ИЗНОС КАНАЛА СТВОЛА И ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ ТЕПЛОВЫХ МАШИН

В современных операциях с применением обычного оружия основную роль в решении боевых задач играет огневое поражение противника, которое должно проводиться на всю глубину оперативного построения войск при минимуме расхода боеприпасов. С учетом оснащения войск новыми высокоточными комплексами ракетного и артиллерийского вооружения ракетные войска и артиллерия в перспективе должны будут выполнять в современном общевойсковом бою до 70% объема огневых задач, при этом тактика действий артиллерийских подразделений должна строиться по принципу «разведка – огневой налет – противоогневой маневр».

Работа артиллерии по маневренно-огневой схеме определяет целый ряд жестких конструкционно-технических требований к средствам поражения по могуществу действия боеприпасов, быстродействию вооружения, точности и дальности стрельбы. Кроме того, встают вопросы обеспечения стрельбы и управления артиллерийским огнем. Эффективное применение гаубичной артиллерии напрямую связано с назначением точного расхода снарядов, обеспечивающего требуемый результат поражения объекта (цели) в установленный срок. Кроме того, в мире наблюдается тенденция повышения дальности стрельбы артиллерийских орудий и их скорострельности. Максимальная дальность стрельбы перспективных образцов может достигать 100 км. Повышение скорострельности орудий обеспечивается автоматизацией подготовки стрельбы [1]. В свою очередь расход снарядов зависит от точности стрельбы, которая изменяется с износом стволов орудий.

И здесь неизбежно встает проблема живучести ствола орудия. Живучесть (или «баллистическая жизнь») стволов обычно оценивается количеством выстрелов на полном или дальнобойном заряде, которое может быть сделано до выхода ствола из строя вследствие износа.

При этом необходимо учесть, что если компенсация падения начальных скоростей снарядов возможна за счет измерения параметров орудия и расчета поправок для углов прицеливания, а учет изменения угла вылета может быть осуществлен в процессе стрельбы за счет введения корректур, то вот измерить и хоть в какой-то мере компенсировать нарастание величины рассеивания снарядов – это более сложная задача, инструментарий для решения которой в настоящий момент отсутствует.

Таким образом, именно увеличение рассеивания снарядов, обусловленное нарастающим износом канала ствола в процессе эксплуатации артиллерийского орудия, приводит к снижению точности стрельбы, и, как следствие, к «недовыполнению» огневых задач, либо как показывает моделирование боевых ситуаций может возникать опасность поражения своих подразделений, особенно при нелинейной тактике действия войск.

Износ канала ствола, т. е. изменение его размеров, контура и качественного состояния элементов (зарядной каморы, нарезов, внутреннего диаметра) возникает вследствие многократно повторяемого чрезвычайно мощного воздействия на его поверхность пороховых газов и ведущих частей снарядов. Основными причинами износа ствола являются: тепловое воздействие пороховых газов (оно приводит к оплавлению поверхностного слоя канала ствола, что ухудшает его механические свойства); периодическое быстрое нагревание и охлаждение вызывает термическое расширение и сжатие в поверхностном слое (как следствие этого, на поверхности канала ствола образуется и развивается сетка мелких трещин); механическое воздействие ведущего пояска снаряда на нарезы канала ствола, приводящее к изменению их размеров и профиля; механическое воздействие газовой струи или эрозия (большое давление пороховых газов и их высокая температура обуславливают разгар канала ствола); химическое воздействие пороховых газов (обогащение поверхностного слоя канала ствола углеродом (цементация) или же, наоборот, выгорание углерода, приводящее к уменьшению пластичности и повышению хрупкости, что способствует появлению трещин при растяжении ствола в момент выстрела).

Таким образом, при выстреле из артиллерийского орудия движение снаряда по каналу ствола сопровождается многочисленными процессами: механическими, физическими, химическими, термодинамическими и газодинамическими, которые приводят к интенсивному износу его поверхности.

Другое направление, обеспечивающее замедление процесса износа канала ствола, связано с применением триботехнических составов, доставляемых в пару трения «снаряд – канал ствола». Так, например, известен, триботехнический состав направленной ионной диффузии на основе природных минералов: хризотил, магнетит, тальк, кальцит, клинохлор, тремолит, с дисперсностью смеси до 10 мкм, который в настоящее время успешно применяется в различных машинах и нагруженных механизмах.

Список литературы:

1. Карюкин С.П., Митрохин О.В. Подход к обеспечению живучести стволов артиллерийских орудий // Военная мысль. 2012. № 1. С. 72-78.