АРТИЛЛЕРИЙСКИЙ КОМПЛЕКС БЛИЖНЕГО ДЕЙСТВИЯ "ТВЕРЬ" Российский патент 2003 года по МПК F41F1/00 

Изобретение относится к артиллерийской технике, а более конкретно - к буксируемым артиллерийским комплексам с небольшой дальностью стрельбы (пехотным, штурмовым). Использование в региональных конфликтах орудий основных сил, имеющих избыточные дальности, ненужные в этих операциях, и в то же время большие массы, затрудняющие их быструю доставку к месту операции, является крайне нерациональным. Для успешного ведения региональных конфликтов необходимы легкие авиа- и вертолетотранспортабельные мобильные орудия с небольшой дальностью стрельбы (см. В.А.Одинцов, А.И.Николаев. "Для региональных конфликтов нужны штурмовые орудия". Вооружение. Политика. Конверсия. 5, 2000 г., стр. 6, В.А.Одинцов. "Региональные войны: нужны штурмовые орудия". Техника и вооружение, 2, 2001 г., стр.22).

Единственной легкой буксируемой отечественной системой, разработанной за последние десятилетия, является 120 мм орудие 2Б16 "Нона-К". Это орудие имеет длину ствола 24 калибра, максимальную дальность стрельбы 8800 м, массу осколочно-фугасного (ОФ) снаряда 17,3 кг, начальную скорость 367 м/с, массу орудия 1200 кг. В боекомплект орудия входят осколочно-фугасные снаряды ОФ49 и ОФ51, осколочно-фугасная мина ОФ36, осколочно-фугасный активно-реактивный снаряд ОФ50, дымовые, осветительные и зажигательные мины, кумулятивный снаряд, корректируемый снаряд "Китолов-2" (см. "Оружие России", каталог в 7 томах, т.I, Изд. дом "Военный парад", А.Б.Широкорад. "Отечественные минометы и реактивная артиллерия". Минск Харвест, Москва ACT, 2000).

Основным недостатком орудия является его большая масса, не позволяющая, с одной стороны, транспортировать орудия на прицепе армейских грузовиков общего назначения и джипов в условиях гористой местности, плохих дорог и выработанного моторесурса, с другой, транспортировать орудие легкими вертолетами с грузоподъемностью на внешней подвеске до одной тонны. Затруднено перекатывание орудия на позиции силами расчета, погрузка его в грузовую кабину военно-транспортного вертолета, на грузовую автомашину и т.п.

В то же время как орудие для региональных конфликтов оно имеет явно завышенную дальность. Опыт региональных конфликтов показывает, что 90% огневых задач решается на дальности до 5-7 км. Большая длина ствола и высокая начальная скорость снаряда орудия 2Б16, а в конечном счете и его большая масса, по существу, проистекали из стремления придать ему свойства противотанковой пушки с большой дальностью прямого выстрела - требования, явно излишнего для орудия непосредственной поддержки пехоты в региональных конфликтах. В результате требуемый для штурмового орудия баланс между массой и дальностью стрельбы в орудии 2Б16 не был достигнут.

Сверхзвуковая дульная скорость снаряда (367 м/с) привела к резкому увеличению в районе числа Маха, равного 1, коэффициента лобового сопротивления снаряда С_х, что в свою очередь привело к снижению дальности стрельбы.

Существенным недостатком орудия является также постоянная крутизна нарезки ствола. При диктуемой ограничением по массе орудия дозвуковой скорости снаряда при постоянной крутизне нарезки не может быть достигнуто нужное число оборотов снаряда, необходимое для обеспечения его гироскопической устойчивости на траектории.

Существенным недостатком являются ограничение возможности комплекса по боекомплекту. Одной из важных задач штурмового комплекса является разрушение кирпичных и бетонных сооружений при операциях в населенных пунктах. Осколочно-фугасный снаряд при низкой начальной скорости для этой цели непригоден. Введение в боекомплект обычного бетонобойного снаряда также не решило бы задачу. Не решена задача эффективной борьбы с живой силой. Ввиду низкой начальной скорости снаряда неэффективными становятся как картечи и пороховые шрапнели, так и осколочно-пучковые снаряды с передним моноблоком готовых поражающих элементов (см., например, патент 2018779 РФ).

При стрельбе управляемыми (корректируемыми) снарядами лазерную подсветку цели необходимо производить с выносного поста, располагаемого на большом удалении от орудия, что требует высококачественной и надежной связи между постом и орудием, трудно обеспечиваемой в реальных боевых условиях.

В составе боекомплекта отсутствуют кассетные снаряды.

Настоящее изобретение направлено на устранение указанных недостатков и на достижение технического результата в виде одновременного повышения мобильности артиллерийского комплекса и увеличения его боевой эффективности. С этой целью в качестве признака устройства (артиллерийского комплекса, включающего в себя орудие, боекомплект (расходную часть комплекса), систему наведения), вводятся соотношения, связывающие параметры устройства и его элементов, и ограничения по указанным параметрам, изменяются параметры и пропорции известных снарядов, вводится новая номенклатура снарядов, обеспечивающих поражение целей при низкой скорости снарядов, вводится прогрессивная нарезка ствола с переменной крутизной, вводится установка подсветчика цели (лазерного дальномера-целеуказателя) на лафете орудия либо в непосредственной близости от него.

При геометрическом подобии массы орудий М и снарядов m пропорциональны кубу калибра M=kd³, m=C_qd³.

Анализ и обобщение мирового опыта проектирования и применения легких пехотных орудий и тенденций дальнейшего развития, а также результаты моделирования различных вариантов огневых операций в региональных конфликтах с учетом мобильности комплексов показали, что для оптимальных буксируемых комплексов значение коэффициента k составляет 300 кг/дм³, то есть соотношение имеет вид
M=300d³ (1)
где М [кг], d [дм], а оптимальная начальная скорость снаряда находится в диапазоне v₀= 250-300 м/с. Обоснованы также оптимальные калибры пехотных орудий 100, 120 и 152 (155 мм) (см. [1, 2]), являющиеся членами приближенного параметрического ряда, и оптимальные значения коэффициента наполнения α. Значения характеристик для этого ряда представлены в таблице (v₀=250 м/с, C_q=10 кг/дм³, α=0,3).

Удельная дульная энергия во всех случаях составляет , а удельный импульс равен 8,3 м/с. Статистический разброс результатов, полученных по формулам 1, с учетом свойств применяемых сталей, порохов и ВВ, а также с учетом конструктивных особенностей орудий и снарядов составляет ±10%. В орудиях всех указанных калибров применяется прогрессивная нарезка с длиной хода нареза 25-30 калибров на входе в ствол и 15-20 калибров на выходе из ствола. При стрельбе управляемыми (корректируемыми) снарядами на средней дальности (до 3000-4000 м) лазерная подсветка цели может быть реализована непосредственно с позиции, для чего подсветчик цели (лазерный дальномер-целеуказатель ЛДЦ) может быть стационарно установлен на лафете орудия либо в непосредственной близости от него.

Снижение дульной скорости до дозвуковой и соответственно снижение перегрузок до уровня 1500-3000 позволяет использовать для изготовления корпусов высокоосколочные стали 60С2 (патенты 2079099, 2095740 РФ), 80С2 и 80Г2С (патент 2153024 РФ), применять снарядные корпуса с готовыми поражающими элементами или с мерами заданного дробления. Для управляемых (корректируемых) снарядов может быть использована относительно дешевая элементная база, не требующая стойкости при больших перегрузках. Снижение перегрузок с учетом придания снаряду большой длины цилиндрической части позволяет повысить коэффициент наполнения до 0,25-0,35, относительную полезную нагрузку кассетного снаряда до 0,6-0,7, применить для управляемых снарядов пассивное наведение, т.е. наведение на излучение цели, за счет увеличения объема для размещения приборного отсека.

Снижение дульных перегрузок позволяет использовать в боекомплекте комплекса снаряды принципиально новых конструктивных схем, большинство из которых защищены патентами РФ. К ним относятся:
- осколочно-фугасный снаряд (пат. 2018779)
- управляемый снаряд с поворотной боевой частью (пат. 2032139)
- снаряд со стреловидными поражающими элементами (пат. 2079099)
- многоцелевой снаряд (пат. 2080548)
- осколочно-фугасный снаряд (пат. 2082943)
- снаряд (пат. 2082945)
- осколочный снаряд (пат. 2095739)
- противотанковая ракета кинетического действия (пат. 2108537)
- осколочно-фугасный снаряд (пат. 2108538)
- осколочный снаряд (пат. 2118790)
- снаряд с готовыми поражающими элементами (пат. 2148244)
- способ поражения наземных и воздушных целей и устройство (боеприпас) для его реализации (пат. 2158408)
- кассетный осколочно-пучковый снаряд (заявка 2194240).

Во всех указанных случаях снижение дульных перегрузок позволяет за счет усложнения конструкций достичь более высокой эффективности действия. В этом смысле характерным является действие снарядов двух последних схем. В кассетном осколочно-пучковом снаряде данного комплекса, имеющем на траектории небольшую скорость, в точке перед целью производится выброс из корпуса плоских цилиндрических боевых элементов, содержащих слой ВВ и слой готовых поражающих элементов (ГПЭ). При траекторном взрыве боевых элементов формируется осевой поток ГПЭ со скоростью 1000-1200 м/с, т.е. низкая скорость снаряда компенсируется в данном случае за счет химической энергии зарядов ВВ боевых элементов.

Аналогичное перераспределение энергий между орудием и снарядом имеет место при действии низкоскоростного бетонобойного снаряда. Низкоскоростной тонкостенный снаряд не в состоянии пробить бетонную преграду за счет собственной кинетической энергии. Эта функция возлагается на взрывной предзаряд, обеспечивающий пробитие преграды за счет химической энергии ВВ предзаряда. Проникающий снаряд, расположенный в задней части снаряда, проходит в отверстие, пробитое взрывным предзарядом.

Изобретение относится к артиллерийской технике, а именно к буксируемым артиллерийским комплексам. Артиллерийский комплекс ближнего действия содержит буксируемое нарезное орудие и боекомплект снарядов к нему, при этом масса орудия определяется соотношением М=300d³±10%, где М - масса орудия, кг.; d - калибр, дм, отношение дульной кинетической энергии снаряда к массе орудия находится в пределах 0,8-1,2 кДж/кг, отношение дульного импульса к массе орудия находится в пределах 6-10 м/с, относительная длина ствола находится в пределах 10-15, начальная скорость снаряда находится в пределах 250-300 м/с. Изобретение позволяет использовать артиллерийский комплекс в региональных конфликтах благодаря повышенной маневренности и дает возможность поражать цели при низкой скорости снаряда. 16 з.п.ф-лы, 1 табл.

1. Артиллерийский комплекс ближнего действия, включающий в себя буксируемое нарезное орудие и боекомплект снарядов к нему, отличающийся тем, что масса орудия определяется соотношением
М= 300d³±10%,
где М - масса орудия, кг;
d - калибр, дм,
отношение дульной кинетической энергии снаряда к массе орудия находится в пределах 0,8-1,2 кДж/кг, отношение дульного импульса к массе орудия находится в пределах 6-10 м/с. 2. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что коэффициент наполнения осколочно-фугасного снаряда, входящего в боекомплект, находится в пределах 0,25-0,3. 3. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что относительная длина ствола орудия находится в пределах 10-15. 4. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что начальная скорость снаряда находится в пределах 250-300 м/с. 5. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен устройством для транспортировки орудия вертолетом на внешней подвеске. 6. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен устройством для лазерной подсветки целей, размещаемым непосредственно на лафете орудия. 7. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что конструкция снарядов, входящих в боекомплект, выполнена с возможностью поражения цели при низкой скорости снаряда меньше 200 м/с. 8. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что снаряды, входящие в боекомплект, выполнены с относительной длиной цилиндрической части в пределах 0,7-0,8. 9. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что осколочно-фугасный снаряд, входящий в состав боекомплекта, выполнен из высокоосколочной стали 60C2 или 80C2, или 80Г2C. 10. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что осколочно-фугасный снаряд, входящий в состав боекомплекта, выполнен с заданным дроблением или с готовыми поражающими элементами. 11. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что кумулятивный снаряд, входящий в состав боекомплекта, выполнен с кумулятивной воронкой с углом при вершине в пределах 60-90^o. 12. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что в состав боекомплекта включен кассетный осколочно-пучковый снаряд, содержащий корпус, вышибной пороховой заряд, осколочные боевые элементы, выполненные в форме плоских дисков и последовательно уложенные в корпусе, причем осколочный боевой элемент включает в себя слой готовых поражающих элементов, уложенных на торцевой поверхности цилиндрического заряда взрывчатого вещества (ВВ). 13. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что в состав боекомплекта включен бетонобойный снаряд, содержащий в передней части средство для образования отверстия в преграде, выполненное в виде кумулятивного, взрывоформирующегося и др. заряда ВВ, а в задней части проникающий разрывной снаряд с зарядом ВВ и донным взрывателем с элементом замедления. 14. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что в состав боекомплекта включен кассетный снаряд с относительной массой полезной нагрузки не ниже 0,6. 15. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что в состав боекомплекта включен управляемый снаряд с наведением на тепловое или магнитное, или акустическое излучение цели. 16. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что в состав боекомплекта включен снаряд фугасно-бронебойного действия с деформируемой оболочкой из пластичной стали, зарядом пластического ВВ и донным взрывателем с элементом замедления. 17. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что ствол орудия выполнен с прогрессивной нарезкой с длиной хода нареза 25-30 калибров на входе в ствол и 15-20 калибров на выходе из ствола.