> Техника, страница 33 > Выгорание каналов орудий
Выгорание каналов орудий
Выгорание каналов орудий, явление, связанное с применением бездымного а. Начало выгорания характеризуется появлением на переднем коническ. скате в канале, около начала нарезов, матового кольца, к-рое, по мере продолжения стрельбы, распространяется вперед и становится все более резко выраженным. Это матовое кольцо является следствием появления сети чрезвычайно тонких и очень неглубоких трещинок на поверхности канала. Сначала сетка не имеет сомкнутых петель, а представляет лишь группу пересекающихся между собой отдельных веточек, из которых более резко выражены продольные. Такую сравнительно менее резко выраженную кар тину явления выгорания каналов орудий можно наблюдать в каналах орудий только в самой первоначальной стадии их выгорания. По мере дальнейшей стрельбы отдельные трещинки удлиняются, встречаются с соседними и образуют замкнутые петли в виде сплошной сетки; эта стадия развития наступает после значительного числа выстрелов. Как глубина, так и ширина первоначальных трещинок увеличиваются с увеличением числа сделанных из орудия выстрелов. Наибольшее развитие получают продольные трещины, но на полях нарезов преобладают трещины поперечные. Как только сеть трещин получает значительное развитие, ведущий поясок снаряда начинает срывать небольшие частицы стали с ребер полей нарезов, оставляя на них неровности, которые с каждым последующим выстрелом все более и более увеличивают заедание снарядных поясков и усиливают разрушение канала. Срывание полей нарезов иногда переходит в полное выкрашивание их целиком до глубины нарезов, а иногда даже глубже, так что на местах сорванных полей остаются борозды. Благодаря всему этому начало нарезов как бы отодвигается вперед все дальше и дальше и первоначальные размеры канала ствола в этой стадии В. к. о. являются сильно измененными. Выгорание распространяется в длину по нарезам, достигая своего максимума на некотором расстоянии от начала нарезов, а затем опять убывает почти до полного исчезновения в дульной части. Вследствие отдаления начала нарезов первоначальный объём каморы как бы увеличивается, что влечет за собой падение начальной скорости и уменьшение дальности. Изъязвление начальной части нарезов делает неоднообразным врезание в них ведущих частей снаряда или пули, что создает изменение начальных скоростей, уменьшающее меткость. При сильном выгорании м. б. также и случаи срыва снаряда с нарезов и неправильный его полет. Уменьшение дальности стрельбы от износа, вследствие падения начальной скорости, учитывается при боевых стрельбах по таблицам стрельбы. В морских и береговых орудиях (крупных) падение начальной скорости определяется по эмпирич. формуле в зависимости от общего числа выстрелов, сделанных из орудия; в полевых орудиях падение начальной скорости определяют прибором Высоцкого по фактической длине зарядной каморы орудия (смотрите Баллистические приборы).
Факторами, способствующими В. к. о., являются: t°, развивающаяся при сгорании а, давление овых газов, вес заряда, время движения снаряда в канале (длина ствола), скорость и режим стрельбы. Полигонные наблюдения за В. к. о. приводят к следующим практическим выводам: а) для двух подобных орудий выгорание увеличивается с увеличением калибра пропорционально его квадрату; б) при данном калибре и сорте а разгар больше зависит от веса заряда, чем от давления овых газов; в) место наибольшего развития выгорания в нарезной части не совпадает с местом наибольшего давления овых газов и лежит ближе к началу нарезов;
г) обтюрирующие средства, уменьшающие прорыв газов между стенками канала и снарядом, уменьшают В. к. о.; д) средства, понижающие it° овых газов, также уменьшают выгорание.
С развитием металлургии обращено внимание на изучение и подбор сортов стали, хорошо противостоящих В. к. о. Добавление к стали определенного % никеля, хрома, ванадия, вольфрама, молибдена, при наличии высоких механических качеств стали (большой предел упругости, высокая пластичность и вязкость), влияет на В. к. о. в сторону его уменьшения. Французы имели отдельные экземпляры 75-мм полевых орудий, выдержавших до 20 000 выстрелов (число, примерно в 2,5—3 раза большее нормального для таких орудий) за счет гл. образом специального сорта стали. Изучение явления В. к. о. выдвинуло несколько теорий, из которых основными являются следующие.
Теория Д. К. Чернова (термическая). При воспламенении заряда в канале орудия образуется газовая среда с ί° около 2 000° и более, оказывающая очень высокое давление на стенки канала (в современных орудиях иногда свыше 3 000 килограмм/см2). Эта газовая среда, чрезвычайно большой плотности, представляет собою как бы огненную жидкость, плотно прилегающую к стенкам канала и очень быстро нагревающую поверхностный слой металла до высокой t° в виду кратковременности действия толщина нагретого слоя будет выражаться в сотых и десятых долях миллиметров. После выстрела происходит быстрое охлаждение поверхностного слоя канала вследствие охлаждающего действия остальной холодной массы металла ствола. Такие <резкие изменения t° требуют от металла высокой пластичности и вязкости. При нагревании поверхностный слой канала должен расшириться, но, будучи под давлением наружных слоев, не может этого сделать, начинает морщиться и покрываться трещинами, обнаруживаемыми после некоторого числа выстрелов. По мнению Д. К. Чернова, металл ствола, для лучшего противостояния выгоранию, кроме большой пластичности и вязкости, должен иметь коэффициент теплового расширения по крайней мере такой, при к-ром наибольшее расширение металла от нагревания при выстреле не выходило бы за пределы упругих деформаций этого металла.
Теория Вьеля (динамическая). При выстреле струи овых газов, находясь под высоким давлением, с громадной скоростью прорываются между снарядом и поверхностью канала и, при высокой t°, размягчают или даже расплавляют металл и выносят частицы его вперед из канала.
Теория Шарбонье (динамическая). овые газы рассматриваются как жидкая струя, которая действует механически, размывая канал подобно быстрому водному потоку. Как в водном потоке в месте сужения или расширения его русла возникающие вихри производят сильный размыв берегов, так и в канале ствола наиболее страдает место соединения каморы с нарезной частью канала. Уменьшение разности диаметров каморы и нарезной части канала до минимума, по теории Шарбонье, должно благоприятно влиять на срок службы я.
Кроме изложенных основных исследований вопроса о выгорании, имеется целый ряд трудов, затрагивающих вопрос как с точки зрения химич. воздействия овых газов на металл ствола (Сиви),—в частности карбюризации его поверхностного слоя (В. В. Свешников),—так и с точки зрения влияния постоянных и случайных напряжений, имеющихся в металле (Сиви).
Лит.: Чернов Д. К., О выгорании каналов в стальн. оруд., Труды Д. К. Чернова, II., 1915; К р ы-л о в И. А., Изучение разгорания каналов огнестр. я, П., 1922; Матюнин А., Изнашивание орудий, «Артилл. жури.», СПБ, 1910, 1—3; Svesb-n i к о i f W., Carburization as a Faktor in the Erosion of Machine Gun Barrels, «Army Ordnance», Wsh., 1925, 30; ViellleM., Etude sur ies phSnomtaes d’erosion products par les explosifs, «Memorial des poudres et salpOtres», P., 1907, t. 11; C h a г bonnier P., La veine gazeuse, «Memorial de l’artillerie francaise», P., 1922, t. 1; «Rivista di artiglieria e genio», Roma, 1928, 3. В. Шелков.