БОЕВАЯ ЧАСТЬ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2004 года по МПК F42B12/32 

Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано в конструкциях боевых частей (БЧ) ракет и других боеприпасов, снаряжаемых взрывчатыми составами (далее - БЧ).

Известна конструкция БЧ по патенту RU 2106596 С1, по которой обеспечивается дробление наружной цельнометаллической оболочки (ЦМО) на поражающие элементы (ПЭ) заданных размеров за счет уложенных изнутри с зазорами между собой готовых ПЭ, а также заполненного инертной прокладкой зазора между ЦМО и готовыми ПЭ.

Известна конструкция БЧ по патенту DE 19809181 С1, по которой обеспечивается дробление наружной ЦМО на ПЭ заданных размеров за счет уложенных между ЦМО и разрывным зарядом (РЗ) готовых прямоугольных ПЭ или их блоков с расположением их ребер под углом 45 градусов к образующей, с радиальными зазорами между гранями ПЭ или их блоков. Готовые ПЭ и зазоры между ними отделены от РЗ тонкостенной облицовкой.

Известна конструкция БЧ по патенту DE 19753188 А1, по которой обеспечивается дробление кольцевых фрагментов наружной ЦМО на ПЭ заданных размеров за счет уложенных изнутри ЦМО колец из готовых прямоугольных ПЭ.

Последнее техническое решение, как наиболее близкое по технической сущности и достигаемому результату, выбрано за прототип.

Недостатками конструкций-аналогов следует считать следующее.

В конструкции по патенту RU 2106596 С1 за счет наличия зазоров между готовыми ПЭ в поперечном и продольном сечениях и за счет наличия инертной прокладки между ЦМО и готовыми ПЭ существенно уменьшается количество и масса уложенных изнутри ЦМО готовых ПЭ, а также уменьшается скорость разлета ПЭ.

В конструкции по патенту DE 19809181 С1 укладка готовых ПЭ под углом 45 градусов к образующей ЦМО с обеспечением зазоров между всеми гранями рядом расположенных ПЭ или их блоков технологически затруднена и за счет наличия упомянутых зазоров уменьшается количество и масса уложенных изнутри на ЦМО готовых ПЭ.

По техническому решению по патенту DE 19753188 А1 вызывает сомнение, что при его применении будет обеспечиваться организованное дробление ЦМО на фрагменты заданных размеров по местам стыков колец из готовых ПЭ.

При подрыве РЗ БЧ-прототипа ЦМО и примыкающие к ней изнутри готовые ПЭ начинают движение в радиальном направлении, при этом:

- в образовавшиеся зазоры между соседними ПЭ каждого поперечного ряда (витка) готовых ПЭ прорываются продукты детонации и на внутренней поверхности ЦМО образуют продольные подсечки, по которым при дальнейшем радиальном движении происходит организованное дробление ЦМО;

- в центральной зоне между поперечными рядами (витками) готовых ПЭ зазоры практически не образуются, а в торцовых зонах образуются зазоры незначительной ширины за счет торцовой разгрузки продуктов детонации и образуются соответствующие им поперечные подсечки незначительной глубины, организованное дробление ЦМО по которым проблематично;

- таким образом между концами продольных полноценных подсечек имеют место неподсеченные или незначительно подсеченные перемычки в сечениях по месту стыка поперечных рядов (витков) готовых ПЭ, ширина этих перемычек равновероятно изменяется от ноля до ширины готового ПЭ.

При дальнейшем радиальном движении соседние, разделенные подсечками, участки ЦМО над каждым поперечным рядом (витком) готовых ПЭ движутся друг относительно друга под углом, равным соотношению , где n - количество готовых ПЭ в одном поперечном ряду (витке), и за счет этого обеспечивается дробление ЦМО. Однако из-за практического отсутствия углов между векторами скоростей у соседних ПЭ от ЦМО над соседними рядами (витками) готовых ПЭ, а также из-за наличия по местам стыка поперечных рядов (витков) готовых ПЭ между образующимися из ЦМО ПЭ неподсеченных перемычек шириной более ширины половины готового ПЭ, ЦМО по месту стыков поперечных рядов (витков) готовых ПЭ дробится не регулярно и образуется большой процент сдвоенных, строенных и т.п. осколков из ЦМО. Это объясняется тем, что перемычки шириной менее половины ширины ПЭ разрушаются стабильно, а при их ширине более половины ширины ПЭ, особенно при ширине, близкой ширине ПЭ, часто не разрушаются.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается:

- в повышении эффективности БЧ за счет обеспечения стабильности дробления наружной цилиндрической ЦМО на ПЭ требуемых размеров и массы, в том числе дробления на фрагменты заданных размеров и вдоль образующей ЦМО по местам стыков поперечных рядов (витков) готовых ПЭ;

- в повышении технологичности корпуса БЧ за счет обеспечения требуемого дробления ЦМО без выполнения на ней рифлений;

- в повышении прочности корпуса БЧ с ЦМО при исключении на ней поперечных рифлений при уменьшении их глубины.

Указанный технический результат достигается тем, что в отличие от известной БЧ, содержащей РЗ и корпус, в котором готовые компактные ПЭ своей прямоугольной гранью примыкают к внутренней поверхности ЦМО, предлагается два варианта конструкции БЧ.

В варианте I примыкающие к ЦМО ПЭ в соседних поперечных рядах (витках) смещены относительно друг друга на половину их ширины. Между гранями соседних поперечных рядов (витков) готовых ПЭ выполнены зазоры.

В варианте II примыкающие к ЦМО готовые ПЭ расположены продольными рядами под углом от ноля до 5 градусов к образующей. В торцовых зонах сборки готовых ПЭ между гранями соседних поперечных рядов выполнены зазоры, определяющие длину образующихся стержней при подрыве РЗ.

Аналогов, имеющих признаки, сходные с заявляемыми решениями, не обнаружено, следовательно можно считать, что заявляемые устройства являются новыми и обладают достаточным изобретательским уровнем.

Сущность предлагаемых технических решений поясняется чертежом.

На фиг.1 показано продольное сечение БЧ, которая включает в себя наружный слой ПЭ в виде преимущественно гладкостенной ЦМО 1, примыкающий изнутри к ЦМО слой 2 компактных прямоугольных ПЭ и РЗ 3.

На фиг.2 показана развертка вида на примыкающий к ЦМО слой 2 готовых ПЭ с прямоугольными гранями. В соседних поперечных рядах (витках) грани расположенных рядом ПЭ смещены друг относительно друга на половину их ширины “А”. При необходимости увеличения (например, удвоения) массы получаемых из ЦМО 1 ПЭ это смещение может быть выполнено не в каждом стыке соседних поперечных рядов (витков), а, например, через 1 стык (см. правую часть изображения на фиг.2).

На фиг.3 показана развертка вида на внутреннюю поверхность ЦМО 1 в начальный период разлета ПЭ БЧ с укладкой готовых ПЭ 2 по фиг.2. Подсечки 4 на ЦМО 1 получены по расположенным вдоль образующей оболочки стыкам каждой пары ПЭ 2. “В” и “Г” - пара образующихся из ЦМО 1 ПЭ над соседними поперечными рядами (витками) ПЭ 2.

На фиг.4 показана развертка вида на ПЭ 2 с прямоугольными гранями, уложенные продольными рядами под углом α до 5 градусов к образующей ЦМO 1.

На фиг.5 показан вид на ПЭ 2, уложенные продольными рядами под углом до 5 градусов к образующей, при этом между ПЭ в торцовых зонах выполнены поперечные зазоры “Д”.

Предлагаемые варианты конструкции работают следующим образом.

При подрыве РЗ БЧ по варианту I (с укладкой ПЭ 2 в соответствии с фиг.2) в начальный период радиального движения ЦМО 1 и ПЭ 2 на внутренней поверхности ЦМО образуются продольные подсечки в соответствии с фиг.3, при этом ширина неподсеченных перемычек “Б” между концами продольных подсечек в сечении по месту контакта поперечных рядов (витков) ПЭ 2 будет одинаковой и равной половине ширины “А” ПЭ 2.

При дальнейшем радиальном движении ЦМО начинает дробиться по подсечкам, при этом отделение друг от друга образующихся из ЦМО ПЭ, соответствующих соседним поперечным рядам (виткам) ПЭ 2 (зоны “В” и “Г”, см. фиг.3), обеспечивается за счет следующих факторов:

- для отделения зоны “В” в одном поперечном ряду от зоны “Г” в соседнем поперечном ряду (см. фиг.3) требуется разрушить перемычку “Б” между ними одинаковой ширины для всех образующихся ПЭ (в отличие от конструкций-аналогов, в которых этот размер может меняться от ноля до ширины готового ПЭ 2);

- векторы скоростей для образующихся из ЦМО 1 любой пары ПЭ “В и “Г” (см. фиг.3) направлены под одинаковым углом друг к другу, равном соотношению , где n - количество ПЭ 2 в одном поперечном ряду (витке). Например, при БЧ калибром 93 мм, внутреннем диаметре ЦМО 1 (см. фиг.1) 86 мм, размере примыкающей к ЦМО грани готового ПЭ 9×9 мм² в одном поперечном ряду укладывается 30 готовых ПЭ и угол между векторами скоростей образующихся из ЦМО соседних ПЭ над рядом расположенными поперечными рядами (витками) готовых ПЭ составляет .

Для БЧ по варианту I с учетом п.2 формулы изобретения отделение друг от друга ПЭ из ЦМО из зон над соседними поперечными рядами (витками) ПЭ 2 будет улучшаться также за счет образования на начальном этапе радиального разлета сборки ПЭ поперечных подсечек на ЦМО над зазорами на стыках поперечных рядов (витков) ПЭ 2. Суммарная длина этих зазоров примерно вдвое меньше, чем у конструкции-аналога по патенту DE 19809181 С1.

В БЧ по варианту II (с укладкой ПЭ 2 в соответствии с фиг.4) на начальном этапе радиального разлета ЦМО 1 и ПЭ 2 между уложенными под углом от ноля до 5 градусов продольными рядами ПЭ 2 образуются зазоры, в которые прорываются продукты детонации и на внутренней поверхности ЦМО 1 образуются продольные подсечки, соответствующие стыкам продольных рядов ПЭ 2. При дальнейшем радиальном движении ЦМО 1 дробится по подсечкам на стержни, ориентированные под углом, соответствующим углу укладки продольных рядов ПЭ 2 к образующей. За счет этого при разлете каждый стержень из ЦМО вращается вокруг своего центра масс и на расчетном радиусе поворачивается на 90 градусов. Таким образом, из ЦМО 1 образуется поле поражения (ПП) в виде стержневого кольца.

Если продольные ряды ПЭ 2 уложены вдоль образующей ЦМО (α≅0, см. фиг.4), то получающиеся из ЦМО 1 стержни будут создавать ПП из стержней, летящих без вращения, параллельно друг другу.

При укладке ПЭ 2 в соответствии с фиг.5 при подрыве РЗ 3 ЦМО 1 дополнительно подсекается продуктами детонации, прорвавшимися в зазоры “Д”, и концы образующихся стержней по этим подсечкам откалываются от стержней требуемой длины в виде осколков.

Конструкция БЧ по варианту I по п.1 формулы изобретения будет обеспечивать стабильное дробление ЦМО на ПЭ требуемых размеров и массы:

- при относительно небольших толщинах ЦМО при любых значениях удлинения (отношения длины к диаметру) БЧ;

- при толщинах ЦМО, соизмеримых с толщиной примыкающего слоя готовых ПЭ, и при значениях удлинения менее 1, т.к. за счет действия торцовой разгрузки продуктов детонации РЗ практически по всей длине ЦМО в начальный период радиального движения сборки ПЭ образуются зазоры между гранями соседних поперечных рядов (витков) готовых ПЭ и соответствующие им поперечные подсечки на ЦМО.

Конструкция БЧ по варианту I с учетом п.2 формулы изобретения будет обеспечивать дробление ЦМО 1 на ПЭ требуемых размеров и массы для любых значений удлинения БЧ при разумных соотношениях толщины ЦМО к толщине примыкающего слоя готовых ПЭ.

Величины зазоров между поперечными рядами (витками) ПЭ 2 для обеспечения необходимой глубины поперечных подсечек должны выбираться для каждой конкретной БЧ в зависимости:

- от толщины примыкающего к ЦМО 1 слоя готовых ПЭ;

- от материала ЦМО, предназначенной для организованного дробления (сталь, титановый или алюминиевый сплавы и т.п.);

- от величины удлинения БЧ, в т.ч. от относительной величины удаления конкретного стыка поперечных рядов (витков) от торца РЗ.

Применение вариантов предлагаемых конструкций БЧ по сравнению с прототипом позволяет:

- повысить эффективность БЧ с ЦМО за счет обеспечения стабильного дробления ЦМО на ПЭ требуемых размеров и массы;

- повысить технологичность корпуса БЧ при обеспечении требуемого дробления ЦМО без выполнения на ней рифлений;

- повысить прочность конструкции БЧ с ЦМО при исключении выполнения на ней рифлений или при выполнении более мелких рифлений.

Изобретения относятся к области вооружений и могут быть использованы при создании конструкций боевых частей (БЧ) ракет и других боеприпасов, снаряжаемых взрывчатыми составами. В известной конструкции, содержащей разрывной заряд (РЗ) и корпус, в котором готовые компактные поражающие элементы (ПЭ) своей прямоугольной гранью примыкают к внутренней поверхности цельнометаллической оболочки ЦМО. В варианте 1 готовые ПЭ в соседних поперечных рядах смещены относительно друг друга на половину их ширины, при этом между гранями соседних поперечных рядов готовых ПЭ выполнены зазоры. В варианте 2 ПЭ расположены продольными рядами под углом до пяти градусов к образующей оболочки, при этом в торцевых зонах сборки готовых ПЭ между гранями соседних поперечных рядов выполнены зазоры, определяющие длину образующихся стержней при подрыве РЗ. При использовании изобретения повышается эффективность БЧ за счет обеспечения стабильности дробления наружной цилиндрической ЦМО на ПЭ требуемых размеров и массы, в том числе дробления на фрагменты заданных размеров и вдоль образующей ЦМО по местам стыков поперечных рядов готовых ПЭ. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Боевая часть, содержащая разрывной заряд и корпус, в котором готовые компактные поражающие элементы своей прямоугольной гранью примыкают к внутренней поверхности цельнометаллической оболочки, отличающаяся тем, что готовые поражающие элементы в соседних поперечных рядах смещены относительно друг друга на половину их ширины.2. Боевая часть по п.1, отличающаяся тем, что между гранями соседних поперечных рядов готовых поражающих элементов выполнены зазоры.3. Боевая часть, содержащая разрывной заряд и корпус, в котором готовые компактные поражающие элементы своей прямоугольной гранью примыкают к внутренней поверхности цельнометаллической оболочки, отличающаяся тем, что готовые поражающие элементы расположены продольными рядами под углом до пяти градусов к образующей оболочки.4. Боевая часть по п.3, отличающаяся тем, что в торцовых зонах сборки готовых поражающих элементов между гранями соседних поперечных рядов выполнены зазоры, определяющие длину образующихся стержней при подрыве разрывного заряда.