Учбове питання № 2: Призначення і будова затвора. Класифікація і дія затворів артилерійських гармат. Вимоги, що подаються до затворів.

Затвор - це частина гармати, яка призначена для замикання і відмикання каналу ствола, здійснення пострілу та екстракції гільзи після пострілу.

У гармат з картузним заряджанням екстракція гільзи відсутня. Клинові та поршневі затвори вперше були створені у XVI столітті. Перший в історії артилерії поршневий затвор з самозвідним ударником, викидачем гільзи та запобіжником від передчасного пострілу було створено талановитим винахідником В.С.Барановським у 1872 році. Це майже на 25 років раніше, ніж у інших країнах. Винахідником клиновог затвора з напівавтоматикою був інженер з Путиловського заводу Ф.Ф.Лендер, який у 1914 році створив тридюймову зенітну пушку з таким затвором і отримав патент за цей винахід в Росії, США, Англії та Франції.

Затвори, незалежно від конструктивного виконання, повинні відповідати таким вимогам як:

• надійність замикання каналу ствола;

• безпека при експлуатації;

• безвідмовність дії;

• простота та зручність при обслуговуванні.

Надійне замикання каналу ствола - це така властивість затвора, яка виключає його вільне розімкнення та відкривання під час пострілу. Надійність забезпечується:

• міцністю деталей затвора;

• наявністю замикаючого пристрою;

• доброю обтюрацією порохових газів.

Безпека при експлуатації - це виключення випадків травматизму та загрози для життя обслуги гармати в процесі експлуатації.

Для виконання цієї вимоги до конструкції затворів входить цілий ряд механізмів і блокіровок, які виключають можливість пострілу при неповністю закритому затворі, при роз'єднанні ствола з ПВП, при знаходженні казенника над станинами і т.д.

Безвідмовність дії - це здатність механізмів затвора зберігати свою працездатність деякий час за даних умов експлуатації.

Простота та зручність при обслуговуванні - це така якість, яка характеризується величиною зусиль на рукоятках затвора при роботі з ним; простотою розбирання та складання механізмів затвора; швидкою заміною несправних деталей; зручністю розміщення рукояток затвора.

Затвори сучасних гармат поділяються на типи за найбільш ніж важливими та загальними ознаками:

• за ступенем автоматизації;

• за способом обтюрації порохових газів;

• за типом замикаючої деталі.

Автоматичний затвор - це затвор автоматичної гармати з високою швидкістю стрільби, який забезпечує повну автоматизацію перезаряджання і здійснення пострілу за рахунок енергії порохових газів, або енергії, яка підводиться ззовні.

Напіватоматичний затвор - це затвор напіватоматичної гармати який забезпечує часткову автоматизацію перезаряджання та здійснення пострілу (2С1, 2СЗМ, 2С19, 2А65, Д-30, Д-20, Т-12, Д-48).

Неавтоматичний затвор - це затвор неавтоматичної гармати з ручним перезаряджанням та здійсненням пострілу (Б-4М, М-30, Д-1).

Таким чином, такі затвори гармат за ступенем автоматизації поділяються в залежності від наявності та вдосконалення автоматик затвора. Автоматичні та напівавтоматичні затвори - це переважно клинові затвори з автоматикою, а неавтоматичні - це поршневі затвори, або клинові без автоматики.

Затвор гільзової обтюрації - це затвор гармати гільзового заряджання, у якої обтюрація порохових газів у каналі ствола здійснюється за допомогою гільзи. До них відносяться клинові та поршневі затвори гармат 2С1, 2СЗМ, Д-30, Д-20, Т-12 та інші.

Затвор безгільзової обтюрації - це затвор гармати картузного заряджання, у якої обтюрація порохових газів у каналі ствола здійснюється за допомогою спеціального пристрою, наприклад пластичного або пружинного обтюратора. До них відносяться поршневі затвори з пластичним обтюратором 160-мм мінометів, 203-мм гаубиць Б-4М, самохідних артилерійських гармат 2С9, 2С7.

Клиновий затвор - це затвор гармати, у якої замикаючою деталлю служить клин, розташований у клиновому пазу казенника. Клинові затвори поділяються на вертикальні та горизонтальні.

Вертикальний затвор - це клиновий затвор з вертикальним переміщенням клина в клиновому пазу казенника при відкриванні та закриванні затвора.

Вертикальний клиновий затвор використовується в тих випадках, де передбачається упровадження автоматики.

Рис. 4. Схема будови вертикального затвора

1 - клин; 2 - казенник; 3 - труба.

Горизонтальний затвор - це клиновий затвор з горизонтальним переміщенням клина в клиновому пазу казенника при відкриванні та закриванні затвора.

Затвор з горизонтальним розташуванням клина використовується у тих випадках, коли вага клина виходить значною, а застосування автоматики не передбачається (наприклад, М-46).

Клинові затвори мають високу надійність замикання каналу стола, відрізняються відносною простотою будови та можливістю застосування автоматики, але вони мають підвищену вагу та утруднену обтюрацію порохових газів при картузному заряджанні. Клинові затвори використовуються в гарматах гільзового заряджання калібром до 152-мм включно.

Поршневий затвор - це затвор гармати, у якому замикаючою деталлю служить поршень, який угвинчується по різьбі у затворне гніздо казенника.

Рис. 5. Схема будови горизонтального затвора

1 - труба; 2 - клин; 3 - казенник.

Введення та угвинчування поршня у затворне гніздо казенника може здійснятися за різну кількість прийомів - тактів. В залежності від цього поршневі затвори поділяються на дво- та тритактні.

Двотактний затвор - це такий поршневий затвор, закривання якого здійснюється за два такти: спочатку поршень вводиться у гнізд при повороті затворної рами, а потім поршень провертається за аналогічні сектори затворного гнізда казенника.

Тритактний затвор - це такий поршневий затвор, закривання якого здійснюється за три такти: спочатку поршень вводиться у гніздо при попороті затворної рами, потім просувається по осі каналу ствола і тільки після цього провертається по різьбі казенника і зачіпляється за його нарізні сектори.

В дво- і тритактних затворах в період першого такту рух центра мас поршня здійснюється по дузі кола, центр якої зберігається з центром обертання осі рукоятки затвора. Більшість поршневих затворів є двотактними (М-30, 2С7, Д-1), тритактних значно менше (Б-4М).

Поршневі затвори мають відносно невелику вагу та забезпечують надійну обтюрацію порохових газів при картузному заряджанні, але вони мають і деякі недоліки: складність конструкції і трудність автоматизації. Використовуються поршневі затвори в гарматах гільзового заряджання калібром від 122-мм та більше.

У відповідності до призначення і вимог затвор складається з основних та допоміжних механізмів та пристроїв.

I. Основні механізми та пристрої призначені для замикання і відмикання каналу ствола, здійснення пострілу і екстракції (викидання) гільзи після пострілу. До них відносяться:

- замикаючі механізми;

- стріляючі пристрої;

- екстрактори.

II. Допоміжні механізми та пристрої призначені для забезпечення зручності і полегшення роботи обслуги при заряджанні гармати та здійсненні пострілу. До них відносяться:

утримуючі механізми;

- механізми повторного зводу ударника;

- механізми полегшення заряджання;

- автоматика (тільки у напівавтоматичних та автоматичних

затворах).

Крім основних та допоміжних механізмів і пристроїв затвор має ще й запобіжні механізми і пристрої, які призначені для забезпечення безпеки під час стрільби. До них відносяться:

- запобіжники передчасного спуску (Т-12, Д-30);

- інерційні запобіжники (М-30, М-46);

- механізми взаємного замикання (М-46, 2Б9);

- механізми блокування спуска та інші механізми і блокуючі

пристрої (Д-30, 2АЗ1, 2АЗЗ).

В залежності від конструкції конкретного зразка гармати її затвор може не мати окремих механізмів та пристроїв.

Однією з цих вимог до затворів, є надійне замикання каналу ствола під час пострілу. Це означає, що перед пострілом затвор гармати повинен бути не тільки закритим, але й надійно замкненим, а його частини повинні займати таке положення, за якого неможливе відкривання затвора у момент пострілу.

Таким чином, замикаючий механізм призначений для надійного замикання каналу ствола під час пострілу.

Розрізняють два типи замикаючих механізмів:

• клиновий;

• поршневий.

Основні вимоги до конструкції замикаючого механізму:

- забезпечення надійного замикання клина (поршня) під час пострілу. Ця вимога виконується за рахунок створення самогальмування клина (поршня) у казеннику та введення замикаючої ланки механізму;

- забезпечення щільного замикання каналу ствола, щоб запобігти прориву порохових газів.

Основні деталі замикаючого механізму клинового типу:

1. Клин затвора.

2. Осі кривошипів.

3. Кронштейн з роликами і упорами.

4. Рукоятка для відкривання затвора.

Клин затвора - замикаюча деталь клинового затвора, яка переміщується поперек осі каналу ствола при закриванні та відкриванні затвора і має форму призматичного клина.

У клині затвора виготовляється основний паз, який призначається для спрямування ролика або повзуна кривошипа затвора та перетворення руху кривошипа в поступальний рух клина затвора.

Клин затвора має:

1. Дзеркало - призначене для опори дна гільзи.

2. Скіс - призначений для досилання гільзи та запобігання утикання клина у фланець.

3. Лоток - призначений для зручності заряджання та збільшення бокової поверхні без зростання маси клина.

4. Осьовий канал - призначений для розміщення ударника з пружиною.

5. Основні (фігурні) пази - призначені для роликів кривошипів і забезпечення замикання затвора при пострілі.

6. Передня грань - призначена для:

а) забезпечення швидкого та легкого відкривання затвора;

б) досилання гільзи при переміщенні вгору;

в) самогальмування в момент пострілу.

Передня грань нахилена під кутом 1°20`.. 1°40` для того, щоб сили тертя були більше сили тиску порохових газів. Клин переміщується перпендикулярно осі каналу ствола, замикаючи його і паралельно осі каналу ствола досилає гільзу. При відкриванні затвора нахил задньої грані ліквідує натяг між дном гільзи та дзеркалом клина.

Кривошип затвора - це важіль приводу клинового затвора, який передає рух клину та жорстко зв'язаний з віссю затвора. Кривошип забезпечує переміщення клина при відкриванні і закриванні затвора та виключення самовільного відмикання каналу ствола у випадку порушення умови самогальмування клина.

За кількістю і розташуванням кривошипів замикаючі механізми можуть бути з одним або з двома боковими кривошипами, або з одним центральним кривошипом.

Вісь затвора (кривошипів) розміщується у казеннику і за допомогою шліцьового з'єднання жорстко зв'язана з кривошипом. Вісь має гладку ділянку з сегментним візиром для розміщення рукоятки затвора та зв'язку з нею. За розміщенням осі затвора відносно клина розрізняють затвори з переднім та заднім розташуванням осі затвора.

Переднє розташування осі затвора є більш раціональним, оскільки під час відкату відкатних частин сила інерції самого кривошипа відносно осі обертання створює момент, який сприяє замиканню та утриманню клина в закритому положенні.

При задньому розташуванні осі затвора виникає момент, який діє в протилежному напрямку.

Рукоятка затвора призначена для повороту осі затвора з кривошипами при відкриванні та закриванні затвора і має важіль для з'єднання з віссю затвора та клямку для застопорення рукоятки у робочому положенні.

Для зручності роботи кут повороту рукоятки у вертикальних затворів складає 80... 100°, а у горизонтальних - до 120°.

Рукоятка, вісь затвора і кривошипи складають привід затвора, який призначений для надання руху замикаючій деталі затвора. За наявністю автоматики затвора цей привід є допоміжним, оскільки він буде використовуватися для відкривання та закривання затвора без стрільби.