Техника и вооружение 2009 03 - Коллектив авторов. Страница 16
Помимо прочих достоинств, преимуществом нового 23-мм патрона называлась высокая стабильность характеристик: при довольно небольшой массе порохового заряда (33 г) внутрибаллистическое время было практически постоянным, что благотворно сказывалось на работе автоматики. Ресурс НС-23 составлял 4000 выстрелов, а допустимый процент задержек не превышал 0,15 % от общего числа выстрелов. За создание НС-23 коллективу разработчиков во главе с А.Э. Нудельманом постановлением Совета Министров СССР от 26 июня 1946 г. была присуждена Сталинская премия второй степени (к слову, высшей государственной премией своего имени награждал сам И.В. Сталин, подписывавший постановление в качестве Председателя Совмина).
Справедливости ради, надо сказать, что в остальном НС-23 больше выглядела типичным «первым блином». При ослабленном патроне она имела меньшую скорострельность, и особенно, начальную скорость снаряда по сравнению с ВЯ. Стремясь улучшить баллистику, создатели НС-23 использовали чрезвычайно длинный ствол в 1450 мм, однако и при этой «удочке» начальная скорость снаряда составляла только 690 м/с (900 м/с у ВЯ). Меньше был и секундный залп — 1,85 кг/с против 2,0 кг/с у пушки ВЯ.
Правда, обещанное облегчение пушечной установки было достигнуто: НС-23 весила всего 37 кг — почти вдвое легче 66 кг у ВЯ-23, существенно легче был и боекомплект (что неудивительно при вдвое более легком патроне). Меньше была и отдача, почти на 60 %, что положительно сказалось на рассеивании снарядов при стрельбе и устойчивости самолета, облегчая прицельное ведение огня. Осенью 1947 г. ВВС была поставлена задача модернизации НС-23 с доведением ее скорострельности с прежних 550 до 800–900 выстрелов в минуту. Сохраняя основные принципы прежней системы, в ОКБ-16 решили пойти по пути повышения быстродействия автоматики.
Проявив предусмотрительность, руководители ОКБ-16 загодя позаботились о перспективах будущего орудия: поскольку аналогичной работой занималось и ОКБ-15, делавшее пушку Ш-23, а свой проект В-23 под тот же патрон предлагал и С.В. Владимиров, они заранее «вышли» на главных конструкторов самолетных «фирм» и, будучи в фаворе Минвооружений, передали тем установочные чертежи на еще не существовавшую установку.
В 1948 г. была закончена разработка 23-мм пушки НР-23 конструкторов А.Э. Нудельмана и А.А. Рихтера. Как и Н-37, эта пушка явилась дальнейшим развитием артиллерийской системы, принятой на вооружение в годы войны (пушка НС-23 образца 1944 г., на которой впервые были отработаны 23-мм патроны новой баллистики) и была сконструирована по классической схеме с приводом автоматики от короткого хода подвижного ствола при откате и накате, что и определяло ее достоинства и недостатки.
Наиболее важная особенность обычной схемы заключается в том, что в ней принципиально не могут быть совмещены между собой четыре операции, происходящие последовательно одна за другой — отпирание канала ствола, экстракция гильзы, досылание и запирание патрона* .
Кроме того, эти операции нельзя совместить с баллистическим временем (время от начала движения снаряда до момента, когда давление в стволе упадет до величины 150–200 атм, при которой уже можно произвести отпирание без риска взрывного выброса газов наружу). Это одна из причин, ограничивающих скорострельность пушек классической схемы. Однако, кроме недостатков, у этой схемы есть ряд ценных положительных качеств. От пушек других схем они отличаются простотой конструкции, малыми габаритами и относительно небольшой массой.
Такая схема имеет и эксплуатационные достоинства: их устройство меньше загрязняется пороховым нагаром и копотыо, менее уязвимо к воздействию пороховых газов и, соответственно, проще в обслуживании. В качестве самолетного оружия системы с автоматикой откатного типа несколько привлекательнее и по воздействию отдачи, приходящейся практически по оси ствола, что уменьшает рассеивание при стрельбе (правда, сама отдача за счет массивных откатных частей в общем случае довольно велика).
Повышение скорострельности НР-23 удалось достичь сокращением цикла автоматики пушки с использованием резерва времени отдельных операций, «сжатых» по продолжительности, и внедрением новых механизмов. Избыток энергии движения ствола был использован в узле ускорителя наката и отката затвора, а подача патронов производилась прямо из звеньев ленты в лапки затвора — поперечным снижением с усилием извлечения из звена порядка 120–150 кгс.
Применение на НР-23 ускорителей позволило получить скорострельность 870 выстр./мин (у НС-23 — 550 выстр./мин). Резко возросшие скорости движения подвижных частей повысили нагрузки на агрегаты, особенно на ускоритель, ударник и затвор, что потребовало повысить усталостную прочность и живучесть. Вопрос был тем более насущным, что принятие пушки на вооружение (а первым ею был оснащен истребитель Ла-15) произошло еще до завершения полигонных испытаний системы, не говоря уже о доводке и ресурсных проблемах.
Имевшиеся стали и технологии поначалу этого не обеспечивали: пружина запирания затвора разлеталась после 700-1000 выстрелов, появлялись задиры на ускорителе наката. Ресурс серийной пушки, первоначально установленный в 3000 выстрелов, уже через год удалось поднять вдвое. Для этого в конструкции использовали новые легированные стали, в производство внедрили кадмирование поверхностей для снижения трения, дробеструйную обработку, штамповку и ковку с учетом направления волокон металла.
Другой проблемой стала возросшая отдача, усилие которой порядком увеличилось с повышением скорострельности. При этом отдача «гуляла» от пушки к пушке и по мере выработки боекомплекта (с уменьшением числа патронов в ленте снижался расход энергии на ее подачу и сильнее становился удар ствола при откате в крайнее заднее положение). Это вело к появлению вибраций и рассеиванию снарядов при стрельбе, возраставшему с удлинением очереди. В конструкцию был введен гидробуфер, снизивший усилие отдачи вдвое — до 2600 кгс, а в техусловия военной приемки на заводе добавили контроль этого параметра, прежде остававшегося без внимания.
НР-23 стала одной из первых отечественных авиапушек, полностью управляющейся электроспуском и оборудованной датчиками положения ствола и ударника. Обычное прежде ручное управление огнем при достигнутых уровнях темпа стрельбы становилось неэффективным: задержка пальца на гашетке доже на полсекунды приводила к пустой трате десятка снарядов, а затянутая очередь могла привести к износу ствола и выходу пушки из строя. Со временем продолжительность стрельбы стала задаваться электроавтоматикой управления огнем, когда регулировка длины очереди обеспечивалось устройством отсечки стрельбы, с помощью зарядки конденсатора задававшая ее при разовом нажатии, по условиям живучести орудия и экономии боеприпасов.
Потребовалась также доработка системы питания пушки — подача с большой скоростью ленты, шедшей со множеством перегибов от патронного ящика, повысила требования к ее прочности, шарнирности и веерности**.
Так, соединение штампованных стальных звеньев ленты НР-23 позволяло шарнирно сложить ее пополам практически без петли (патронами наружу) и скрутитьна 90° через 12 звеньев. С целью унификации при установке на самолет НР-23 обеспечивала двухстороннее питание с правой или левой подачей лепты. Звенья-«крабы» ленты из стальной листовой штамповки, прозванные так за растопыренный вид своих краев-ухватов, должны были обеспечить жесткое удержание патронов при стремительном движении и рывках подачи. Толщину звеньев пришлось увеличить до 1,5 мм (против 1,2 мм в ленте НС-23).
При относительно умеренных скоростях первых реактивных машин стреляные гильзы и звенья рассыпной ленты выбрасывались за борт, с ростом скоростей потребовалось организовать сбор отработанных звеньев, и отнюдь не только из экономии — довольно легкие звенья с большой «парусностью» подхватывались потоком, кувыркались и летели куда попало, грозя повреждениями и пробоинами собственному самолету. Сбор звеньев к тому же был экономически обоснован: в большинстве орудийных систем они допускали повторное (и многократное) использование, благо выполнялись из качественной стали и при работе пушки подвергались нагрузкам в пределах пластических деформаций, восстанавливая форму и сохраняя свои качества. Гильзы, напротив, являлись «одноразовым изделием», и о том, чтобы вновь пускать их в дело, речь не шла: подвергаясь колоссальным давлениям и термическим нагрузкам при выстреле, гильза деформируется, раздуваясь, а ее дульце теряет прочность, необходимую для заделки снаряда, из-за чего стреляные гильзы годятся разве что в металлолом. Будучи достаточно дешевыми, гильзы не требуют организации их сбора и, за редкими исключениями, в процессе стрельбы отправляются прямым ходом за борт. На полигоне НИИ ВВС во Владимировке, где отрабатывались вопросы боевого применения авиации, одна из площадок у Грошево служила для испытаний стрелково-пушечного вооружения. После того, как над здешними мишенными полями несколько десятков лет беспрерывно шла стрельба с самолетов, место представляло собой впечатляющую картину: гильзы, сыплющиеся с неба изо дня в день, устилали землю сплошным ковром из множества слоев, звеневшим и хрустевшим под ногами. Россыпи гильз самых разных типов и калибров, только что отстрелянных, свежих, блестящих и валявшихся многие годы, уже потускневших и ржавых, тянулись в степи на многие гектары.