КУМУЛЯТИВНАЯ БОЕВАЯ ЧАСТЬ Российский патент 1999 года по МПК F42B12/10 

Настоящее изобретение относится к области военной техники, а именно к кумулятивным боеприпасам, предназначенным для борьбы с бронетехникой.

Несмотря на огромное количество различных вариантов конструкций кумулятивных боевых частей (БЧ) все они имеют ряд одинаковых по назначению узлов и общность компоновочных решений, связанную с физическими процессами, происходящими при работе боевой части. Обязательными конструктивными элементами любой кумулятивной боевой части являются корпус с размещенными в нем кумулятивным зарядом, устройством подрыва или взрывателем, предназначенным для подрыва заряда, и датчиком цели, вырабатывающим запускной сигнал для взрывателя. Кумулятивный заряд должен иметь максимально большой диаметр, так как величина бронепробития кратна диаметру заряда, и располагаться в задней, противоположной направлению движения части корпуса в связи с ростом бронепробития при увеличении фокусного расстояния - расстояния от торца кумулятивной облицовки до преграды. Устройство подрыва или взрыватель представляет собой сложный прибор, имеющий несколько ступеней защиты от нештатного срабатывания, итогом работы которого является выдача детонационного импульса, способного вызвать детонацию шашки взрывчатого вещества (ВВ) кумулятивного заряда. В связи с назначением этого прибора традиционным местом расположения его в боевой части является место подрыва заряда, находящееся на торцевой поверхности заряда, противоположной стороне с кумулятивной выемкой, т.е. возле задней стенки корпуса боевой части. Применяемые датчики цели имеют различную конструкцию и принципы действия, однако, любой из них должен быть установлен в передней части корпуса для того, чтобы боевая часть либо "почувствовала", либо "увидела" преграду до разрушения кумулятивного заряда при столкновении с ней. Наряду с указанными элементами кумулятивная боевая часть может содержать и другие узлы, наиболее важным из которых является дополнительный или предварительный заряд, устанавливаемый перед описанным выше зарядом, называемым в этом случае задним или основным /1-4/. Назначение предварительного заряда заключается в уничтожении динамической защиты, которой стала оснащаться современная бронетехника, перед кумулятивной струей основного заряда, являющейся основным поражающим фактором рассматриваемой боевой части. Устройство, содержащее два последовательно срабатывающих кумулятивных заряда, получило общепринятое название "Кумулятивная боевая часть тандемного типа". Однако, оснащение боевых частей дополнительными узлами не изменяет конструкторско-компоновочных особенностей, о которых говорилось выше.

В связи с пространственным разнесением в пределах корпуса датчика цели и взрывателя существует проблема передачи сигнала от первого ко второму. Традиционной является электрическая связь между указанными узлами с использованием металлического корпуса в качестве одного проводника. Вторым проводником может являться либо специально прокладываемый электрический кабель, либо металлические элементы конструкции, не имеющие контакта с корпусом. Любой вариант требует дополнительных усилий для предотвращения электрического пробоя с одной стороны и организации надежного электрического контакта с другой, что увеличивает трудоемкость сборки боевой части и уменьшает надежность ее срабатывания.

Существенно изменить компоновку и за счет этого улучшить характеристики боевой части позволяет применение детонационного шнура (ДШ) - тонкостенной трубки из инертного материала, заполненной взрывчатым составом.

В патенте /1/ взрыватель расположен на торцевой стороне основного заряда. Подрыв предварительного заряда осуществляется при помощи ДШ, проложенного вдоль боковой стороны основного кумулятивного заряда. В патенте /2/, принятом за прототип, взрыватель вынесен за пределы боевой части. Передача детонационного импульса для подрыва основного и предварительного зарядов осуществляется посредством детонационного шнура, также проложенного между основным кумулятивным зарядом и корпусом боевой части.

Описанные в патентах конструкции имеют ряд недостатков, снижающих характеристики боевых частей. При вынесении устройства подрыва за пределы боевой части теряется ее автономность, могут возникнуть сложности при стыковке боевой части и отсека, в котором устанавливается взрыватель, а также не устраняются описанные выше недостатки при соединении взрывателя и датчика цели.

Конструкции с расположением взрывателя позади основного заряда присущи перечисленные выше недостатки, кроме замечания об автономности боевой части. Помимо этого, такая компоновка БЧ уменьшает фокусное расстояние основного заряда, что приводит к потере бронепробиваемости. Расположение детонационного шнура между основным кумулятивным зарядом и корпусом требует уменьшения диаметра кумулятивного заряда по сравнению с внутренним диаметром корпуса, что также должно сказаться на величине бронепробития.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является дальнейшее повышение могущества кумулятивных боевых частей и надежности их работы. Техническим результатом изобретения является увеличение бронепробития, а также сокращение трудоемкости изготовления кумулятивной боевой части.

Технический результат достигается тем, что в кумулятивной боевой части, состоящей из корпуса с размещенными в нем одним или несколькими кумулятивными зарядами, датчиком цели, устройством подрыва и элементами детонационной цепи, в одном или нескольких кумулятивных зарядах сделано центральное осевое отверстие, в которое помещаются элементы детонационной цепи для связи с устройством подрыва или с другими зарядами. Устройство подрыва располагается перед основным кумулятивным зарядом таким образом, что в зоне действия продуктов взрыва содержащегося в нем взрывчатого вещества оказывается датчик цели или другой лежащий на траектории движения кумулятивной струи элемент конструкции боевой части. Элементы детонационной цепи, находящиеся в центральном осевом канале одного или нескольких кумулятивных зарядов, при необходимости, могут помещаться в дополнительный защитный экран.

Перенос детонационной цепи с периферии основного заряда на его центральную ось устраняет потери бронепробиваемости, возникающие вследствие необходимости уменьшения диаметра заряда по сравнению с внутренним диаметром корпуса и возможного появления неоднородностей (растрескивание, возникновение зон с повышенной плотностью) в слое шашки ВВ кумулятивного заряда, контактирующей с элементами детонационной цепи. Вместе с тем, малые размеры поперечного сечения шнура (критический диаметр заполненного ВВ внутреннего канала шнура, обеспечивающий распространение по шнуру незатухающей детонационной волны, не превышает 1 мм), не оказывает влияния на процесс формирования кумулятивной струи основного заряда. К моменту начала формирования кумулятивной струи шнур, по которому передавался инициирующий импульс, полностью разрушен без нанесения повреждений внутренней поверхности кумулятивной облицовки вследствие малого количества ВВ, заключенного в части шнура, которая проходила во внутренней полости облицовки.

Для предохранения шашки ВВ кумулятивного заряда от воздействия продуктов взрыва элементов детонационной цепи, проложенных в осевом канале шашки, соответствующую часть детонационной цепи можно поместить в дополнительный защитный экран, изготовленный из инертного материала.

Инициирование зарядов боевой части путем их соединения с устройством подрыва детонационными цепями с применением ДШ, позволяет сократить количество устройств подрыва до одного и располагать его в любом месте внутри корпуса боевой части, исходя из различных требований: простоты обслуживания, легкости сборки и т.д. В настоящем техническом решении предлагается устанавливать устройство подрыва рядом с датчиком цели таким образом, чтобы взрыв содержащегося во взрывателе ВВ смещал датчик цели с траектории движения кумулятивной струи, что предотвращает разрушение струи при столкновении с датчиком цели и приводит к увеличению бронепробития. Близкое размещение датчика цели и устройства подрыва уменьшает длину линии связи между ними, что приводит к сокращению трудоемкости изготовления боевой части и повышению надежности ее работы за счет сокращения количества деталей и объема проверочных работ при сборке боевой части. Кроме этого, перенос взрывателя с заднего по ходу боевой части торца основного кумулятивного заряда позволяет на соответствующее расстояние отодвинуть основной заряд к задней стенке корпуса боевой части, что приводит к увеличению фокусного расстояния и, следовательно, к повышению бронепробития.

Сущность предлагаемого авторами изобретения поясняется прилагаемым к заявке иллюстративным материалом.

На чертеже показан общий вид тандемной кумулятивной боевой части, состоящей из корпуса 1 с размещенными внутри него основным зарядом 2, предварительным зарядом 3, датчиком цели 4, соединенным с устройством подрыва 5 электрической связью 6. Устройство подрыва 5 соединено с точкой инициирования предварительного заряда 3 детонационным шнуром 7, проходящим вдоль продольной оси заряда, и усиливающей шашкой 8. Предварительный заряд 3 соединен с основным зарядом 2 детонационной цепью 9, 10, 11, участок 11 которой проходит вдоль оси основного заряда 2 и заканчивается усиливающей шашкой 12. Для организации временной задержки в инициировании основного заряда 2, необходимой для срабатывания предварительного заряда 3 и нейтрализации динамической защиты, необходимая длина детонационного шнура уложена в спираль 10. Для предотвращения воздействия элементов детонационных цепей на заряды 2 и 3 соответствующие участки цепей помещены в защитные экраны 13 и 14. Защитный колпак 15 служит для предотвращения воздействия продуктов взрыва предварительного заряда 3 на спираль 10 и основной заряд 2.

Примером конкретного выполнения служит тандемная кумулятивная боевая часть, подобная изображенной на чертеже. Боевая часть содержит контактный датчик цели, расположенный в передней части стального корпуса, предохранительно - исполнительный механизм, являющийся устройством подрыва, два последовательно срабатывающих кумулятивных заряда и ряд узлов и деталей, образующих детонационную цепь. Предварительный и основной кумулятивные заряды состоят из шашки мощного взрывчатого вещества со скоростью детонации более 8 км/с и медной облицовки с углом при вершине, близким к 60 градусам, и толщиной, составляющей 0,02 от диаметра заряда. Диаметр основного кумулятивного заряда равен внутреннему диаметру корпуса боевой части, а диаметр предварительного заряда составляет 0,25 от поперечного размера боевой части. В шашках кумулятивных зарядов сделано осевое отверстие диаметром 10 мм для размещения участков детонационной цепи, имеющих защитный капролоновый экран. Предохранительно-исполнительный механизм установлен на расстоянии, равном его поперечному размеру от датчика цели, и связан с ним электрическим кабелем. Детонационная цепь образуется фрагментами детонационного шнура, усиливающими шашками и участком шашки предварительного заряда. Скорость детонации шнура близка к 7,5 км/с, а необходимое время задержки в срабатывании основного заряда составляет 200 мкс, поэтому длина спирали 10 около 150 см. Для надежного инициирования шашек кумулятивных зарядов детонирующие шнуры оканчиваются усиливающими шашками, имеющими размеры 5х5 мм и запрессованные в капролоновые защитные экраны.

Предлагаемая конструкция боевой части функционирует следующим образом. В момент достижения боевой части цели по сигналу от датчика цели 4 по проводу 6 сигнал поступает на предварительно-исполнительный механизм 5. Разлетающиеся продукты взрыва содержащегося в ПИМе взрывчатого вещества расчищают осевой канал от механических деталей ПИМа 5 и датчика цели 4. Вырабатываемый ПИМом детонационный импульс передается детонационному шнуру 7 и через усиливающую шашку 8 предварительному кумулятивному заряду 3. Взрыв заряда 3 передает инициирующий импульс в участок детонационной цепи 9, после чего импульс проходит спираль 10, прямолинейный участок цепи 11, усиливающую шашку 12 и возбуждает детонацию в основном заряде 2.

Источники информации:
1. Патент США N 4714022 кл. 102-476 - аналог.

2. Патент Франции N 2552870 МПК: F 42 В 12/10 - прототип.

3. Патент ФРГ N 3605580 МПК: F 42 В 12/10
4. Патент Франции N 2603375 МПК: F 42 12/10л

Изобретение относится к бронебойным артиллерийским боеприпасам. Боевая часть состоит из корпуса, одного или нескольких кумулятивных зарядов, датчика цели, устройства подрыва и элементов детонационной цепи, в зарядах сделаны центральные осевые отверстия, в которых размещены элементы детонационной цепи для связи с устройством подрыва или с другими зарядами. Изобретение позволяет повысить бронепробиваемость боевой части. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Кумулятивная боевая часть, содержащая корпус с размещенными в нем одним или несколькими кумулятивными зарядами, датчиком цели, устройством подрыва и элементами детонационной цепи, отличающаяся тем, что в одном или нескольких кумулятивных зарядах сделано центральное осевое отверстие, в котором размещены элементы детонационной цепи для связи с устройством подрыва или другими зарядами. 2. Кумулятивная боевая часть по п.1, отличающаяся тем, что датчик цели расположен в зоне действия продуктов взрыва устройства подрыва. 3. Кумулятивная боевая часть по п.1 или 2, отличающаяся тем, что элементы детонационной цепи, находящиеся в осевом канале одного или нескольких зарядов, снабжены защитным экраном.