СНАРЯД Российский патент 2002 года по МПК F42B12/00 

Изобретение относится к области боеприпасов осколочно-фугасного действия и может быть использовано при изготовлении управляемых снарядов, ракет или мин.

Известны высокоточные управляемые снаряды (УС), применяемые на поле боя для поражения таких отличающихся по уязвимости целей, как бронетанковая техника, долговременные укрепленные огневые точки, легкобронированная техника, авиационная техника на стоянках, живая сила в естественных и искусственных укрытиях и т.д. Для обеспечения высокой эффективности действия УС по всем типам целей они снабжаются несколькими вариантами головных частей, например, осколочно-фугасного, кумулятивного или зажигательного действия. При этом конструкция остальных основных блоков снаряда, таких как блок управления, рулевой отсек, стартовый и маршевый двигатели от варианта применяемой головной части не зависит.

Состав головной части снаряда определяется условиями его подхода к цели и уязвимостью цели. Так, например, известна головная часть управляемого противотанкового снаряда, содержащая передний вспомогательный и основной кумулятивный заряды, между которыми расположен маршевый двигатель с центральной полостью для прохода кумулятивной струи основного заряда (см., например, патент РФ 2063607, МКИ F 42 В 12/18, опубл. 10.07.96 г., Бюл. 19). Такие головные части обычно снабжаются датчиками цели контактного действия, взаимодействие которых со взрывателями дополнительного и основного зарядов осуществляется по электрической цепи. Электрическая цепь проходит либо по элементам конструкции разрывного заряда, в частности, по корпусу и деталям облицовки кумулятивной полости, либо по электрическому кабелю, размещенному на внутренней или внешней поверхности корпуса снаряда. Выбор места размещения кабеля определяется конструкцией снаряда и пускового устройства. Так, например, для снаряда, выстреливаемого из пушечного ствола, когда элементы конструкции испытывают высокие стартовые нагрузки, все электрические коммуникации прокладывают внутри прочного корпуса снаряда. При меньших нагрузках электрические коммуникации могут проходить и по внешней поверхности корпуса.

Выбор датчика цели осуществляется с учетом особенностей процесса ее поражения. Так при поражении цели фугасным действием взрыва заряда ВВ обычно применяется контактный датчик цели, для поражения цели преимущественно осколочным действием зачастую наиболее эффективным является применение неконтактного датчика.

Известны снаряды с осколочно-фугасными головными частями, снабженные датчиками цели контактного действия, осуществляющие поражение цели за счет совместного осколочно-фугасного действия. В ближней зоне от места взрыва, на расстояниях, меньше некоторого предельного расстояния R_ф, для поражения цели достаточно действия давления и импульса воздушной ударной волны (ВУВ). На расстояниях, больших R_ф, когда давления и импульса ВУВ становится недостаточно, для поражения цели используются осколки корпуса разрывного заряда, разрушение которого осуществляется естественным образом или задается какими-либо специальными элементами, обеспечивающими дробление корпуса на осколки заданного размера (см. , например, патент РФ 2018779, F 42 В 12/32, опубл. 30.08.94 г., Бюл. 16).

Известна конструкция боевой части заливочного снаряжения (см. патент РФ 2097674, МКИ F 42 В 12/02, опубл. 27.11.97 г., Бюл. 33), которая может быть применена в качестве разрывного заряда управляемого снаряда осколочно-фугасного действия. Для изготовления разрывного заряда известной боевой части используются высокоэнергетические взрывчатые составы повышенного фугасного действия, которые также именуются однотактными объемно-детонирующими или термобарическими взрывчатыми составами и смесями. Такие взрывчатые составы содержат в себе добавки твердых порошкообразных горючих и окислителей, взаимодействие которых между собой, происходящее в продуктах взрыва, приводит к выделению дополнительной энергии, передаваемой в воздушную ударную волну, в результате чего фугасное действие взрыва увеличивается.

Известна конструкция обеспечивающего поражение цели фугасным действием взрыва снаряда, содержащего датчик цели и разрывной заряд с донным взрывателем, взаимодействующим с датчиком цели (см. патент РФ 2125228, МКИ F 42 В 12/00, опубл. 20.01.99 г., Бюл. 2). Разрывной заряд размещен в корпусе естественного дробления. Дно разрывного заряда содержит глухую осевую полость для дополнительного заряда и взрывателя. Головной обтекатель снаряда выполнен с продольными ослаблениями. В головном отсеке снаряда на платформе, имеющей радиальные ослабления, установлен лидирующий разрывной заряд.

Описанное в патенте РФ 2125228, МКИ F 42 В 12/00 техническое решение, как наиболее близкое к заявляемому по технической сущности и достигаемому техническому результату, выбрано за прототип.

Признаки прототипа, общие с заявляемой конструкцией управляемого снаряда: датчик цели, разрывной заряд осколочно-фугасного действия, взаимодействующий с датчиком цели донный взрыватель, размещенный в глухой полости дна разрывного заряда.

Указанный прототип имеет недостатки, приводящие к снижению эффективности его осколочно-фугасного действия.

Существенным недостатком конструкции прототипа является размещение дополнительного заряда ВВ, обеспечивающего инициирование основного заряда по сигналу от взрывателя, со стороны дна корпуса. Такой режим инициирования приводит к созданию в основном заряде детонационной волны, двигающейся по заряду от корпуса в направлении движения ракеты. Большая часть осколков расходуется неэффективно, попадая в участки цели, поражаемые фугасным действием взрыва или перехватываясь земной поверхностью. Это снижает эффективность осколочного действия снаряда. Кроме того, в направлении движения детонационной волны движется и большая часть продуктов детонации взрывчатого вещества фугасного действия, содержащая в себе еще не прореагировавшие добавки горючего и окислителя. Эта часть горючего, попадая на цель или на земную поверхность, охлаждается и теряет способность к горению. Тем самым, энергия, выделяемая в ВУВ за счет сгорания энергетической добавки, уменьшается, что приводит к снижению фугасного действия снаряда.

Другим существенным недостатком является совместное размещение дополнительного заряда и взрывателя, что приводит к непосредственному механическому взаимодействию дополнительного заряда и конечного узла взрывателя.

В случае высоких стартовых перегрузок, достигающих значений порядка 10⁵ м/с² (10⁴g) для управляемых снарядов, выстреливаемых из пушечных стволов, непосредственный контакт дополнительного заряда и взрывателя приводит к возникновению значительных нагрузок на конечный узел взрывателя, и, следовательно, на элементы крепления взрывателя к дну разрывного заряда. Например, при массе дополнительного заряда 0,1 кг и стартовой перегрузке 10⁴g на взрыватель действует нагрузка, равная одной тонне. Для сдерживания такого усилия необходимо значительно увеличивать прочность и, следовательно, массу корпуса взрывателя и элементов его крепления ко дну разрывного заряда. В условиях ограничения общей массы снаряда, увеличение массы корпусных деталей приводит к снижению массы заряда взрывчатого вещества и, следовательно, эффективности фугасного действия. Кроме того, наличие конструктивных зазоров между корпусом взрывателя и стенками стакана создает возможность попадания туда частиц взрывчатого вещества дополнительного заряда. В момент действия высоких стартовых перегрузок размеры зазоров изменяются, что может привести к защемлению и взрыву находящихся там частиц взрывчатого вещества. Тем самым снижается безопасность применения конструкции прототипа.

В случае применения снаряда-прототипа по целям, в состав защитных сооружений которых входят легко деформируемые преграды, такие как насыпной грунт или маскировочные стальные сетки, наличие на носовом обтекателе снаряда продольных ослаблений препятствует сохранному прониканию снаряда к цели. В частности, разрушение обтекателя, происходящее по ослабленным зонам на начальном этапе движения снаряда в грунте, уменьшит глубину, на которую снаряд может проникнуть и, следовательно, снизит эффективность его фугасного действия по заглубленной в грунт цели.

Предлагаемым изобретением решается задача: повышение эффективности осколочного действия и фугасного действия снаряда, а также повышение безопасности применения управляемого снаряда.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения заключается в следующем: исключено непосредственное механическое взаимодействие дополнительного заряда и конечного узла взрывателя.

Указанный технический результат достигается тем, что в снаряде, содержащем размещенный в головной части датчик цели, основной заряд взрывчатого вещества, дополнительный заряд и глухую полость в заднем торце основного заряда с размещенным в ней взрывателем, имеющем возможность взаимодействия с датчиком цели и дополнительным зарядом, новым является то, что между основным зарядом и головной частью снаряда размещена прочная перегородка, на поверхности которой со стороны головной части выполнены ребра высотой от одного до пяти толщин перегородки, дополнительный заряд размещен вблизи перегородки и соединен с взрывателем через дно глухой полости передаточным зарядом, отделенным от основного заряда взрывонепроводящей перегородкой.

Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не известны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами. На фиг. 1 показал общий вид предлагаемого снаряда в разрезе, на фиг.2 иллюстрируется процесс его срабатывания.

Предлагаемый снаряд содержит датчик цели 1, головной отсек 2, корпус 3, основной заряд 4 взрывчатого вещества, глухую полость 5 в заднем торце основного заряда для взрывателя и взрыватель 6. Вдоль оси основного заряда 4 размещен промежуточный заряд 7, одним торцем примыкающий к стенке дна глухой полости 5 со стороны, противоположной конечному узлу взрывателя, а другим - к дополнительному заряду 8, размещенному в передней (по полету снаряда) части основного заряда вблизи прочной перегородки 9, отделяющей основной заряд 4 от головного отсека 2. Вдоль боковой поверхности промежуточного заряда 7 размещена взрывонепроводящая прокладка 10, отделяющая промежуточный заряд от основного заряда 4. Для взаимодействия датчика цели 1 и взрывателя 6 имеется электрический кабель 2, проходящий по внутренней поверхности корпуса снаряда. По поверхности прочной перегородки 9 со стороны головной части снаряда 2 выполнены ребра 12 высотой 1-5 толщин перегородки.

Предлагаемый управляемый снаряд работает следующим образом.

После столкновения с целью контактный датчик 1 по кабелю 2 выдает команду на срабатывание взрывателя 6. Сформированный взрывателем инициирующий импульс через стенку дна глухой полости 5 передается к промежуточному заряду 7. Возникающая вследствие этого детонационная волна движется к дополнительному заряду 8 и инициирует его. Взрывонепроводящая прокладка 10 предохраняет основной заряд 4 от инициирования непосредственно от промежуточного заряда. Дополнительный заряд 8 обеспечивает подрыв основного заряда со стороны его переднего торца. Это приводит к тому, что детонационная волна в основном заряде 4 движется по ВВ в направлении заднего торца заряда. Формируемый из корпуса снаряда осколочный поток получает составляющую скорости, смещающую направление его движения в сторону, противоположную движению ракеты. Это обеспечивает повышение эффективности осколочного действия управляемого снаряда.

Одновременно обеспечивается повышение эффективности фугасного действия. Это происходит из-за того, что разлет большей части не прореагировавших в дотационной волне добавок горючего и окислителя происходит в направлении, противоположном движению ракеты. Это обеспечивает увеличение полноты сгорания введенных в состав ВВ энергосодержащих добавок. Энергия их сгорания передается в воздушную ударную волну и увеличивает фугасное действие взрыва основного заряда.

Кроме того, так как продукты детонации 13 промежуточного заряда 7 через взрывонепроводящую прокладку 10 сжимают разрывной заряд до плотности, большей чем плотность его снаряжения, часть разрывного заряда 4 срабатывает в режиме пересжатой детонации. Это создает условие увеличения скорости осколков корпуса снаряда и начального давления воздушной ударной волны, что обеспечивает дополнительный рост эффективности осколочного действия предлагаемого управляемого снаряда.

Выполнение на направленной в сторону головной части снаряда поверхности прочной перегородки ребер, имеющих высоту от 1 до 5 толщин перегородки, обеспечивает снаряду с ее высокой прочностью к ударным нагрузкам, возникающих в условиях старта снаряда из пушечного ствола или при прохождении снарядом легких преград, возможность деления перегородки в момент взрыва основного заряда на заданное число осколков, размер которых определяется расстоянием между ребрами. Выбор высоты ребра более 1 толщины перегородки обусловлен необходимостью создания перепада скорости движения отдельных участков перегородки, обеспечивающего условия надежного разрушения перегородки по месту расположения ребра. Второе ограничение высоты ребра - не более 5 толщин перегородки - вызвано необходимостью минимизации размера свободного объема зазора между основным зарядом и его головной частью.

Преимущество предлагаемого технического решения подтверждено результатами испытаний.

Изобретение относится к области артиллерийских боеприпасов. Снаряд содержит размещенный в головной части датчик цели, основной и дополнительный заряды, глухую полость в заднем торце основного заряда с размещенным в ней взрывателем, взаимодействующим с датчиком цели и дополнительным зарядом. Между основным зарядом и головной частью размещена прочная перегородка с ребрами высотой от одной до пяти толщин перегородки на ее поверхности со стороны головной части. Дополнительный заряд размещен вблизи перегородки и соединен через дно глухой полости с взрывателем - передаточным зарядом, отделенным от основного заряда взрывонепроводящей перегородкой. В результате исключается непосредственное механическое воздействие дополнительного заряда и взрывателя, что повышает безопасность применения снаряда. 2 ил.

Снаряд, содержащий размещенный в головной части датчик цели, основной заряд взрывчатого вещества, дополнительный заряд и глухую полость в заднем торце основного заряда с размещенным в ней взрывателем, имеющим возможность взаимодействия с датчиком цели и дополнительным зарядом, отличающийся тем, что между основным зарядом и головной частью снаряда размещена прочная перегородка, на поверхности которой со стороны головной части выполнены ребра высотой от одной до пяти толщин перегородки, дополнительный заряд размещен вблизи перегородки и соединен с взрывателем через дно глухой полости передаточным зарядом, отделенным от основного заряда взрывонепроводящей перегородкой.