БОЕВОЙ ЭЛЕМЕНТ НАПРАВЛЕННОГО ДЕЙСТВИЯ КАССЕТНОГО БОЕПРИПАСА Российский патент 2004 года по МПК F42B12/02 

Изобретение относится к боеприпасам, более конкретно к опускающимся на парашюте и прицеливающимся боевым элементам кассетных боеприпасов, предназначенным для поражения наземных целей в верхнюю проекцию. Известны боевые элементы бронебойного действия к 155 мм артиллерийским снарядам типа SADARM (США), BONUS (Швеция), SMART (ФРГ), использующие для поражения цели взрывоформируемый снаряд ("ударное ядро") [1-3] . В европейском патенте ЕР 0742421 A1, выбранном в качестве ближайшего аналога, описан боевой элемент, использующий для поражения цели направленный поток готовых поражающих элементов (ГПЭ). Боевой элемент содержит корпус с зарядом ВВ, детонатором и осколочной пластиной, выполненной в виде слоя ГПЭ, блок управления подрывом с датчиками цели, парашют, соединенный шарнирным узлом (вертлюгом) с корпусом таким образом, что при спуске ось корпуса образует угол с вертикалью.

Основным недостатком обоих конструкций являются узкие диапазоны применения по типам целей - броневые цели в первом случае и легкие (пехота или небронированные цели) во втором. Между тем на современном поле боя присутствуют оба типа целей и весьма желательной является возможность командной или автоматической настройки боеприпаса на тот или иной класс.

Настоящее изобретение направлено на решение указанной задачи.

Поставленная задача решается тем, что боевой элемент направленного действия кассетного боеприпаса содержит корпус с зарядом взрывчатого вещества, детонатором, менисковой или конической облицовкой заряда, блок управления подрывом с датчиками цели, парашют, соединенный шарнирным узлом с корпусом, впереди облицовки установлен съемный осколочный блок, выполненный в форме, обеспечивающей плотное прилегание его к облицовке, и снабженный устройством для его удаления, блок управления подрывом выполнен с возможностью распознавания легких и бронированных целей.

Осколочный блок может быть выполнен в виде осколочной пластины вогнутой -конической или сегментной формы и может состоять из оболочки, заряда взрывчатого вещества и осколочной пластины плоской или выпуклой формы, обращенной вершиной в направлении движения боевого элемента.

Осколочная пластина может быть выполнена в виде однослойного или многослойного набора готовых поражающих элементов, изготовленных из стали или тяжелых сплавов на основе вольфрама.

Готовые поражающие элементы могут быть выполнены в форме, обеспечивающей их плотную укладку в осколочной пластине, например, в форме куба или шестигранной призмы.

Осколочная пластина может быть выполнена с заданным дроблением за счет нанесения рифления или структурных сеток, нанесенных лазерной, электронно-лучевой или локальной химико-термической обработкой.

Механическое или пиротехническое устройство удаления осколочного блока может быть размещено вне осколочного блока или в осколочном блоке.

Заряд взрывчатого вещества осколочного блока может быть выполнен из детонационно-способного твердого топлива, оболочка снабжена расположенными по окружности соплами, направленными в сторону, противоположную движению боевого элемента, а блок снабжен воспламенителем заряда твердого топлива, электрически связанным с блоком управления подрывом.

Датчик цели может быть выполнен с возможностью передачи телевизионного сигнала, а также комбинированным, содержащим двухрежимный активный радиолокационный датчик миллиметрового диапазона волн, высотомер, двухспектральный пассивный инфракрасный датчик и акустический датчик.

Осколочный блок может быть выполнен с возможностью подрыва после удаления его из корпуса боевого элемента, то есть снабжен взрывателем с элементом замедления.

Изобретение поясняется чертежами.

Фиг. 1 - общая схема БЭ, фиг.2 - БЭ с осколочным блоком, не содержащим заряд ВВ (инертным осколочным блоком), фиг.3-7 - исполнение осколочного блока, содержащего заряд ВВ (активного осколочного блока), фиг.8 - БЭ с составным осколочным блоком, фиг.9 - схема удаления осколочного блока из корпуса БЭ, фиг. 10 - схема поиска цели и поражения броневой цели, фиг.11 - схема поиска цели с помощью двулучевой диаграммы.

Боевой элемент (БЭ), представленный на фиг.1, включает в себя корпус 1 с расположенными в нем зарядом ВВ 2, детонатором 3, блоком управления подрывом 4 с датчиками цели 5, менисковой облицовкой 6, осколочным блоком (инертным или активным) 7. Менисковая облицовка выполнена из стали, меди либо из тяжелых металлов - тантала, вольфрама, обедненного урана. Корпус 1 с помощью шарнирного узла (вертлюга) 8 соединен с парашютом 9. Осколочный блок выполнен в форме, обеспечивающей его плотное прилегание к облицовке, и снабжен механическим или пиротехническим устройством для ее удаления. Осколочная пластина выполнена в виде набора готовых поражающих элементов или пластины заданного дробления. Электрический привод устройства соединен электрическим проводником с системой управления подрывом (на фиг. 1 не показана). На внешней поверхности корпуса расположены раскрывающиеся лопасти подкручивания 10. Датчики цели 5 снабжены механизмами 11 выдвижения их из корпуса.

На фиг. 2 представлено исполнение БЭ с инертным осколочным блоком, содержащим только осколочную пластину 12. В данном случае осколочная пластина представлена выполненной в виде однослойного набора готовых поражающих элементов (ГПЭ) сферической формы. Более рациональным является выполнение ГПЭ в форме, обеспечивающей их плотную укладку в осколочной пластине, например, в форме куба или шестигранной призмы. ГПЭ выполнены из стали или тяжелых сплавов на основе вольфрама. В варианте исполнения, представленном на фиг. 2, применено механическое устройство удаления осколочного блока в виде толкателя 13, выдвигающегося из блока системы управления. Для прохода толкателя в облицовке выполнено отверстие.

На фиг. 3-7 представлены исполнения БЭ с активным осколочным блоком (содержащим заряд ВВ). Последний включает в себя осколочную пластину 12, тонкостенную оболочку 14 и заряд ВВ 15. В конфигурации, показанной на фиг.3, применена плоская осколочная пластина и механизм удаления осколочного блока с толкателем.

На фиг. 4 представлен пример исполнения боевого элемента с пиротехническим устройством удаления осколочного блока, содержащим газогенератор 16 и канал подачи газа 17. Для увеличения усилия выталкивания осколочный блок выполнен с площадкой 18. Внешняя поверхность осколочного блока выполнена выпуклой для увеличения угла разлета ГПЭ. Аналогичное устройство с газовым каналом 17, смещенным относительно оси боеприпаса, показано на фиг.5. В нем использована плоская осколочная пластина заданного дробления, снабженная внешним рифлением. Заданное дробление может осуществляться также за счет структурных сеток, нанесенных лазерной, электронно-лучевой или локальной химико-термической обработкой.

Еще один вариант исполнения осколочного блока с зарядом ВВ показан на фиг. 6. В этом случае заряд ВВ 15 выполнен из детонационно-способного твердого топлива, оболочка 14 снабжена расположенными по окружности соплами 19, направленными в сторону, противоположную движению боевого элемента, а блок снабжен воспламенителем 20 заряда твердого топлива, электрически связанным с системой управления подрывом. В данном случае использована осколочная пластина с многослойной укладкой ГПЭ.

На фиг. 7 представлена конструкция с удалением осколочного блока в радиальном направлении. Устройство удаления блока включает в себя корпус 21, вышибной пороховой заряд 22 с воспламенителем 23 и балластный груз 24. На фиг.8 показан боеприпас с составным осколочным блоком 25 в исходном состоянии (а) и после удаления блока (б).

Блок управления подрывом в общем случае включает в себя комбинированный датчик цели 5, содержащий двухрежимный активный радиолокационный датчик миллиметрового диапазона волн, двухспектральный пассивный инфракрасный датчик, акустический датчик, микропроцессор, предохранительно-исполнительный механизм и источник питания. Бронецель легко идентифицируется по интенсивному тепловому излучению двигателя и большой металлической массе. Живая сила со стрелковым оружием обладает значительно более низкой инфракрасной и радиолокационной заметностью. Для обнаружения целей этого типа могут быть использованы:
- инфракрасное излучение нагретого ствола оружия;
- излучение дульного пламени;
- отражение радиолокационного сигнала металлическими массами оружия, боекомплекта, каски и т.п.;
- радиосигналы при наличии у цели радиопереговорных устройств;
- акустическое излучение при ведении целью стрельбы;
- низкотемпературное инфракрасное излучение цели как биологического объекта, особенно в холодное время года;
- подсветка цели лазерным лучом со стороны;
- телевизионная идентификация цели.

Предусмотрены следующие основные виды действия кассетного боеприпаса:
- установка типа цели производится перед выстрелом (при наличии до выстрела информации о составе целей в обстреливаемом районе);
- установка производится в момент подлета снаряда в район обстрела и получения информации о составе целей, например, с помощью телевизионного передатчика;
- тип цели определяется при парашютном спуске БЭ непосредственно перед подрывом.

В первых двух случаях сброс осколочного блока, если таковой необходим, производится непосредственно после выброса БЭ из корпуса боеприпаса. В третьем случае сброс осколочного блока производится после опознавания захваченной цели как бронецели непосредственно перед подрывом.

После выброса БЭ из корпуса кассетного боеприпаса (артиллерийского снаряда, боевой части реактивного снаряда залпового огня, авиационной бомбы и т. п. ) раскрывается парашют, выдвигаются из корпуса датчики и лопасти подкручивания и начинается парашютный спуск БЭ со вращением. Вследствие наличия небольшого угла между осью БЭ и вертикалью оси диаграмм направленности датчиков при спуске БЭ сканируют местность, описывая на ней сходящуюся спираль. При попадании диаграммы направленности на цель системой управления подрывом производится ее распознавание (легкая или бронированная) по совокупности признаков, выдаваемых инфракрасными, радиолокационными и другими датчиками цели. Если цель опознана как легкая (пехотная группа, пулемет, снайпер и т. д.), подается немедленная команда на подрыв. В результате взрыва формируется осевой поток готовых поражающих элементов (ГПЭ) (или осколков заданного или естественного дробления при соответствующем исполнении осколочной пластины), поражающий легкие цели, в том числе находящиеся в окопах, ходах сообщений, обваловках. Если цель опознана как броневая, выдается команда на сброс осколочной пластины (фиг.9).

В исполнениях конструкции, представленных на фиг.2, 3, сброс осколочного блока производится с помощью толкателя, а на фиг.4, 5 - с помощью пиротехнического устройства. При вытекании газа в полость А создаваемое в полости давление обеспечивает сброс блока, причем в варианте конструкции фиг.5 одновременно с осевым движением блока происходит его разворот по стрелке В, что ускоряет процесс освобождения пространства для прохода "ударного ядра". В варианте конструкции по фиг.6 воспламенитель обеспечивает поджигание заряда детонационно-способного твердого топлива, продукты горения которого, истекая через сопла 9, создают реактивную тягу, быстро смещающую блок вперед. Предусмотрен вариант экцентричной тяги для сноса блока в радиальном направлении.

По прошествии промежутка времени, достаточного для удаления пластины (или ее частей) в стороны, подается команда на подрыв. В результате взрыва формируется взрывоформируемый снаряд ("ударное ядро"), поражающий броневую цель в верхнюю, наименее защищенную проекцию (фиг.10).

Трудность реализации последнего варианта связана с достаточно большой величиной времени, необходимой для полного удаления осколочного блока с трассы "ударного ядра".

Предусмотрен вариант исполнения подрыва, при котором используются датчики, имеющие два луча (фиг.11):
- кольцевой луч опознания цели 26;
- узкий луч подрыва 27.

Величина зоны захвата кольцевого луча выбирается из условия
R≥v_лt_c,
v_л - скорость перемещения луча по местности,
t_c - интервал времени, необходимый для удаления осколочного блока с трассы "ударного ядра".

Предусмотрен вариант использование отделенного осколочного блока для поражения легких целей. С этой целью осколочный блок может быть выполнен со взрывателем, содержащим элемент замедления.

Весьма перспективным является использование предлагаемой конструкции в 152 мм снарядах штурмовых (пехотных) орудий, предназначенных для применения в региональных конфликтах [4-7]. В этих конфликтах удельный вес бронецелей на поле боя относительно невелик, а основными целями являются одиночные цели типа гранатометчик, снайпер, пулеметный расчет, стрелок-зенитчик или небольшие мобильные группы как на открытой местности, так и в окопах, ходах сообщения, обваловках, на обратных скатах.

Применение предлагаемого адаптивного БЭ в этих условиях весьма целесообразно. Штурмовые орудия имеют невысокое давление в канале ствола и низкую начальную скорость снаряда (250-300 м/с), что с одной стороны позволяет уменьшить толщину стенок корпуса кассетного снаряда и, следовательно, увеличить диаметр боевого элемента, а с другой, за счет увеличения длины цилиндрической части, допустимого для дозвуковых снарядов, увеличить количество БЭ в снаряде (до 3-4-х вместо 2-х). Кроме того, пониженный уровень ствольных перегрузок позволит конструировать электронный блок управления подрывом на недорогой элементной базе.

Литература
1. В. Анисимов. Боеприпасы с высокоточными боевыми элементами // Заруб. воен. обозрение. - 1994. - 11. - с.23-29.

2. М. Растопшин. Артиллерийские высокоточные боеприпасы // Техника и вооружение. - 1999. - 8. - с.4-8.

3. В. Русинов. Состояние и перспективы развития 155 мм боеприпасов полевой артиллерии за рубежом // Заруб. воен. обозрение. - 2002. - 3. -с.24-29.

4. В. А. Одинцов. Нужны ли штурмовые орудия? //Военный парад. - 2000. - 2. -с. 32-33.

5. А.И. Николаев, В.А. Одинцов. Для региональных конфликтов нужны штурмовые орудия // Вооружение. Политика. Конверсия. - 2000. - 5. - с. 6-9.

6. В.А. Одинцов. Региональные войны: нужны штурмовые орудия. // Техника и вооружение. - 2001. - 2. - с.22-26.

7. В.А. Одинцов. Пехотная артиллерия: яркое прошлое и неизвестное будущее. // Техника и вооружение. - 2002. - 4.

Изобретение относится к боеприпасам, предназначенным для поражения наземных целей в верхнюю проекцию. Боевой элемент содержит корпус с зарядом взрывчатого вещества, детонатором, менисковой или конической облицовкой заряда, блок управления подрывом с датчиками цели, парашют, соединенный шарнирным узлом с корпусом. Впереди облицовки установлен съемный осколочный блок, выполненный в форме, обеспечивающей плотное прилегание его к облицовке и снабженный устройством для его удаления. Блок управления подрывом выполнен с возможностью распознавания легких и бронированных целей. Техническим результатом является обеспечение возможности командной или автоматической настройки боеприпаса на тот или иной класс цели. 11 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Боевой элемент направленного действия кассетного боеприпаса, содержащий корпус с зарядом взрывчатого вещества, детонатором, менисковой или конической облицовкой заряда, блок управления подрывом с датчиками цели, парашют, соединенный шарнирным узлом с корпусом, отличающийся тем, что впереди облицовки установлен съемный осколочный блок, выполненный в форме, обеспечивающей плотное прилегание его к облицовке, и снабженный устройством для его удаления, блок управления подрывом выполнен с возможностью распознавания легких и бронированных целей.2. Боевой элемент по п.1, отличающийся тем, что осколочный блок выполнен в виде осколочной пластины вогнутой - конической или сегментной формы.3. Боевой элемент по п.1, отличающийся тем, что осколочный блок состоит из оболочки, заряда взрывчатого вещества и осколочной пластины плоской или выпуклой, обращенной вершиной в направлении движения боевого элемента.4. Боевой элемент по п.2 или 3, отличающийся тем, что осколочная пластина выполнена в виде однослойного или многослойного набора готовых поражающих элементов, изготовленных из стали или тяжелых сплавов на основе вольфрама.5. Боевой элемент по п.4, отличающийся тем, что готовые поражающие элементы выполнены в форме, обеспечивающей их плотную укладку в осколочной пластине, например, в форме куба или шестигранной призмы.6. Боевой элемент по п.2 или 3, отличающийся тем, что осколочная пластина выполнена с заданным дроблением за счет нанесения рифления или структурных сеток, нанесенных лазерной, электронно-лучевой или локальной химико-термической обработкой.7. Боевой элемент по п.1, отличающийся тем, что механическое или пиротехническое устройство удаления осколочного блока размещено вне осколочного блока.8. Боевой элемент по п.1, отличающийся тем, что пиротехническое устройство удаления осколочного блока размещено в осколочном блоке.9. Боевой элемент по п.8, отличающийся тем, что заряд взрывчатого вещества осколочного блока выполнен из детонационно-способного твердого топлива, оболочка снабжена распложенными по окружности соплами, направленными в сторону, противоположную движению боевого элемента, а блок снабжен воспламенителем заряда твердого топлива, электрически связанным с блоком управления подрывом.10. Боевой элемент по п.1, отличающийся тем, что датчик цели выполнен комбинированным, содержащим двухрежимный активный радиолокационный датчик миллиметрового диапазона волн, высотомер, двухспектральный пассивный инфракрасный датчик и акустический датчик.11. Боевой элемент по п.1, отличающийся тем, что датчик цели выполнен с возможностью передачи телевизионного сигнала.12. Боевой элемент по п.1, отличающийся тем, что осколочный блок выполнен с возможностью подрыва после удаления его из корпуса боевого элемента, то есть снабжен взрывателем с элементом замедления.