ПОДКАЛИБЕРНЫЙ СНАРЯД ДЛЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОЙ ПУШКИ Российский патент 1997 года по МПК F42B14/06 

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в боеприпасах артиллерийских систем с электродинамическим ускорением снарядов.

Существующие снаряды для электродинамических пушек в основном представляют собой пробки из различных электропроводных материалов не несущие инициаторов дуги (пат. США N 2538096, N 3341816) или имеющие инициаторы дуги (пат. США 4329971, 4355561, 4457205, N 4555972.

В качестве прототипа принята конструкция подкалиберного снаряда к электродинамической пушке, представленная в сборнике "Аэрокосмическая техника", т.1, N2, февраль 1983 г. стр. 115.

Подкалиберный снаряд содержит сердечник со стабилизатором, установленный в отделяющемся, благодаря выполнению из отдельных секторов, ведущем устройстве, силовой элемент-пятак, на который опирается сердечник, диэлектрический поддон с инициатором дуги на его донном срезе. При выстреле инициатор дуги замыкает токоведущие рельсы в стволе электропороховой пушки и между ними образуется электрическая дуга. Давлением в плазме, инициированной электрической дугой в объеме за диэлектрическим поддоном, снаряд разгоняется по каналу ствола. При вылете из ствола набегающий поток воздуха сбрасывает с сердечника сектора ведущего устройства. Дальнейший полет сердечника по траектории стабилизируется его стабилизатором.

К недостаткам конструкции подкалиберного снаряда по вышеописанному прототипу следует отнести возможность демонтажа ведущего устройства, а, следовательно, и всего подкалиберного снаряда в процессе выстрела, вследствие недостаточной механической прочности ведущего устройства.

Недостаточная механическая прочность ведущего устройства объясняется:
более высоким уровнем перегрузок, действующих при выстреле из электропороховой пушки на снаряд, а следовательно и на сердечник, (приблизительно 800000g) в сравнении с классическими газодинамическими системами (приблизительно 300000g). Вследствие этого увеличивается силовое воздействие сердечника на его опору силовой элемент, а, следовательно, и на ведущее устройство;
выполнением ведущего устройства из соображения обеспечения работоспособности снаряда в электропороховых пушках и снижения его пассивной массы из электроизоляционных материалов, имеющих невысокие прочностные характеристики.

Возможность демонтажа подкалиберных снарядов недопустимо при боевом использовании артиллерийских систем с электродинамическим ускорением снарядов.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности подкалиберных снарядов для электродинамических пушек. Это достигается тем, что внутри отделяющегося ведущего устройства установлен дополнительный силовой опорный элемент, представляющий собой отделяющуюся секционную втулку, а с ведущим устройством поддон жестко соединен с помощью кольцевой канавки на поддоне и ответного выступа на ведущем устройстве, при этом инициатор дуги выполнен в форме втулки с коническим внутренним отверстием, насажен на ответную коническую часть поддона, и отделяется от ведущего устройства установленной на поддоне электроизоляционной шайбой, стык же между электроизоляционной шайбой и ведущим устройством перекрыт ведущим пояском.

На фиг. 1 показано конструкция подкалиберного снаряда; на фиг.2 разрез А-А фиг.1.

Основной деталью подкалиберного снаряда является сердечник 1 со стабилизирующим оперением, состоящий из заостренной носовой и цилиндрической частей. На цилиндрической части сердечника установлен дополнительный силовой опорный элемент секционная втулка 2, состоящая из отдельных отделяющихся друг от друга секторов. Задний торец сердечника опирается на другой силовой элемент опорный пятак 5. Сборка сердечника с оперением, секционной втулки и опорного пятака охватывается снаружи диэлектрическим ведущим устройством 4, состоящим также из отдельных разделяющихся секторов и имеющим внутренние проточки для размещения перечисленных элементов подкалиберного снаряда. В единое целое сектора ведущего устройства соединяются посредством ведущих поясков 3. Для предотвращения продольного перемещения секционной втулки относительно сердечника в ее внутреннем канале выполнена кольцевая проточка, а на цилиндрической части сердечника соответствующие кольцевые выступы. Названные пазы и выступы имеют наклонные боковые грани, выполненные под углом 15^o для облегчения их отдаления друг от друга.

В донной части снаряда находится металлический инициатор дуги 8, выполненный в форме втулки с коническим внутренним профилем. В указанную коническую расточку инициатора дуги 8 входит своей ответной конической частью диэлектрический поддон 7, имеющий кольцевую канавку на наружней поверхности для закрепления в ней ответного кольцевого выступа в донной части ведущего устройства 4. Таким образом осуществляется жесткое соединение между собой ведущего устройства и инициатора дуги.

Между ведущим устройством и инициатором установлена электроизоляционная шайба. Стык между электроизоляционной шайбой и ведущим устройством перекрывается задним ведущим пояском 3.

При выстреле из электропороховой пушки подкалиберный снаряд первоначально разгоняется давлением порохового газа в газодинамической ступени. После захода снаряда в электродинамическую ступень инициатор дуги 8 коммутирует электрическую цепь ее подводящих рельс. После коммутации электрической цепи за дном снаряда возникает электрическая дуга, образующая в заснарядном объеме сгусток плазмы "плазменный поршень". Давлением в "плазменном поршне" снаряд ускоряется до гиперзвуковых скоростей. При движении снаряда по каналу ствола задний ведущий поясок 3 перекрывает стык между электроизоляционной шайбой 6 и ведущим устройством 4, предотвращая тем самым закоротку электрической дуги с инициатора на сердечник 1. Одновременно с этим при движении снаряда по стволу оба ведущих пояска 3 подвергаются истиранию, тем самым подготавливая секции ведущего устройства 4 к разделению. После вылета подкалиберного снаряда из ствола электропороховой пушки набегающий поток воздуха создает избыточное давление в конусной заборной части ведущего устройства 4. Под давлением этого давления сектора ведущего устройства, порвав ведущие пояски 3, совместно с секторами втулки 2, пятаком 5 отделяются от сердечника 1 со стабилизирующим оперением. В дальнейшем, стабилизируясь своим оперением, сердечник продолжает полет по траектории к цели.

Предлагаемая конструкция подкалиберного снаряда позволяет перераспределить инерционные нагрузки действующие на ведущее устройство со стороны сердечника. Если в прототипе вся указанная нагрузка полностью передается через силовой элемент только на одно поперечное сечение ведущего устройства по силовому элементу, то в предлагаемой конструкции за счет введения в конструкцию дополнительной опоры секционной втулки она распределяется на два поперечных сечения, а именно по силовому элементу и секционной втулке. Тем самым налицо более благоприятное силовое нагружение наиболее слабого звена подкалиберного снаряда ведущего устройства. Учитывая кратковременность силового нагружения при выстреле, таким образом создаются условия по обеспечению механической прочности элементов подкалиберного снаряда, а следовательно надежности его работы при гиперскоростном метании.

Что касается установки в допкалиберном снаряде между ведущим устройством и инициатором электроизоляционной шайбы, то это совместно с перекрытием стыка между ними ведущим пояском устраняет закоротку высокоточной электрической цепи на сердечник снаряда, исключая тем самым нанесение отдельным его элементам недопустимых механических повреждений. Благодаря этому дополнительно повышается надежность функционирования предлагаемого подкалиберного снаряда при выстреле из электропороховой пушки. Кроме того введение в конструкцию подкалиберного снаряда электроизоляционной шайбы позволяет предотвратить снижение КПД использования подводимой электрической энергии за счет исключения ее потерь по непрямому назначению в результате закоротки электрической цепи через сердечник снаряда.

Таким образом, предлагаемая конструкция подкалиберного снаряда позволяет решить одну из актуальных проблемных вопросов создания оружия на электродинамическом принципе метания задачи создания подкалиберного снаряда, удовлетворяющего жестким условием применения в электродинамических артиллерийских системах.

Использование: боеприпасы для артиллерийских систем с электродинамическим ускорением снарядов. Сущность изобретения: подкалиберный снаряд содержит сердечник со стабилизатором, установленный в отделяющемся ведущем устройстве, силовой элемент - пятак, на который опирается сердечник, диэлектрический поддон с инициатором дуги на его донном срезе. Внутри ведущего устройства установлен дополнительный силовой элемент - отделяющаяся секционная втулка. Крепление поддона с ведущим устройством осуществляется с помощью кольцевой канавки на поддоне и ответного выступа на ведущем устройстве. Инициатор дуги выполнен в форме втулки с коническим внутренним отверстием, насажен на ответную коническую часть поддона и отделяется от ведущего устройства установленной на поддоне электроизоляционной шайбой. Стык между электроизоляционной шайбой и ведущим устройством перекрыт ведущим пояском. 2 ил.

Подкалиберный снаряд для электродинамической пушки, содержащий сердечник со стабилизатором, установленный в отделяемом ведущем устройстве, силовой элемент для упора сердечника, поддон и инициатор дуги, отличающийся тем, что внутри отделяющегося ведущего устройства установлен дополнительный силовой опорный элемент, представляющий собой отделяющуюся секционную втулку, а с ведущим устройством поддон жестко соединен с помощью кольцевой канавки на поддоне и ответного выступа на ведущем устройстве, при этом инициатор дуги выполнен в форме втулки с коническим внутренним отверстием, насажен на ответную коническую часть поддона и отделен от ведущего устройства установленной на поддоне электроизоляционной шайбой, стык же между электроизоляционной шайбой и ведущим устройством перекрыт ведущим пояском.