Open AccessПерманентными задачами совершенствования автоматического стрелкового оружия являются:
1. Снижение износа канала ствола (увеличение живучести);
2. Ужесточение режимов огня (увеличение длин очередей и снижение пауз между ними);
3. Увеличение отстреливаемого боекомплекта в течение ограниченного промежутка времени.
Фактором, обусловливающим указанные проблемы, является нагрев поверхности канала ствола, что приводит к снижению механических характеристик ствольной стали.
Принципиально возможны три пути борьбы с нагревом:
1. Уменьшение тепловых потоков от пороховых газов к поверхности канала ствола;
2. Рассеивание подведенного тепла в окружающее пространство в процессе стрельбы;
3. Увеличение теплоаккумулирующей способности ствола.
Уменьшить тепловые потоки можно путем применения лейнера, изготовленного из материала с большим, чем у стали термическим сопротивлением. Это вариант дальней перспективы. Авторам не известны работы в этом направлении.
Принудительное рассеивание тепла реализовано в конструкции недавно принятого на вооружение отечественного единого пулемета ПКП («Печенег»). Оценки эффективности его системы охлаждения в информационных источниках отсутствуют; с точки зрения физики процесса в такой конструкции эффективный отвод тепла от поверхности канала ствола маловероятен.
В статье приведены расчетные оценки эффекта применения предложенного двухслойного ствола: 1) Лейнер (внутренний слой) - ствольная сталь; 2) кожух - высокопрочный сплав алюминия. Положительный эффект обусловлен повышением теплоемкости ствола при обеспечении его необходимой прочности. Стволы стоящих на вооружении пулеметов ПК, ПКМ и др., в том числе ствол пулемета ПКП, обладают избыточной прочностью. Это позволяет за счет некоторого ее снижения путем допускаемого уменьшения толщины стенки ствола перераспределить массу между прочным стальным лейнером и легким, обладающим высокой теплоемкостью, кожухом.
Оценки проводились путем решений нестационарной задачи теплопроводности для стволов пулеметов ПКМ, ПКП и предложенного двухслойного ствола. Сравнительный анализ результатов показал, что предлагаемый ствол имеет существенные преимущества: допускает отстрел почти двойного боекомплекта пулемета ПКМ и полуторного боекомплекта пулемета ПКП при непрерывной стрельбе. Оценки проводились путем решения нестационарной задачи теплопроводности.
Полученные результаты позволяют сделать вывод о перспективности применения современных высокопрочных и жаропрочных алюминиевых сплавов для применения в конструкции теплонагруженных деталей стрелкового оружия, и прежде всего при изготовлении стволов единых пулеметов и малокалиберных автоматических пушек.