КОРПУС ОСКОЛОЧНОГО БОЕПРИПАСА Российский патент 2001 года по МПК F42B12/24 

Изобретение относится к осколочным боеприпасам с заданным дроблением оболочки на поражающие элементы рациональной формы и массы и может быть использовано для изготовления осколочных боевых частей различных калибров снарядов, боеголовок, ручных и винтовочных гранат, мин и тому подобного.

Уровень техники характеризует корпус осколочного боеприпаса по RU 2080550, F 42 B 12/24, 1997, внутренняя поверхность оболочки которого снабжена поперечными канавками пилообразного профиля с многогранными рифлениями, выполненными в виде равнораспределенных треугольных пирамид с вершиной на поверхности каморы и углубленных основаниями в оболочку на 0,55...О,75 ее толщины.

При этом формируется пилообразный профиль в продольном и поперечном направлениях, разнотолщинность которого обеспечивает разрушение корпуса при нагружении продуктами детонации взрывчатого вещества по типу квазихрупкого отрыва кольцевых поясов в ослабленных сечениях.

Пирамидальные рифли служат концентраторами разрушений кольцевых поясов посредством пластического сдвига, формируя поражающие элементы.

Регулярность дробления обеспечивается формой рифлений и оптимальной глубиной их размещения в оболочке согласно рекомендациям теории проектирования и практике действия осколочных боеприпасов.

Однако для корпусов боеприпасов, изготовленных высокопроизводительной объемной штамповкой, в процессе которой формируются многогранные рифли поперечных канавок, описанных локализаторов разрушения недостаточно для гарантированного дробления оболочки на поражающие элементы заданной массы и конфигурации. Это объясняется анизотропией механических свойств в различных направлениях корпуса по величине, так в поперечном направлении они меньше, чем в продольном, из-за наличия текстуры, кристаллографически ориентированной структуры, поэтому при подрыве таких корпусов получаются осколки удлиненной формы или образуются конгломераты из 2-3 поражающих элементов заданной формы, что резко снижает эффективность основного действия, особенно малокалиберных осколочных боеприпасов.

Отмеченный недостаток устранен в осколочном боеприпасе, описанном в патенте RU 2080549, F 42 B 12/24, 1997, заданное дробление оболочки корпуса которого обеспечивается выполнением на внутренней поверхности локализаторов дробления в виде кольцевых поперечных канавок и равнораспределенных многогранных рифлей на их пологой стороне, которые образуют канавку пилообразной формы. Треугольное основание пирамидальных рифлей углублено в оболочку корпуса на ширину поперечных канавок и смещено на полшага относительно рифлей выше- и нижерасположенных канавок.

Конструктивно оптимизированные поражающие элементы, образующиеся при подрыве известного корпуса, имеют коэффициент формы меньше 1,5 и близок к шарообразной, что повышает их кинетику и эффективность действия.

Недостатком известного корпуса боеприпаса, выбранного по числу совпадающих признаков и технической сущности в качестве наиболее близкого аналога, является технологическая и инструментальная сложность его изготовления многопереходным штампованием, что повышает потребительскую стоимость изделия.

В основу настоящего изобретения положена задача усовершенствования конструкции корпуса осколочного боеприпаса, обеспечив его технологичность в изготовлении при сохранении основных показателей назначения по эффективности поражающего действия.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном корпусе осколочного боеприпаса, оснащенном локализаторами дробления в виде поперечных и кольцевых пилообразных канавок, выполненных из рядов равнораспределенных треугольных пирамидальных рифлей с вершинами на поверхности каморы и основаниями, углубленными в оболочку корпуса, согласно изобретению перемычка материала корпуса в плоскости оснований рифлей составляет 0,25...0,45 толщины оболочки, а на наружной поверхности корпуса выполнены кольцевые конической формы канавки симметрично треугольным основаниям пирамидальных рифлей пилообразного профиля поверхности каморы глубиной 0,2 от высоты треугольных оснований пирамидальных рифлей.

Выполнение кольцевых канавок на наружной поверхности корпуса позволяет пространственно и технологически разнести локализаторы дробления, разделить их изготовление как по времени, так и инструментально, что проще, производительнее и дешевле в серийном производстве боеприпасов.

При этом гарантированно обеспечивается заданное дробление оболочки на поражающие элементы необходимой массы и формы, потому что мерное разделение корпуса на кольца происходит при симметричном двухстороннем действии поперечных канавок локализаторов, ослабляющих оболочку корпуса боеприпаса, формируя плоскости сдвига.

Разрушение колец в продольном направлении происходит по типу многогранного хрупкого отрыва, заданного конфигурацией рифлей.

Конические канавки, формируемые токарной обработкой, на наружной поверхности корпуса создают дополнительные концентраторы напряжений и образуют плоскости пластического сдвига, по которым происходит продольное деление оболочки корпуса под воздействием давления газообразных продуктов превращения взрывчатых веществ снаряжения, концентрируемых в пилообразных канавках, где образуется так называемый газовый клин.

Выбранная глубина наружных кольцевых канавок, во-первых, не оказывает заметного аэродинамического сопротивления набегающему потоку воздуха, а во-вторых, в сумме с симметричными углублениями оснований пирамидальных рифлей изнутри образует перемычки толщиной 0,25...0,45 толщины оболочки корпуса, что согласуется с теорией проектирования осколочных боеприпасов с полуготовыми поражающими элементами и практикой эффективного и надежного их применения.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи является достаточной для достижения новизны качества, то есть эффекта суммы, не присущего признакам в разобщенности, а не суммы их эффектов.

Сущность изобретения поясняется чертежом, который служит иллюстративным целям и не ограничивает объема притязаний формулы.

На фиг. 1 изображена 40 мм подствольная граната.

На фиг. 2 изображена стенка оболочки корпуса в поперечном сечении по плоскости основания рифля, где "H" - высота треугольного основания пирамидального рифля 4, "h" - глубина кольцевой канавки 7.

Корпус гранаты имеет оболочку 1, в камору которой запрессовано взрывчатое вещество 2 и завинчен взрыватель 3. На внутренней поверхности оболочки 1 толщиной 4,5 мм поперечными рядами выполнены совмещаемые последовательно рифли 4 пирамидальной формы с треугольным основанием, углубленным вершиной внутрь оболочки 1 на глубину 2,1...2,8 мм, причем вершины пирамидальных рифлей 4 расположены на поверхности каморы корпуса. При этом образуется пилообразный профиль поверхности каморы как в продольном, так и в поперечном сечениях оболочки 1: ломаные канавки создают переменную толщину оболочки 1 в обоих направлениях.

Граната включает метательный заряд 5 и ведущее устройство 6, выполненное на корпусе, по наружной поверхности которого равно распределены поперечные канавки 7 конической формы, симметрично расположенные углублениям оснований пилообразного профиля рифлей 4 на внутренней поверхности оболочки 1. Канавки 7 имеют глубину 0,4...0,6 мм и угол при вершине 30^o.

Корпус гранаты из низкоуглеродистой стали получают объемным холодным деформированием в многопозиционных штампах поэтапным выдавливанием призматическим пуансоном с радиальными выступами треугольного сечения.

Высота рифлей 4 равна шагу поперечных канавок 7 - 4,7 ± 0,4 мм при ширине оснований рифлей 4 в 12^o. Толщина оболочки 1 на уровне канавок 7 составляет 1,1...2,0 мм (0,25...0,45 толщины оболочки 1). Основания рифлей 4 совмещены с вершинами соседних рифлей 4 нижерасположенных рядов, то есть в шахматном порядке, образуя сотовую конструкцию.

Толщина корпуса между канавками 4 и 7 больше 0,45 толщины оболочки 1 не гарантирует разделение ее по заданной геометрии профиля, потому что вырождается действие так называемого газового клина продуктов детонации взрывчатого вещества 2.

Толщина корпуса меньше 0,25 толщины оболочки 1 не обеспечивает его конструкционной прочности при выстреле и может быть причиной преждевременного разрыва, что исключает получение необходимого поля разлета с заметно меньшей скоростью осколков, блокирующихся в группы, то есть боеприпас функционально ненадежен.

Металл оболочки 1 корпуса при ступенчатом последовательном деформировании заполняют шлицы пуансона, образуя углубления в виде треугольной пирамиды. Наклон стенки канавки 4 происходит перемещением конической части полуфабриката на наружной поверхности при деформировании корпуса в матрице без центральной оправки, формируя пирамидальный профиль с вершиной на поверхности каморы.

Для создания зоны излома рифли 4 соседних канавок последовательно смещены на полшага вокруг оси оболочки 1, а вершины углублений оснований нагартованы пластической деформацией, изменяющей структуру материала в зоне разрушений.

Затем на наружной поверхности оболочки 1 гребенкой за один проход нарезают на токарном автомате конические канавки 7 с углом при вершине 30^o и глубиной 0,5...0,7 мм на уровне углублений оснований рифлей 4.

Пилообразный профиль внутренней поверхности оболочки 1, образованный рядами пирамидальных рифлей 4, и симметричные им кольцевые канавки 7 на наружной ее поверхности формируют переменную толщину оболочки 1 для создания условий заданного дробления по ослабленным сечениям энергией продуктов детонации взрывчатого вещества 2. При детонации взрывчатого вещества 2 корпус раздувается под действием газообразных продуктов превращения, давление которых воздействует на грани рифлей 4 и разрывает оболочку 1 по ослабленным канавками 7 и пилообразным внутренним профилем сечениям на осколки заданной формы и массы.

Испытания на осколочность проводились согласно ГОСТ В 25430-82 в бронеяме с уловителями из опилок.

Анализ фрагментации проводился с помощью методики первичной оценки спектров, реализующей в себе в комплексе: построение гистограмм, селекцию фаз, балансо-массовый подход и новое определение приоритета по сумме мест (среднеарифметической и вероятностной, по нижнему пределу).

Результаты сравнительных испытаний на осколочность предложенной в изобретении и штатной конструкций корпусов боеприпасов приведены в таблице.

Наличие перепада по толщине оболочки 1 между вершинами рифлей 4 и углубленными их основаниями в параллельно расположенных рядах пилообразного профиля каморы в совокупности с симметричными кольцевыми канавками 7 на наружной поверхности оболочки 1 позволило устранить образование блоков из нескольких осколков при дроблении и получать поражающие элементы близкой к шаровой форме заданной средней массой 0,42 г.

Испытания предложенной конструкции гранаты подтвердили повышение эффективности осколочного действия сравнительно с аналогами и штатной конструкцией, так количество полезных осколков массой более 0,25 Г увеличилось в 1,4 раза (199/147).

Совокупность отличительных признаков позволила сформировать оболочку 1 корпуса переменной толщины в продольном и поперечном направлениях за счет оптимизации геометрии и месторасположения локализаторов разрушения - канавок 4 и 7, определяющих характер заданного разделения оболочки 1 на осколки требуемых формы и массы, необходимой кинетики.

Последовательное и раздельное изготовление различных канавок - локализаторов дробления оболочки с противных ее поверхностей на разном обрабатывающем оборудовании существенно упростило технологию и позволило снизить себестоимость изделий.

Сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого явным образом изобретение не следует для специалиста по боеприпасам, с учетом того, что серийное изготовление этих корпусов боеприпасов возможно на действующих предприятиях, позволил сделать вывод о соответствии его критериям патентоспособности.

Изобретение относится к осколочным боеприпасам с заданным дроблением оболочки на поражающие элементы рациональной формы. Корпус осколочного боеприпаса оснащен локализаторами дробления в виде поперечных канавок, кольцевых и пилообразных, выполненных из рядов равнораспределенных треугольных пирамидальных рифлей с вершинами на поверхности каморы и основаниями, углубленными в оболочку корпуса, образующих пилообразный профиль поверхности каморы с перемычками толщиной 0,25 - 0,45 толщины оболочки. Кольцевые канавки конической формы выполнены на наружной поверхности корпуса симметрично углублениям пилообразного профиля поверхности каморы глубиной 0,2 от высоты треугольных оснований пирамидальных рифлей. Изобретение обеспечило упрощение технологии изготовления корпусов осколочного боеприпаса, повышение эффективности основного осколочного действия за счет гарантированного дробления оболочки на поражающие элементы заданной формы и массы. 2 ил., 1 табл.

Корпус осколочного боеприпаса, оснащенный локализаторами дробления в виде поперечных и кольцевых пилообразных канавок, выполненных из рядов равнораспределенных треугольных пирамидальных рифлей с вершинами на поверхности каморы и основаниями, углубленными в оболочку корпуса, отличающийся тем, что перемычка материала корпуса в плоскости оснований рифлей составляет 0,25 - 0,45 толщины оболочки, а на наружной поверхности корпуса выполнены кольцевые конической формы канавки симметрично треугольным основаниям пирамидальных рифлей пилообразного профиля поверхности каморы глубиной 0,2 от высоты треугольных оснований пирамидальных рифлей.