КАССЕТНАЯ ГОЛОВНАЯ ЧАСТЬ Российский патент 2002 года по МПК F42B12/58 

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при разработке разделяющихся головных частей кассетного типа (КГЧ), снабженных, преимущественно, крупногабаритными боевыми элементами (БЭ).

Важным направлением повышения боевой эффективности реактивных снарядов при действии у цели является разработка головных частей кассетного типа, разделяющихся в заданной точке траектории. При проектировании и отработке таких изделий разработчику необходимо решить ряд проблем, которые связаны, в первую очередь:
- с поиском конструктивного решения, обеспечивающего плотную укладку и надежную фиксацию боевых элементов в изделии, предотвращающих возникновение ударных нагрузок на элементы конструкции на всех участках функционирования головной части: при старте, движении по траектории и разделении головной части;
- с обеспечением надежного функционирования головной части при минимальных значениях силовых и тепловых нагрузок, действующих на уязвимые элементы конструкции.

Эти требования особенно важны при создании КГЧ с использованием крупногабаритных БЭ, когда существует необходимость максимального заполнения поперечного сечения оболочки ГЧ, При этом, под надежным функционированием понимается отход БЭ на безопасное расстояние, при котором исключается догон и разрушение их конструктивными элементами реактивного снаряда. Одновременно должны быть обеспечены условия (импульсы давления и температуры продуктов сгорания), необходимые для надежного взведения взрывателей БЭ.

По заявке Франции 2363077 (см. бюл. Изобретения в СССР и за рубежом, F 42, вып. 98, 9, стр.8, 1978 г.) известно устройство для отделения совокупности элементов, помещенных в оживальной или аналогичной ей части снаряда. Устройство имеет поршень, расположенный между пороховым зарядом и толкающим диском и соприкасающийся с последним. Поршень может перемещаться назад на небольшое расстояние и имеет канал для прохода пороховых газов в направлении толкающего диска. Это обеспечивает вскрытие боевых элементов за счет ускорения корпуса устройства и торможения блока БЭ.

Такое техническое решение не может быть использовано при разработке КГЧ для реактивных снарядов, поскольку не обеспечивает отхода БЭ от конструктивных элементов реактивного снаряда и, тем самым, не предотвращает возможность их разрушения.

Следовательно, задачей указанного технического решения являлось вскрытие блока боевых элементов без придания им относительной скорости.

Общим признаком с предлагаемой авторами КГЧ является наличие оболочки с дном, в которой последовательно размещены элементы с поршнем и пороховым зарядом.

По патенту США 3938439 (см. бюл. Изобретения в СССР и за рубежом, F 42, вып. 42, 11, стр.7, 1976 г.) известна конструкция боевой части с вкладными поражающими элементами, расположенными в несколько рядов внутри корпуса боевой части, имеющего цилиндрическую форму. Ряды поражающих элементов отделены друг от друга перегородками. В боевой части имеется газогенератор, с которым соединена труба, проходящая по оси боевой части и имеющая отверстия по всей ее длине. К трубе крепятся эластичные диафрагмы, при этом каждому ряду элементов соответствует определенная диафрагма. Внутри трубы имеются перегородки с калиброванными отверстиями, диаметр которых последовательно увеличивается.

Указанное техническое решение реализует разброс БЭ в радиальном направлении за счет энергии газогенератора, аккумулируемой в эластичных диафрагмах. Однако в связи с тем, что эластичные диафрагмы крепятся к трубе, проходящей по оси боевой части, размещение крупногабаритных боевых элементов, занимающих практически все поперечное сечение, не представляется возможным.

Таким образом, задачей данного технического решения являлся радиальный разброс малогабаритных боевых элементов, размещенных вокруг центральной трубы.

Общими признаками с предлагаемой авторами конструкцией КГЧ является наличие оболочки, в которой последовательно размещены БЭ и пороховой заряд.

Наиболее близкой по технической сути решения является кассетная головная часть, содержащая оболочку с последовательно расположенными боевыми элементами с взрывательными устройствами и сквозными газоводами, воспламенительный заряд, узел формирования, поршень, дно, временное устройство и вышибной заряд боевых элементов, связанный посредством газоводов с аккумулирующими полостями, расположенными между боевыми элементами (см. патент RU 2138007 С1, 20.09.1999).

Основной причиной, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известного снаряда-носителя (принятого авторами за прототип) является то, что он не обеспечивает относительной скорости выбрасываемых тел и, тем самым, не создает условий, необходимых для нормального функционирования реактивных снарядов, разделяющихся в плотных слоях атмосферы.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение надежного функционирования кассетной головной части при разделении с крупногабаритными боевыми элементами с высокой плотностью укладки.

Технический результат достигается за счет того, что в кассетной головной части, содержащей оболочку с последовательно расположенными боевыми элементами с взрывательными устройствами и сквозными газоводами, воспламенительный заряд, узел форсирования, поршень, дно, временное устройство и вышибной заряд боевых элементов, связанный посредством газоводов с аккумулирующими полостями, расположенными между боевыми элементами, согласно изобретению на одном из торцев боевых элементов выполнен кольцевой выступ с радиальными щелевыми пазами, количество которых соответствует количеству боевых элементов, при этом последние провернуты относительно друг друга на угол, равный углу между радиальными щелевыми пазами, а в передней части сквозных газоводов размещены пороховые заряды и конические расходные шайбы с дроссельными каналами, аккумулирующие полости образованы внутренней поверхностью герметизирующего кольца и торцами боевых элементов, при этом с ними газодинамически связаны посредством газоводов воспламенительный и пороховые заряды боевых элементов.

Выполнение на одном из торцев боевых элементов кольцевого выступа с радиальными щелевыми пазами, количество которых соответствует количеству БЭ в головной части, герметизирующих колец между боевыми элементами, обеспечивающих образование аккумулирующих полостей, ограниченными их внутренними поверхностями и торцами БЭ, позволяет:
- oбеспечить снижение пассивной массы снаряда за счет исключения из конструкции КГЧ кассет или контейнера для размещения боевых элементов;
- обеспечить высокую плотность укладки боевых элементов за счет максимального заполнения поперечного сечения головной части;
- уменьшить величину рабочих объемов КГЧ (в которые поступают продукты сгорания порохового заряда) за счет герметичности внутреннего силового контура, что исключает периферийную зону из активного процесса, сокращает суммарную массу пороховых зарядов, обеспечивает расталкивание БЭ внутренним давлением и сокращение зон перекрытия площадей поражения каждого БЭ в отдельности.

Снабжение каждого боевого элемента сквозными газоводами, в передней части которых размещены пороховые заряды, конические расходные шайбы с дроссельными каналами, позволяет обеспечить газодинамическую связь соседних аккумулирующих полостей, для поддержания требуемого давления в них в процессе выхода БЭ из оболочки кассетной головной части, а также автономную запитку аккумулирующих полостей и, тем самым, повысить эффективность работы воспламенительной огневой цепи и надежность срабатывания теплоприемников взрывательных устройств КГЧ.

Поворот БЭ и соответственно расположенных в них газоводов относительно друг друга на величину угла, равного углу между щелевыми пазами, и газодинамическая связь пороховых зарядов боевых элементов с воспламенительным и вышибным зарядами посредством дроссельных каналов в расходных шайбах БЭ и поршне позволяет исключить прямую передачу огневого импульса и обеспечить дополнительную задержку внутрикамерного процесса в каждой аккумулирующей полости, и тем самым повысить надежность взведения взрывателей БЭ.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен продольный; на фиг.2 - поперечный разрез кассетной головной части.

Кассетная головная часть содержит оболочку 1 с доньями 2, 3, в которой последовательно расположены боевые элементы 4 с взрывательными устройствами 5, воспламенительный 6 и вышибной 7 заряды, узел форсирования 8, поршень 9 и временное устройство 10.

На одном из торцев БЭ выполнен кольцевой выступ 11 с радиальными щелевыми пазами 12, количество которых соответствует количеству БЭ в головной части. Боевые элементы повернуты относительно друг друга на угол α, равный углу между радиальными щелевыми пазами, и снабжены сквозными газоводами 13, В передней части газоводов размещены пороховые заряды 14 и конические расходные шайбы 15 с дроссельными каналами 16.

Между боевыми элементами образованы аккумулирующие полости 17, ограниченные внутренней поверхностью герметизирующего кольца 18 и торцами БЭ, а воспламенительный, вышибной и пороховые заряды БЭ газодинамически связаны посредством газоводов с аккумулирующими полостями.

Заявленная кассетная головная часть функционирует следующим образом.

В заданной точке траектории за счет подачи исполнительного импульса срабатывает временное устройство 10 и обеспечивает инициирование воспламенительного заряда 6. Продукты сгорания заряда через коническую расходную шайбу 15 поступают к пороховому заряду 14 первого БЭ 4 и воспламеняют его. Через сквозной газовод 13 продукты сгорания поступают в аккумулирующую полость 17 и создают силовой и тепловой импульсы, необходимые для задействования теплоприемного устройства взрывателя 5.

С некоторой задержкой, возникающей в связи с разворотом газового потока (газоводы смещены относительно друг друга) и наличием дроссельного канала 16 в расходной шайбе, регламентирующего подачу высокотемпературных продуктов сгорания к пороховому заряду 14 следующего элемента, происходит его воспламенение и внутрикамерный процесс, описанный выше, повторяется во всех аккумулирующих полостях 17.

В результате через некоторый промежуток времени, определяемый суммарной задержкой огневого импульса во всех конструктивных элементах КГЧ (расходных шайбах с дроссельными каналами, газоводах и аккумулирующих полостях), срабатывает вышибной заряд 7 и создает в зоне дна 3 условия, необходимые для разрушения узла форсирования 8.

Под действием давления на поршень 9 происходит отстрел БЭ из оболочки 1, который сопровождается дополнительным ускорением каждого боевого элемента в момент достижения его донного среза торца оболочки. Это обеспечивается за счет давления продуктов сгорания, накопленного в аккумулирующих зонах БЭ к моменту выхода изоболочки. Тем самым обеспечивается дополнительный (кроме аэродинамического) разброс БЭ на местности и повышение эффективности действия их у цели.

Таким образом, перечисленные конструктивные особенности заявляемой кассетной головной части позволяют за счет максимального заполнения поперечного сечения и повышения надежности срабатывания взрывателей боевых элементов создать КГЧ с крупногабаритными БЭ, надежно функционирующую в процессе разделения.

Изложенный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов КГЧ, выполненных в соответствии с предлагаемым изобретением.

Предлагаемое изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при разработке головных частей кассетного типа, преимущественно с крупногабаритными боевыми элементами, для неуправляемых реактивных снарядов систем залпового огня. Сущность изобретения заключается в том, что в кассетной головной части, имеющей в своем составе оболочку с дном, в которой последовательно расположены боевые элементы с взрывательными устройствами, воспламенительный и вышибной заряды, узел форсирования, поршень и временное устройство, на одном из торцев боевых элементов выполнен кольцевой выступ с радиальными щелевыми пазами, количество которых соответствует количеству боевых элементов в головной части. При этом боевые элементы повернуты относительно друг друга на угол, равный углу между щелевыми пазами, и снабжены сквозными газоводами, в передней части которых размещены пороховые заряды и конические расходные шайбы с дроссельными каналами, а между боевыми элементами образованы аккумулирующие полости, ограниченные внутренней поверхностью герметизирующего кольца и торцами боевых элементов, причем воспламенительный, вышибной и пороховые заряды боевых элементов газодинамически связаны посредством газоводов с аккумулирующими полостями головной части. Использование изобретения позволяет создавать кассетные головные части с высокой плотностью укладки крупногабаритных боевых элементов, надежно функционирующие при разделении на траектории. 2 ил.

Кассетная головная часть, содержащая оболочку с последовательно расположенными боевыми элементами с взрывательными устройствами и сквозными газоводами, воспламенительный заряд, узел форсирования, поршень, дно и временное устройство и вышибной заряд боевых элементов, связанный посредством газоводов с аккумулирующими полостями, расположенными между боевыми элементами, отличающаяся тем, что на одном из торцов боевых элементов выполнен кольцевой выступ с радиальными щелевыми пазами, количество которых соответствует количеству боевых элементов, при этом последние повернуты относительно друг друга на угол, равный углу между радиальными щелевыми пазами, а в передней части сквозных газоводов размещены пороховые заряды и конические расходные шайбы с дроссельными каналами, аккумулирующие полости образованы внутренней поверхностью герметизирующего кольца и торцами боевых элементов, при этом с ними газотермически связаны посредством газоводов воспламенительный и пороховые заряды боевых элементов.