2.1 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; & 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.