ОСКОЛОЧНО-ФУГАСНАЯ БОЕВАЯ ЧАСТЬ Российский патент 2001 года по МПК F42B12/32 

Изобретение относится к области ракетной техники, в частности к конструкциям боевых частей реактивных снарядов, и может найти широкое применение при разработке реактивных снарядов систем залпового огня (РСЗО).

Как известно, в настоящее время проводятся работы по совершенствованию боевых частей реактивных снарядов с целью улучшения их тактико-технических характеристик (поражающего действия снарядов, кучности и дальности стрельбы).

Улучшение тактико-технических характеристик (ТТХ) снарядов достигается, в основном, за счет использования новых материалов в их узлах и деталях с учетом установления оптимальных соотношений геометрических и физических параметров отдельных узлов и элементов, находящихся в функциональной связи.

Так, известны: "Фугасный снаряд", пат. Великобритании N 1364180, F 42 B 13/12 ("Изобретения за рубежом", вып. 24, N 18, 1974 г., стр. 2), "Фугасный снаряд", пат. Великобритании N 1411912, кл. F 42 B 13/12 ("Изобретения за рубежом", вып. 24, N 18, 1975 г., стр. 3), "Осколочный снаряд" пат. ФРГ N 1199162, кл. 72 d 17/12 (Р.Ж. "Вооружение", N 10, 1967 г.), "Снаряд осколочного действия", пат. ФРГ N 1453815, кл. 72 d 18/01 (Р.Ж. "Вооружение", N 24, 1972 г.), "Осколочно-фугасный снаряд", пат. Франции N 1588755 .

Конструкция боевых частей этих снарядов состоит из корпуса конической формы, содержащего головной взрыватель, детонатор и взрывчатое вещество. При соприкосновении снаряда с землей (в районе расположения цели), при срабатывании взрывателя, взрывчатое вещество детонирует, его ударная волна, а также осколки корпуса боевой части поражают как живую силу противника, так и бронированную технику, находящуюся вне укрытия.

Существенными недостатками указанных осколочно-фугасных снарядов являются большие потери энергии при взрыве заряда и недостаточно высокая эффективность осколочного действия.

Известен реактивный снаряд повышенной эффективности, пат. США N 3742856, кл. 102-67, F 42 B 13/48 (Р.Ж. "Вооружение" N 9, 1974 г.), боевая часть которого содержит готовые осколки, поражающие живую силу противника при помощи взрыва взрывчатого вещества (ВВ).

Недостатком конструкции боевой части указанного снаряда является большая потеря энергии за счет выброса продуктов детонации из ее торцев, что при небольших углах подхода снаряда к цели резко уменьшается площадь приведенной зоны поражения, и, следовательно, эффективность снаряда снижается.

Общими признаками с предлагаемой авторами боевой частью является наличие взрывателя, детонатора, блока готовых осколков заряда взрывчатого вещества. (См. Л. С. Баркан, П.П. Ганичев и др. "Устройство и действие артиллерийских снарядов", ВАА им. Дзержинского, Москва, 1956 г., Б.А. Прохоров "Боеприпасы артиллерии", "Машиностроение", Москва, 1973 г.). В настоящее время за основной критерий эффективности снарядов принимают площадь приведенной зоны осколочного поражения - S_пр.

Поражающее действие боевой части снаряда зависит от свойств и мощности его поражающих факторов (осколков, ударной волны и т.д.). При оценке действия боевой части обычно учитывают комбинированное воздействие всех ее поражающих факторов.

Допустим, в точке с координатами X, Y произошел разрыв боевой части. Обозначим через G (X, Y) вероятность поражения элементарной цели, расположенной на горизонтальной плоскости в начале координат. Рассматриваемую зависимость G (X, Y) вероятности поражения цели от координат точек разрыва боевой части дистанционного действия называют координатным законом поражения.

Как показали исследования, координатные законы поражения имеют разный вид в зависимости от характера цели, мощности боеприпаса и других условий.

При рассмотрении этих законов выделяют три различные области, расположенные вокруг центра цели.

Одна из этих областей (S_д) характеризуется тем, что разрыв боевой части в любой ее точке всегда приводит к поражению цели. Эту область называют областью достоверных поражений. За ней следует область (S_н), где разрыв боевой части необязательно приводит к поражению цели. Такую область называют областью недостоверных поражений. Затем располагается область (S_σ), в которой разрывы не наносят ущерба цели, ее называют областью безопасных разрывов.

Вид координатного закона поражения упрощают, расширив область достоверных поражений за счет области недостоверных поражений. Полученную расширенную область достоверных поражений называют приведенной зоной поражения (S_пр), а ее размеры - приведенными размерами цели. Для всех точек приведенной зоны поражения в соответствии с ее определением G (X, Y) = 1, а вне этой зоны G (X, Y) = 0. Иными словами, площадь приведенной зоны поражения (S_пр) равна сумме произведений элементарных площадок d в районе разрыва снаряда на вероятность поражения цели G на этих площадках, т.е.

и зависит от массы боевой части, массы взрывчатого вещества (ВВ), типа ВВ, формы и массы осколков, угла и скорости подхода снаряда к цели, скорости и угла разлета осколков, высоты подрыва боевой части (см. Н.М. Фендриков, В. И. Яковлев "Методы расчетов боевой эффективности вооружения", Военное издательство Министерства Обороны СССР, Москва, 1971 г.).

Наиболее близкой по технической сути и достигаемому техническому результату является осколочно-фугасная боевая часть 9Н55 реактивного снаряда 9М28, принятая авторами за прототип (см. Боевая машина 9П138, "Техническое описание и инструкция по эксплуатации", часть III, книга 1, М., Военное издательство, 1986, с. 6).

Указанная боевая часть содержит взрыватель, детонатор, обтекатель, корпус, заряд взрывчатого вещества, между которыми расположен блок готовых осколков и дно.

Для боевых частей такой конструкции известно, что величина массы заряда ВВ существенно влияет на скорость разлета осколков, от которой существенно зависит эффективность действия по небронированной технике, а от угла разлета осколков, приведенная зона поражения для реактивных снарядов, подходящих под небольшим углом к цели, меняется примерно в два раза.

Таким образом, проблема увеличения активной массы заряда ВВ, скорости и угла разлета осколков, правильной организации детонационного процесса в боевой части является актуальной.

Задачей известного технического решения (прототипа) являлось создание боевой части повышенного могущества за счет увеличения активной массы заряда ВВ и использования блока готовых осколков, но без предъявления требований к получению оптимальных характеристик боевой части путем оптимизации размещения ее конструктивных элементов и выбора их параметров.

Недостатками данной боевой части являются значительные потери энергии на торцевой разлет продуктов детонации и малый угол разлета осколков, что значительно снижает эффективность боевой части в целом.

Общими признаками с предлагаемой авторами боевой частью является наличие взрывателя, детонатора, обтекателя, корпуса, заряда взрывчатого вещества, блока готовых осколков и дна.

В отличие от прототипа в предлагаемой авторами боевой части обтекатель и дно выполнены в виде усеченных конусов, которые большими основаниями скреплены с корпусом, при этом углы наклона образующих их внутренних поверхностей к продольной оси боевой части выбраны в пределах

в местах крепления корпуса с обтекателем и дном размещены передний и задний кольцевые отражатели шириной h_п = (0,035...0,07)L, h_з = (0,01... 0,035)L, а их внутренние диаметры соответственно d_п = (0,75...0,85)D, d_з = (0,6...0,7)D, где
Θ₁, Θ₂ - углы наклона образующих внутренних поверхностей обтекателя и дна к продольной оси боевой части;
h_п, h_з - ширина переднего и заднего кольцевого отражателя;
L - длина корпуса;
d_п, d_з - внутренний диаметр переднего и заднего кольцевого отражателя;
D - калибр боевой части.

Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.

Указанные признаки, отличительные от прототипа, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты, во всех случаях достаточны.

Задачей предлагаемого изобретения является создание боевой части реактивного снаряда, обеспечивающей увеличение скорости и угла разлета осколков и, следовательно, повышение эффективности осколочного действия по живой силе и небронированной технике за счет снижения потерь энергии на торцевой выброс продуктов детонации и тем самым повышение эффективности боевого применения реактивного снаряда.

Новое выполнение отдельных узлов и деталей боевой части, а также оптимальное соотношение размеров и других параметров позволяет за счет
- выполнения обтекателя и дна в виде усеченных конусов, которые большими основаниями скреплены с корпусом, а углов наклона образующих их внутренних поверхностей к продольной оси боевой части выбранных в пределах

где Θ₁, Θ₂ - углы наклона образующих внутренних поверхностей обтекателя и дна к продольной оси боевой части, в 2...3 раза уменьшить потери энергии на торцевой разлет продуктов детонации, на 10-15% повысить скорость разлета осколков и в 1,8. . .2,0 раза увеличить угол разлета осколков и, следовательно, повысить эффективность осколочного действия боевой части в целом;
- размещения в местах крепления корпуса с обтекателем и дном переднего и заднего кольцевого отражателя шириной h_п= (0,035...0,07)L, h_з = (0,01... 0,035)L, а их внутренних диаметров соответственно d_п = (0,75...0,85)D, d_з = (0,6...0,7)D,
где h_п, h_з - ширина переднего и заднего кольцевого отражателя;
L - длина корпуса;
d_п, d_з - внутренний диаметр переднего и заднего кольцевого отражателя;
D - калибр боевой части,
дополнительно на 25. ..30% уменьшить потери энергии на торцевой разлет продуктов детонации, на 3...5% повысить скорость разлета осколков и на 10... 15% увеличить угол разлета осколков и, следовательно, повысить эффективность осколочного действия боевой части в целом.

Уменьшение потерь энергии на торцевой разлет продуктов детонации и, как следствие, увеличение скорости и угла разлета осколков достигается тем, что углы наклона внутренних образующих переднего и заднего конусов к продольной оси боевой части выбраны из экспериментально определенных углов склонения конусов (ϕ) при взрыве заряда взрывчатого вещества.

Из экспериментальной работы (см. Sutterlin R. Les hrojectives. Memorial de' artilleric francaiso, 1967 г. t 41 N 159) известно соотношение для определения угла склонения ϕ = Θ/2, где ϕ - угол между образующей оболочкой и продольной осью боевой части при взрыве заряда.

Из работы (см. Abarbanel S. The deflection of Journal of Techology, 1966 г. , Vol. 4, N 1, p. 77-81) известно соотношение, подтвержденное экспериментально, по выбору оптимального угла Θ:

в зависимости от показателя политропы k. Отсюда угол наклона внутренней образующей переднего конуса к продольной оси боевой части определяется соотношением:

Для реальных составов, применяемых в осколочно-фугасных боевых частях снарядов РСЗО, показатель политропы k меняется в пределах 2,65...3,2. Исходя из этого, для осколочно-фугасной боевой части РСЗО, угол наклона внутренней образующей переднего конуса к продольной оси боевой части установлен в пределах:

что позволяет исключить из заряда взрывчатое вещество за пределами Θ₁, так как для зарядов в реальной осколочной части оно не участвует в метании осколков.

Опыты показывают, что данное техническое решение позволяет исключить из области, близкой к торцам заряда, взрывчатое вещество, не участвующее в метании осколков, а значит в 2...3 раза уменьшить потери энергии на торцевой разлет, повысить на 10...15% скорость разлета осколков. Конструкция заявляемой боевой части позволяет в 1,8....2 раза увеличить угол разлета осколков (для известных осколочно-фугасных боевых частей угол разлета осколков не превышает 15 - 20^o).

Сущность изобретения заключается в том, что боевая часть, содержащая взрыватель, детонатор, обтекатель, корпус, заряд взрывчатого вещества, между которыми расположен блок готовых осколков и дно, в отличие от прототипа, согласно изобретению имеет обтекатель и дно, выполнены в виде усеченных конусов, которые большими основаниями скреплены с корпусом, при этом углы наклона образующих их внутренних поверхностей к продольной оси боевой части выбраны в пределах:

в местах крепления корпуса с обтекателем и дном размещены передний и задний кольцевые отражатели шириной h_п = (0,035...0,07)L, h_з = (0,01... 0,035)L, а их внутренние диаметры соответственно d_п = (0,75...0,85)D, d_з = (0,6...0,7)D,
где Θ₁, Θ₂ - углы наклона образующих внутренних поверхностей обтекателя и дна к продольной оси боевой части;
h_п, h_з - ширина переднего и заднего кольцевого отражателя;
L - длина корпуса;
d_п, d_з - внутренний диаметр переднего и заднего кольцевого отражателя;
D - калибр боевой части.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид боевой части.

Предлагаемая боевая часть содержит взрыватель 1, детонатор 2, заряд взрывчатого вещества 3, обтекатель 4, передний кольцевой отражатель 5, корпус 6, блок готовых осколков 7, задний кольцевой отражатель 8 и дно 9.

Передний 5 и задний 8 кольцевые отражатели размещены в местах крепления корпуса 6 с обтекателем 4 и дном 9.

Обтекатель 4 и дно 9 большими основаниями скреплены с корпусом 6, боевая часть заполнена зарядом взрывчатого вещества 3, а между корпусом 6 и зарядом взрывчатого вещества 3 расположен блок готовых осколков 7, между обтекателем 4 и корпусом 6 размещен передний кольцевой отражатель 5, а между дном 9 и корпусом 6 размещен задний кольцевой отражатель 8.

Работа предлагаемой осколочно-фугасной боевой части заключается в следующем: при встрече с преградой срабатывает взрыватель 1 с детонатором 2, который инициирует заряд взрывчатого вещества 3.

Детонационная волна, распространяющаяся по заряду взрывчатого вещества 3, отражается от обтекателя 4 и переднего кольцевого отражателя 5 в сторону и вдоль оси заряда взрывчатого вещества 3.

Центрированная волна разряжения движется при этом в область корпуса 6 и блока готовых осколков 7. В дальнейшем процесс осуществляется за счет взаимного положения прямых и обратных (отраженных) ударных волн, при этом задний кольцевой отражатель 8 и дно 9 дополнительно вносят возмущения в детонационный процесс путем отражения и преломления ударных волн, движущихся к заднему торцу заряда. В точках пересечения ударных волн возникает область повышенного давления, под действием которого осуществляется более полное и быстрое химическое превращение взрывчатого вещества 3. За счет этого значительно увеличивается коэффициент полезного действия заряда взрывчатого вещества 3, что в конечном счете увеличивает скорость и угол разлета осколков и, следовательно, эффективность осколочного действия.

Использование обтекателя 4 и дна 9, выполненных в виде усеченных конусов, которые большими основаниями скреплены с корпусом 6 с выполнением угла наклона образующих их внутренних поверхностей к оси боевой части в пределах:

где Θ₁ и Θ₂ - углы наклона образующих внутренних поверхностей обтекателя 4 и дна 9 к продольной оси боевой части позволяет в 2...3 раза уменьшить потери энергии на торцевой разлет продуктов детонации, на 10...15% повысить скорость разлета и в 1,8...2 раза увеличить угол разлета осколков и, следовательно, повысить эффективность осколочного действия боевой части в целом.

При выполнении угла наклона образующих внутренних поверхностей обтекателя 4 и дна 9 менее 0,3 π/4 мм или более 0,5 π/4 приводит к значительному увеличению потерь энергии на торцевой разлет продуктов детонации, уменьшению скорости и угла разлета осколков и резкому снижению эффективности боевой части.

При размещении в местах крепления корпуса 6 с обтекателем 4 и дном 9 переднего 5 и заднего 8 кольцевых отражателей шириной h_п = (0,035...0,07)L, h_з = (0,01...0,035)L, а их внутренних диаметров, соответственно, d_п = (0,75... 0,85)D, d_з = (0,6...0,7)D,
где h_п, h_з - ширина переднего и заднего кольцевого отражателя;
L - длина корпуса;
d_п, d_з - внутренний диаметр переднего и заднего кольцевого отражателя;
D - калибр боевой части,
позволяет дополнительно на 25...30% уменьшить потери энергии на торцевой разлет продуктов детонации, на 3...5% повысить скорость разлета осколков и на 10...15% увеличить угол разлета осколков и, как следствие, увеличить эффективность осколочного действия боевой части по живой силе и небронированной технике.

При отклонении указанных соотношений внутренних диаметров кольцевых отражателей в ту или другую сторону приводит к резкому снижению получаемого эффекта.

Предлагаемая боевая часть позволяет за счет выполнения обтекателя 4 и дна 9 в виде усеченных конусов, скрепленных с большими основаниями с корпусом 6, при выполнении углов наклона образующих их внутренних поверхностей к продольной оси боевой части в указанных пределах, а в местах крепления корпуса 6 с обтекателем 4 и дном 9 размещения переднего 5 и заднего 8 кольцевых отражателей с установленными оптимальными соотношениями геометрических размеров узлов и деталей значительно повысить эффективность ее использования по живой силе и небронированной технике.

Испытания подтвердили, что эффективность предлагаемой боевой части превосходит известную (прототип) по осколочному действию в 1,25...1,35 по поражению живой силы и небронированной техники.

В настоящее время разработана техническая документация, проведены государственные испытания и намечено серийное производство.

Изобретение относится к боеприпасам реактивной артиллерии. Осколочно-фугасная боевая часть реактивного снаряда содержит взрыватель, детонатор, обтекатель, корпус, заряд взрывчатого вещества, между которыми расположен блок готовых осколков, и дно. Обтекатель и дно выполнены в виде усеченных конусов, которые большими основаниями скреплены с корпусом, при этом углы наклона образующих их внутренних поверхностей к продольной оси боевой части выбраны в пределах

В местах крепления корпуса с обтекателем и дном размещены передний и задний кольцевые отражатели шириной h_п=(0,035...0,07)L, h_з=(0,01...0,035)L и внутренними диаметрами соответственно d_п=(0,75...0,85)D и d_з=(0,6...0,7)D, где Θ₁ и Θ₂ - углы наклона образующих внутренних поверхностей обтекателя и дна к продольной оси боевой части; h_п и h_з - ширина переднего и заднего кольцевых отражателей; L - длина корпуса; d_п и d_з - внутренний диаметр переднего и заднего кольцевых отражателей; D - калибр боевой части. Изобретение позволяет уменьшить потери энергии на торцевой разлет продуктов детонации, увеличить скорость и угол разлета осколков и повысить эффективность боевой части по живой силе и небронированной технике. 1 ил.

Осколочно-фугасная боевая часть, содержащая взрыватель, детонатор, обтекатель, корпус, заряд взрывчатого вещества, между которыми расположен блок готовых осколков, и дно, отличающаяся тем, что обтекатель и дно выполнены в виде усеченных конусов, которые большими основаниями скреплены с корпусом, при этом углы наклона образующих их внутренних поверхностей к продольной оси боевой части выбраны в пределах

в местах крепления корпуса с обтекателем и дном размещены передний и задний кольцевые отражатели шириной h_п = (0,035 ... 0,07)L, h_з = (0,01 ... 0,035)L, а их внутренние диаметры составляют соответственно d_п = (0,75 ... 0,85)D и d_з = (0,6 ... 0,7)D, где Θ₁ и Θ₂ - углы наклона образующих внутренних поверхностей обтекателя и дна к продольной оси боевой части; h_п и h_з - ширина переднего и заднего кольцевых отражателей; L - длина корпуса; d_п и d_з - внутренний диаметр переднего и заднего кольцевых отражателей; D - калибр боевой части.