней трубы помещаются в гнездах не на люльке, а на особых рычагах 4, прочно скрепленных с цапфами люльки. При таком устройстве цапфы люльки подвергаются скручиванию. Сущность уравновешивающего механизма подтягивающего типа состоит в том, что качающаяся часть подтягивается дульной частью кверху, как это видно на рис. 125. К станку 3 на 1. / Рис. 123. Схема пружинного уравновешивающего механизма подталкивающего типа: /-люлька; S- цапфа; 3-станок; 4 - цилиндр уравновешивающего механизма; 5-цапфы цилиндра; б-пружина; 7-стержень; 8 -- гнездо на люльке Рис. 124. Схема пружинного уравновешивающего механизма подталкивающего типа: /-люлька; 2-верхний станок; 3-цапфа люльки; 4 - рычаг; 5 - наружная труба уравновешивающего механизма; 6-внутренняя труба; 7 - пружина 3 Рис. 125. Схема уравновешивающего механизма подтягивающего типа: / - люлька; 2- цапфы; 3 - станок; 4 - коробка; 5 - тяга; 6 - рычаг; 7 - пружина цапфах подвешивается коробка 4 с пружиной, которая сжата между дном коробки и шайбой на тяге 5. Тяга концом, противоположным шайбе, соединяется с рычагом 6, закрепленным на цапфе. Вследствие такого расположения частей пружина И К\рс артиллерии 161 тянет рычаг, и этим создается момент, поднимающий дульную часть, т. е. уравновешивающий момент перевеса дульной части. Подтягивающие механизмы выгоднее подпирающих в том отношении, что цапфы люльки не приподнимаются ими, а лежат плотно в своих гнездах. В подтягивающих механизмах можно легко получить полное уравновешивание, вводя вместо тяги 5 гибкую связь (трос, цепь Галля) между шайбой и рычагом и охватывая этой связью барабан, имеющий требуемую фигуру поверхности. Подтягивающие механизмы в последнее время получают все большее и большее распространение как по приведенным выгодам, доставляемым ими, так и потому, что они более компактно и укрыто располагаются на системах (под люлькой). Воздушные уравновешивающие механизмы располагаются на системе подобно тому, как и пружинные, и даже по внешности имеют сходное с ними устройство, с той лишь разницей, что вместо пружин в них пользуются упругостью сжатого воздуха. Работают они так же, как и воздушные накатники. В них так же, как и в накатниках, воздух предварительно поджат, и необходимы сальниковые приспособления или гидравлические запоры, что является крупнейшим недостатком воздушных уравновешивающих механизмов. Кроме того, если производится быстрое изменение углов возвышения и притом в широких размерах, то равномерность работы воздушных уравновешивающих механизмов нарушается вследствие охлаждения воздуха при расширении и нагревания при сжатии. 3. Тормозные приспособления в подъемных и поворотных механизмах В системах, качающаяся часть которых имеет большой вес, могут получаться значительные толчки при прекращении работы подъемным механизмом вследствие большой инерции качающейся части. То же может происходить при работе поворотным механизмом. Для смягчения этих толчков применяются особые тормозные приспособления. Очень часто с этой целью применяются муфты трения следующего устройства (рис. 126). На валу / свободно сидит червячное колесо 2, сцепляющееся своими винтами (зубцами) с механизмом привода. Внутри колеса имеется цилиндрическое гнездо с пазом; на конце вала имеется также паз. В эти пазы вставлены поочередно своими выступами диски трения 3: один-в паз коробки, другой - в паз вала и т.д. Некоторые диски изготовляются из бронзы, другие - из стали, Затем на вал надевается пружина -Бельвилля и притя- Рис. 126. Тормозное приспособление в механизмах наводки: .'-вал; 2-червячнсе колесо: 3-диски трения; 4 - нажимная гайка 162 гивается к дискам гайкой 4 с таким натяжением, чтобы момент трения на дисках, при работе механизма, превосходил моменты трения на всех передачах. При остановке работы механизма инерцией качающейся (поворачивающейся) части трение на дисках может быть преодолено, и она может продолжать вращение, но удара при этом на приводной механизм не произойдет. В дальнейшем, небольшим поворотом, при котором качающаяся масса не приобретет большой скорости, система приводится к требуемому углу. Для этой же цели в состав передач привода всегда вводится винтовое зацепление с самотормозящим червяком (угол подъема винтов менее угла трения-обычно около 4-5°). 4. Цапфенные подвесы В орудиях большого веса момент трения на цапфах получается довольно большим, что затрудняет работу подъемного механизма, в особенности при быстром приведении орудия в положение для заряжания. Для уменьшения этого момента применяются роликовые или шариковые подшипники, а также, нередко одновременно с первыми, особые цапфенные подвесы. Последние также служатдляумень-шения действия выстрела на цапфы и цапфенные гнезда. Устройство шариковых и роликовых подшипников общеизвестно, поэтому здесь о них можно не говорить. Что касается подвесов, то они бывают весьма разнообразного устройства, например в 280-лш гаубице Шнейдера принят подвес, изображенный на рис. 127. Цапфа состоит из двух частей: одна / большого диаметра (корневой конец), а другая 2-меньшего. Последняя часть охватывается роликоподшипником 3, опорное кольцо которого опирается не на лодыгу, а на особый вкладыш 4. Последний поддерживается колонкой из пружин Бель-вилля, надетой на стержень. Нижняя часть колонки пружин опирается на шайбу, надетую на тот же стержень и лежащую на торце винта 5. Винт ввинчивается в гнездо особого кронштейна 6 на станке. До выстрела опорное кольцо подшипника не касается лодыги. Равным образом лодыги не касается и корневой участок цапфы, причем расстояние между корневым концом и лодыгой меньше, чем между опорным кольцом подшипника и лодыгой. и* 163 Рис. 127. Цапфенный подвес: 1 - корневой конец цапфы; 2-цапфа малого диаметра; 3-роликоподшипник; 4 - вкладыш; 5 - винт; в - кронштейн При выстреле опорное кольцо, нажимая на вкладыш, сожмет пружины, качающаяся часть опустится, и корневой конец цапфы ляжет на лодыгу, таким образом, удар на последнюю будет несколько уменьшен. Опорное же кольцо не опирается на лодыгу, благодаря чему роликовый подшипник предохраняется от сильного нажатия. Для регулирования поджатия пружин винт 5 может быть слегка ввинчен в кронштейн. В нужном положении винт стопорится защелкой, заскакивающей в гнездо на головке винта. 5. Выравнивающие механизмы Механизмы с поворотом верхнего станка по нижнему, вертлюжного типа, получают все большее и большее распространение, так как при их применении получается возможность доводить углы поворота до 30°, 60° и даже 360°. Но столь большие углы удается получить, лишь вводя лафеты с раздвижными хоботами или платформы. Введение лафетов с раздвижными хоботами вызвало необходимость в особых выравнивающих механизмах, имеющих троякое назначение: 1) дать возможность всем четырем точкам опоры надежно опираться на основание; 2) придать вертикальное положение оси вращения верхнего станка по нижнему (боевому штырю); 3) уравнять приблизительно усилия при отдаче на оба хобота. Простейший выравнивающий механизм первого назначения имеется в системах французской артиллерии (предложен впервые Депором в конце прошлого столетия). В нем боевая ось 3 (рис. 128) соединяется с лафетом в боевом положении при помощи продольной оси или шворня 2, служащего осью вращения для самой боевой оси, в плоскости, перпендикулярной оси симметрии лафета. В плоскости симметрии в основной раме или столе / укрепляется прочная продольная ось -шворень 2. Стол представляет собой весьма прочную конструкцию, в которой крепятся все части. Для боевой оси в столе имеется гнездо значительно ббльших размеров, чем сама ось, в особенности в вертикальном направлении. Вследствие этого ось может свободно качаться около продольной оси, и оба колеса будут всегда нажимать на грунт, несмотря на разность их уровней. Рис. 128. Схема выравнивающего механизма, приводящего к трем точкам опоры: У - стол; 2-продольная ось (шзорень); 3 - боевая ось 164 Этот выравнивающий механизм часто называют механизмом, приводящим к трем точкам опоры: шворень и два хобота. Ход является лишь опорой для продольного шворня 2. Как видно, при таком устройстве положение стола, а следовательно, и устанавливаемого на нем верхнего станка со ство* лом определяется положением хоботов. Наклон оси цапф при этом устройстве не устраняется, и наклон этот будет изменяться с изменением углов поворота. При переходе в походное положение ось 3 скрепляется со столом / либо жестко, либо с помощью рессор. Выравнивающих механизмов, полностью решающих две прочие задачи, нет. Но имеются системы, принятые на вооружении (в США, Италии), у которых выравнивающие механизмы отчасти решают и эти задачи. В них хоботы могут получить вращение не только вокруг вертикально расположенных шарниров, но и около горизонтальных шарниров. 6. Горизонтирующие механизмы О" В многохоботовых лафетах, применяемых почти исключительно в универсальных орудиях, предназначенных и для стрельбы по воздушным целям, недостаток выравнивающих механизмов описанного типа, не ставящих главную ось вертикально, является недопустимым. В случае стрельбы но быстро движущимся аэроцелям угол попорота может изменяться в широких пределах, а при этих условиях угол наклона оси цапф тоже будет изменяться довольно резко. Это изменение придется учитывать непрерывно, что представит большие затруднения. Между тем, если главную ось (ось боевого штыря 2, рис. 129) поставить вертикально, то эти затруднения отпадут. Вот почему в универсальных системах, кроме выравнивающего механизма, необходимо еще наличие механизма, ставящего главную ось вертикально, - так называемого горизонтирующего механизма. Широко применяется соединение главной оси со столом (тумбой) при помощи шарового шарнира или шарнира, позволяющего боевому штырю вращаться во всех направлениях, - шарнир Гука или подвес на трех взаимно перпендикулярных осях. Нижний конец боевого штыря соединяется с тумбой или хоботами при помощи винтов, причем винты закрепляются в этих частях (рис. 129) также шаровыми шарнирами. Подвинчиванием винтов в ту или другую сторону перемещают нижний конец боевого штыря и, стало быть, получают возможность поставить его ось вертикально. Рис. 129. Схема горизонтирующего механизма: 1-вертлюг; 2-боевой штырь; 3 - тумба ГЛАВА 15 1. Расположение прицельных приспособлений на стволе В конце прошлого века и даже в самом начале текущего прицел представлял собой прямой стебель, вставлявшийся в гнездо на стволе, расположенное почти у казенного среза ствола. Деления были в линиях (линейных мерах). Установка производилась вручную, и в требуемом положении прицел закреплялся зажимным винтом. Такое расположение прицела, на стволе, было крайне неудобно, нельзя было наводить, когда производилось заряжание, да и самая установка прицела требовала много времени. На время отката и наката приходилось наводку прекращать. 2. Расположение прицельных приспособлений на люльке С введением систем с откатом ствола по оси прицел начали располагать на люльке и перенесли его вперед от казенного среза для возможности одновременного производства заряжания и наводки. Для установки прицела применяются подъемные механизмы в прицела'х 1. Расположение прицельных приспособлений на люльке позволило вести наводку не только одновременно с заряжанием, но и даже во время отката и наката, что привело к увеличению скорострельности. Но подобное расположение прицельных приспособлений уже не удовлетворяет артиллеристов. В самом деле, при изменении углов возвышения в широких пределах приходится выжидать, пока прицельное приспособление придет на линию визирования. В особенности неудобно такое расположение прицельных приспособлений в орудиях, приводимых к углу заряжания после выстрела, хотя в большинстве этих систем и устраивают такое соединение быстро действующего и обычного (силового) подъемных механизмов, что ими можно действовать одновременно. Наконец, наводчик оказывается сильно загруженным: установка углов прицеливания, места цели, деривации, выполнение гори- 1 Подъемные механизмы в прицелах в отдельных случаях применялись и в 80-х годах прошлого столетия. 166 зонтальной и вертикальной наводок, причем для последних двух действий он работает поворотным и подъемным механизмами, требующими для работы значительных усилий. 3. Расположение прицельных приспособлений на станке (вращающейся части) В настоящее время прицельные приспособления монтируются на вращающейся части, а не на качающейся, как это делалось раньше. При таком расположении прицельные приспособления могут быть отнесены достаточно далеко от качающейся и откатывающихся частей, с тем чтобы по возможности достигнуть удобного выполнения наводки. То обстоятельство, что линия прицеливания при этом все дальше отходит от оси ствола, не имеет серьезного значения при современных больших расстояниях, на которые ведут огонь, и по целям сравнительно больших размеров. Более серьезной в этом случае является необходимость связать прицельное приспособление с качающейся частью: для выполнения наводки нужно, чтобы углы, отсчитанные на прицеле, могли быть приданы оси канала ствола. Эта связь достигается часто следующим образом (рис. 130). На оси 2, укрепленной на 9 станке параллельно оси цапф люльки, может качаться коробка /, в которой помещается стебель прицела 3. На цапфе люльки 5, при помощи рычага 6, шарнирно закрепляется тяга 4; дру- ______х гой конец'этой тяги также шарнирно 4 связывается С коробкой прицела /. Рис. 130. Схема крепления при-При этом необходимо, чтобы ось цельных приспособлений на цапф люльки, ось цапф коробки и станке: два упомянутых шарнира тяги 4 ^y^f^(tm)^t*?? в проекции на вертикальную пло- "и; "-рычаг скость были вершинами параллело- грама. Если нулевая линия прицеливания будет параллельна стороне 2-5 этого параллелограма, то при выдвигании стебля прицела линия прицеливания составит с ней угол, отвечающий высоте прицела1. Действуя подъемным механизмом, поднимают или опускают казну, а вместе с этим отклоняют в ту или другую сторону рычаг 6 и посредством тяги 4 коробку / вместе с прицелом. Следовательно, работая подъемным механизмом, можно придать линии прицеливания должное направление. В это время и сторона 2-5 составит со своим первоначальным направлением тот же угол, на который был установлен прицел, а так как она всегда параллельна оси ствола, то следовательно, последний повернется в вертикальной плоскости на этот же угол. 1 Нулевая линия прицеливания может составлять и угол с линией 2-5. Это предположение нами введено для простоты. 167 Такой прием крепления прицельных приспособлений имеет большое преимущество по сравнению с обычно применявшимся креплением на люльке. В самом деле, их можно расположить в любом месте, где удобнее. Кроме того, при креплении на люльке в значительном удалении прицела от оси цапф, при придании больших углов возвышения прицельные приспособления резко изменяют высоту расположения окуляра, и наводчик должен за этим следить. Расположить же прицельные приспособления близко к оси цапф часто не удается. При расположении прицельного приспособления на станке окуляр прицела при наводке описывает дугу весьма небольшого радиуса и поэтому остается почти на одной и той же высоте над местностью. 4. Индикаторный прицел В последнее время стали применять прицельные приспособления, устроенные так, что вертикальную наводку выполняют два человека, но в ином порядке, чем это делается при независимой линии прицеливания. А именно, наводчик производит все установки прицела (устанавливает угол прицеливания, места цели, деривацию, устанавливает угломер и поперечный уровень), после этого при помощи подъемного механизма прицела приводит пузырек бокового уровня на середину. При установке углов, отсчитываемых в вертикальной плоскости, и придании их прицелу двигается прицельная стрелка, которая алгебраически суммирует все эти углы, и когда пузырек бокового уровня станет на середину, все перечисленные углы (в вертикальной плоскости) будут выражаться углом между осью бокового уровня и прицельной стрелкой, - прицельная стрелка займет определенное положение в пространстве, составляя с горизонтом угол возвышения. Другой человек, работая подъемным механизмом, подводит связанную параллелограмом с качающейся частью орудийную стрелку к стрелке прицельной, чем и придает стволу требуемый угол возвышения. В схеме расположение такого прицельного приспособления, называемого полунезависимой линией прицеливания, а также индикаторным прицелом, изображено на рис. 131. На станке / на цапфе 2 качается коробка 3 с прицелом 4, боковым уровнем 5, поперечным уровнем 6, барабанами для отсчета установки прицела 7 и места цели 8. Прицельное приспособление при помощи привода 9 может качаться в плоскости, перпендикулярной плоскости стрельбы, для установки поперечного уровня в горизонтальное положение. Вся коробка вместе с прицельной стрелкой // при помощи винтового подъемного механизма 10 может качаться вокруг цапфы 2. На цапфе 2 свободно сидит орудийная стрелка 12. Последняя имеет отросток 13, который при помощи шарнирной тяги 14 связывается с рычагом 15 на цапфе люлькк 16 так, что ось папфы 2, ось шарниров 17 ц 18 и ось цапф люльки 16 в верти- 168 калькой проекции являются вершинами параллелограма. Если при помощи подъемного механизма качать качающуюся часть, то указанный параллелограм будет изменять свою форму, орудийная стрелка будет вращаться вокруг цап- Вид фы 2, и она может быть "о стрелке приведена в совпадение своим указателем /#-# с указателем на прицельной стрелке 11. Когда это будет достигнуто, орудию будет придан желаемый угол возвышения. Индикаторный прицел представляет следующие выгоды: наводчик работает с небольшими механизмами, требующими незначительных усилий, почему его работа выполняется спокойно, без больших напряжений; окуляр постоянно находится почти на одной и той же высоте; прицельное приспособление, не будучи связано с качающейся частью, допускает выполнение наводки с одновременным выполнением других действий по подготовке орудия к выстрелу и при откате и накате. Рис. 131. Схема расположения индикаторного прицела: j - станок; 2-цапфа для коробки прицельного приспособления; 3-коробка прицела; 4- прицел; 5- боковой уровень; 5-поперечный уровень; 7-барабан прицела; 8- барабан углов места цели; 9 - привод поперечного качания прицела; 10 - подъемный механизм прицела; 11 - прицельная стрелка; 12 - орудийная стрелка; А?-отросток орудийной стрелки; 14- шарнирная тяга; 15- рычаг; 16. - цапфа люльки; 17 и 18 - шарниры ГЛАВА 16 УСТРОЙСТВО ЛАФЕТА КАК ПОВОЗКИ 1. Устройство осей Оси лафетов, называемые боевыми осями, подвергаются при выстреле сильным ударам. В лафетах с откатом ствола вдоль его оси боевая ось и колеса при выстреле испытывают нагрузки меньше тех, которые действуют на эти части при движении (перевозке) орудия, в особенности если скорости движения большие. Поэтому в этих системах лафетов необходимо рассчитывать ось и колеса, сообразуясь с нагрузками, действующими при перевозках, а не только с теми, которые действуют на них при выстреле. Надлежащая прочность боевых осей могла бы быть достигнута увеличением поперечных размеров их. Однако это невыгодно, так как оси при этом получаются тяжелыми. В целях уменьшения веса осей, при достаточной их прочности, подбирают для их изготовления сталь высоких механических качеств. По длине ось может быть подразделена на три части (рис. 132): среднюю, на которую и опирается лафет или повозка, называемую лопастью, и два конца, примыкающие к лопасти с обеих сторон. На концы, имеющие коническую форму, надеваются колеса. Для колес с роликоподшипниками концы осей делаются другой формы. В них края конца оси имеют форму, соответствующую форме подшипника, и отделываются тщательно. В средней же части конец оси делается обычно меньшего диаметра и отделывается менее тщательно. Для того чтобы колеса не сближались, перемещаясь вдоль по оси, концы оси отделяются от лопасти корневыми утолщениями цилиндрической формы. Лопасти делаются либо прямоугольного, либо круглого сечения, либо П-образными. Часто оси делаются трубчатыми. Геометрические оси конических концов осей обычно не идут по продолжению геометрической оси лопасти, а опускаются несколько книзу с таким расчетом, чтобы нижние производящие концов составили прямую, параллель- 170 Рис. 132. Боевая ось: 1 - лопасть; 2 - корневые утолщения; 3 - концы для надевания колес ную геометрической оси лопасти. Такое устройство концов принято для устранения сбегания колес наружу. Чтобы удержать колесо на оси, в концах ее, выходящих из ступиц колес, проделываются сквозные отверстия, в которые вкладываются чеки. При движении торец ступицы колеса стирался бы чекой, что привело бы к порче колеса и чеки. Для предупреждения этого между чекой и ступицей на конец оси надевают выходную шайбу или колпак (рис. 133) с отверстиями, совпадающими с отверстиями конца оси. Колпак на конце оси зачековывается. В верхнем конце чеки делается головка, ограничивающая продвигание чеки в отверстие; на нижнем ее конце 3^ делается отверстие, через которое пропускается раздвижное кольцо, предупреждающее потерю чеки. Есть также много других приемов для удержания колеса на оси. В настоящее Рис.133. Закрепление колеса па оси; ВреМЯ Чаще ВСеГО КОЛПаК На- 7_ступица; 2_конец оси; З- колпак; винчивается на навинтованный 4- чека конец оси. Кроме всех перечисленных частей, на осях устраиваются иногда части для крепления щитового прикрытия, поворотного механизма, рессор и тормозных приспособлений. Для увеличения легкости на ходу полезно увеличивать радиус колес. Но с увеличением радиуса колес повышается расположение центра тяжести повозки и уменьшается ее устойчивость при движении. В лафете же, сверх того, увеличивается его тенденция подпрыгивать при стрельбе, т. е. уменьшается устойчивость. Для ослабления неудобств, связанных с большой величиной радиуса колес, оси нередко делают коленчатыми (рис. 134). Как известно, при малых -___-о^/' \NN"-----, углах возвышения лафет CI1-U-" NO---- при стрельбе имеет боль- шее стремление прыгать. Рис. 134. Коленчатая ось Напротив, при больших уг- лах возвышения это стремление ослабляется, причем в этом случае казна опускается низко между станинами и при откате может удариться о землю. Поэтому при больших углах возвышения без вреда для 'устойчивости лафета можно увеличить его высоту, благодаря чему освободится место для отката ствола. Все эти требования удовлетворяются устройством коленчатой оси так, что она может поворачиваться и ее концы могут занимать либо положение нормальное, показанное на рис. 134 сплошными линиями, либо (при стрельбе под большими углами) - положение, обозначенное пунктирными линиями. Эта мера осуществлена, например, в 7Q-MM горной пушке обр. 1909 г. 171 В настоящее время оси, как цельные стальные балки, часто заменяются прочными концами для ступиц колес, прикрепляемыми различными способами к станинам или основному столу лафета. Нередко оси делают составными из нескольких частей (трех), соединяемых шарнирно, причем оси шарниров располагаются либо вертикально, либо горизонтально. Первое расположение выгодно в походном положении в смысле достижения большей поворотливости, подобно автомобилям. 2. Устройство колес В артиллерии применяются колеса деревянные и металлические. В системах сравнительно небольшого веса часто применяют колеса грузовых автомашин, что является весьма выгодным в экономическом отношении. Деревянное колесо (рис. 135) состоит из деревянного обода 2, стянутого железной или стальной шиной 7, деревянных спиц 4 и стальной, или железной, или, наконец, деревянной ступицы 6. Обод составляется из косяков, гнутых либо выпиливаемых из куска дерева так, чтобы по возможности меньше перерезались волокна дерева. На изготовление обода и спиц употребляют дубовое дерево, хорошо высушенное. Чтобы косяки не могли сместиться, в выемки, выделанные на наружной их стороне, вставляются дубовые шпонки и косяки стягиваются шиной. Обод с шиной скрепляется при по- Рис. 135. Деревянное колесо: мош-и болтов. Спицы либо /-шина; 2-обод; 3-застрига; .-спица; 5-всад; ВСТ8ВЛЯЮТСЯ В ГНСЭДЗ, ВЫ-^--ступица; 7-втулка; 8-болт; 9- шпонки; 10- винт ДОЛОЛСННЫе В КОСЯКЗХ своими застригами 3, либо входят в гнездо особого железного башмака, который своими краями охватывает косяки с боков, чем и достигается связь их между собой, почему в этом случае шпонка не делается. Концы спиц, противоположные застригам, называемые вса-дами 5, образуют круговой свод, в который вставляется ступица 6. На ступицу надевается шайба, которая притягивается болтами к закраине ступиц. Эти болты проходят через всады спиц и таким образом скрепляют их со ступицей. 172 /? В ступицу вставляется бронзовая втулка 7 или вкладыши, удерживаемые в ступице винтом 10. Во втулке делаются канавки, в которых удерживается коломазь или минеральная мазь1, а также в них собираются посторонние тела (песок, пыль), могущие случайно попасть внутрь втулки. Все это: разнородность металлов втулки и конца оси, смазка, устранение посторонних тел - способствует уменьшению трения на концах осей, а следовательно, уменьшению их износа и достижению большей легкости на ходу. Для уменьшения трения в ступицах устраиваются втулки, наполняемые смазкой, причем принимаются меры к возможно надежному закрыванию втулок, как в целях удержания смазки, так и для предупреждения ее засорения. Вводятся также плавающие втулки, ролико- и шарикоподшипники. При этом обычно применяются роликоподшипники с коническими роликами, с тем чтобы устранять набегание колес в ту или другую сторону. Плавающая втулка представляет трубу, свободно вставляемую в ступицу и свободно охватывающую, при надетом на ось колесе, конец оси. При движении повозки втулка либо удержится трением в ступице и будет вместе с ней вращаться вокруг конца оси, либо, наоборот, она удержится трением на конце оси, и ступица будет вращаться вокруг неподвижной в этом случае втулки. Таким образом, всегда будет преодолеваться меньший момент трения. Для распределения смазки на обе поверхности втулки в стенах ее делаются отверстия. В артиллерии для уменьшения трения на концах осей применяют шарико- и роликоподшипники, но чаще роликоподшипники. Спицы располагаются не в плоскости обода, а составляют с ней небольшой угол (5-7°) - образуют так называемый на-бро в. Благодаря наброву колесо получается более упругим, и усилие, выламывающее спицу при наклонах местности и толчках, будет направлено в одну и ту же сторону, а не в разные. В самом деле, пусть спицы расположены (рис. 136, а) в плоскости обода, и повозка стоит на скате. Реакция местности R направлена вертикально. Разложим ее на направления спиц и ската, тогда ясно видно, что касательная сила Т выламывает спицу вышестоящего колеса наружу, а нижестоящего-внутрь. Нормальные силы А/ вжимают спицы в ступицу. При наличии на- брова, как видно из рисунка б, касательные силы Т, выламыва- ------ ^ 1 Коломазь представляет смесь 4 частей несоленого говяжьего сала, 4 частей несоленого свиного сала и 1 части графита, которые тщательно смешиваются в нагретом состоянии. Для предохранения от порчи в коломазь прибавляют небольшое количество дегтя (I 200 г на 15 кг). Колесная минеральная мязь: 75- 80% нефтяных остатков, 12% едкой извести и 10--12% гярпиуса (канифоли). 173 б Рис. 136. Значение наброва: о - колеса без наброва; б - колеса с набровом ющие спицу, и для верхнего и для нижнего колеса направлены наружу, благодаря чему спицы менее подвергаются расшатыванию, которое особенно вредно. Однако это справедливо, пока угол наброва больше угла наклона местности. Если же угол наклона местности будет больше угла наброва, то и в этом случае касательные силы Т будут у верхнего колеса выламывать спицу наружу, а у нижнего - внутрь. Как было указано выше, для достижения легкости на ходу полезно увеличивать ширину шины. Однако с увеличением ширины шины быстро растет вес колеса, который и без того получается большим. Например, вес пары деревянных колес 76-мм дивизионной пушки при диаметре в 132 см и ширине шины в 5,7 см составляет около 147 кг, а у 152-мм осадной пушки обр. 1910 г.- 435 кг (диаметр 1500 см и ширина шины 15 см). Поэтому ширину шины подбирают так, чтобы давление на единицу поверхности шины, при грунте средних качеств, было не настолько велико, чтобы шина погружалась в грунт (проделывала колею). При этом, однако, в случаях движения по более мягкому грунту колесо будет загрузать. В особенности такое загрузание возможно при стрельбе, когда, помимо давления веса системы, колеса будут надавливаться на основание еще и вертикальной слагающей отдачи или сопротивления тормоза в упругих системах. Для устранения этого к колесам некоторых тяжелых 5 систем приняты особые баш- Рис. 137. Башмачный обод: мачные пояса (рис. 137). 7-деревянные колодки; 2-обод колеса; 5-шар- БаШМвЧНЫЙ ОбОД СОСТОИТ ниры; 4-спицы; 5-башмаки ИЗ ШИННЫХ бЗШМЗКОВ О, СВЯ- зываемых последовательно друг с другом при помощи шарниров 3. К этим же шарнирам пристегиваются деревянные колодки /, ширина которых раза в два больше ширины шины. При надетом башмачном ободе колесо опирается на основание через их посредство, причем площадь опоры увеличивается еще и по той причине, что колодки имеют плоские поверхности. В настоящее время колеса чаще всего имеют резиновые шины. Различают три вида резиновых шин: 1) грузошина, представляющая сплошную массивную резиновую ленту, охватывающую снаружи обод, подобно стальной шине; 2) пневматические шины (как в автомашинах); 3) шины с губчатым каучуком (ГК), в которых баллон шины наполняется каучуком в виде губок, с очень маленькими порами. Для удержания резиновой грузошины 1 (рис. 138) на ободе 2 она скрепляется со стальной шиной 3, на которой сделаны желобки. В эти желобки своими выступами входит резиновая шина. В свою очередь, шина 3 удерживается от спадания с обода закраиной а и с другой стороны - кольцом 4, входящим в желобок на шине 3. Кольцо 4, для того чтобы его 171 можно было завести в желобок шины, делается разрезным. При заведении его в желобок его сжимают и вставляют в желобок; вследствие пружинности оно расправится и плотно приляжет ко дну желобка. Для предупреждения выпадания кольца между его срезами вставляется пластинка 5 в виде клина. Пластинка укрепляется на ободе винтами. Грузошины мало, эластичны; для уве- ^ личения эластичности в них иногда де- з лают поперек шины каналы. Ободы с пневматической шиной и '/" шиной ГК имеют сходное устройство 2 (рис. 139). На металлический, обычно штампованный, обод 1 надевается шина, w состоящая из резинового баллона 2, Рис. ies. Деревянное колесо холщевой прорезиненной покрышки 3 с грузошкной: И реЗИНОВОГО ПрОТеКТОра 4. БаЛЛОН 2 /-грувошина; 2 - обод; 3 - сталъ-ЗЗПОЛНЯеТСЯ СЖаТЫМ ВОЗДУХОМ ИЛИ Губ- ная шина;,4 ~ Раз^езное кольцо; * 5- ПЛйСТИНКЗ чатым каучуком. На наружной поверхности резиновых шин делаются различного вида углубления, назначение которых: в ведущих колесах - увеличить сцепление с полотном пути, а в артиллерийских колесах" не имеющих назначения везти повозку, а только перекатывать ее, - уменьшить скольжение колес, в особенности в стороны, на косогорах и скользкой дороге. Резиновые шины по сравнению с металлическими представляют ряд выгод: 1) они хорошо рессорят, в особенности пневматические и ГК, и 2) при движении они деформируются, вследствие чего поверхность опоры увеличивается, и они менее погружаются в грунт1. Но вследствие их рессорности они менее удобны при стрельбе, так как вызывают некоторое сбивание системы при выстреле. В системах большого веса применяются для уменьшения удельного давления на ободе колеса спаренные колеса, т. е. на концы осей надевается не одно, а два колеса. Надевают два колеса, а не Об °ДНО> в иелях облегчения замены колес. Приме-к о леса с'шиной няют также тележки с четырьмя колесами. В не-ГК: которых системах применяют гусеничные ходы. /-металлический ГуССНИЧНЫЙ ХОД (рИС. 140) уСТрЗИВаеТСЯ ПО СЛ6- Об5-'п?крышка-он; ДУю-Дей схеме. На ось / вместо колес наде-4- протектор вается прочная балка 2, которая на конце оси может качаться. На концах балки укреплены на осях колеса 3, направляющие охватывающую их гусеницу 4. Последняя представляет ленту, составленную из отдельных звеньев - траков, соединенных шарнирно друг с другом. С внутренней стороны на гусеницу опираются четырехколесные тележки 5, 1 При металлической шине и твердом грунте удельное давление колес на полотно очень велико. Оно измеряется отношением веса, приходящегося на одно колесо, к ширине шины, почему эти колеса легко прорезают колеи и портят полотно дороги. 175 поддерживающие при помощи рессор 6 балку. Тележки 5 обладают некоторой продольной гибкостью. Верхняя часть гусеницы поддерживается от провисания роликами 7, укрепленными на балке. Для этой же цели одно из колес 3 соединяется с балкой так, что может не только вращаться, но и двигаться вдоль балки. Ползун, в котором укреплена ось этого колеса, пружиной отжимается к концу балки, чем и достигается натяжение гусениц. Траки на наружной поверхности имеют выступы для предупреждения скольжения гусеницы на поворотах 564 i 5- 6 Рис. 140. Гусеница: 1 - ось; 2 - балка; 3 - колеса; 4 - гусеница; 5 - тележка; 6 - рессора; 7 - ролик и косогорах. С внутренней стороны на траках делаются выступы, входящие в желоба на ободах колес 3, чем устраняется соскальзывание с них гусеницы. Часто одно из колес 3 делается зубчатым и сцепляется с гусеницей. В балке укрепляется лебедка, которая может быть сцеплена с этим зубчатым колесом. Действуя лебедкой, можно перемещать систему на небольшие расстояния, например при установке системы на позиции или при перемене направления стрельбы на большой угол. 3. Подрессоривание С развитием механической тяги, являющейся особенно выгодной при больших переходах и с большими скоростями, орудийные системы приходят сравнительно быстро в расстройство: разбалтываются скрепления, ослабевают гайки, сильные толчки и удары вредно отражаются на механизмах, в особенности на поворотном, подъемном и т. п. Для уменьшения общего разбалтывания системы применяют подрессоривание. Для сохранения подъемного и поворотного механизмов требуется надежное крепление качающейся и поворачивающейся частей, крепление по-походному. Подрессоривание обычно сводится к применению резиновых шин, сплошных или пневматических, и рессор. Оба эти средства, будучи весьма действительными с точки зрения сбережения системы при движении, имеют, однако, существенный недостаток при стрельбе, приводя к подпрыгиванию системы и дрожа- 176 нию вследствие того, 4to пружины (рессоры) успокаиваются не сразу, а только после ряда колебаний. Колебания эти вследствие несимметричного расположения усилий различны в разных рессорах, что еще более усложняет дело. Между тем система в бою должна быть достаточно жесткой, поэтому в лафетах подрессоривание нужно устраивать так, чтобы рессоры на время стрельбы можно было легко выключать, а на поход включать. Очень распространено подрессоривание, устроенное по следующей схеме (рис. 141). Рессора 4, составленная из листов стали, при помощи обоймы 5 скрепляется со столом лафета. Концы рессоры при помощи подвесок 6 шарнирно соединяются с осью 2. Ось проходит через гнездо в столе значительно больших размеров, чем сечение оси, в особенности в вертикальном направлении, почему при движении повозки ось может перемещаться в этом гнезде, или стол может двигаться относительно хода. В боевом положении ось соединяется со столом шарнирно при помощи штыря 7, вдвигаемого в отверстия в столе и в боевой оси,- рессора выключается. Ось, качаясь вокруг штыря 7, допускает нажатие на грунт обоих колес и хоботов при неровностях местности (выравнивающий механизм). При переходе из походного положения в боевое вдвигание штыря 7 может представить затрудне- -LJ" ние или даже стать невозможным Рис< 141. Подрессоривание: ВСЛеДСТВИе НеСОВПаДеНИЯ ОТВер- ;"стол; 2_ось; 3- колеса; 4-рессо-СТИЙ ДЛЯ НеГО В СТОЛе И ОСИ. ДЛЯ ра; 5 -хомут; 6 - подвески; 7-штырь устранения этого входящий конец штыря делают коническим (ловящим), что в системах небольшого веса часто оказывается вполне достаточным. В системах же тяжелых для приведения указанных отверстий в совпадение применяют домкраты, укрепленные в столе. При подъеме станка домкраты опираются на ось. Для задвигания штыря устраивают особые механизмы в виде, например, винта; при вращении винта штырь с него свинчивается и продвигается в ту или другую сторону (рис. 142). Нередко соединяют штырь (рис. 143) при помощи коромысла 4, укрепленного шарнирно на столе, с рычагом одного из хоботов; при разведении хоботов рычаг 5 при помощи шарнира повернет коромысло 4 около оси, скрепляющей его со столом 1. Другим концом коромысло будет вдвигать штырь 3 в отверстия в столе и оси 2. При сведении хоботов штырь, наоборот, будет выдвигаться. На рис. 143 пунктиром показано положение коромысла и штыря при раздвинутых хоботах (в боевом положении). Известно очень много видов подрессоривания, равно как и механизмов для включения и выключения рессор. Мы ограничимся только описанными. 12 Курс артиллерии 177 При применении рессор, в особенности мягких, необходимо вводить амортизаторы для успокоения их, иначе при ряде последовательных толчков колебания будут увеличиваться, что может привести к ударам кузова по оси. Амортизаторы бывают весьма разнообразного устройства, построенные на различных принципах: на использовании силы трения, пружинные, гидравлические и пневматические. Сущность Рис. 142. Устройство штыря с винтом: / - стол; 2 - ось; 3 - штырь; 4 - винт Рис. 143. Устройство штыря, передвигаемого хоботом: / - стол; 2 - ось; 3 -• штырь; 4-коромысло; 5 - рычаг; 6 - хобст действия амортизаторов сводится к тому, чтобы они, не мешая действию рессор, уменьшали колебания, затормаживая их. Для перевозки с достаточной скоростью старых систем, у которых отсутствует подрессоривание, применяются особые хорошо подрессоренные тележки, на которые устанавливаются системы и перевозятся в виде прицепок. 4. Крепление по-походному Вопрос о креплении по-походному разрешается чрезвычайно разнообразно: при помощи балок, оттяжек и засовов, скрепляющих жестко качающиеся и поворотные части с нижним станком. Особое значение имеет крепление, разгружающее поворотный механизм. В нем должно быть предусмотрено не только закрепление, но также и приведение поворотной части в среднее положение, в противном случае груз будет расположен несимметрично относительно направления тяги, что приведет к крайне неспокойному движению повозки. Крепление должно быть настолько надежным, чтобы подъемный и поворотный механизмы не испытывали никаких ударов. В некоторых системах в походном положении подъемный и поворотный механизмы выключаются, т. е. сцепление передач нарушается, а при переходе в боевое положение восстанавливается. Такое решение следует признать вполне целесообразным. Механизмы крепления по-походному замедляют переход орудия из походного положения в боевое, почему желательно их устраивать так, чтобы крепление и разъединение обоих механизмов совершались одновременно и быстро. Если система подрессорена, то желательно, чтобы одновременно происходило включение и выключение рессор. 178 В повозках, задний ход которых составляет орудие, чаще всего боевая ось на походе является сильно нагруженной по сравнению с осью переднего хода, что невыгодно с точки зрения легкости на ходу: задние колеса будут сильно погружаться в грунт, и всякие случайные задержки, препятствия в движении заднего хода, нарушающие равномерность его движения, будут передаваться сильными, резкими толчками на передний ход, который, будучи легким, особенно чувствителен к ним. Все это скажется тем сильнее, чем тяжелее система. Поэтому в системах тяжелых, кроме крепления по-походному, необходимо еще предусмотреть меры для более равномерного распределения груза на оба хода, например, оттягивание откатывающихся частей в такое положение, при котором нагрузка обоих ходов будет более равномерной, или снятие части груза (ствола) на особую повозку. Это также приводит к увеличению времени на переход из походного положения в боевое и обратно, почему необходимо ввести в систему особые механизмы, облегчающие и ускоряющие данную работу. 5. Способы соединения ходов Многие требования к повозкам (поворотливость, гибкость, независимость ходов) удовлетворяются главным образом путем надлежащего способа соединения ходов - переднего и заднего. В орудийных системах применяется почти исключительно следующий способ. В хоботе лафета, представляющего задний ход повозки, устраивается шворневое отверстие или шворневая воронка (кольцо). На передке (переднем ходе повозки) имеется шворень или крюк. Для соединения обоих ходов шворневая воронка надевается на шворень (крюк) передка. Устройство это в зависимости от веса системы и условий ее маневрирования может быть двух типов. В легких системах, предназначающихся для быстрых передвижений по всякой местности, применяется соединение ходов, допускающее большие углы поворота для обеспечения гибкости и независимости ходов. В системах тяжелой артиллерии, совершающей движение преимущественно по дорогам и сравнительно медленно, углы поворота могут быть значительно меньше. Кроме того, в этих системах давление хобота на передок, вследствие большого веса системы, слишком велико, почему, как об этом будет сказано далее, особо необходимо принять меры для получения так называемого уравновешивания дышла. Соединение ходов в легкой артиллерии устраивается следующим образом (рис. 144). К хоботу / лафета приклепывается шворневая лапа 2 с шворневым кольцом. В шворневое кольцо вставляется шворневая втулка 3. К снице переднего хода 8 прикрепляют шворень 5, на который и надевается, при соединении ходов, шворневое кольцо лафета или зарядного ящика. Шворень укрепляется в снице не неподвижно, а так, чтобы 12* 17| Рис. 144. шворня: / - хобот; 2- шворневая лапа; 3~ шворневая втулка; 4 - сошник; 5 - шворень; 6 - буферы; 7 -- ключ; 8 - сница переднего хода он имел возможность наклоняться в разные стороны и чтобы его наклоны при этом, по возможности, менее резко сообщались переднему ходу; между шворнем и лапой имеются каучуковые буферы 6. Благодаря этому все неравномерности движения ходов менее беспокоят ло-.(Ui I шадей. Например, при пе- реходе через какое-либо препятствие передний ход задержался, тогда задний ход, сохраняя прежнюю скорость, ударит шворневым кольцом по шворню, нажмет его вперед, и это Соединение ходоз помощью нажатие, не будь других частей, целиком передастся дышлу, которое и дернет лошадей. При упругом же закреплении шворень под давлением хобота наклонится в ту или другую сторону, сожмет буферы, и давление на передний ход будет уменьшено на величину усилия, потраченного на изменение буферов. Ключ 7 служит для предупреждения соскакивания шворневого кольца со шворня. Крючки для вальков и дышло соединяются с рамой не жестко, а упруго, при помощи буферов или пружин, для сбережения движителей. 6. Тормозы Для торможения повозок сначала применяли простые тормозы в виде каната с клепнем. Канат прикреплялся к заднему ходу. При необходимости тормозить клепень вкладывался между спицами колеса заднего хода, и вращение этого колеса прекращалось- оно начинало скользить. Этим и достигалось торможение. Другой вид тормоза, сходный с предыдущим,- это башмак, прикрепленный на цепи к заднему ходу. При необходимости затормозить движение башмак кладут на пути движения заднего колеса, последнее накатывается на башмак и затем скользит вместе с ним. В этом тормозе изнашивается башмак, а не шина, что, конечно, более выгодно. Для растормаживания при этих тормозах нужно было повозку остановить, откатить ее несколько назад и вынуть клепень или башмак, что также представляло существенные неудобства. В настоящее время наравне с описанными тормозами применяются тормоза главным образом следующих конструкций. 1. Башмачный тормоз (рис. 145). Лапы 1 с башмаками 4, шарнирно прикреплены к заднему ходу и посредством тяг 2 соединяются шарнирно с коромыслом 3. Действие тормоза понятно из рисунка. При вращении маховика, вследствие ввинчивания (или вывинчивания) винта 6 из матки, общая длина тяги будет укорачиваться (удлиняться), и башмак 4 прижмется (отойдет) к ободу левого колеса. 180 Продолжая вращать маховик, повернем коромысло, отчего нажмет на свое колесо и правый башмак. Второй маховик служит для действия тормозом с другой стороны щита. 2. Ленточный тормоз (рис. 146). Со ступицей колеса составляет одно целое барабан 7. На оси 5 закреплен сектор 2. На секторе закрепляется один ко- нец стальной 4 ленты охваты- Рис. 145. Башмачный тормоз: 1-лапы; 2 - тяги; 3-коромысло; 4- башмаки; 5 - матка; 6 - винт Рис. 14S. Ленточный тормоз: 1 - барабан; 2 - лента; 4 - • сектор; 3 - стальная рычаг; 5- ось вакхцей барабан. Другой конец ленты скрепляется с рычагом 4, который шарнирно укрепляется на секторе 2. Сектор 2 неподвижно посажен на ось хода. При вращении верхнего конца рычага назад (по стрелке, рис. 146) лента плотно приляжет к барабану, и на соприкасающихся поверхностях разовьется большая сила трения, которая и явится тормозящей. Чтобы не держать рычаг 4 во все время торможения, на нем имеется защелка, заскакивающая в зубцы неподвижного сектора и тем удерживающая рычаг в приданном ему положении. 3. Колодочный тормоз. К ступице колеса также приделывается (рис. 147) барабан /, внутри которого помещается диск 2, неподвижно закрепленный на оси 3. На этом , диске на шарнирах подвешиваются две колодки 4. Между нижними концами колодок проходит ось 5 с двумя диаметрально противоположными кулаками 6. На оси 5 насажена рукоять. Если повернуть рукоять, то кулаки, нажимая на колодки, разведут их, и колодки сильно прижмутся к барабану. Рычаг удерживается в приданном ему положении при помощи защелки, так же как в ленточном тормозе. Для того чтобы колодки не могли болтаться, когда торможение не производится, их нижние концы стягиваются пружиной 7, 7 Рис. 147. Колодочный тормоз: 1 - барабан; 2 - диск; 3-ось; 4-колодки; 5-ось рукояти; 6 - кулаки; 7 - пружина ГЛАВА 17 С устройством передков и зарядных ящиков познакомимся, рассмотрев какой-либо конкретный образец, например передок 76-мм дивизионной пушки. На рис. 148 изображена основная рама передка (вид снизу). Основу рамы составляют сницы /. Спереди к раме прикрепляется вага 2 и посредине - коробка 3. Для придания всей раме жесткости к ней приклепаны угольник 4 и оттяжки 17. Сзади к раме Рис. 148. Рама передка: 1 - сницы; 2 -вага; 3-коробка; 4 - поперечный угольник; 5 - буферная вилка; 5-подвязь щзорневой лапы; 7 - шворневая лапа; 8-шворень; 9 - кронштейны; 10 - подвязь оси; // - шайба дышлового подвеса; 12- крючки для вальков; 13 - шайба к буферу; 14- буфер; 15 - ось; 16 - букса; 17 ~ оттяжка прикрепляется подвязь 6 к шворневой лапе 7, укрепленной также в коробке 3. На шворневой лапе крепится шворень 6'. По бокам к раме прикреплены кронштейны 9, между которыми получается гнездо для оси 15. Там же, где крепятся к раме кронштейны, к ней прикрепляется буферная вилка 5. К ваге прикрепляются крючки для вальков 12 и шайба дышлового подвеса //. На раме укрепляется короб из листового железа, разделенный на гнезда. В последние вкладываются лотки с патронами (рис. 149), т На рис. 148 видны детали устройства подрессоривания при помощи буфера. Буфер 14 расположен между буферной вилкой 5 и осью, причем он в эти части упирается посредством шайб 13. Для уменьшения изнашивания оси на нее накладывается букса 16, которая и скользит между кронштейнами. Рис. 149. Вид передка 2. Детали устройства повозок На рис. 150 показано устройство шворня, которое понятно без пояснений. Благодаря наличию резиновых буферов шворень Рис. 150. Шворень: 7-шворневая лапа; 2-нижняя тарелка; 3-буфер; 4-верхняя буферная тарелка; 5-шворень; 6 - контрбуфер; 7'- шайба может отклоняться в стороны, как это показано на рисунке справа, чем достигается смягчение ударов. На рис. 151 показан дышловой подвес (упругое дышло Каргина). Дышловой подвес 183 имеет назначение смягчать всякие толчки, которые могут передаваться от одного хода другому. Благодаря этому работа движителя производится спокойно. На нижнем рис. 151 изображено положение дышла в любой проекции, в том случае, когда через дышло передается какое-либо усилие (например поворот налево, подъем и т. п.). Шайбы / и 2 разошлись, что приводит к вытягиванию болта 4, а следовательно, и деформации буфера 3. Благодаря этой деформации движение дышла будет не столь резким. Представьте, что передний ход задержался, задний ход набежит на передний, нажмет шворень книзу, а дышло поднимется кверху и вздернет сильно лошадей. При наличии подвеса дышло вздернется не сразу, а после деформации буфера. Рис. 151. Дышловой подвес: / - шайба на ваге; 2-шайба на/дышловой коробке; 3 - буфер; 4 - болт; 5 - дышловая коробка; 6-дышло; 7--чека Для спокойствия работы движителя необходимо, чтобы всякая неравномерность движения (задержки, толчки) смягчалась. Поэтому в точке приложения тяги вводят упругие части. Прежде их называли сберегателями лошадей. В настоящее время это название едва ли удобно, так как упругие соединения применяются и при механической тяге. На рис. 152 показано прикрепление к ваге 3 крюков /, на которые навешиваются вальки, а за вальки посредством постромок лошадь тянет повозку. В тяжелых системах, когда задний ход обладает большой инерцией и изменение его скорости движения в отношении переднего хода может повести даже к катастрофе, особенно необходимо упругое приспособление в месте соединения ходов. На рис. 153 приведена схема такого приспособления. В стреле / заднего хода укреплен стержень 2 так, что он может переме- 184 Рис. 152. Прикрепление крюков к ваге: 1 - крюк; 2- буферы; 3 - вага щаться продольно. При перемещении вперед (на рисунке направо - увеличение скорости переднего хода, или за- держка заднего) стержень 2 посред- ЕЕ ством навинченной на него гайки 3 потянет шайбу 4, пружина 5 будет сжата между передней стенкой стрелы и шайбой. Рис. 153. Схема упругого соединения ходов: При набегании заднего хода (задержка В ДВИЖенИИ Переднего ХОДа) / - стрела заднего хода; стержень получит в стреле движение 21-тХТбНа^:5-пружинаайка: назад (на рисунке налево), пружина будет сжата между шайбой 4, упирающейся в уступ в стреле, и уступом на стержне, образуемым его передней, утолщенной частью. 3. Прицепные повозки и подкатные тележки Прицепные повозки предназначаются для перевозки боевых припасов или других грузов. К ним могут быть отнесены повозки для перевозки частей артиллерийских систем, в случае если артиллерийская система для перевозки разбирается. В схеме эти повозки состоят из основной прочной рамы, укрепляемой на осях при помощи рессор (иногда и без рессор). Повозки для перевозки боевых припасов по сути представляют собой кузов обычного грузовика. Для перевозки же частей системы они имеют специальные устройства, чтобы части системы укладывались надежно и легко и прочно закреплялись. В повозках, предназначаемых для перевозки частей . _ __ Л ,-. " ..-.._ ,-..,..-- (tm) л "* Y" " f /-" ТЛ\ *п /•* "тт s~\ & 1 11ПЧ /~\ ТЮ^ОГТЬ'Г^ ТЯТТМ Jj^O М" артиллерийских систем, имеются обычно лебедки, тали, 165 краты для удобства и быстроты перевода системы в боевое или походное положение. ,Ч " - 4'tf W Л -V. ,Н '• *" - ' ' •"' - "" " ""• ' V*VN>7 lj"4/t/"-H.Iiy>"rt--,\4''"i"eerf< '\С,* :.'••<*" " •• , Рис. 154. Подкатная тележка колесного типа На рис. 154 и 155 показаны подкатные тележки колесного и гусеничного типов. Рис, 155, Подкатная тележка на гусеничном ходу 4. Самоходные установки Самоходными установками называются такие артиллерийские системы, в которых орудие может вести стрельбу с той автоповозки, которая служит для перевозки орудия. Монтирование орудий на самоходных установках производится в случае небольших калибров, чаще всего в виде тумбовых установок, причем тумбы крепятся неподвижно или подвижно на основной раме - шасси (рис. 156), или в виде установок, напоминающих береговые установки, с откатом станка по раме, причем ствол откатывается по люльке, качающейся вокруг своих цапф на станке. В этом случае верхняя поверхность рамы шасси, играющего роль поворотной рамы, делается наклонной вперед, как и в поворотных рамах (рис. 157). Рис. 156 схематически изображает самоходную установку 75-мм полевой пушки завода С. Шамон. По дорогам система может двигаться на колесах обычного автомобильного типа, при движении же без дорог и в бою система становится на гусеницы- колеса подымаются кверху. Орудие и орудийный расчет прикрыты щитом. На орудийной повозке возится 50 выстрелов. Система снабжена гидрогщевматическим тормозом системы 186 С. Шамон с переменным откатом. Угол возвышения 40°. Угол поворота, в пределах 20° на сторону, может быть придан поворотом орудия на тумбе. Ббльшие же углы поворота можно осуществлять поворотом всей повозки, действуя мотором на гусеницы. Вес системы 10 т. Скорость движения до 15 км/!час. Рис. 156. Самоходная установка На рис. 157 представлена схема тяжелого орудия (калибром около 155 мм) на самоходной установке второго типа. Подробности видны на рисунке. Боковая наводка достигается поворотом всей системы на гусеницах. Этот поворот может быть произведен моторами или вручную, для чего имеются большие штурвалы. Для подъема снарядов имеется кран. Рис. 157. Самоходная установка При очень большом весе системы предлагается для походного движения разделять систему на две части: поворотная рама со всем на ней расположенным-одна часть; остальное (движитель) - вторая часть. В этом случае обычно первая часть составляет прицепку ко второй. 187 5. Железнодорожные установки Железные дороги используются для перевозки артиллерийских грузов и орудийных систем с момента появления самих железных дорог. Также давно начали пользоваться железнодорожными платформами для установки на них орудий не только для перевозки, но и для стрельбы с них. Это дало начало новому виду артиллерии-железнодорожной. В США в составе соединенной армии в бою при Ричмонде 29 и 30 июня 1862 г. применялась 32-фунтовая пушка, установленная на четырехосной платформе. Пушка применялась в том виде, как она служила вообще, и свободно откатывалась по платформе. Были в эту же войну еще случаи применения артиллерии, стреляющей из орудий обычного типа с железнодорожных платформ. Так, например, при осаде Питсбурга нашла применение 5-пудовая мортира, стрелявшая с железнодорожной установки. Первой попыткой специальной установки орудия на железнодорожной платформе, при устройстве которой были приняты специальные приспособления для уменьшения действия силы отдачи на рессоры, оси, колеса и путь, следует признать проект установки 120-лш длинной пушки или 155-мм короткой, предложенный в 80-х годах прошлого столетия французским генералом Пейне и разработанный инженером Кане, почему ее называют системой Пейне - Кане. Существующие железнодорожные установки, смотря по тому, при каких условиях допускается стрельба с них, разделяются на следующие виды: 1) допускающие стрельбу с любой точки пути без всяких специальных приспособлений и даже в движении; 2) допускающие стрельбу с любой точки пути, но скользящие при выстреле по нему; 3) допускающие стрельбу с любой точки пути, но связывающиеся с ним; 4) устанавливающиеся на особых основаниях. К первой категории могут быть отнесены бронепоезда и орудия небольших калибров, устанавливаемые открыто на специальных железнодорожных платформах. На бронепоездах орудия обычно устанавливаются в броневых башнях, вращающихся на 360° на платформе. Промежутки между башнями, если их устанавливается несколько, или остальная часть платформы закрываются броней; здесь располагаются пулеметы и боевые припасы. Стрельба может производиться не только при остановке поезда, на месте, но и в движении, хотя в последнем случае, вследствие тряски на стыках и поворотах, стрельба не может быть такой точной, как стрельба на месте. Не входя в подробное рассмотрение устройства других видов железнодорожных установок, заметим, что современные тяжелые системы, на самом транспортере, имеют весьма ограниченный угол поворота - около 4-5°. Поэтому для этих установок устраивают закривленные ответвления путей. Ш Первоначальное направление орудию придается установкой его в соответствующем месте кривой пути (рис. 158), более же точно боковая наводка выполняется с помощью винта, укрепленного на задней тележке, которым перемещают в стороны хобот платформы-станка. Вращение ее происходит около вертикальной оси передней тележки. Угол поворота 1°-2° на сторону. Боковая наводка выполняется установкой системы в той или другой точке кривого пути и исправляется только поворотным механизмом. Поэтому естественно, что по мере откатывания по кривому пути, после некоторого числа выстрелов, стрельба по данной цели станет невозможной ввиду невозможности выполнить боковую наводку, и орудие придется накатывать на прежнее место, что выполняется либо при помощи ворота, имеющегося на платформе, либо при помощи мотрисс. В системах железнодорожных установок довольно полно примиряются два противоречивых требования: большое могущество и большая подвижность. Однако привязанность к железнодорожным путям и обычно небольшой угол обстрела в горизонтальной плоскости уменьшают значение подвижности, но при этом следует принять во внимание большую дальнобойность этих орудий, что позволяет устанавливать их вдали от целей, а также неподвижность и значительные размеры целей. При разработке орудийных систем для железнодорожных установок, помимо общих требований к орудиям, должны быть учтены еще специальные требования, вызываемые условиями их движения и боевой службы на железнодорожных путях, а именно: 1) необходимо принимать во внимание величину габарита; 2) предполагая действие во вражеской стране, надо устроить хода так, чтобы они могли переходить с колеи одной ширины на колею другой ширины; 3) надо рассчитать число осей, чтобы давление на них не выходило за допустимые пределы; 4) длина транспортера должна быть в соответствии с закривлениями путей, и с другой стороны, необходимо надлежащее соединение балки (рамы) при помощи вертикальных осей (шворней) транспортера, чтобы тележки могли следовать по закривлениям пути; 5) ввести в систему домкраты, краны и другие приспособления, облегчающие установку в боевое положение и обратно, а также и обслуживание орудия при стрельбе. Все механизмы обычно бывают электрифицированы, но следует иметь и приводы ручного действия. Рис. 158. Закривленный путь для боковой наводки ОГЛАВЛЕНИЕ Глава 1. ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛЬНОЙ ЧАСТИ АРТИЛЛЕРИИ 1. Виды требований.......................... 3 2. Боевые требования......................... 3 3. Служебные требования........................ 19 4. Экономические требования ..................... 21 5. Характеристики артиллерийских систем............... 22 Глава 2. МЕХАНИЧЕСКИЕ КАЧЕСТВА МЕТАЛЛОВ 1. Общие понятия........................... 24 2. Растяжение............................. 26 3. Диаграмма растяжения и основные характеристики механических качеств металлов........................... 26 Глава 3. СРЕДСТВА ИЗМЕНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ МЕТАЛЛОВ 1. Виды обработки металлов..................... 31 2. Механическая обработка металлов................. 31 3. Тепловая обработка........................ 34 4. Влияние примесей на качества металлов.............. 35 Глава 4. ХАРАКТЕРИСТИКИ НАИБОЛЕЕ УПОТРЕБИТЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ . . 38 Глава 5. УСТРОЙСТВО СТЕНОК СТВОЛОВ 1. Общие понятия........................... 42 2. Напряжения и деформации в стенках ствола............ 42 3. Ход расчета прочности стенок ствола ............... 46 4. Распределение напряжений в стенках трубы............ 48 5. Скрепление стенок стволов..................... 50 6. Виды скрепления стенок стволов ................. 53 Глава 6. НАРУЖНОЕ УСТРОЙСТВО СТВОЛОВ И УСТРОЙСТВО КАНАЛОВ 1. Наружное устройство стволов.................... 61 2. Устоойство камор ......................... 62 3. Устройство нарезов........................ 63 4. Давление на выступ ведущего пояска снаряда........... 66 Глава 7. КАЗЕННИКИ И ЗАТВОРЫ 1. Казенники............................. 69 2. Общие требования, предъявляемые к затворам........... 70 3. Типы затворов.....................,..... 70 4. Клиновые затворы.................... 70 5. Поршневые затворы...................... 73 6. Эксцентрические затворы...................... 76 7. Крановые затворы......................... 77 8. Предохранители в затворах ..................... 78 Глава 8. ОПИСАНИЕ НЕКОТОРЫХ СИСТЕМ ЗАТВОРОВ 1. Поршневые затворы с продольным движением поршня в раме ... 79 2. Клиновые затьоры прежних систем................. 87 3. Полуавтоматические затворы..........•......... 88 Глава 9. РАЗГАР СТВОЛОВ 1. Общие понятия. Причины разгара стволов............. 94 2. Меры против разгара стволов.................... 96 3. Омеднение поверхности канала ствола............... 100 Глава 10. ДЕЙСТВИЕ ВЫСТРЕЛА НА ЛАФЕТ 1. Введение............................. 102 2. Общее устройство лафетов..................... 103 3. Силы, действующее на лафет при выстреле............. 104 4. Устойчивость лафета при выстреле................. 109 5. Устойчивость системы при накате................. 111 6. Скорости отката и наката..................... 112 Глава 11. ПРОТИВООТКАТНЫЕ УСТРОЙСТВА 1. Сила сопротивления тормоза отката............ 115 2. Устройство деталей, регулирующих отверстия для перетекания жидкости в тормозах отката и наката............... 118 3. Дульные тормозы......................... 120 4. Накатники............................. 121 5. Тормозы наката и буферы..................... 125 6. Компенсаторы........................... 125 7. Сальники............................. 127 8. Жидкость для наполнения тормозов и накатников......... 128 9. Пробки и вентили......................... 129 10. Указатели отката и недоката ................ 130 11. Проверка воздушного накатника................. 131 Глава 12. МЕРЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ УДАРА КАЗНЫ ОБ ОСНОВАНИЕ 1. Общие замечания.......................... 133 2. Переменная длина отката...................... 133 3. Расположение цапф сзади центра тяжести качающейся части .... 135 4. Разложение отката......................... 136 5. Выкат вперед........................... 136 6. Изменение высоты оси цапф.................... 137 Глава 13. МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ НАВОДКИ 1. Общие требования к механизмам наводки............. 139 2. Поворотные механизмы....................... 140 о. Поворотные механизмы в специальных установках......... 146 4. Минимальные амбразуры.. 149 5. Подъемные механизмы....................... 150 6., Подъемные механизмы с независимой линией прицеливания ..... 153 Глава 14. ПРОЧИЕ МЕХАНИЗМЫ ЛАФЕТА 1. Механизмы для приведения орудия в положение для заряжания . . 158 2. Уравновешивающие механизмы................... 159 3. Тормозные приспособления в подъемных и поворотных механизмах 162 4. Цапфенные подвесы........................ 163 5. Выравнивающие механизмы................. 164 6. Горизонтирующие механизмы...................165 Глава 15. РАСПОЛОЖЕНИЕ ПРИЦЕЛЬНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ НА АРТИЛЛЕРИЙСКОЙ СИСТЕМЕ 1. Расположение прицельных приспособлений на стволе........ 166 2. Расположение прицельных приспособлений на люльке........ 166 3. Расположение прицельных приспособлений на станке (вращающейся части)............................... 167 4. Индикаторный прицел....................... 168 Глава 16. УСТРОЙСТВО ЛАФЕТА КАК ПОВОЗКИ 1. Устройство осей......................... 170 2. Устройство колес.......................... 172 3. Подрессоривание.......................... 176 4. Крепление по-походному...................... 178 5. Способы соединения ходов.................... 179 6. Тормозы............................... 180 Глава 17. ПЕРЕДКИ И ЗАРЯДНЫЕ ЯЩИКИ 1. Устройство передка дивизионной пушки.............. 182 2. Детали устройства повозок..................... 183 3. Прицепные повозки и подкатные тележки............. 185 4. Самоходные установки............1 ......... 186 5. Железнодорожные установки.................... 188 Редактор военинженер 1 ранга Махно Г. Ф. Технический редактор Лукашкин Г. А. Корректор Васильев Б. К. Сдано в производство 16.7.40 Подписсно к печати 3.1.41 Формат бумаги 60X921/ie Объем 12 печ. л. 12,8 уч.-авт. л, ГЗ Издат. № 557 Зак. № 2507 Отпечатано во Второй типографии Военного издательства НКО СССР им, К. Ворошилова Ленинград, улица Герцена, 1