Семиствольный мститель и нестыковочки. Авиационная пушка GAU-8/A Avenger

[judgesuhov]

7х30-мм авиапушка General Electric GAU-8/A Avenger

После вьетнамской войны американские военные запросили у конструкторов самолет для непосредственной поддержки сухопутных войск. Самолет должен был получить мощную пушку для атаки сильно-защищенных целей (главным образом - советских танков).
К 1970 году, еще до выбора самолета (финалистами конкурса на тот момент были Fairchild YA-10 и Northrop YA-9A), определились с "главным калибром" нового штурмовика.
Им стала 30-миллиметровая семиствольная пушка GAU-8.

Оценить габариты этой "дуры" можно на фото выше ↑

Масса GAU-8 составляет 281 кг, масса всей пушечной установки - 1830 кг (включая систему подачи патронов и барабан с полным боекомплектом, вес которого - 937 кг). Длина пушки - 2900 мм, длина стволов - 2229 мм.
Диаметр патронного ящика 860 мм, длина 1820 мм. Боекомплект насчитывает 1350 патронов.
Пушка использует снаряды калибра 30х173 мм с алюминиевой гильзой.




Боекомплект пушки состоит из чередующихся четырёх патронов с бронебойно-зажигательным снарядом PGU-14 (масса снаряда 425 г, начальная скорость снаряда - 990 м/c), и одного патрона с ОФ снарядом PGU-13 (массой 360 г, начальная скорость - 1067 м/с). Снаряд PGU-14 имеет сердечник из обеднённого урана.
Разработчики заявляли пробитие 50-мм брони (при встрече снаряда с бронелистом - по нормали) с дистанции километр.

Изначально пушка имела изменяемую скорострельность 2100 / 4200 выстрелов в минуту. Позже максимальное значение скорострельности 4200 в/мин ограничили значением 3900 в/мин [1].



На практике продолжительность огня пушки ограничена одно- или двухсекундным залпом (во избежание перегрева стволов и для увеличения их срока службы), с последующим минутным перерывом для охлаждения. За "двухсекундный залп" пушка выплевывает 130 снарядов, таким образом А-10 мог бы выпустить весь боекомплект за 20 секунд, если бы не минутные паузы.
Итого, максимальный темп стрельбы - десять двухсекундных очередей с минутным перерывом.



Срок службы блока стволов составляет 21 тыс. выстрелов. Цикл стрельбы начинается с раскрутки блока стволов от двух гидравлических приводов, питающихся от гидросистемы самолёта.

Система подачи патронов GAU-8/A беззвеньевая для уменьшения веса. Стреляные гильзы не выбрасываются наружу, а собираются обратно в барабан, чтобы не повредить обшивку самолёта во время стрельбы. Интересно - сколько весит одна гильза?
Патрон со снарядом PGU-13/B весит - 890 г, а сам снаряд при этом - 360 г...
Если гильза весит, к примеру, грамм 300, то общий вес стреляных гильз перевалит за 400 кг.
Какая-то странная "борьба за вес".



Наземный комплекс ALS (Ammunition Loading System)

Для перезарядки пушки нужен грузовик и нескольких человек персонала. Дело в том, что перезарядка GAU-8 невозможна без специального наземного комплекса ALS (Ammunition Loading System). [3]

Проблемы

Вылезли проблемы при стрельбе из «главного калибра» - недогоревшие частицы пороха (из попадающих в двигатель пороховых газов) откладываются на лопатках вентилятора и компрессора двигателя. Установили, что тысяча выстрелов из пушки (а это меньше разового боекомплекта орудия) - снижает тягу двигателя на 1%, а общее снижение тяги с настрелом доходило до 10%. [2]

Для обеспечения более полного сгорания метательного состава внутри стволов (чтобы исключить догорание пороховых газов перед самолетом) к нему добавляется азотнокислый калий. Эта добавка либо вводится в метательный состав, либо в отдельном пластмассовом пакетике вкладывается в патрон.
Кроме того - двигатели самолета получили запальные устройства, воспламеняющие недогоревшие частицы пороха.




Помимо технических были предусмотрены и организационные мероприятия:
- из пушки разрешена стрельба только короткими одно-двухсекундными очередями (как было указано выше - это еще и увеличивало срок жизни стволов);
- обязательная промывка двигателя после каждых 2600-3000 выстрелов мыльным раствором для удаления сажи с лопаток вентилятора и компрессора.

Легенда об отдаче

Существует "городская легенда", что при непрерывной стрельбе из пушки А-10 может остановиться в воздухе с последующим срывом в штопор (и даже - полететь назад). Дескать - ее отдача перекрывает тягу двигателей.
Возьмем неограниченную скорострельность (4200, а не 3900 выстр/мин) и самые тяжелые снаряды (весь БК состоит из бронебойных PGU-14/B, снаряд которых весит 425 395 г.) для удобства расчетов.

Сила отдачи GAU-8 равна:


или после преобразования:



где

m - масса снаряда (0,425 кг) (0,395 кг)
 v - начальная скорость снаряда (1067 м/с) (1013 м/с)
 r - скорострельность (70 выстрелов в секунду)

Получим на выходе цифру около 30 28 кН.  Неокторые говорят, что отдача "Мстителя" около 45 кН (дополнительную отдачу создают истекающие из ствола пороховые газы). Пусть так.
Тяга обоих двигателей А-10 = 2 × 40,32 кН, т.е. 80,6 кН.

В общем - отдача составляет 56 % тяги силовой установки и не может остановить штурмовик, но перекрывает тягу одного двигателя. Наверное весьма некомфортное ощущение - потеря больше половины тяги. Особенно, если двигатель не на максимале, а в крейсерском режиме.

Весовые непонятки или волшебный боекомплект

А теперь о нестыковочках.
Вес ОФЗ патрона PGU-13/B, приводится везде, как 890 г.
Если даже весь барабан (1350 патронов) забить ими, то вес боекомплекта выходит 1201,5 кг. Хотя везде вес боекомплекта приводится, как 937 кг...

При этом - ОФЗ PGU-13/B (масса снаряда 360 г) априори легче бронебойного PGU-14/B (масса снаряда 425 г), а последние - составляют 80% боезапаса. Т.е. если принять массу патрона PGU-13/B равной 0,89 кг, то весь боекомплект будет весить еще больше.

Выходит - либо вес патрона PGU-13/B дан неверно (вес PGU-14/B в сети не нашел)... Либо боекомплект на самом деле меньше, чем 1350 патронов.

Товарищи, кому что попадалось в сети по этому поводу?

UPD:
Камрад T35 разъяснил ситуацию, найдя данные от производителя.

Патрон PGU-13HEI - весит 681г (масса снаряда 378г)
Патрон PGU-14API - весит 694г (масса снаряда 395г)
Общий вес боекомплекта - 933,4 кг

Спасибо за оперативность.

[Источники:]
[1] http://thechive.com/2016/08/25/the-plane-built-around-one-gun-42-hq-photos/
[2] https://topwar.ru/100011-a-10-thunderbolt-ii-shturmovik-postroennyy-vokrug-aviacionnoy-pushki.html
[3] http://warspot.ru/4194-kak-gotovyat-k-boyu-mstitelya
[4] http://www.airwar.ru/weapon/guns/gau8a.html


judgesuhov специально для svbr

P.S.

Так же рекомендую:
☆ Пушка для самолета, или самолет для пушки? Штурмовик A-10 Thunderbolt II