СНАРЯД Российский патент 1998 года по МПК F42B15/00 F42B39/00 

Изобретение относится к области военной техники, а конкретно к снарядам с ракетными двигателями (реактивным и активно-реактивным) и вопросам безопасности при обращении с ними.

Известен реактивный снаряд [1]. В снаряде имеется ракетный двигатель, состоящий из заряда твердого топлива с осевым каналом и цилиндрической наружной обечайки, ограничивающей камеру сгорания. В выходной части ракетного двигателя выполнено днище, в котором имеется центральное сопло, перекрытое заглушкой, и к которому с другой стороны крепится опорная трубка, образующая внутреннюю стенку камеры сгорания. Опорная трубка, устанавливаемая в осевом канале заряда, имеет наружный диаметр несколько меньший, чем диаметр канала заряда, обеспечивая по всей длине трубки кольцевой радиальный зазор. Достоинством данного снаряда является то, что благодаря кольцевому зазору, заряд нагружаясь осевой силой при выстреле деформируется в радиальном направлении, приближаясь к стенке трубки. Это предотвращает растрескивание заряда при выстреле, а следовательно и разрушение двигателя при его запуске. Однако, при возникновении пожара, например, на складе этих реактивных снарядов происходит их нагрев, что приводит к взрывам и разлетам снарядов. К более катастрофическим последствиям приводят разлеты снарядов, так как в этом случае они представляют угрозу не только в зоне, непосредственно примыкающей к очагу, но и населенным пунктам, достаточно далеко отстоящим от очага пожара. Так по сообщениям прессы (газета "Труд" от 31.03.95, с. 1), радиус разлета реактивных снарядов при их несанкционированном срабатывании составляет до 25 км. Т. е. опасная зона при этом составляет зону с радиусом 25 километров. Аналогичные случаи возможны и в аварийных ситуациях при транспортировании снарядов, например, железнодорожным и автомобильным транспортом.

Известен также снаряд с системой инициирования ракетного двигателя через герметично закрытое сопло [2]. Активно-реактивный снаряд при этом включает ракетный двигатель твердого топлива (РДТТ) с сопловой заглушкой и пирозамедлитель, срабатывающий от продуктов сгорания метательного заряда и инициирующий через определенное время воспламенитель ракетного двигателя. Снаряд с такой системой инициирования привлекает своей оригинальностью, заключающейся в автоматизации процесса запуска ракетного двигателя в определенное время достаточно простыми средствами, используя для этого пирозамедлительно и тепловой импульс от продуктов сгорания метательного заряда. Однако, к числу существенных недостатков этого снаряда следует отнести то, что пирозамедлитель является средством, чувствительным к небольшому тепловому импульсу, и при попадании такого снаряда даже в относительно небольшой очаг огня достаточно быстро происходит инициирование РДТТ и вылет снаряда. Т.е. снаряд также небезопасен, так как опасная зона при этом составляет десяти километров. Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение безопасности реактивного снаряда при нахождении его в очаге огня за счет раскрытия соединения обечайки и днища несанкционированно сработавшего ракетного двигателя и уменьшения за счет этого зоны разлета снаряда. Решение поставленной задачи достигается тем, что в снаряд, содержащий ракетный двигатель с обечайкой и днищем и сопловую заглушку введено открываемое устройство удержания сопловой заглушки, а соединение обечайки с днищем выполнено ослабленной прочности. Открываемое устройство удержания сопловой заглушки может быть выполнено, например, в виде сегментов П-образного кольца, снабженных разнесенными буртиками, обхватывающими сопловую заглушку и кольцевой выступ на снаряде, и установленных с образованием полости между внутренней поверхностью сегментов и наружной поверхностью снаряда, сообщаемой с окружающей средой. Кроме того, открываемое устройство удержания сопловой заглушки может быть выполнено в виде выступов на лопастях блока стабилизатора, взаимодействующих с сопловой заглушкой при сложенном положении лопастей.

И кроме того, это устройство может быть выполнено в виде элемента, установленного на снаряде с помощью быстроразъемного соединения (например байонетного) и снимаемого со снаряда перед стрельбой. Действительно, вводя в снаряд устройство удержания сопловой заглушки и выполняя соединение обечайки ракетного двигателя с его днищем ослабленной прочности, мы тем самым обеспечиваем при несанкционированном срабатывании ракетного двигателя, например, в случае попадания снаряда в очаг пожара, исключение вскрытия сопловой заглушки, рост давления в камере сгорания до тех пор, пока не произойдет раскрытия двигателя по соединению обечайки с днищем. Соединение обечайки с одним из днищ выполняется местом наименьшей прочности ракетного двигателя, обеспечивая его раскрытие именно по этому месту и разделение снаряда на две части, разлетающиеся по оси снаряда в противоположные стороны. Разделение снаряда на две части, движущиеся вдоль оси снаряда, исключает образование мелких осколков двигателя в радиальном направлении, от которых могут срабатывать соседние снаряды (снаряды на складах укладываются параллельно друг другу). Дальность разлета частей снаряда при этом составляет несколько десятков метров, так т ак воздействие на них ускоряющих сил внутреннего давления носит импульсный характер. При раскрытии обечайки с днищем заряд твердого топлива может загаснуть от резкого градиента спада давления либо спокойно догорит в очаге при низком давлении.

Выполнение устройства удержания сопловой заглушки открываемым, обеспечивает возможность вскрытия сопловой заглушки после открытия устройства удержания и нормальную работу двигателя при запуске снаряда. Устройство открывается перед запуском двигателя.

Признаки открывание и устройство для удержания сопловой заглушки представлены как функциональные, так как определяющим является не их конструктивное выполнение, а выполняемая ими функция. Конструктивное выполнение их может быть различным, о чем указано выше.

На фиг. 1 изображена схема общего вида артиллерийского активно-реактивного снаряда, выполненного согласно п.2 формулы изобретения; на фиг.2 - вид по стрелке А фиг.1; на фиг. 3 - снаряд, выполненный согласно п.3 формулы изобретения; на фиг. 4 - вид по стрелке Б фиг.3, пунктиром показано раскрытое положение лопастей блока стабилизатора.

Снаряд 1 включает ракетный двигатель с обечайкой 2, передним 3 и сопловым 4 днищами, заряд твердого топлива 5, сопловую заглушку 6 и воспламенитель 7. На сопловой заглушке установлен пирозамедлитель 8. Соединение обечайки 2 с одним из днищ, например, передним днищем 3 выполнено ослабленной прочности от действия внутреннего давления (резьбовой стык выполнен наименьшей прочности в конструкции двигателя от действия внутреннего давления). Снаряд 1 снабжен открываемым устройством удержания сопловой заглушки, выполненным в виде сегментов 9 П-образного кольца, снабженных разнесенными буртиками 10, охватывающими сопловую заглушку 6 и кольцевой выступ 11 на снаряде 1. Сегменты 9 установлены с образованием полости 13 между внутренней поверхностью сегмента и наружной поверхностью снаряда. Полости 12 сообщаются с окружающей средой, например, через щелевые пазы 13 линии разреза П-образного кольца на сегменты. Цифрами 14 и 15 обозначены срезные элементы (например винты) фиксации сегментов 9 и заглушки 6 на снаряде 1 соответственно.

Снаряд 1, изображенный на фиг.3 и 4, стабилизируется на траектории хвостовым оперением и предназначен для выброса, например с помощью вышибного заряда из трубчатой направляющей. Раскрываемый блок стабилизатора 16 лопасти 17, снабженные выступами 18, взаимодействующими с сопловой заглушкой 6 при сложенном положении лопастей 17. Съемное кольцо 19 предназначено для удержания лопастей 17 в сложенном положении и снимется при досылании снаряда в трубчатую направляющую. Не указанные в описании элементы и узлы снаряда могут быть выполнены конструктивно аналогично элементам аналогов.

Функционирование снаряда 1, изображенного на фиг.1, осуществляется следующим образом. При несанкционированном воспламенении заряда 5 ракетного двигателя, например в результате пожара на складе, происходит рост давления в камере сгорания. Вскрытию сопловой заглушки 6 при этом препятствуют сегменты 9, удерживающие ее буртиками 20 относительно выступа 11. При превышении давления в камере сгорания предельно допустимого уровня для данного двигателя, происходит раскрытие резьбового соединения обечайки 1 и днища 3 как наименее прочного места в конструкции двигателя. Снаряд 1 разделяется на две части, движущиеся в противоположные стороны. При этом дальность разлета частей составляет несколько десятков метров, что намного меньше дальности разлета снаряда при работающем двигателе, т.е. опасная зона будет меньше. Заряд 5 при раскрытии резьбового стыка ракетного двигателя может загаснуть от резкого сброса давления, либо спокойно догорит при низком давлении в очаге пожара. Стрельба этим снарядом на орудии осуществляется следующим образом.

При срабатывании метательного заряда 1 ускоряется в стволе и продукты сгорания метательного заряда инициируют пирозамедлитель 8 и через щелевые пазы 13 заполняют полости 12. В момент вылета снаряд 1 из ствола орудия происходит резкий сброс давления с наружной поверхности сегментов 9 и под действием усилия от давления в полости 12, не успевающего стравиться через щелевые пазы 13, происходит срез винтов 14 и отделение сегментов 9 в радиальном направлении. Пирозамедлитель 8 через определенное время после вылета снаряда из ствола инициирует воспламенитель 7, который воспламеняет заряд 5. При достижении давления формирования срезаются винты 15, вскрываются сопловая заглушка 6 и под действием силы тяги ракетного двигателя снаряд движется по траектории.

Функционирование снаряда 1, изображенного на фиг.3 осуществляется таким образом. При несанкционированном воспламенении заряда ракетного двигателя снаряда, например в результате пожара на складе, происходит рост давления в камере сгорания. Вскрытию сопловой заглушки 6 при этом препятствуют выступы 18, взаимодействующие с ней при сложенном положении лопастей 17, удерживаемых кольцом 19. При превышении давления предельно допустимого значения происходит раскрытие двигателя аналогично и с последствиями, описанными для снаряда, изображенного на фиг.1.

Стрельба этим снарядом из трубчатой направляющей происходит таким образом. При досылании снаряда в трубчатую направляющую (пусковую трубу) снимается кольцо 19 и лопасти 17 в сложенном положении удерживает сама направляющая. После выброса снаряда из направляющей под действием, например, вышибного заряда, происходит раскрытие подпружиненных лопастей 17 и поворот выступов 18 (см. изображение лопастей пунктиром). Теперь выступы 18 не препятствуют вылету заглушки 6, т.е. устройство удержания сопловой заглушки открыто. Раскрытие лопастей может сопровождаться срабатыванием концевого выключателя, замыкающего цепь с бортовой батареи на инициализатор ракетного двигателя. Срабатывает инициатор, воспламенитель, задвигается заряд топлива, вскрывается заглушка и под действием тяги двигателя снаряд движется по траектории.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить безопасность реактивного снаряда при нахождении его в очаге огня за счет раскрытия соединения обечайки и днища несанкционированно сработавшего двигателя и уменьшения за свет этого зоны разлета снаряда. Опасная зона разлета снаряда уменьшается с десятков километров до десятков (сотен) метров, так как заряд ракетного двигателя выбрасывается из раскрытого двигателя и не сообщает снаряду энергии, заложенной в топливо.

Источники информации.

1. Заявка N 4826640, Япония, публ. 1973, кл. F 42 B 15/00, НКИ 95Е371.

2. Патент США N 3404532, 1968, НКИ 60-256.

Использование: безопасность хранения реактивных боеприпасов. Сущность изобретения: снаряд, содержащий ракетный двигатель с обечайкой, днищем и сопловой заглушкой, снабжен открываемым устройством удержания сопловой заглушки, а соединение обечайки с днищем выполнено ослабленной прочности. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. Снаряд, содержащий ракетный двигатель с обечайкой и днищем, сопловую заглушку, отличающийся тем, что в него введено открываемое устройство удержания сопловой заглушки, а соединение обечайки с днищем выполнено ослабленной прочности. 2. Снаряд по п.1, отличающийся тем, что открываемое устройство удержания сопловой заглушки выполнено в виде сегментов П-образного кольца, снабженных разнесенными буртиками, охватывающими сопловую заглушку и кольцевой выступ на снаряде, и установленных с образованием полости между внутренней поверхностью сегментов и наружной поверхностью снаряда, сообщенной с окружающей средой. 3. Снаряд по п.1, отличающийся тем, что открываемое устройство удержания сопловой заглушки выполнено в виде выступов на лопастях блока стабилизатора, взаимодействующих с сопловой заглушкой при сложенном положении лопастей.