ОСКОЛОЧНЫЙ СНАРЯД Российский патент 2000 года по МПК F42B12/32 

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно к снарядам с осевой областью разлета поражающих элементов (ПЭ), и может быть использовано в составе ракет классов "поверхность - поверхность" и "воздух - поверхность", а также в составе различных артиллерийских и авиационных боеприпасов. Предлагаемая конструкция может быть рекомендована к применению на снарядах РСЗО.

В настоящее время уже разработано достаточно много конструкций снарядов и мин ствольной артиллерии, а также авиабомб осевого действия. Одним из перспективных видов боеприпасов осевого действия являются осколочно-пучковые боеприпасы [см. Одинцов В. А. Перспективы развития осколочных боеприпасов осевого действия. Боеприпасы. 1994, N 3-4]. Одна из конструкций снаряда такого типа приведена в патенте 2018779 РФ, МПК F 42 B 12/20, Б.И. N 7, 1995 г.

Снаряд состоит из корпуса, внутри которого находится заряд взрывчатого вещества (ВВ). В головной части снаряда расположены головной контактный узел и головной колпак с легким заполнителем внутри, закрывающий блок готовых поражающих элементов (ГПЭ). Между блоком ГПЭ и зарядом ВВ установлена диафрагма. В хвостовой части размещены донный взрыватель и оптическое окно для ввода временной установки, там же расположен блок стабилизаторов.

Характерной особенностью снаряда является наличие в носовой части корпуса тяжелого многослойного блока готовых поражающих элементов, включающего элементы, форма которых допускает плотную укладку в блоке (куб, шестигранная призма и т. п.). Плотная укладка позволяет избежать потерь энергии на сжатие блока при взрывном метании и значительных деформаций ГПЭ. Диафрагма, размещенная между блоком ГПЭ и зарядом взрывчатого вещества, также препятствует деформированию поражающих элементов. Наличие массивного блока в головной части невращающегося снаряда увеличивает его аэродинамическую устойчивость на траектории. Требуемый угол разлета и оптимальное распределение ГПЭ в пучке могут быть обеспечены за счет изменения толщины и формы диафрагмы, размещения внутри блока ГПЭ вкладышей из легкосжимаемого материала, применения комбинированной укладки ГПЭ с различной плотностью и сжимаемостью (например, изготовленных из стали и тяжелых сплавов на основе вольфрама). Головной колпак используется в целях улучшения аэродинамических характеристик. Он должен обладать минимальной массой для обеспечения минимальной потери скорости поражающих элементов. Снижение массы головного колпака может быть достигнуто изготовлением его из легких сплавов в виде конуса с ребрами жесткости. Более радикальным способом является сброс головного колпака с помощью пиротехнического устройства перед подрывом основного заряда или его разрушение с помощью вкладного заряда ВВ. При этом должно быть исключено разрушающее воздействие продуктов детонации на блок ГПЭ. Необходимость использования данного колпака можно отнести к очевидным недостаткам конструкции.

В конструкции также предусмотрено управление углом разлета поражающих элементов с помощью заряда ВВ, размещенного по оси блока ГПЭ. Интервал времени между подрывами основного и осевого зарядов в общем случае является регулируемым, что позволяет получать оптимальные пространственные распределения ГПЭ и осколков корпуса в широком диапазоне условий. Снаряд выполнен с донным взрывателем, обеспечивающим дистанционный или контактный подрыв.

Ввод команды, определяющей вид действия (предусмотрено шесть видов действия: три - при стрельбе с воздушным разрывом и три - при ударной стрельбе), и ввод временной установки производятся через донный или головной приемники установок контактным или бесконтактным способом.

Принципиальным недостатком данного снаряда является малая масса металла, направляеого в передний сноп (обычно не более 0,10-0,15 массы снаряда). Это является результатом органического противоречия между малой площадью переднего торца заряда ВВ и требуемой (по выводам теории взрывного метания) большой площади контакта ВВ-металл.

В связи с этим интересной является предложенная МГТУ им. Н.Э. Баумана конструкция адаптируемого осколочно-фугасного снаряда с зарядом двойного назначения [патент 2082943 РФ, МПК F 42 B 12/20, Б.И. N 5, 1998 ]. Эта конструкция может рассматриваться как прототип данного изобретения. Снаряд представляет собой твердотопливный ракетный двигатель, причем корпус снаряда одновременно является корпусом двигателя и осколочной рубашкой. В носовой части снаряда установлен многофункциональный головной взрыватель, снабженный пиротехническим и детонационным каналами. В хвостовой части расположен донный сопловой блок и блок стабилизаторов (в варианте для гладкоствольного оружия). По оси корпуса проходит трубка со взрывчатым веществом, вокруг этой трубки расположен заряд детонационноспособного твердого топлива. В зависимости от условий применения этот заряд используется в качестве разрывного (как ВВ) или в качестве ускорительного (как твердое ракетное топливо). Второй основной задачей разработки является разрушение корпуса на осколки ударом по его внутренней поверхности трубкой, разгоняемой взрывом. Такое конструктивное решение обеспечивает так называемое "разрушение без метания", т. е. разрушение корпуса без сообщения его осколкам заметной радиальной скорости.

После выхода снаряда из канала ствола происходит воспламенение заряда и выгорание его, в результате чего снаряд получает дополнительную скорость 200 - 400 м/с. Одновременно освобождается пространство для расширения ударной трубки. При подходе снаряда на упрежденную дальность от цели дистанционный взрыватель подрывает заряд осевой трубы с метанием ее на внутреннюю поверхность корпуса. В результате удара расширяющейся трубки по внутренней поверхности корпуса в нем происходит кольцевой откол. Отколовшийся слой отлетает и уносит основную часть импульса удара. Остающаяся внутренняя толстостенная часть цилиндра имеет малую радиальную скорость и распадается на крупные осколки.

Благодаря тому что осколочное поле создается поражающими элементами с боковой поверхности снаряда, масса металла, направляемого в передний сноп, значительно увеличивается.

Недостатком данной конструкции при стрельбе на осевое действие является невозможность формирования требуемых параметров осколочного поля за счет распределения по высоте боевой части местного коэффициента поперечной нагрузки.

К недостаткам всех вышеприведенных конструкций относится и использование дистанционных взрывателей для осуществления воздушного подрыва, т.к. в силу невозможности определения точного расстояния до цели и трудности отделения цели от фона возникает достаточно большой разброс дистанций подрыва, что может значительно снизить эффективность осколочного действия.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности снаряда при действии по живой силе и технике противника, сосредоточенных в фортификационных сооружениях открытого типа (ФСОТ), путем снижения разброса высот подрыва, увеличения массы металла, направляемой в передний сноп, и улучшения кинетических характеристик ПЭ.

Для решения поставленной задачи осколочный снаряд, содержащий корпус, заряд твердого топлива, воспламенитель, заряд взрывчатого вещества, взрыватель, электродетонатор и стабилизаторы, выполнен в виде двух коаксиально расположенных, отделяемых друг от друга боевого и разгонного блоков. Блоки соединены между собой тросом, соединенным с кабелем (тросом-кабелем), и размещены в корпусе снаряда. Боевой блок (ББ) снабжен отдельным корпусом с крышкой, на которой установлены раскрывающиеся стабилизаторы и электродетонатор. Внутри по оси корпуса блока расположена трубка, вокруг которой размещен заряд взрывчатого вещества. Между зарядом и корпусом боевого блока уложены поражающие элементы, а по трубке проложен трос-кабель, соединяющий электродетонатор с электроконтактным взрывателем, установленным вместе с временным механизмом в носовой части разгонного блока. Разгонный блок (РБ), выполняющий функции буксира и тросового упредителя, снабжен собственным корпусом с внутренней полостью, в которой расположен демпфер. Внутри демпфера расположена носовая часть боевого блока, между ней и демпфером уложен трос-кабель. Внутри корпуса разгонного блока расположен заряд твердого топлива и воспламенитель, а в хвостовой части - сопла и раскрывающиеся стабилизаторы.

В предложенной конструкции для создания осевого осколочного поля, как и в прототипе, используются поражающие элементы, расположенные не на торцевой, а на боковой поверхности боевого блока, что дает возможность значительно увеличить массу металла, направляемого в передний сноп. Разработанная конструкция позволяет варьировать форму образующей ББ, т.е. в зависимости от требуемых параметров осколочного поля и кинетических характеристик ПЭ можно использовать различные законы распределения по высоте боевого блока местного коэффициента поперечной нагрузки, числа ПЭ и их массы. Использование троса-кабеля определенной длины и электроконтактного взрывателя позволяет избежать разброса высот подрыва и осуществить его на оптимальной высоте.

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемой конструкции осколочного снаряда, на фиг. 2 представлена схема работы снаряда.

Внутри корпуса снаряда 1, одновременно выполняющего роль трубы-контейнера, расположена хвостовая часть боевого блока, состоящего из корпуса 2, в котором размещен заряд взрывчатого вещества 3. Между корпусом 2 и зарядом 3 уложены готовые поражающие элементы 4. Сверху корпус 2 закрыт крышкой 5 с расположенными на ней раскрывающимися стабилизаторами 6 боевого блока. В крышке 5 установлен торцевой электродетонатор 7. По оси боевого блока размещена центральная трубка 8 с кабелем, соединяющим электроконтактный взрыватель 9, установленный в носовой части разгонного блока, с торцевым электродетонатором 7. Вместе с электроконтактным взрывателем 9 в носовой части РБ установлен временной механизм 10. Разгонный блок представляет собой одновременно ракетный двигатель и тросовый упредитель, в корпусе 11 которого расположен заряд твердого топлива 12 специальной формы и воспламенитель 13. Форма заряда обеспечивает прогрессивность тяги. Сопла 14 установлены под углом к оси боеприпаса в хвостовой части разгонного блока, там же расположены раскрывающиеся стабилизаторы разгонного блока 15. Корпус 11 имеет коническую или оживальную форму с внутренней полостью, в которой расположен демпфер 16, представляющий собой коническую либо оживальную оболочку, выворачивающуюся наизнанку под действием усилия натяжения троса-кабеля 17 в момент окончания его размотки. Носовая часть боевого блока размещена внутри демпфера 16, между ними уложен трос-кабель 17. Хвостовая часть разгонного блока вместе со сложенными стабилизаторами 15, так же как и хвостовая часть боевого блока, размещена внутри корпуса боеприпаса 1.

Снаряд работает следующим образом (фиг. 2). Перед выстрелом, в зависимости от дальности до цели, производится установка временного механизма 10 на воспламенение заряда твердого топлива 12 разгонного блока. При подходе боеприпаса к цели временной механизм 10 срабатывает, загорается воспламенитель 13, в корпусе 11 разгонного блока создаются температура и давление, необходимые для возгорания заряда твердого топлива 12. Через сопла 14 начинается истечение газа и разгонный блок отделяется от боевого блока и корпуса 1 снаряда, после чего раскрываются стабилизаторы 15, установленные в хвостовой части разгонного блока. Боевой блок находится в корпусе 1 до тех пор, пока разгонный блок не удалится от него на расстояние, равное длине троса-кабеля 17. Одновременно с процессом выхода боевого блока из корпуса 1 снаряда происходит выворачивание демпфера 16, который предотвращает отрыв троса и не допускает развитие колебательного процесса после натяжения троса-кабеля при его полном сматывании. Скорости блоков выравниваются и происходит их дальнейший разгон. Стабилизаторы боевого блока 6 раскрываются после его выхода из корпуса 1 снаряда. Количество твердого топлива 12 в двигателе разгонного блока подобрано таким образом, чтобы обеспечить окончание разгона РБ и ББ, соединенных тросом-кабелем 17, практически в момент достижения разгонным блоком земли или поверхности цели. При ударе о преграду с электроконтактного взрывателя 9 на торцевой электродетонатор 7, установленный на крышке 5 по тросу-кабелю 17, подведенному к электродетонатору 7 через центральную трубку 8, поступает сигнал на подрыв боевого блока. Происходит детонация заряда взрывчатого вещества 3 и разлет поражающих элементов 4, размещенных между зарядом ВВ 3 и корпусом боевого блока 2.

Предполагается, что использование предлагаемой конструкции, например, в снарядах РСЗО, наряду с повышением эффективности осколочного действия одного снаряда, приведет к снижению расхода снарядов на одну цель, а следовательно, к уменьшению стоимости выполнения боевой задачи.

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно к снарядам с осевой областью разлета поражающих элементов. Осколочный снаряд, содержащий корпус, заряд твердого топлива, сопловой блок, воспламенитель, заряд взрывчатого вещества, взрыватель, электродетонатор и стабилизаторы, выполнен из двух коаксиально расположенных, отделяемых друг от друга боевого и разгонного блоков, размещенных в корпусе снаряда, причем боевой блок снабжен дополнительно корпусом с крышкой, на которой установлены раскрывающиеся стабилизаторы и электродетонатор, трубкой, расположенной внутри по оси корпуса блока, вокруг которой размещен заряд взрывчатого вещества, готовыми поражающими элементами, уложенными между зарядом и корпусом боевого блока, по трубке проложен трос-кабель, соединяющий электродетонатор боевого блока с взрывателем электроконтактного типа, установленным вместе с временным механизмом в носовой части разгонного блока, снабженного корпусом с внутренней полостью, в которой дополнительно размещен демпфер, а между внутренней стенкой корпуса разгонного блока и демпфером уложен трос-кабель, внутри корпуса разгонного блока расположен заряд твердого топлива и воспламенитель, в хвостовой части - сопла и раскрывающиеся стабилизаторы. Использование изобретения позволяет повысить эффективность действия снаряда путем снижения разброса высот подрыва, увеличения массы металла, направляемой в передний сноп, и улучшения кинетических характеристик поражающих элементов. 2 ил.

Осколочный снаряд, содержащий корпус, заряд твердого топлива, сопловой блок, воспламенитель, заряд взрывчатого вещества, взрыватель, электродетонатор и стабилизаторы, отличающийся тем, что он выполнен из двух коаксиально расположенных, отделяемых друг от друга боевого и разгонного блоков, размещенных в корпусе снаряда, причем боевой блок снабжен дополнительно корпусом с крышкой, на которой установлены раскрывающиеся стабилизаторы и электродетонатор, трубкой, расположенной внутри по оси корпуса блока, вокруг которой размещен заряд взрывчатого вещества, готовыми поражающими элементами, уложенными между зарядом и корпусом боевого блока, по трубке проложен трос-кабель, соединяющий электродетонатор боевого блока с взрывателем электроконтактного типа, установленным вместе с временным механизмом в носовой части разгонного блока, снабженного корпусом с внутренней полостью, в которой дополнительно размещен демпфер, а между внутренней стенкой корпуса разгонного блока и демпфером уложен трос-кабель, внутри корпуса разгонного блока расположен заряд твердого топлива и воспламенитель, в хвостовой части - сопла и раскрывающиеся стабилизаторы.