Помоги проекту - поделись книгой:
В США на базе пушки MG-213C была создана 20-
Барабан этой пушки имеет пять камер, питание — ленточное, воспламенение порохового заряда патрона — электрическое. Нововведением является пиротехническая система перезаряжания пушки, которая состоит из барабана, заряжаемого пиропатронами. В случае осечки заряд одного из пиропатронов может быть воспламенен с помощью электричества. Образующиеся при этом газы действуют на поршень вместо пороховых газов, отводимых из канала ствола во время выстрела. Пушка М-39 весит 77
Английские специалисты на основе конструкции немецкой пушки MG-213С создали авиационную 30-
В Швейцарии на основе пушки MG-213C фирма «Эрликон» разработала две новые системы барабанного типа: пушку 206RK калибра 20
Использование энергии пороховых газов для перезаряжания и производства выстрела — ведущий принцип создания надежного и эффективного авиационного оружия. На протяжении многих лет этот принцип с успехом используется конструкторами и, несомненно, будет использоваться впредь. Однако развитие техники немыслимо без постоянных поисков новых решений, без критического пересмотра опыта прошлого с учетом огромных возможностей современного промышленного производства. Специалисты постоянно ищут другие принципы создания авиационного автоматического оружия.
Требованию скорострельности, например, удовлетворяет оружие, у которого все механизмы перезаряжания и производства выстрела или часть их действуют за счет постороннего источника энергии. Это так называемое механизированное оружие. Оно, имея относительно несложную конструкцию, может обеспечивать весьма высокий темп стрельбы. На работу механизированного оружия не влияют различные перемещения самолета при стрельбе, действие его не прекращается, если даже не произойдет выстрела, т. е. и при осечке система продолжает работать. Есть, конечно, у механизированного оружия и недостатки. Так, например, установлено, что в подобных системах необходимо иметь сложные устройства, применяемые для предотвращения преждевременного открывания затвора.
Механизированное оружие имеет свою историю. В середине XIX в. развитие военного дела выдвинуло необходимость создания артиллерийских систем, способных поражать пехоту на дальности, превосходящей дальность появившихся к тому времени в пехоте нарезных ружей. Это было достигнуто созданием специальных скорострельных образцов оружия для артиллерийских частей, так называемых «картечниц». «Картечницы» были многоствольными системами; стволы у них располагались горизонтально или по кругу, в последнем случае они могли вращаться относительно общей оси.
На вооружении полевой артиллерии «картечницы» состояли недолго. После франко-прусской войны 1870–1871 гг. они были переданы в крепости и через несколько лет перестали использоваться совсем. Их заменило автоматическое оружие — пулеметы, механизмы перезаряжания которых приводились в действие энергией пороховых газов.
Однако после того как автоматическое оружие достигло высокого совершенства, идее создания механизированного оружия стало вновь придаваться большое значение. В зарубежной печати сообщалось о создании в США скорострельной авиационной механизированной пушки Т-171, предназначенной для вооружения сверхзвуковых истребителей.
Пушка Т-171 имеет вращающийся барабан с шестью 20-
При стрельбе из этой пушки блок стволов, скрепленных в общем кожухе, вращается. Выстрел из каждого ствола происходит в тот момент, когда он находится в верхнем положении. За один оборот блока, таким образом, происходит шесть выстрелов. При темпе стрельбы 7000 выстрелов в минуту блок стволов вращается со скоростью около 20 оборотов в секунду.
Каждый из стволов пушки имеет собственный затвор, который запирает канал позже, чем обычно. Это исключает возможность одновременной подачи двух патронов в один ствол и гарантирует безопасность стрельбы. Питание пушки осуществляется с помощью конвейера без применения звеньев. Задержки при стрельбе устраняются автоматически и не могут привести к перебоям. Для воспламенения капсюля патрона в конструкции пушки Т-171, как и у некоторых других современных систем, используются электрозапалы.
Следует отметить, что обращение конструкторов к многоствольной системе не случайно. Непродолжительный срок службы стволов — самое слабое место современных скорострельных пушек.
По сравнению с другими американскими пушками, в частности с пушкой М-39, пушка Т-171 имеет и другие преимущества. Они заключаются не только в темпе стрельбы, более чем в четыре раза превышающем темп стрельбы пушки М-39, но и в значительно меньшем, чем у нее, весе. Это позволяет, по мнению специалистов, более эффективно использовать новую пушку на высотных сверхзвуковых истребителях. В печати указывалось также, что эта пушка вполне пригодна в качестве стрелковой установки кормовой турели бомбардировщика.
Вид пушки Т-171 во время полигонных испытаний показан на рис. 6, слева. На рисунке виден блок стволов, патронный конвейер и кабель, соединяющий установку с источником электропитания. Здесь же, справа, видна старинная многоствольная «картечница», принцип конструкции которой послужил основой для создания новой пушки.
Конструкторы многоствольных пушек не ограничивают их калибр 20
Оценивая перспективы дальнейшего применения многоствольных авиационных пушек и их значение для развития современного автоматического оружия, некоторые зарубежные специалисты считают, что такие пушки ни в коей мере не являются единственно возможным средством достижения высоких боевых характеристик, в частности веса секундного залпа (общий вес снарядов, выпускаемых в секунду). Результаты, достигаемые с их помощью, могут быть получены установкой на самолет нескольких легких и достаточно скорострельных пушек того же калибра, но обычной конструкции. Незначительно превышая вес многоствольных установок, такие пушки могут иметь гораздо бóльший вес секундного залпа.
Совершенство конструкции авиационной пушки — один из важнейших факторов, определяющих ее боевую эффективность. Но этого явно недостаточно. Ведь в конечном счете цель поражается снарядом, от качества которого зависят меткость стрельбы и надежность поражения цели. Поэтому наряду с совершенствованием систем авиационного артиллерийского вооружения непрерывно повышается качество его боеприпасов.
Во всех видах авиационного оружия применяются только так называемые унитарные патроны. В унитарном патроне все элементы прочно соединены в одно целое. Это позволяет в один прием заряжать оружие и быстро перезаряжать его.
Патрон авиационного оружия состоит из гильзы, боевого заряда, капсюля и пули или снаряда (рис. 7). Помимо этих основных частей, в некоторых образцах патронов применяются воспламенители боевого заряда и размеднители. Воспламенитель, как правило, представляет собой заряд дымного пороха, заключенный в матерчатый мешочек, который укладывается на дно гильзы. Размеднитель — моточек свинцовой проволоки диаметром 1
Гильза служит для соединения всех элементов патрона в единое целое и предохранения заряда от влияния внешних условий. Плотно прилегая к стенкам патронника, она не дает пороховым газам прорваться назад во время выстрела. В авиационном оружии наибольшее распространение получили гильзы, напоминающие по форме бутылку. Такая форма позволяет легко извлекать гильзу из патронника, дает возможность уменьшить длину патрона, а также благоприятно влияет на характер горения порохового заряда и, следовательно, на скорость движения снаряда.
Чтобы автоматика оружия работала надежно, гильза, помещенная в патронник, должна прочно удерживаться в нем. Поэтому скат гильзы и скат патронника делают строго совпадающими по форме и размеру.
Внутри гильзы помещается боевой заряд, состоящий из определенного количества бездымного пороха. Такой заряд обладает важным свойством — в замкнутом объеме горение его происходит параллельными слоями, другими словами, заряд не вспыхивает сразу целиком, а как бы обгорает. Придавая пороховым зернам ту или иную форму, можно управлять притоком газов, образующихся при их горении.
В качестве боевых зарядов патронов авиационного оружия применяются пороха многоканальной формы (рис. 8). Такая форма пороха называется прогрессивной, поскольку горящая поверхность непрерывно увеличивается и приток газов возрастает.
Скорость горения бездымного пороха зависит от давления внутри пороховой камеры, при котором это горение происходит. Чем оно больше, тем больше скорость горения. Чтобы увеличить сравнительно небольшую (около 1
Что же представляют собой сами снаряды и пули? Прежде чем ответить на этот вопрос, разберем, чем отличается пуля от снаряда.
Понятие «снаряд» исторически сложилось вследствие того, что боеприпасы для артиллерийских орудий позволяли снаряжать их внутреннюю полость разрывным или каким-либо другим зарядом. Боеприпасы же, применявшиеся для ручного оружия, представляли собой сплошные тела и получили названия пуль. Это различие боеприпасов определялось калибрами оружия, так как снаряжение пуль представляло в прошлом большие трудности. Сейчас разница между калибрами образцов артиллерийского и стрелкового вооружения стерлась. Пули даже наименьшего боевого калибра, равного 6,5
Пуля, двигаясь по каналу ствола, получает вращательное движение благодаря врезанию ее оболочки в нарезы, а снаряд, двигаясь по каналу ствола, получает вращательное движение за счет врезания специально надетого на его корпус ведущего пояска; в зависимости от этого и оружие относится к категории стрелкового или пушечного. Если стрельба из оружия ведется пулями, его называют пулеметом, если снарядами — пушкой.
Форма пуль и снарядов выбирается такой, чтобы сопротивление воздуха при их полете было наименьшим. Пули для авиационного оружия делятся на обыкновенные и специальные. Первые служат для поражения живой силы противника, вторые — для поражения живой силы и боевой техники. При этом в зависимости от назначения и характера действия специальные пули бывают бронебойными, разрывными, трассирующими или обладают комбинированным действием. В авиации наибольшее распространение получили пули комбинированного действия (бронебойно-зажигательные, бронебойно-зажигательно-трассирующие и др.). Однако действие даже таких пуль по объектам современной техники все же оказывается малоэффективным, поэтому в военно-воздушных силах почти всех стран пули заменяются снарядами, а пулеметы — пушками.
Снаряды авиационного оружия служат для поражения живой силы и боевой техники противника. В зависимости от назначения и характера действия они могут быть бронебойными, осколочными или комбинированными. Особенно распространены снаряды комбинированного действия: бронебойно-зажигательно-трассирующие, применяемые для поражения целей, закрытых броней, и осколочно-зажигательно-трассирующие, используемые для поражения небронированных целей.
Осколочные снаряды имеют заряд взрывчатого вещества и снабжаются взрывателем. Осколочные снаряды — основа боевого комплекта авиационной пушки. При действии разрывного заряда корпус снаряда дробится на осколки и, кроме того, образуется взрывная волна. Поэтому действие осколочных снарядов по существу является осколочно-фугасным.
Механизмы, которые сообщают начальный импульс для взрыва разрывного заряда в нужный момент, носят название взрывателей. Ими снабжаются многие виды снарядов авиационного оружия. Существуют взрыватели, вызывающие разрыв снаряда не только при ударе его о преграду, но и в полете; последние носят название дистанционных. Другие взрыватели срабатывают в случае удара снаряда о преграду. Такие взрыватели называются ударными.
На рис. 9 показана типичная схема ударного взрывателя. До выстрела такой взрыватель не может вызвать взрыв разрывного заряда, так как предохранитель, сдерживаемый пружиной, не позволяет жалу наколоть капсюль-детонатор. После вылета снаряда из канала ствола вследствие сопротивления воздуха и действия силы инерции ударник перемещается вперед, плотно прижимаясь к мембране. В то же время центробежная сила, возникающая в результате вращения снаряда вокруг своей оси, действует на предохранитель, раздвигая его половинки в разные стороны. Путь жала к капсюлю, таким образом, оказывается свободным, а взрыватель — готовым к действию. При встрече с преградой мембрана разрушается, ударник нажимает на жало, жало накалывает капсюль-детонатор и происходит взрыв разрывного заряда.
Итак, мы познакомились с принципами устройства современного авиационного оружия и его боеприпасами. Вполне понятно, что это оружие должно быть установлено на самолете соответствующим образом.
Размещение артиллерийского вооружения зависит от типа самолета.
Рассмотрим сначала артиллерийское вооружение истребителя.
На заре развития истребительной авиации, в начале первой мировой войны, для того чтобы добиться эффективной стрельбы при любых маневрах самолета, старались приблизить оружие, жестко скрепленное с самолетом, к его оси. Перед второй мировой войной наметилась обратная тенденция — выносить оружие за пределы площади, ометаемой винтом; тем самым конструкторы стремились повысить огневую мощь истребителя, так как это позволяло увеличить число одновременно стреляющих установок. Толстые профили крыльев поршневых самолетов того времени позволяли устанавливать пулеметы внутри крыла. В послевоенное время в связи с переходом авиации на реактивную технику крыльевые установки стали применяться все реже и реже, так как реактивные самолеты имеют сравнительно тонкие профили крыльев, что делает невозможным установку в них оружия. Поэтому артиллерийское вооружение современных истребителей чаще всего целиком сосредоточивается в фюзеляже. Пушки на истребителях закрепляются неподвижно, и прицеливание при стрельбе осуществляется разворотом самолета.
Одним из главных факторов, определяющих выбор той или иной системы оружия для самолета-истребителя, является вес. Современная авиационная пушка вместе с вспомогательными агрегатами весит от 70 до 200
В настоящее время конструкторы стараются устанавливать пушки на истребителях ближе к оси самолета, что позволяет достичь большей концентрации огня по атакуемой цели. О том, как располагается артиллерийское вооружение на современных зарубежных самолетах-истребителях, можно судить по схеме, приведенной на рис. 10.
Теперь познакомимся с артиллерийским вооружением самолетов-бомбардировщиков. Каковы же характерные особенности размещения оружия здесь? Вполне понятно, что поскольку это вооружение предназначено для обороны, оно должно устанавливаться так, чтобы можно было отразить нападение противника в первую очередь с направления его наиболее возможного появления, например в задней полусфере. Почти все самолеты-бомбардировщики (если они вообще имеют оборонительное вооружение) снабжены кормовыми артиллерийскими установками. Бомбардировщики, выполняющие боевые задачи без прикрытия истребителями, кроме того, могут иметь вооружение, позволяющее отражать атаки даже с нескольких направлений сразу.
В подвижных установках пушки или пулеметы закрепляются с помощью специальных устройств и механизмов, обеспечивающих их наводку, стрельбу, питание патронами, отвод стреляных гильз и звеньев и т. д. В первоначальный период развития оборонительного вооружения самолетов для подвижного закрепления оружия применялись простые стойки-шкворни с развилкой наверху. Пулемет крепился в специальном гнезде в верхней части шкворня и мог свободно поворачиваться в вертикальном и горизонтальном направлениях. Однако угол обстрела такой установки в горизонтальной плоскости был ограничен, а питание оружия можно было осуществлять лишь с помощью магазинов. Поэтому шкворневые установки были быстро вытеснены другими, получившими название турелей.
Первые турели появились в 1916 г. Они состояли из двух колец: неподвижного и подвижного. Нижнее, неподвижное, кольцо крепилось к фюзеляжу самолета, а верхнее могло свободно перемещаться по нему. На верхнем кольце помещалась дуга, на которой и устанавливался пулемет (а позднее — два спаренных пулемета).
С ростом скоростей полета самолетов появилась необходимость заключать турели в прозрачный обтекаемый колпак, чтобы уменьшить сопротивление воздуха и улучшить условия работы стрелка. Потребовалось также снабжать турели специальными устройствами для облегчения поворота оружия, так как стрелку становилось все труднее преодолевать мускульной силой возросшее давление потока воздуха на выступающий ствол. Но даже такие устройства уже не обеспечивали ведения прицельного огня по быстро перемещающейся цели. Решение пришло лишь с созданием механизированной турели. Стрелок, управляющий такой турелью, наводит на цель лишь прицел, наводка же оружия осуществляется автоматически с помощью гидравлических или электрических приводов.
Первые образцы турелей устанавливались только в верхней части фюзеляжа и обеспечивали защиту бомбардировщика от атак истребителей лишь сверху и снизу сбоку. С ростом размеров бомбардировщиков появилась возможность устанавливать турели во всех частях самолета. Это привело к резкому увеличению числа турельных установок. Так, известный американский тяжелый бомбардировщик В-29, применявшийся в годы второй мировой войны и в период интервенции США в Корее, имел на вооружении десять 12,7-
Но на тяжелых бомбардировщиках не всегда оказывается возможным поместить стрелка в непосредственной близости от оружия, поэтому пришлось перейти на дистанционные стрелковые установки. Принцип их устройства состоит в том, что подвижное оружие располагается в тех местах самолета, где этого требуют условия обороны самолета и где обеспечен наилучший обзор для стрелка. При наведении стрелком прицела на цель оружие принимает необходимое положение автоматически, при помощи гидравлических или электрических механизмов.
Электрическая схема дистанционного управления сложнее, чем схема механизированной турели с непосредственным управлением. Однако дистанционная турель, поскольку в ней не предусмотрено место для стрелка, может быть сделана меньше по размерам. Имея невысокий внешний колпак, такая турель оказывает сравнительно небольшое аэродинамическое сопротивление и может быть расположена в местах, где обеспечивается наибольшая зона обстрела.
На самолетах-бомбардировщиках можно устанавливать несколько дистанционных турелей, управляемых со специальных постов управления, находящихся в герметических кабинах. При этом каждая турель имеет свой основной пост управления, однако в целом такая система позволяет стрелку, находящемуся у одного из постов, взять на себя в случае необходимости управление несколькими турелями, что намного повышает способность бомбардировщика вести длительный оборонительный бой.
В последнее время зарубежные конструкторы артиллерийского вооружения бомбардировщиков стремятся сократить число установок на самолете. Так, например, средний американский бомбардировщик В-47 имеет только одну кормовую дистанционную установку с двумя 20-
Английские конструкторы почти совсем отказались от применения оборонительного артиллерийского вооружения на самолетах-бомбардировщиках, таких, как, например, бомбардировщики «Валлиант», «Вулкан» и «Виктор». Английские специалисты объясняют это тем, что указанные самолеты имеют большую скорость — до 900–1100
Однако приведенные примеры вовсе не свидетельствуют о том, что оборонительное вооружение бомбардировщиков отжило свой век. Наоборот, конструкторы стремятся сделать его наиболее эффективным, используя современные достижения науки и техники. Так, для артиллерийской установки бомбардировщиков В-47 и В-52 характерно наличие радиолокационных прицельных устройств; секторы обстрела этих установок велики — до 90° по горизонтали и вертикали. На таких турелях возможна установка более мощных пушек, в частности многоствольных пушек Т-171 и Т-212.
Для осуществления дистанционного управления установкой необходимо связать прицельное приспособление и оружие таким образом, чтобы стволы перемещались в соответствии с изменением положения прицела. Иначе говоря, между оружием и прицелом должна существовать синхронная связь. При дистанционном управлении турелью такая связь осуществляется с помощью так называемого следящего привода.
Следящий привод — это особая электрическая система. Одним из основных ее элементов являются сельсины. Сельсин представляет собой электрическое устройство, состоящее из статора с тремя обмотками (неподвижная часть) и ротора с одной обмоткой (подвижная часть). Для того чтобы образовать следящий привод, обмотки статоров двух сельсинов соединяют электрической цепью, а обмотки роторов подключают к источнику переменного тока (рис. 13). После этого один из сельсинов может быть командным устройством, или, иначе говоря, сельсин-датчиком, а другой — управляемым устройством — сельсин-приемником. При вращении ротора сельсин-датчика ротор сельсин-приемника будет поворачиваться на тот же угол, т. е. будет как бы «следить» за его положением.
Как это происходит? Переменный ток создает в роторе каждого из сельсинов пульсирующее магнитное поле, направление которого зависит от положения ротора. В обмотках статоров наводятся электродвижущие силы. При одинаковых положениях роторов обоих сельсинов эти электродвижущие силы уравновешивают одна другую и ток в цепи обмоток статоров отсутствует. Если же нарушить строгую параллельность осей роторов и образовать между ними так называемый угол рассогласования, то величины электродвижущих сил, наведенных в обмотках статоров, не будут равны и в цепи возникнет уравнительный ток. Проходя по обмоткам статора сельсин-приемника, этот ток будет взаимодействовать с магнитным полем своего ротора так, что тот будет поворачиваться до тех пор, пока не исчезнет угол рассогласования. Таким образом, если разместить сельсины на необходимом расстоянии, то можно, поворачивая ротор сельсин-датчика, производить одновременно точно такой же поворот ротора сельсин-приемника. Нечто подобное и требуется для дистанционного управления оружием, причем необязательно передавать величину угла поворота сельсин-датчика. Нужно лишь, чтобы в соответствии с поворотом его ротора на обмотке ротора сельсин-приемника возникало электрическое напряжение, которое можно было бы затем усилить и подать на двигатели, приводящие в движение турель. Схема соединения сельсинов с источником тока в этом случае несколько видоизменяется (рис. 14).
Как видно на схеме, переменным током питается лишь ротор сельсин-датчика, жестко соединенный с прицелом и, следовательно, поворачивающийся вместе с ним. Ротор сельсин-приемника жестко связан с электродвигателем, приводящим турель в движение. Обмотка этого ротора связана с электронным устройством, являющимся одновременно усилителем и выпрямителем переменного тока.
Переменный ток, питающий обмотку ротора сельсин-датчика, создает переменное магнитное поле. Под действием его в обмотках статора этого же сельсина наводится электродвижущая сила, а так как обмотки статоров обоих сельсинов соединены, в статоре приемника будет протекать ток. В магнитной системе приемника этот ток создает магнитное поле по направлению такое же, как и магнитное поле в сельсин-датчике.
Дистанционная установка регулируется таким образом, что при параллельном положении направления визирной линии прицела и осей стволов оружия роторы обоих сельсинов были перпендикулярны один к другому. Делается это вот с какой целью. При взаимно-перпендикулярном положении роторов и параллельном (согласованном) положении оружия и прицела напряжение тока в обмотке ротора приемника будет равно нулю, так как витки его обмотки не будут пересекать силовых линий магнитного потока, наводимого в обмотках статора.
При повороте прицела (когда согласованное положение его с оружием нарушается) поворачивается и ротор сельсин-датчика. Это вызывает изменение направления магнитного поля в обоих сельсинах. Витки обмотки ротора уже не будут параллельны силовым линиям, а, наоборот, будут пересекать их. В результате в этой обмотке возникнет ток, или, как говорят, сигнальное напряжение. Усилив его и подав на электродвигатель турели, можно заставить ее повернуться в ту же сторону и на тот же угол, на какой повернулся прицел. При повороте турели будет поворачиваться и связанный с ней ротор сельсин-приемника. В какой-то момент времени он вновь займет положение, перпендикулярное к положению ротора датчика (от турели к сельсин-приемнику). Ток в его обмотке исчезнет, и оружие остановится в положении, согласованном с направлением визирной линии прицела.
Однако непосредственно подать напряжение с обмотки ротора сельсин-приемника на электродвигатель нельзя, так как оно слишком мало. Поэтому в схему дистанционной установки непременно входят устройства, усиливающие это напряжение до нужной величины. В качестве таких устройств используются, кроме обычных усилителей на электронных лампах, электромашинные усилители. Необходимость в них вызвана тем, что напряжение на обмотке сельсина очень мало, а для питания двигателя, вращающего тяжелую установку весом до нескольких сотен килограммов, требуется большая электрическая мощность. Обеспечить такой высокий коэффициент усиления позволяют электромашинные усилители.
Электромашинный усилитель представляет собой видоизмененный обычный генератор электрического тока. В его магнитно-якорной системе как бы соединены воедино два генератора. Первый из них возбуждается посторонним источником и его щетки короткозамкнуты, вследствие чего в цепи якоря протекает ток большой силы. В результате в якоре возникает мощное магнитное поле, превосходящее во много раз по величине поле обмотки возбуждения. Оно-то и становится рабочим полем возбуждения второго генератора, щетки которого установлены на продольной оси электро-машинного усилителя. С этими щетками связана внешняя цепь, в которую усилитель отдает свою энергию.
В дистанционной установке «посторонним» источником возбуждения для электромашинного усилителя служит сельсин-приемник. Сигнальное напряжение с него подается вначале на электронный выпрямитель и усилитель, а затем на основную обмотку возбуждения электромашинного усилителя; выработанный электромашинным усилителем ток большой мощности питает приводной двигатель турели.
Поделиться книгой: