Изобретение относится к военной технике и может быть использовано при проектировании кумулятивных боевых частей ракет.
Известны кумулятивные боевые части, например [1], [2], содержащие корпус с дном, взрывательное устройство, кумулятивный заряд и инертную вставку в форме тела вращения, установленную внутри кумулятивного заряда, при этом детонационный импульс подается на часть кумулятивного заряда, которая выполняет функции передаточного заряда, и расположенную под инертной вставкой. Инертная вставка, установленная внутри таких кумулятивных зарядов, позволяет получить тороидальный, сходящийся к кумулятивной воронке, фронт детонационной волны, что, несомненно, обеспечивает повышение коэффициента полезного действия (КПД) кумулятивного заряда.
Однако инертная вставка усложняет снаряжение и сборку таких конструкций. При снаряжении появляется ряд существенных требований, выполнение которых приводит к увеличению габаритов кумулятивного заряда. Так, используемый для снаряжения ракеты 9М113 комплекса "Конкурс" способ снаряжения - распрессовка в корпус [3], включает операции изготовления нижнего брикета взрывчатого вещества, расположенного под инертной вставкой, верхнего брикета, последующей их установки вместе с воронкой и инертным телом в корпус боевой части и распрессовки в корпусе под действием осевого давления. При таком способе снаряжения удается добиться высокого качества заряда в зоне кумулятивной вставки (основного заряда), однако толщина нижнего брикета выбирается исходя из условия его пропрессовки (т.е. отсутствия трещин, минимальной разноплотности и т.д.) и составляет от 12 до 20 мм. Такая толщина, в свою очередь, приводит к необходимости увеличения толщины инертной вставки, которая должна "поглотить" энергию расположенного под ней взрывчатого вещества.
Все это приводит к увеличению габаритов кумулятивного заряда, при этом добиться качества заряда под инертной вставкой, такого же как основного заряда, практически не удается.
Недостатком такой конструкции является также то, что центровка инертной вставки конструктивно не обеспечивается, а технологические погрешности установки достигают величин, которые за счет снижения симметричности заряда существенно снижают его эффективность.
Указанные недостатки устранены в конструкции боевой части, содержащей корпус с дном, основной заряд, инертную вставку и дополнительный заряд, расположенный по периферии ее боковой поверхности и со стороны основания, обращенного к взрывательному устройству [4].
Такая конструкция позволяет использовать для ее изготовления такой способ снаряжения и сборки кумулятивного заряда [5], когда сначала изготавливают основной заряд, передаточный заряд, затем объединяют их между собой и с инертной вставкой, затем кумулятивный заряд устанавливают в корпусе боевой части. Такая конструкция и способ ее снаряжения и сборки позволяют добиться минимальной толщины дополнительного заряда, а значит минимальной толщины инертной вставки, кроме того, такой способ снаряжения и сборки позволяет добиться высокого качества основного и передаточного зарядов.
Однако такая конструкция боевой части и способ ее снаряжения и сборки имеют существенные недостатки, связанные с тем, что при установке заряда в корпусе боевой части между ними возникает зазор, ликвидировать который практически невозможно вследствие его малости. При объединении основного, передаточного зарядов и инертной вставки также возможно возникновение зазоров. Все эти зазоры лежат в плоскостях, совпадающих с направлением распространения детонационной волны, а значит, их наличие приводит к искажению фронта детонационной волны (т.е. отклонению его от осесимметричного вида), а значит, к снижению эффективности действия боевой части. Кроме того, при объединении составных частей кумулятивного заряда между собой и с корпусом возникает проблема осесимметричности установки, что значительно усложняет технологию сборки.
Задачей настоящего изобретения является повышение бронепробиваемости кумулятивной боевой части за счет улучшения качества заряда и повышения точности сборки при одновременном сокращении габаритов боевой части и уменьшении трудоемкости ее снаряжения и сборки.
Это достигается за счет того, что в кумулятивной боевой части, содержащей корпус с дном, взрывательное устройство, основной кумулятивный заряд с усилителем детонационного импульса, передаточный заряд и инертную вставку осесимметричной формы, между дном боевой части и инертной вставкой выполнена полость с цилиндрической боковой поверхностью, при этом диаметр полости равен максимальному диаметру инертной вставки, цилиндрическая поверхность соосна боевой части, передаточный заряд выполнен в виде пластины, при этом толщина передаточного заряда составляет 1,2...2,5 критического диаметра его взрывчатого вещества, дно боевой части выполнено съемным, при этом основной кумулятивный заряд со стороны взрывательного устройства установлен на выступе, выполненном на внутренней поверхности корпуса, при этом минимальная высота выступа составляет 0,01...0,1, а его толщина 0,02...0,1 внутреннего диаметра корпуса в плоскости основания выступа.
В частном варианте за счет того, что между передаточным зарядом и инертной вставкой установлена прокладка из материала с малой ударной прочностью, например пористой резины, при этом толщина прокладки и составляет 0,2...2,0 высоты усилителя детонационного импульса.
В частном варианте за счет того, что боковая поверхность инертной вставки выполнена цилиндрической, а основание - в форме эквидистантных поверхностей, расположенных друг от друга на расстоянии, равном 6...15 критических диаметров взрывчатого вещества передаточного заряда.
В частном варианте за счет того, что между передаточным зарядом, основным кумулятивным зарядом, дном и инертной вставкой установлена тонкостенная прокладка из инертного материала, например алюминия.
В частном варианте за счет того, что передаточный заряд выполнен с коническим утолщением, оканчивающимся на его боковой поверхности, при этом толщина передаточного заряда в конце конического участка составляет 2...4 толщины в его начале, а длина конического утолщения равна 5...10 толщинам в его начале.
В частном варианте за счет того, что боковая поверхность полости облицована тонкостенной оболочкой, на наружной поверхности которой со стороны выступа на корпусе выполнен фланец, а на выступе выполнена проточка с упором, при этом оболочка установлена фланцем в проточку до упора, а инертная вставка установлена на оболочку со стороны, противоположной фланцу, а диаметр проточки (dпр) равен диаметру фланца и определяется соотношением d2 ≤ dпр ≤ d1, где d1 - диаметр корпуса в плоскости основания выступа, а d2 - наружный диаметр тонкостенной оболочки.
В частном варианте за счет того, что тонкостенная оболочка с фланцем и инертная вставка выполнены как единое целое.
В частном варианте за счет того, что инертная вставка состоит из металлического каркаса и армированной в него пластмассы.
Для выполнения задачи - повышения бронепробиваемости кумулятивной боевой части - снаряжение и сборка кумулятивной боевой части производится способом, заключающимся в раздельном изготовлении основного и передаточного зарядов и последующем их объединении с инертной вставкой, корпусом и дном боевой части, при этом передаточный заряд объединяют с дном боевой части, затем устанавливают в корпусе инертную вставку и основной заряд, после чего производят их объединение методом распрессовки в корпус, затем устанавливают передаточный заряд, объединенный с дном.
В частном варианте передаточный заряд объединяют с дном боевой части методом прессования.
В частном варианте передаточный заряд объединяют с дном боевой части методом литья под давлением.
На фиг. 1 изображена кумулятивная боевая часть, где 1 - корпус, 2 - дно, 3 - взрывательное устройство, 4 - основной заряд, 5 - воронка, 6 - детали крепления кумулятивного заряда, 7 - детали крепления дна боевой части и взрывательного устройства, 8 - передаточный заряд, 9 - инертная вставка, 10 - усилитель детонационного импульса, "а" - цилиндрическая полость, "б" - боковая поверхность цилиндрической полости, "в" - основание инертной вставки, обращенное к взрывательному устройству, "г" - поверхность разъема дна и корпуса боевой части, "д" - выступ на внутренней поверхности корпуса, "е" - внутренняя поверхность корпуса, "ж" - плоскость основания выступа, h - высота выступа, t - толщина передаточного заряда, d - внутренний диаметр корпуса, D1 - максимальный диаметр инертной вставки; на фиг. 2 изображена компoновка боевой части, при которой между инертной вставкой и передаточным зарядом установлена прокладка из материала с малой ударной прочностью, где 1 - основной заряд, 2 - инертная вставка, 3 - передаточный заряд, 4 - дно, 5 - усилитель детонационного импульса, 6 - цилиндрическая прокладка из материала с малой ударной прочностью, h0 - толщина прокладки, h - высота усилителя; на фиг. 3 изображена боевая часть с инертной вставкой, имеющей цилиндрическую боковую поверхность и основание в форме эквидистантных поверхностей, где 1 - корпус, 2 - дно, 3 - взрывательное устройство, 4 - детали крепления два боевой части и взрывательного устройства, 5 - передаточный заряд, 6 - инертная вставка, 7 - основной заряд, 8 - усилитель детонационного импульса, "а" - цилиндрическая боковая поверхность инертной вставки, "б" - эквидистантные поверхности, в - расстояние между эквидистантными поверхностями, "г" - выступ на внутренней поверхности корпуса; на фиг. 4 изображена боевая часть, в которой между передаточным зарядом, основным кумулятивным зарядом, дном и инертной вставкой установлена тонкостенная прокладка из инертного материала, где 1 - корпус, 2 - дно, 3 - основной заряд, 4 - передаточный заряд, 5 - тонкостенная прокладка из инертного материала, 6 - инертная вставка, 7 - усилитель детонационного импульса, "а" - боковая поверхность передаточного заряда, "б" - основание передаточного заряда, обращенное к инертной вставке, "в" - выступ на внутренней поверхности корпуса; на фиг. 5 изображена боевая часть, в которой передаточный заряд выполнен с коническим утолщением, оканчивающимся на его боковой поверхности, где 1 - корпус, 2 - основной заряд, 3 - инертная вставка, 4 - передаточный заряд, 5 - дно, 6 - детали крепления дна и взрывательного устройства, 7 - взрывательное устройство, "а" - коническое утолщение, "б" - боковая поверхность передаточного заряда, "в" - выступ на внутренней поверхности корпуса, t1 - толщина передаточного заряда в конце конического участка, t2 - толщина передаточного заряда в начале конического участка, L - длина конического участка передаточного заряда; на фиг. 6 изображена боевая часть, в которой боковая поверхность полости облицована тонкостенной оболочкой, на наружной поверхности которой со стороны выступа на корпусе выполнен фланец, а на выступе выполнена проточка с упором, при этом оболочка установлена фланцем в проточку до упора, а инертная вставка установлена на оболочку со стороны, противоположной фланцу, где 1 - корпус, 2 - детали крепления дна и взрывательного устройства, 3 - дно, 4 - передаточный заряд, 5 - инертная вставка, 6 - основной заряд, 7 - взрывательное устройство, "а" - боковая поверхность полости, "б" - тонкостенная оболочка, "в" - фланец оболочки, "г" - проточка, "д" - выступ на внутренней поверхности корпуса, "е" - упор, dпр - диаметр проточки, d1 - диаметр корпуса в плоскости основания выступа, d2 - наружный диаметр тонкостенной оболочки; на фиг. 7 показан вариант исполнения, когда диаметр фланца равен диаметру корпуса в плоскости основания корпуса; на фиг. 8 показано выполнение единым целым тонкостенной оболочки с фланцем и инертной вставки, где 1 - корпус, 2 - инертная вставка, 3 - основной заряд, 3 - основной заряд, 4 - передаточный заряд, 5 - дно; на фиг. 9 - показано выполнение инертной вставки из металлического каркаса и армированной в него пластмассы, где 1 - корпус, 2 - основной заряд, 3 - дно, 4 - передаточный заряд, 5 - инертная вставка, "а" - пластмасса, армированная в металлический каркас, "б" - металлический каркас; на фиг. 10 - 13 поясняется способ снаряжения и сборки кумулятивной боевой части: на фиг. 10 - изготовление шашки основного заряда, где 1 - матрица, 2 - пуансон, 3 - поддон, 4 - порошок взрывчатого вещества, 5 - шашка основного заряда; на фиг. 11 - прессование передаточного заряда на дно боевой части, где 6 - дно боевой части, 7 - порошок взрывчатого вещества, 8 - передаточный заряд, 9 - тонкостенная оболочка; на фиг. 12 - объединение основного заряда, инертной вставки и корпуса боевой части методом распрессовки в корпус, где 10 - корпус, 11 - инертная вставка, 12 - воронка; на фиг. 13 - установка передаточного заряда с дном, где 13 - основной заряд, 14 - гайка, крепящая дно с передаточным зарядом.
Работает предлагаемая конструкция следующим образом.
При взаимодействии боевой части с преградой срабатывает взрывательное устройство 3, (фиг. 1) и выдает детонационный импульс на усилитель детонационного импульса 10, который, усиливая, передает его на передаточный заряд 8. Детонационная волна перемещается вдоль передаточного заряда 8, вокруг инертной вставки 9, после чего инициирует основной заряд 4. После этого детонационная волна распространяется по основному заряду 4, вдоль инертной вставки 9, огибает ее и образует сходящийся фронт детонационной волны, который, взаимодействуя с воронкой 5, вызывает ее схлапывание.
Предложенная конструкция боевой части позволяет объединить основной заряд с корпусом боевой части и инертной вставкой методом распрессовки. Этот метод исключает возможность появления зазора между основным зарядом и корпусом, а также обеспечивает сравнительно простую центровку основного заряда в корпусе боевой части. Для исключения подпрессовки взрывчатого вещества, что, как указывалось выше, накладывает ряд существенных ограничений на конструкцию боевой части, боковая поверхность полости под инертную вставку выполняется цилиндрической, а ее диаметр равным диаметру инертной вставки. То, что ось боковой поверхности полости совпадает с осью боевой части, обеспечивает свободный выход поддона после распрессовки основного заряда, а также располагает плоскость разъема между основным и передаточным зарядами перпендикулярно направлению распространения фронта детонационной волны, что исключает влияние зазора, возникающего в плоскости разъема, на симметричность фронта детонационной волны, а значит и на бронепробиваемость боевой части.
Так как после распрессовки в корпусе основного заряда прессовать туда передаточный заряд нельзя вследствие возможного растрескивания основного заряда, передаточный заряд изготавливают отдельно, прессуя на дно, для исключения поверхности разъема между дном и передаточным зарядом, так как в случае возникновения зазора по этой поверхности его полость будет совпадать с направлением распространения детонационной волны.
Для обеспечения наилучшего прилегания передаточного заряда к инертной вставке его профиль выполняется соответствующим профилю основания инертной вставки, обращенного к взрывательному устройству.
Толщина передаточного заряда выполняется минимально возможной из условия передачи детонации, т.е. больше критического диаметра взрывчатого вещества передаточного заряда, диапазон 1,2...2,5 критического диаметра обусловлен необходимостью некоторого коэффициента запаса, а конкретная толщина передаточного заряда выбирается с учетом технологии изготовления передаточного заряда и его плотности по отношению к плотности, для которой определен критический диаметр.
Критический диаметр взрывчатого вещества является его "табличной" характеристикой, для применяющихся в настоящее время взрычатых веществ составляет 1...1,5 мм. Таким образом, толщина передаточного заряда будет лежать в диапазоне от 1,5 до 5 мм [3]. Выполнение передаточного заряда в виде пластины минимальной толщины обеспечивает минимальную толщину инертной вставки, а значит минимальные габариты боевой части.
Для обеспечения упора инертной вставки на поддон в момент распрессовки основного заряда, а также для установки передаточного заряда в полость основного заряда дно боевой части выполняется разъемным, а диаметр поверхности разъема несколько превышает диаметр цилиндрической боковой поверхности полости.
С целью исключения зазора между передаточным зарядом и инертной вставкой (плоскость зазора совпадает с направлением распространения детонационной волны) в полость, образованную в основном заряде, перед установкой передаточного заряда заливают определенное количество жидкого состава (например, герметика), полимеризующегося с течением времени. При установке передаточного заряда часть жидкого состава будет выдавливаться в зазор между боковой поверхностью полости и передаточным зарядом, дном и корпусом. Однако возможность возникновения этого зазора можно исключить, если между передаточным зарядом, инертной вставкой, дном корпуса и основным кумулятивным зарядом установить тонкостенную прокладку из инертного материала (материала, по которому не передается детонация).
При различной комбинации взрывчатых составов основного и передаточного зарядов могут возникнуть проблемы с инициированием основного заряда. В этом случае для увеличения инициирующего импульса (при сохранении минимальной толщины передаточного заряда), который зависит от площади приложения инициирующего давления, профиль передаточного заряда выполняется с коническим утолщением, оканчивающимся на его боковой поверхности, контактирующей с основным зарядом. Увеличение толщины передаточного заряда в конце конического участка до 2. . . 4 толщин в его начале, т.е. до 4...10 мм, в зависимости от взрывчатого вещества передаточного заряда, расстояния от оси боевой части и длины конического участка вполне достаточно, так как дальнейшее увеличение толщины, а значит и площади контакта, для давлений, возникающих при детонации взрывчатого вещества (≈ 100000 атм), с точки зрения повышения инициирующей способности передаточного заряда, ничего не дает (т.е. при таких толщинах передаточный заряд будет обладать максимальной инициирующей способностью).
Длина конического участка выбирается исходя из обеспечения максимального радиуса фронта детонационной волны, распространяющейся по передаточному заряду (чем больше радиус, а значит и длина конического участка, тем меньше разновременность выхода фронта детонационной волны на поверхность основного заряда и тем выше инициирующая способность передаточного заряда), и ограничивается условием "непробития" инертной вставки (т.е. инициирования взрывчатого вещества основного заряда ударной волной, прошедшей по вставке после воздействия на нее детонационной волны, распространяющейся по взрывчатому веществу передаточного заряда). Длина конического участка выбирается исходя из материала инертной вставки, характеристик взрывчатого вещества передаточного заряда, его толщины и составляет 5...10 толщин передаточного заряда в начале конического утолщения.
Максимальный импульс воздействует на инертную вставку на оси, где кроме передаточного заряда установлен усилитель детонационного импульса, а направление фронта детонационной волны перпендикулярно ее поверхности в отличие от остальной поверхности инертной вставки, где фронт детонационной волны направлен по касательной.
Для того, чтобы погасить этот усиленный импульс, при сохранении минимальных габаритов инертной вставки, между передаточным зарядом и инертной вставкой устанавливается прокладка из материала с малой ударной прочностью, например пористой резины. Такой материал хорошо поглощает ударный импульс, растягивая его по времени, что способствует рассеиванию ударного импульса.
Однако выполнять всю инертную вставку из такого материала нельзя, так как она будет раздавлена значительным давлением, используемым при распрессовке основного заряда. Толщина прокладки определяется длительностью импульса, зависящей от высоты усилителя, его интенсивностью (давлением), зависящей от взрывчатого состава, используемого в усилителе, материала прокладки и составляет для реальных конструкций 0,2...2,0 высоты усилителя детонационного импульса.
Для обеспечения минимальных габаритов боевой части инертная вставка должна иметь минимальные осевые размеры, которые определяются из условия ее "непробития". Для минимальных толщин передаточного заряда (1,2...2,5 критического диаметра взрывчатого вещества передаточного заряда) и с учетом материала вставки ее минимальная толщина составляет 6...15 критических диаметров взрывчатого вещества передаточного заряда.
Так как расстояние от сечения инертной вставки максимального диаметра до кумулятивной воронки определяет коэффициент полезного действия (КПД) кумулятивного заряда и должно быть максимально возможным (для каждого кумулятивного заряда эта точка фиксирована), минимальные осевые габариты инертной вставки получаются в случае выполнения ее оснований в форме эквидистантных поверхностей, расположенных на минимально возможном расстоянии, а боковой поверхности - цилиндрической.
Если корпус боевой части выполняется в зоне основания основного заряда гладким по внутренней поверхности (а такое возможно, так как боевая часть разъемная), то после окончания распрессовки основного заряда в момент снятия нагрузки происходит свободный рост основного заряда в направлении обоих его оснований. В этом случае обеспечение заданной высоты основного заряда затруднено. Для обеспечения заданной высоты основного заряда и упрощения технологии снаряжения основной заряд со стороны взрывательного устройства установлен на выступе, выполненном на внутренней поверхности корпуса.
Так как усилия, возникающие в момент роста взрывчатого вещества после снятия нагрузки незначительны (меньше предела упругости прессованного взрывчатого вещества), толщина бурта невелика и составляет 0,02...0,1 внутреннего диаметра корпуса в зоне основания выступа, а минимальная высота 1 мм, что составляет для разных калибров 0,01...0,1 внутреннего диаметра корпуса.
Рост взрывчатого вещества происходит также в радиальном направлении, что затрудняет подбор диаметра пуансона, формирующего полость в основном заряде, для исключения этого роста боковая поверхность полости облицована тонкостенной оболочкой, толщина оболочки 0,3...0,5 мм, что позволяет передавать детонационный импульс от передаточного заряда к основному. Кроме того, оболочка позволяет осуществить конструктивную связь между корпусом боевой части и инертной вставкой, а значит осесимметричное положение инертной вставки, что упрощает технологию снаряжения.
Инертная вставка и тонкостенная оболочка могут быть выполнены как единое целое, при этом еще упрощается центровка вставки в корпусе боевой части.
В случае выполнения вставки и оболочки как единого целого выбор материала вставки ограничен. В этом случае для расширения перечня применяемых материалов вставку выполняют из металлического каркаса, в который армируют пластмассу, которая обладает хорошей гасящей способностью.
Таким образом, использование предлагаемого технического решения в конструкциях кумулятивных боевых частей позволит повысить бронепробиваемость кумулятивных боевых частей за счет улучшения качества заряда и повышения точности сборки при одновременном сокращении габаритов боевой части и уменьшении трудоемкости ее снаряжения и сборки.
Источники информации
1. Заявка ФРГ N OS 3 402 121 опублик. 87.07.16.
2. Патент Германии N 28 52 359 опублик. 91.02.21.
3. ПТУРС 9М113. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. М.: Военное издательство МО СССР, 1978.
4. Заявка ФРГ N 38 43 884 опублик. 90.07.26.
5. Заявка ФРГ N 37 42 290 опублик. 89.06.22.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
КУМУЛЯТИВНАЯ БОЕВАЯ ЧАСТЬ | 2003 |
|
RU2243486C1 |
КУМУЛЯТИВНО-ОСКОЛОЧНАЯ БОЕВАЯ ЧАСТЬ | 2002 |
|
RU2235277C2 |
ПАТРОН | 2009 |
|
RU2399862C1 |
СФЕРИЧЕСКИЙ КУМУЛЯТИВНЫЙ ЗАРЯД | 2002 |
|
RU2254547C2 |
ПАТРОН | 2006 |
|
RU2324141C1 |
УЗЕЛ ИНИЦИИРОВАНИЯ ОСЕСИММЕТРИЧНОЙ ДЕТОНАЦИОННОЙ ВОЛНЫ С МАЛОЙ РАЗНОВРЕМЕННОСТЬЮ В ПЛОСКОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ | 1999 |
|
RU2150660C1 |
ПАТРОН | 2005 |
|
RU2294520C1 |
УПРАВЛЯЕМАЯ РАКЕТА | 1992 |
|
RU2046281C1 |
АКТИВНО-РЕАКТИВНЫЙ СНАРЯД | 1997 |
|
RU2118789C1 |
Снаряд с разрывным зарядом | 2020 |
|
RU2747632C1 |
Изобретение может быть использовано при проектировании кумулятивных боевых частей ракет. В корпусе со съемным дном размещен основной кумулятивный заряд с усилителем детонационного импульса, передаточный заряд в виде пластины и инертная вставка. Между инертной вставкой и дном выполнена полость для размещения в ней промежуточного заряда. На внутренней поверхности корпуса выполнен выступ, на который установлен основной заряд. Раздельно изготавливают основной и передаточный заряды. Передаточный заряд объединяют с дном. В корпус устанавливают инертную вставку и основной заряд, а затем передаточный заряд с дном. При этом улучшается качество заряда и повышается точность сборки. 2 с. и 9 з.п.ф-лы, 13 ил.
DE, заявка, 3843884, кл | |||
Устройство для усиления микрофонного тока с применением самоиндукции | 1920 |
|
SU42A1 |
DE, заявка, 3742290, кл | |||
Устройство для усиления микрофонного тока с применением самоиндукции | 1920 |
|
SU42A1 |
Авторы
Даты
1998-06-27—Публикация
1996-03-27—Подача