ГРАНАТА С ЗАЖИГАТЕЛЬНОЙ (ДЫМОВОЙ) СМЕСЬЮ И СПОСОБ ПОРАЖЕНИЯ ГРАНАТОЙ Российский патент 1999 года по МПК F42B12/52 

Изобретение относится к оборонной технике и может быть использовано в конструкциях ампульных (капсульных) огнеметов, в которых граната (капсула, ампула) снаряжается жидкой или загущенной (пастообразной) зажигательной (дымовой) смесью.

Использование огня в военных целях, а именно для создания очагов первоначального возгорания и этим поражения различных целей, уходит корнями в древнюю историю и его эффективность определяется в основном видом огнесмеси и характером перевода ее в рабочее состояние.

Известно, что наибольшая эффективность зажигательных гранат (снарядов, мин, ампул и т.п.) достигается при дроблении огнесмеси на куски оптимальной массы для выполнения стоящей перед гранатой задачи и их полном воспламенении. Эти два условия находятся в явном противоречии друг с другом. Так, например, наибольшей поджигающей способностью обладают огнесмеси на основе бензина, но они с одной стороны имеют низкую воспламеняемость при отрицательных температурах, что требует применения в гранатах достаточно мощных воспламенительно-разрывных устройств, а с другой - для обеспечения требуемой дробимости огнесмеси на оптимальные и достаточно крупные куски мощность этого устройства должна быть небольшой. Это противоречие усугубляется характером взаимодействия гранаты с целью (углом подхода, скоростью соударения и т. п. ), и поэтому создатели зажигательных боеприпасов вынуждены принимать компромиссные конструктивные решения для хотя бы частичного разрешения этого противоречия.

Например, известна граната [1], в которой для достижения полноты воспламенения огнесмеси используется самовоспламеняющаяся от контакта с воздухом огнесмесь и достаточно слабый разрывной заряд для ее дробления.

Она содержит корпус, заполненный самовоспаламеняющейся огнесмесью, внутри которого по его оси расположен центральный стакан со взрывателем и разрывным зарядом. В полости гранаты предусмотрен свободный объем для компенсации объемного расширения и технологических допусков. В полете граната стабилизируется стабилизатором с раскрывающимися пластинами.

Способ поражения этой гранатой предусматривает разброс огнесмеси во все стороны разрывным зарядом, разрушающим корпус при ударе о цель.

Такой способ поражения гранатой и ее устройство обеспечивают поражение только незначительной частью огнесмеси, имеющей куски, в основном, небольшой массы, основная же часть огнесмесей переходит в пылеобразное состояние и быстро сгорает не оказывая поражающего действия на цель. Следует отметить, что большие куски самовоспламеняющейся смеси при горении зашлаковываются и затухают, также не оказывая воздействия на цель.

Кроме того, использование самовоспламеняющихся огнесмесей ведет к снижению безопасности при хранении и эксплуатации оружия, т.к. любой дефект или повреждение боеприпаса, приводящее к потере герметичности и утечке огнесмеси, ведут к пожару.

Эти недостатки частично устранены в другой известной гранате для ампульного огнемета [2] , содержащей корпус, центральный стакан (центральную трубку) с взрывателем и воспламенительно-разрывным зарядом, стабилизатор с раскрывающимися косопоставленными пластинами и снаряженный объемно-детонирующей смесью, включающей компоненты с различными плотностями. В ней на центральной трубке или на дне корпуса гранаты выполнены конические радиальные выступы для вовлечения смеси во вращательное движение совместно с корпусом гранаты.

Работа данной гранаты заключается в следующем. Под действием стартовой перегрузки огнесмесь прижимается к дну гранаты, при этом за счет конического выступа на центральной трубке или на дне гранаты происходит разрушение "осадка" из тяжелых компонентов смеси и перемешивание их с легкими. После вылета гранаты из ствола косопоставленные пластины стабилизатора раскручивают ее корпус за счет набегающего потока воздуха, а радиальные выступы вовлекают во вращательное движение смесь, под действием центробежных сил более тяжелые компоненты смеси сепарируются на боковые поверхности корпуса гранаты, а более легкие и следовательно более горючие концентрируются вокруг центральной трубки с воспламенительно-разрывным зарядом (ВРЗ). При срабатывании ВРЗ на цели происходит сначала полное воспламенение со взрывом легких фракций, размещенных вокруг центральной трубки, а затем диспергирование во все стороны и воспламенение при этом тяжелых компонентов, расположенных на периферии у боковых стенок корпуса гранаты. За счет этого достигается с одной стороны более полное воспламенение и диспергирование всех компонентов объемно-детонирующей смеси, а с другой - разрушение элементов цели на мелкие обломки (например, деревянных конструкций на мелкие щепки) и за счет этого более надежное их воспламенение.

Однако, если легковоспламеняющиеся материалы на цели отсутствуют или пропитаны огнестойкими составами, то объемно-детонирующая смесь из-за кратковременности ее теплового воздействия на них пожар на цели не вызывает.

Очевидно, что указанные недостатки известных гранат возможно устранить за счет использования в них более эффективных несамовоспламеняющихся и не детонирующих огнесмесей (дымсмесей).

Как отмечалось выше, наибольшей поджигающей способностью обладают огнесмеси (дымсмеси) на основе бензина, которые для повышения поджигающей способности или увеличения времени дымообразования необходимо раздробить на куски оптимальной массы и надежно воспламенить их при отрицательных температурах.

Применение указанных смесей при обеспечении их оптимальной дробимости и надежном воспламенении позволит поднять эффективность действия на цели гранат зажигательного и дымного действия при одновременном снижении их опасности при хранении и эксплуатации.

Поставленная задача достигается тем, что в гранате, снаряженной зажигательной или дымовой смесью, армированной на куски проницаемыми для нее элементами, содержащей корпус с передней крышкой, причем перед ней имеется свободный объем, донный взрыватель и воспламенительно-вытеснительный заряд (ВВЗ), размещенные в центральном осевом стакане корпуса и хвостовой стабилизатор с косопоставленными пластинами, введены следующие конструктивные элементы:
- крестообразные пучки, армирующие смесь на куски, выполнены из полиэфирной нити или ленты, уложенной петлями различной длины, и скреплены по месту их взаимного пересечения, например перевязаны или прошиты;
- центральный стакан корпуса изготовлен из пластичного металла и на нем снаружи выполнены продольные и равномерно распределенные утонения его стенки;
- податливая перегородка, отделяющая смесь от передней крышки, выполнена проницаемой для паров смеси, имеет форму части полой сферы, установленной выпуклой стороной к смеси с упругим упором по периметру в стенку корпуса гранаты, поджата к смеси упругим элементом, установленным между ней и передней крышкой гранаты, выполненной сбрасываемой при срабатывании, и образована двумя металлическими сетками и стеклотканью, размещенной между ними, которые жестко скреплены между собой по оси их симметрии, например заклепкой;
- передняя крыша выполнена в виде диска с кольцевым коническим выступом по ее краю на одной из боковых поверхностей, которым она установлена между упругими элементами, поджатыми гайкой к кольцевому выступу, выполненному на внутренней поверхности корпуса гранаты, при этом противоположный торец этого выступа гранаты выполнен коническим, сужающимся к передней крышке;
- кольцевой зазор между ВВЗ и центральным стаканом за счет установки первого из пилонах, которые образованы радиально-боковыми выступами на пластмассовых диафрагмах, между которыми размещены торцы корпуса ВВЗ, при этом диафрагмы поджаты к ВВЗ резиновым кольцом, охватывающим их с натягом вдоль ВВЗ между радиально-боковыми выступами диафрагм и размещенным на последних в поперечных выемках на их торцах.

Способ поражения этой гранатой, включающий продольное ускорение гранаты в стволе оружия, ее вращение и продольное торможение на траектории и диспергирование смеси на цели, дополнительно включает следующие операции;
- деформацию центрального стакана давлением смеси от действия продольного ускорения гранаты в стволе оружия;
- создание в смеси по оси гранаты канала, сужающегося к передней крышке и сообщающегося со свободным объемом перед ней, за счет вращения и продольного торможения гранаты на траектории;
- диспергирование смеси по оси гранаты в направлении стрельбы давлением продуктов сгорания ВВЗ, которыми заполняют полость сужающегося канала в смеси и сообщающийся с ним свободный объем, сбрасывают переднюю крышку и с этого момента ими же интенсивно тормозят корпус гранаты, перемещают в нем смесь к переднему открытому торцу, последовательно отделяют от нее армированные куски с поверхности сужающегося канала, выносят их из корпуса гранаты, при этом смывают куски смеси продуктами сгорания ВВЗ со всех сторон и осаждают из их состава раскаленные твердые частицы, в том числе горящие, на поверхность кусков смеси.

Предложенная конструкция гранаты поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид предложенной гранаты в разрезе, на фиг.2 показана конструкция податливой перегородки, на фиг.3 - передняя сбрасываемая крышка, на фиг.4 - граната в полете, на фиг.5, 6 - граната при соударении с целью и процесс разброса и зажжения кусков зажигательной (дымовой) смеси.

Граната (фиг.1) состоит из корпуса 1 с передней крышкой 2, заполненного армированной (зажигательной) дымовой смесью 3, центрального стакана 4, внутри которого установлены ВВЗ 5 и взрыватель 6. К дну корпуса снаружи прикреплен стабилизатор 7 с косопоставленными пластинами. На наружной поверхности центрального стакана выполнены продольные равномерно распределенные утонения 8 его стенки. ВВЗ установлен в центральном стакане между пластмассовыми диафрагмами 10 с радиально-боковыми выступами 9. На торцах диафрагм выполнены поперечные выемки 11, через которые проходит резиновое кольцо 12, поджимающее диафрагмы к ВВЗ. В передней части корпуса 1 установлена податливая перегородка 13, выполненная в виде части полой сферы, опирающаяся по периметру в стенку корпуса гранаты и коническую поверхность кольцевого выступа 14 на ней и поджатая к смеси упругим элементом 15. Податливая перегородка 13 (фиг.2) состоит из двух металлических сеток 16, между которыми размещен слой проницаемого для паров смеси материала 17, например стеклоткани. Передняя крышка 2 (фиг.3) выполнена в виде диска с кольцевым коническим выступом 26 по его краю на одной из боковых поверхностей, которым крышка установлена между упругими элементами 27, поджатыми гайкой 28 к выступу 14.

Работа гранаты предлагаемой конструкции заключается в следующем. При выстреле (фиг. 4) под действием перегрузки зажигательная (дымовая) смесь сдавливает центральный стакан 4 снаружи, вследствие чего он деформируется и разрушается по утонениям, приобретая форму многогранника. В стволе или после вылета из него за счет действия косопоставленных пластин стабилизатора граната получает вращательное движение относительно продольной оси, а за счет действия набегающего потока воздуха на ее передний торец тормозится. Для этого передний торец гранаты в зависимости от агрегатного состояния смеси может быть плоским или иметь выемку. Под действием центробежной силы от вращения гранаты смесь отжимается к внутренним стенкам гранаты, а под действием силы торможения (сопротивления) частично перемещается в сторону передней крышки 2, деформируя при этом податливую перегородку 13 и через нее упругий элемент 15. Под действием этих двух сил происходит перераспределение смеси внутри корпуса гранаты, и она приобретает форму полого цилиндра с каналом 19, сужающимся в сторону передней сбрасываемой крышки гранаты. Вовлечение смеси во вращательное движение вместе с корпусом гранаты происходит благодаря ее взаимодействию с гранями 18 на центральном стакане, образовавшимися вследствие разрушения его стенки по продольным утонениям 8 при выстреле.

При соударении гранаты с целью (фиг. 5) срабатывает взрыватель 6 и воспламеняет ВВЗ, газообразные продукты сгорания которого плавно деформируют продольные части 20 центрального стакана между разрушенными утонениями его стенки и образуют щели 21, через которые они вместе с горящими частицами 25 ВВЗ выходят в сужающийся канал 19 и создают безударное нарастание давления внутри корпуса гранаты. Под действием заданного уровня этого давления край передней крышки выщелкивается из заделки между упругими элементами и крышка вместе с податливой перегородкой выбрасывается в направлении стрельбы. Одновременно давлением продуктов сгорания ВВЗ на внутреннюю коническую поверхность канала 19 в смеси весь ее столб перемещается в направлении стрельбы, а корпус гранаты тормозится. При движении вдоль корпуса смесь обтекает кольцевой выступ корпуса, вследствие чего происходит местное кольцевое сужение 22 канала в смеси, которое из-за незначительной прочности смеси по границам армированных кусков сразу же разрушается продуктами сгорания ВВЗ и отдельные армированные куски 23 вместе с продуктами сгорания ВВЗ вылетают из корпуса гранаты в направлении стрельбы. Скорость вылета каждого армированного куска значительно меньше скорости истечения продуктов сгорания ВВЗ, что приводит к их обтеканию газообразными продуктами и внедрению в них твердых горящих частиц из состава ВВЗ и обеспечивает надежное воспламенение паров горючих веществ, интенсивно выделяющихся при этом из состава смеси и ее кусков.

Наличие большого количества горящих частиц в направленном потоке продуктов сгорания ВВЗ, их внедрение и догорание на всех вылетающих вместе с ними армированных кусках смеси обеспечивает надежное воспламенение и последующее устойчивое горение последних. Этому способствует также то, что армированные куски смеси, двигаясь внутри раскаленного потока продуктов сгорания ВВЗ, дополнительно нагреваются снаружи, что в сочетании с внедрением в их поверхность горящих частиц и их раскаленных шлаков повышает надежность воспламенения. Следует отметить, что после отрыва кусков смеси 23 (фиг.6) вследствие разрушения кольцевого сужения 24 канала в ней проходное сечение и следовательно расход высокотемпературных продуктов сгорания ВВЗ через него из корпуса гранаты импульсного возрастает, а затем, по мере образования следующего кольцевого сужения канала в смеси - уменьшается, чем обеспечивается экономное расходование ВВЗ на выброс смеси из гранаты и на ее воспламенение при этом.

Разброс горящих армированных кусков зажигательной (дымовой) смеси на основе бензина, имеющих оптимальную массу, по поверхности цели обеспечивает надежное ее поражение. Благодаря этому предлагаемая конструкция гранаты по сравнению с известными имеет более высокие эффективность и безопасность.

Источники информации
1. Патент США N 3974774, кл. F 42 B 13/46, опубл. 17.08.76 - аналог.

2. Патент РФ N 2024820, кл. F 42 B 12/52 - прототип.

Изобретение относится к оборонной технике и может быть использовано в конструкциях ампульных (капсульных) огнеметов, в которых граната (капсула, ампула) снаряжается жидкой или загущенной (пастообразной) зажигательной (дымовой) смесью. В гранате, снаряженной зажигательной или дымовой смесью и содержащей корпус с передней крышкой, перед которой имеется свободный объем, донный взрыватель и воспламенительно-вытеснительный заряд (ВВЗ) размещены в центральном осевом стакане, имеется хвостовой стабилизатор с косопоставленными пластинами. Элементы, армирующие смесь на куски, образованы крестообразными пучками из полиэфирной нити или ленты, в которых последние уложены петлями различной длины и скреплены по месту их взаимного пересечения, например перевязаны или прошиты. Центральный стакан корпуса изготовлен из пластичного металла и на нем снаружи выполнены продольные и равномерно распределенные утонения его стенки. Смесь от передней крышки отделена податливой перегородкой, выполненной проницаемой для паров смеси и имеющей форму части полой сферы, установленной выпуклой стороной к смеси с упругим упором по периметру в стенку корпуса гранаты, и поджатой к смеси упругим элементом, установленным между ней и передней крышкой гранаты, выполненной сбрасываемой при срабатывании. Способ поражения гранатой, включающий продольное ускорение гранаты в стволе оружия, ее вращение и продольное торможение на траектории и гиспергирование смеси на цели, заключается в том, что при продольном ускорении гранаты в стволе оружия давлением смеси от действия перегрузки деформируют центральный стакан, а вращение и продольное торможение гранаты на траектории осуществляют по режимам, обеспечивающим создание в смеси по оси гранаты канала, сужающегося к передней крышке и сообщающегося со свободным объемом перед ней. Диспергирование смеси производят по оси гранаты в направлении стрельбы, для чего давлением продуктов сгорания ВВЗ заполняют полость сужающегося канала в смеси и сообщающийся с ним свободный объем, сбрасывают переднюю крышку и с этого момента ими же интенсивно тормозят корпус гранаты, перемещают в нем смесь к переднему открытому торцу, последовательно отделяют от нее армированные куски с поверхности сужающегося канала, выносят их из корпуса гранаты и при этом омывают куски смеси продуктами сгорания ВВЗ со всех сторон и осаждают твердые частицы из их состава на поверхность кусков. Изобретение позволяет повысить эффективность действия на цели гранат зажигательного и дымового воздействия при снижении опасности их хранения и эксплуатации. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Граната, снаряженная зажигательной или дымовой смесью, армированной на куски проницаемыми для нее элементами, содержащая корпус с передней крышкой, причем перед ней имеется свободный объем, донный взрыватель и воспламенительно-вытеснительный заряд (ВВЗ), размещенные в центральном осевом стакане корпуса и хвостовой стабилизатор с косопоставленными пластинами, отличающаяся тем, что элементы, армирующие смесь на куски, образованы крестообразными пучками из полиэфирной нити или ленты, в которых последние уложены петлями различной длины и скреплены по месту их взаимного пересечения, например перевязаны или прошиты, центральный стакан корпуса изготовлен из пластичного металла и на нем снаружи выполнены продольные и равномерно распределенные утонения его стенки, смесь от передней крышки отделена податливой перегородкой, выполненной проницаемой для паров смеси, имеющей форму части полой сферы, установленной выпуклой стороной к смеси с упругим упором по периметру в стенку корпуса гранаты, и поджатой к смеси упругим элементом, установленным между ней и передней крышкой гранаты, выполненной сбрасываемой при срабатывании. 2. Граната по п.1, отличающаяся тем, что податливая перегородка образована двумя металлическими сетками и стеклотканью, размещенной между ними, которые жестко скреплены между собой по оси их симметрии, например, заклепкой. 3. Граната по п. 1, отличающаяся тем, что передняя крышка выполнена в виде диска с кольцевым коническим выступом по ее краю на одной из боковых поверхностей, которым она установлена между упругими элементами, поджатыми гайкой к кольцевому выступу, выполненному на внутренней поверхности корпуса гранаты, при этом противоположный торец этого выступа гранаты выполнен коническим, сужающимся к передней крышке. 4. Граната по п.1, отличающаяся тем, что ВВЗ установлен на пилонах, которые образованы радиально-боковыми выступами на пластмассовых диафрагмах, между которыми размещены торцы корпуса ВВЗ, при этом диафрагмы поджаты к ВВЗ резиновым кольцом, охватывающим их с натягом вдоль ВВЗ между радиально-боковыми выступами диафрагм и размещенным на последних в поперечных выемках на их торцах. 5. Способ поражения гранатой, включающий продольное ускорение гранаты в стволе оружия, ее вращение и продольное торможение на траектории и диспергирование смеси на цели, отличающийся тем, что при продольном ускорении гранаты в стволе оружия давлением смеси от действия перегрузки деформируют центральный стакан, вращение и продольное торможение гранаты на траектории осуществляют по режимам, обеспечивающим создание в смеси по оси гранаты канала, сужающегося к передней крышке и сообщающегося со свободным объемом перед ней, а диспергирование смеси производят по оси гранаты в направлении стрельбы, для чего давление продуктов сгорания ВВЗ заполняют полость сужающегося канала в смеси и сообщающийся с ним свободный объем, сбрасывают переднюю крышку и с этого момента ими же интенсивно тормозят корпус гранаты, перемещают в нем смесь к переднему открытому торцу, последовательно отделяют от нее армированные куски с поверхности сужающегося канала, выносят их из корпуса гранаты и при этом омывают куски смеси продуктами сгорания ВВЗ со всех сторон и осаждают твердые частицы из их состава на поверхность кусков.