Призначення ствола гармати та його елементів Вимоги до конструкції ствола

Ствол є основною частиною артилерійської гармати. Це труба з точно і чисто обробленим каналом. У каналі ствола під час пострілу відбувається запалювання і швидке згоряння порохового заряду, яке супроводжується переходом хімічної енергії пороху у теплову, а потім у кінетичну енергію руху системи:

Отже, ствольна труба - це, по суті, робочий циліндр двигуна, в якому снаряд під тиском порохових газів отримує кінетичну енергію і визначену швидкість поступального руху.

Крім того, ствол забезпечує кидання снаряда у певному напрямку. Для забезпечення стійкості снаряда на польоті ствол виготовляється з гвинтовими нарізами, які завдяки ведучому паску снаряда надають йому обертальний рух. Якщо ствол виготовляється гладким (без нарізів), то сам снаряд має спеціальні стабілізуючі пристрої. Таким чином, ствол призначений для:

- спрямування польоту снаряда;

- надання снаряду необхідної початкової швидкості (в залежності від бойового заряду);

- надання снаряду обертального руху, необхідного для стійкості снаряда у польоті.

Функція нарізного ствола - надання снаряду обертального руху не потрібна, якщо використовуються снаряди з обертовим ведучим паском і стабілізатором, який розкривається після вильоту снаряда з каналу ствола.

Гладкостінні стволи гармат і мінометів виконують дві функції:

• надання снаряду (міні) необхідного напрямку руху;

• надання йому певної початкової швидкості.

Вимоги до конструкції стволів артилерійських гармат

1. Ствол повинен мати достатню міцність і жорсткість. Міцність ствола вважається достатньою, якщо після пострілу на внутрішніх стінках ствола не спостерігається явище залишкових деформацій (залишкова деформація - це невідновлення розмірів і форми тіла після припинення дії сил на нього). Отже, матеріал ствола повинен працювати в області пружних деформацій незалежно від умов експлуатації (нагрівання ствола, зміна умов заряджання і т.і.) Зміна умов заряджання і, як правило, підвищення максимального тиску виникають внаслідок таких причин:

- виробничих (відхилення у вазі снарядів, зарядів, форми і

розмірах порохових зерен і т.і.);

- коливання температури бойового заряду;

- старіння пороху (зміни фізико-хімічних властивостей).

Міцність ствола забезпечується необхідною товщиною стінок труби, а високий ступінь надійності - використанням у розрахунках коефіцієнту запасу, який визначається багатолітнім досвідом експлуатації гармат.

Недостатня міцність ствола виявляється у появі після пострілу у будь-якому перетині на поверхні каналу ствола залишкової деформації, роздуття каналу ствола з можливою появою поздовжніх тріщин, крихкого розриву ствола.

Жорсткість ствола оцінюється величиною прогину під дією власної маси і величиною вібрації стінок ствола під час пострілу. Кривизна каналу ствола приводить до різнобійності гармат, зменшення влучності стрільби. Довжина ствола повинна бути не більше 70 калібрів, а радіус кривизни внаслідок неточностей виробництва або внаслідок прогину під дією власної маси повинен бути не менше 600 м.

2. Ствол повинен мати високу живучість, яка досягається вибором відповідного матеріалу для виготовлення ствола; раціональною конструкцією камори, нарізів; вибором роду пороху, матеріалу, форми і розмірів ведучого паска снаряда, а також умовами експлуатації гармат.

У процесі стрільби відбувається знос ствола, який характеризується збільшенням діаметру каналу ствола, подовженням зарядної камори внаслідок винесення металу розжареними пороховими газами під час їх руху з великою швидкістю, механічного зносу каналу ствола ведучими пасками снарядів і під впливом хімічної дії порохових газів на нарізи і т.і.

Основні причини зносу - це термічна і механічна дія порохових газів на поверхню ствола, бо під час стрільби тонкий шар каналу ствола швидко нагрівається і охолоджується, що призводить до виникнення тріщин, з яких газовий струмінь вириває частки металу і виносить їх з собою із каналу ствола.

Живучість ствола оцінюється кількістю пострілів, після яких ствол втрачає свої балістичні якості. Наприклад, для гармат Д-30 - це 18000, а для М-46-3700, для Д-48-800... 1000 і т.д.

Для виробництва стволів використовуються спеціальні марки гарматної сталі. Основним матеріалом для виплавляння гарматної сталі служать високоякісний чавун і чистий відбірний металобрухт. Для надання визначних властивостей до сталі вводять різного роду компоненти. Наприклад, S і Р надають сталі крихкість; Cr і W- в'язкість без зниження твердості; № - в'язкість. Марка сталі дозволяє визначити, які саме елементи входять до її складу. Так, наприклад, "ГХМ" - означає: "Г" - гарматна сталь, "X" - хромова, "М" - молібденова. Отже, це - хромо-молібденова гарматна сталь.

3. Конструкція ствола повинна забезпечувати задану початкову швидкість і стійкість снаряда у польоті. Ця вимога виконується вибором оптимальної конструкції ствола, а саме, правильним підбором величини ведучої частини, камори, форми і вигляду нарізів.

4. Конструкція ствола повинна забезпечувати простоту і швидкість виготовлення великої кількості стволів з повною взаємозамінністю деталей.

5. Конструкція ствола повинна забезпечувати простоту і швидкість складання, розбирання і ремонту із заміною непридатних деталей новими без використання складних пристосувань.