КУМУЛЯТИВНАЯ ТАНДЕМНАЯ БОЕВАЯ ЧАСТЬ Российский патент 2004 года по МПК F42B12/18 

Изобретение относится к взрывным работам, конкретно к конструкции тандемных кумулятивных БЧ для поражения бронетехники.

В качестве аналога заявляемой кумулятивной тандемной боевой части можно использовать устройство по патенту “Боевая головка” (пат. DE №3740412 С1 МПК 6 F 42 B 12/18, приоритет 25.04.96, опубл. 28.11.97). Данная конструкция имеет корпус, в котором размещены лидирующий и основной кумулятивные заряды (ЛЗ и ОЗ). Между ЛЗ и ОЗ установлены элементы системы управления, в число которых входит пластически деформируемый демпфирующий узел, который защищает ОЗ от продуктов взрыва и осколков ЛЗ. В этой конструкции решается задача уменьшения негативного действия продуктов взрыва (ПВ) ЛЗ на ОЗ. Недостатком приведенного выше устройства является то, что демпфирующий узел находится на пути движения кумулятивной струи ОЗ, которая затрачивает часть своей энергии на прохождение сквозь материал демпфирующего узла, что приводит к снижению бронепробития БЧ.

Другим аналогом изобретения из известных устройств является устройство, приведенное в описании к изобретению “Управляемая ракета” (пат. России №2046281 МПК 6 F 42 B 12/10, приоритет от 10.03.92, опубл. 20.10.95). Конструкция управляемой ракеты состоит из следующих основных элементов: корпуса, в котором размещены ОЗ и ЛЗ, а между ними установлены элементы системы управления. К этим элементам относится взрывное устройство ЛЗ, представляющее собой предохранительно-исполнительный механизм (ПИМ), демпфирующий блок, блок электронной аппаратуры и электрические цепи. Чтобы элементы системы управления, расположенные между ЛЗ и ОЗ, не оказывали негативного влияния на процесс движения струи ОЗ, в демпфирующем блоке и блоке электронной аппаратуры выполнен центральный канал, в котором установлена цилиндрическая трубка. Недостатком данного устройства является то, что ПИМ, расположенный перед основным кумулятивным зарядом, не удаляется перед срабатыванием основного кумулятивного заряда боевой части и формируемая кумулятивная струя проходит сквозь материал ПИМа, затрачивая на это часть энергии струи и, таким образом, снижается глубина бронепробития. Другим недостатком данного аналога является усложнение конструкции и способа сборки БЧ за счет выполнения центрального канала в элементах системы управления и установки в нем цилиндрической трубки.

Наиболее близким по решаемой задаче и количеству сходных признаков к заявляемому объекту является конструкция по патенту “Управляемая ракета” (пат. RU №2172923; F 42 B 12/18 от 17.05.2000, опубл. 27.08.2001), которая принята за прототип. Управляемая ракета содержит корпус, в котором расположены лидирующий и основной кумулятивные заряды. Между зарядами установлены элементы системы управления и дополнительный заряд взрывчатого вещества для удаления, по крайней мере, части элементов системы управления с оси боевой части после срабатывания ЛЗ. К элементам системы управления относятся блок рулевого привода с центральным каналом, демпфирующий блок и отражатель, а также предохранительно-исполнительный механизм и блок электронной задержки. Демпфирующий блок установлен на переднем торце корпуса блока рулевого привода за лидирующим кумулятивным зарядом и выполнен из материала с переменной плотностью. В полости центрального канала рулевого привода установлен дополнительный заряд ВВ со средством инициирования. Отражатель выполнен коническим и установлен на корпусе основной кумулятивной БЧ через жестко связанный с ним переходник вершиной в сторону дополнительного заряда ВВ с зазором. При этом масса дополнительного заряда ВВ составляет 0,005-0,01 от массы блока рулевого привода.

Указанный прототип имеет следующие недостатки.

Дополнительный заряд ВВ воздействует на конический отражатель, который жестко связан с корпусом ОЗ. При этом корпус ОЗ получает механический импульс в сторону хвостовой части. Взаимодействие ПВ дополнительного заряда ВВ с элементами конструкции (с блоком рулевого управления в том числе) приводит к ассиметрии движения ударной волны и ПВ от дополнительного заряда. Поэтому ОЗ получит смещенный от оси механический импульс, что приведет к смещению оси кумулятивной струи ОЗ от оси симметрии БЧ и в итоге - к снижению бронепробития БЧ.

При подрыве дополнительного заряда ВВ в сторону конического отражателя будет двигаться ударная волна, деформирующая конус. Деформация конуса будет направлена в сторону ОЗ. Деформированная часть конуса будет представлять существенное препятствие для формирующейся кумулятивной струи ОЗ. Это приведет к снижению бронепробития БЧ.

Кроме того, при подрыве дополнительного заряда ВВ центральная трубка, в которой он размещен, будет разрушена и ее фрагменты будут перемещаться во все стороны, в том числе и в сторону ОЗ. Кумулятивная струя от КЗ будет взаимодействовать с указанными фрагментами, что приведет к снижению энергии струи и снижению бронепробития БЧ.

Дополнительный заряд ВВ, демпфирующий блок и отражатель - все эти элементы конструкции усложняют и утяжеляют БЧ в целом. Вместо суммарной массы перечисленных элементов можно увеличить массу ВВ ОЗ и этим достичь увеличения бронепробития БЧ.

К тому же для инициирования дополнительного заряда ВВ предусмотрены специальные элементы конструкции, которые усложняют конструкцию БЧ и делают ее менее надежной, что снижает величину бронепробития БЧ.

Задачей, на решение которой направлено большинство разработок в рассматриваемой области техники, является устранение негативного влияния ПВ лидирующего заряда на ОЗ и освобождение пространства от элементов конструкции для беспрепятственного распространения кумулятивной струи ОЗ.

Техническим результатом, который может быть получен при использовании заявляемого изобретения, является повышение бронепробития БЧ путем сохранения скорости и массы кумулятивной струи ОЗ на траектории ее распространения по оси БЧ за счет придания определенной направленности перемещения элементов управления с траектории струи. Кроме того, при использовании заявляемого изобретения может быть достигнуто упрощение конструкции и повышение технологичности сборки БЧ за счет исключения из конструкции и технологии изготовления операций по выполнению канала и установке в нем цилиндрической трубки, отражателя, демпфирующего блока.

Дополнительным техническим результатом может быть уменьшение габаритно-весовых характеристик БЧ за счет уменьшения массы заряда взрывчатого вещества ОЗ и исключения из конструкции некоторых узлов при сохранении прежней величины бронепробития.

Заявляемый технический результат достигается за счет того, что в кумулятивной тандемной БЧ, содержащей корпус с размещенными в нем лидирующим и основным кумулятивными зарядами, между которыми установлены элементы системы управления и дополнительный заряд ВВ для удаления, по крайней мере, части элементов системы управления с оси БЧ после срабатывания ЛЗ, дополнительный заряд ВВ установлен на боковой поверхности удаляемого элемента системы управления, а с противоположной ему стороны перпендикулярно оси симметрии размещен балансировочный груз, равный по массе дополнительному заряду ВВ. Последний детонационно связан с ЛЗ. Масса дополнительных зарядов ВВ выбирается в пределах 8-12% от массы удаляемых элементов системы управления.

Размещение дополнительного заряда ВВ на боковой поверхности удаляемого элемента системы управления позволяет, прежде всего, переместить удаляемый элемент перпендикулярно оси БЧ, а также освободить в заданный момент времени путь для распространения кумулятивной струи до момента ее прихода в место первоначального расположения элементов системы управления. К тому же удаляемые элементы подвергаются минимальному разрушению (фрагментации) от воздействия дополнительного заряда ВВ. Выбор перпендикулярного направления перемещения удаляемых элементов создает следующие преимущества: это наиболее короткий путь смещения удаляемых элементов с оси БЧ, поэтому для их удаления по этому пути требуется наименьшая масса дополнительного заряда ВВ; наименьшее количество фрагментов удаляемых элементов, движущихся вдоль оси БЧ. Следует также отметить, что именно такое размещение дополнительного заряда ВВ позволяет добиться указанного выше направления удаления наиболее простым и эффективным способом, при котором разлет продуктов взрыва дополнительного заряда ВВ не затрагивает другие элементы конструкции БЧ. В связи с этим нет необходимости устанавливать дополнительные защитные элементы - конус, демпфирующий блок, - а также исключить из конструкции цилиндрическую трубку, от которой после взрыва дополнительного заряда, размещенного внутри нее, образуются осколки, часть которых движется в сторону ОЗ. Таким образом, энергия струи ОЗ не будет затрачиваться на пробитие деформированного конуса и остатков демпфирующего блока, что сохраняет кинетическую энергию струи, уменьшает габаритно-весовые характеристики БЧ. В целом это повышает бронепробитие БЧ и упрощает конструкцию. Операции по размещению дополнительного заряда ВВ на боковой поверхности удаляемого элемента являются менее трудоемкими по сравнению с операциями по выполнению канала в элементах системы управления и установкой в нем цилиндрической трубки, как в прототипе, что повышает технологичность сборки БЧ.

Установка балансировочного груза с противоположной стороны дополнительному заряду ВВ, перпендикулярно оси симметрии БЧ, равного по массе дополнительному заряду ВВ, необходима для сохранения осесимметричности и точности попадания в цель. К тому же балансировочный груз является средством защиты от ПВ ЛЗ, что повышает бронепробитие БЧ. Операция по установке балансировочного груза также, как было указано выше про установку дополнительного заряда, является простой и менее трудоемкой, чем операции, связанные с прецизионной установкой центральной трубки, что упрощает заявляемую конструкцию и повышает технологичность ее сборки.

Выполнение детонационной связи дополнительного заряда ВВ с ЛЗ обеспечивает своевременный и надежный подрыв дополнительного заряда ВВ без использования дополнительных элементов конструкции с сохранением физической схемы БЧ, что приводит к упрощению конструкции, повышению технологичности сборки и повышению бронепробития.

Выбор массы дополнительного заряда ВВ в пределах 8-12% от массы удаляемого элемента необходим из условия достаточности массы ВВ для надежного его перемещения и сохранения неповрежденными оставшиеся элементы конструкции БЧ, что приводит к повышению бронепробития.

На чертеже 1 схематично изображен общий вид заявляемого устройства, где обозначено:

1 - корпус; 2 - лидирующий кумулятивный заряд; 3 - основной кумулятивный заряд; 4 - предохранительно-исполнительный механизм; 5 - дополнительный заряд ВВ в виде полоски; 6 - балансировочный груз; 7 - средство детонационной связи между ЛЗ и дополнительным зарядом ВВ в виде прутка; 8 - пьезоэлемент; 9 - линия задержки подрыва ОЗ в виде спирали из малогабаритного детонирующего шнура.

Примером конкретного выполнения заявляемого устройства может служить следующая кумулятивная тандемная боевая часть. Корпус БЧ выполнен из металла и внутри него установлены основной и лидирующий кумулятивные заряды. Между ЛЗ и ОЗ установлены элементы системы управления, к которым относится взрывное устройство ЛЗ, предоставляющее собой ПИМ, и линия задержки подрыва ОЗ, представляющая собой спираль из малогабаритного детонирующего шнура (ДШ) диаметром ~1 мм. Один конец ДШ подсоединен к ПИМу, а другой - к устройству подрыва ОЗ 3. Одним из элементов системы управления является пьезоэлемент, расположенный в головной части БЧ. ПИМ расположен вплотную к ЛЗ и соосно ему. На боковой поверхности ПИМа установлен дополнительный заряд из пластического ВВ, выполненный в виде полоски. Эта полоска соединена с поверхностью ПИМа с помощью клея ВК-9. Масса дополнительного заряда ВВ равна 5 г, что составляет 10% от массы ПИМа. На боковой поверхности ПИМа с диаметрально противоположной стороны дополнительному заряду установлен (приклеен клеем ВК-9) балансировочный груз из стали Ст.3 массой 5 г в виде пластины, форма которой соответствует форме образующей боковой поверхности ПИМа. ЛЗ и дополнительный заряд детонационно связаны посредством прутка из пластического ВВ, один торец которого примыкает к дополнительному заряду ВВ, а другой - к открытому участку заряда ВВ ЛЗ.

Описанное выше устройство работает следующим образом. ПИМ 4 срабатывает после подачи на него электрического импульса от пьезоэлемента 8, расположенного в головной части БЧ, и подрывает ЛЗ 2. При срабатывании ЛЗ 2 детонационный импульс одновременно передается средству детонационной связи (прутку из пластического ВВ) 7, от которого, в свою очередь, через 1-5 мкс детонирует дополнительный заряд ВВ 5 (в виде полоски из пластического ВВ, расположенной на боковой поверхности ПИМа 4). Дополнительный заряд ВВ 5 уравновешен балансировочным грузом 6, поэтому не оказывает влияния на характеристики БЧ на траектории. При срабатывании ЛЗ разрушается носовая часть корпуса БЧ 1 и освобождается путь от ЛЗ 2 до цели для последующего беспрепятственного распространения кумулятивной струи ОЗ 3. Одновременно с подрывом ЛЗ 2 передается импульс на линию задержки подрыва ОЗ, представляющую собой малогабаритный детонирующий шнур, протянутый от ПИМа 4 до ОЗ 3 в виде спирали 9. Время задержки определяется временем срабатывания указанного детонирующего шнура и составляет 300-500 мкс. За время от момента срабатывания ЛЗ до момента, когда струя ОЗ достигает места расположения ПИМа 4, последний вместе с балансировочным грузом 6 за счет энергии взрыва дополнительного заряда ВВ 5 перемещается перпендикулярно оси БЧ на расстояние, достаточное для свободного прохождения кумулятивной струи ОЗ 3. После перемещения ПИМа 4 освобождается путь для формирующейся кумулятивной струи ОЗ от места расположения ОЗ 3 до первоначального места расположения ПИМа 4. Энергия кумулятивной струи ОЗ не затрачивается на преодоление препятствий, расположенных на ее пути, что приводит к сохранению ее скорости и массы, а следовательно, и к увеличению глубины бронепробития. Оценки показывают, что можно добиться увеличения бронепробития на 70 мм по сравнению со схемой без удаления элементов управления.

Изобретение относится к взрывным работам, а именно к тандемным кумулятивным боевым частям для поражения бронетехники. В корпусе боевой части размещены лидирующий и основной кумулятивные заряды (ЛЗ и ОЗ), между которыми установлены элементы системы управления: предохранительно-исполнительный механизм (ПИМ) и линия задержки подрыва ОЗ. ПИМ установлен с возможностью удаления с оси боевой части после срабатывания ЛЗ; при этом на его боковой поверхности размещен дополнительный заряд ВВ, детонационно связанный с ЛЗ, а с противоположной стороны - балансировочный груз, равный по массе дополнительному заряду ВВ. Масса дополнительного заряда выбирается в пределах 8-12% от массы удаляемого элемента. Изобретение повышает бронепробитие путем сохранения скорости и массы кумулятивной струи, а также упрощает конструкцию и повышает технологичность сборки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Кумулятивная тандемная боевая часть, содержащая корпус с размещенными в нем лидирующим и основным кумулятивными зарядами, между которыми установлены элементы системы управления и дополнительный заряд взрывчатого вещества для удаления, по крайней мере, части элементов системы управления с оси боевой части после срабатывания лидирующего заряда, отличающаяся тем, что дополнительный заряд взрывчатого вещества размещен на боковой поверхности удаляемого элемента системы управления, а с противоположной ему стороны, перпендикулярно оси симметрии боевой части, установлен балансировочный груз, равный по массе дополнительному заряду взрывчатого вещества.2. Кумулятивная тандемная боевая часть по п.1, отличающаяся тем, что дополнительный заряд взрывчатого вещества детонационно связан с лидирующим кумулятивным зарядом.3. Кумулятивная тандемная боевая часть по любому из п.1 или 2, отличающаяся тем, что масса дополнительного заряда взрывчатого вещества выбирается в пределах 8-12% от массы удаляемых элементов системы управления.