СПОСОБ ПОРАЖЕНИЯ ЦЕЛИ РАКЕТОЙ И РАКЕТА Российский патент 2004 года по МПК F42B15/00 

Изобретение относится к области военной техники и может быть использовано в ракетах с жидкими, газообразными и структурированными боевыми зарядами, т.е. с боевыми зарядами, содержащими в своем составе в том числе и жидкие компоненты.

Такими ракетами могут быть имеющие наибольшее распространение ракеты из состава противотанковых средств (противотанковые управляемые ракеты и ракеты противотанковых гранатометов), которые в ходе своего развития с целью преодоления броневой защиты танков приобрели конструктивную особенность, препятствующую эффективному использованию в них, кроме кумулятивных, других боевых зарядов, преимущественно однотактных объемно-детонирующих, более эффективных практически по всем видам целей, преобладающих в современном бою, например, легкобронированной, автотранспортной и инженерной технике, огневых средств, размещенных в объемных капитальных строениях и сооружениях городской и сельской застройки или рассредоточенных по большой площади, и т.д.

Эти конструктивные особенности заключаются в том, что для надежного пробития брони современного танка, оснащенного динамической защитой, в ракетах применяют лидирующий кумулятивный заряд небольшой мощности для снятия защиты и обеспечивают основному кумулятивному заряду фокусное расстояние в несколько его калибров, которое создают соответствующей длиной головного отсека ракеты или размещением между ним и боевым зарядом маршевого реактивного двигателя со сквозным каналом по его оси для прохода кумулятивной струи.

Размещенные перед боевым зарядом элементы ракеты и расстояние, создаваемое ими между целью и боевым зарядом, играют роль демпфера, который существенно снижает воздействие поражающих факторов любого боевого заряда, кроме кумулятивного, на цель.

Известны различные технические решения, направленные на снижение влияния этого демпфера на эффективное применение в ракетах объемно-детонирующих и других боевых зарядов.

Так, например, в ракете (1), выбранной авторами и заявителем настоящего предлагаемого изобретения в качестве аналога, эффективность объемно-детонирующего заряда незначительно повышается за счет уменьшения расстояния между ним и целью к моменту подрыва боевого заряда.

Способ поражения цели этой ракетой включает доставку боевого заряда к цели, разрушение его связей с соседними отсеками ракеты энергией удара о поверхность цели и последующее диспергирование и инициирование боевого заряда центральным воспламенительно-разрывным зарядом.

Ракета по этому способу содержит головной отсек, маршевый реактивный двигатель, боевой заряд из однотактной объемно-детонирующей смеси, размещенной в тонкостенном корпусе цилиндроконической формы, расположенный за маршевым двигателем воспламенительно-разрывной заряд и взрыватель в центральной трубке корпуса, и разрушаемые при ударе о цель связи крепления корпуса боевого заряда с соседними отсеками, выполненные в форме тонкостенных полых цилиндров с продольными окнами. Особенность этой ракеты состоит в том, что ее взрыватель срабатывает после соударения ракеты с целью и разрушения связей боевой части.

В известном способе поражения цели реактивным снарядом и реактивном снаряде (2), выбранном авторами и заявителем настоящего изобретения в качестве прототипа, повышение эффективности действия боевого заряда на цель достигают тем, что объемно-детонирующий заряд энергией взрыва через инжектор перекачивают в направлении цели и одновременно активизируют с последующим его инициированием при встрече с кислородом воздуха на цели.

Реактивный снаряд, преимущественно управляемый, по этому способу состоит из головного отсека, маршевого реактивного двигателя с осевым каналом, боевой части с донным взрывателем, воспламенительно-разрывным зарядом и объемно-детонирующим зарядом, размещенной за маршевым реактивным двигателем, и хвостового отсека.

Особенность этого снаряда состоит в том, что в нем между боевой частью и маршевым реактивным двигателем смонтирован инжектор объемно-детонирующего заряда, образованный со стороны головного отсека осевым каналом маршевого реактивного двигателя, плавно сопряженным с выемкой в его дне, а со стороны боевой части - передней частью ее корпуса, частично или полностью утопленной в выемке дна маршевого реактивного двигателя и частично или полностью заполненной объемно-детонирующим зарядом, и воспламенительно-разрывным зарядом, скрепленным одним торцом с дном корпуса боевой части, а другим утопленным в объемно-детонирующем заряде.

Недостатки этого технического решения состоят в следующем:

- оно не может быть использовано в ракетах, где боевая часть вынужденно размещена между головным отсеком и маршевым реактивным двигателем;

- только небольшая часть боевого заряда, размещенная в выемке дна маршевого ракетного двигателя, через инжектор может быть направлена на поверхность цели и при этом активизирована.

Указанные недостатки этого технического решения могут быть частично устранены при применении в ракете известного способа поражения боевой частью заливного снаряжения и боевой частью заливного снаряжения (3), обеспечивающих более эффективный перевод в боевое состояние боевого заряда, имеющего в своем составе в том числе жидкие компоненты, и увеличение массы боевого заряда за счет соответствующего уменьшения масс воспламенительно-разрывного заряда и центральной трубки для его размещения.

Способ заключается в том, что на цели перед диспергированием и инициированием боевого заряда, имеющего в том числе жидкие компоненты, воспламенительно-разрывным зарядом, размещенным в центральной трубке, на боевой заряд через центральную трубку воздействуют ударно-волновыми возмущениями и образуют в жидких компонентах боевого заряда, прилегающих к центральной трубке, кавитационные пузырьки, заполненные парами этих компонентов.

Боевая часть заливного снаряжения по этому способу содержит корпус, заполненный боевым зарядом с жидкими компонентами, и генератор ударно-волновых возмущений у дна корпуса, образованный определенным образом смонтированными, последовательно и раздельно закрепленными в центральной трубке воспламенительно-разрывным зарядом и его инициатором с детонатором (взрывателем), при этом центральная трубка имеет на наружной поверхности, примыкающей к боевому заряду, впадины (выступы) и выполняет роль волновода-кавитатора.

К достоинствам этого технического решения логично отнести то, что боевая часть по нему с одинаковым эффектом может быть размещена в ракете как перед, так и за маршевым реактивным двигателем, а к недостаткам - то, что в ней из-за кратковременности процесса ударно-волновых воздействий на боевой заряд только незначительная его часть, непосредственно примыкающая к центральной трубке, активизируется путем образования в ее жидких компонентах кавитационных пузырьков.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение эффективности поражения цели ракетой с боевой частью, содержащей боевой заряд, имеющий в своем составе в том числе жидкие компоненты, в независимости от места расположения боевой части в ракете за счет увеличения массы боевого заряда, вовлеченной в процесс активизации, и соответствующего ей уменьшения массы воспламенительно-разрывного заряда. Последнее позволяет либо уменьшить массу ракеты, либо увеличить массу боевого заряда ее боевой части.

Предпосылками для решения этой задачи служат известные явления и технические решения:

- наличие в горючих и взрывающихся жидкостях (компонентах боевого заряда) пузырьков, заполненных их парами, резко повышает воспламеняемость и чувствительность этих компонентов к детонации;

- такие пузырьки в жидкостях можно получить при воздействии на них волновых возмущений через волноводы-кавитаторы, погруженные в жидкости или примыкающие к ним, и выполненные из материала, скорость распространения звука в котором выше, чем скорость его распространения в жидкости;

- скорость распространения звука в жидкостях по мере увеличения в них количества кавитационных пузырьков, заполненных парами этих жидкостей, существенно снижается;

- с увеличением поверхности волноводов-кавитаторов и времени их активного взаимодействия с жидкостями возрастает масса последних, вовлекаемая в процесс образования в ней кавитационных пузырьков, т.е. возрастает масса боевого заряда, активизированная перед его диспергированием и инициированием;

- в соответствии с обоснованиями (4) источником волновых возмущений является любое работающее пороховое устройство, в том числе маршевый двигатель, если в них не реализованы специальные мероприятия для снижения или исключения волновых характеров горения пороховых зарядов и истечения их продуктов сгорания в атмосферу.

Поставленная в настоящем изобретении техническая задача решается:

1. Способом поражения цели ракетой с боевой частью, снаряженной боевым зарядом, имеющим в том числе жидкие компоненты, включающим доставку боевого заряда к цели, активизацию его жидких компонентов кавитационными пузырьками и диспергирование и инициирование боевого заряда на цели центральным воспламенительно-разрывным зарядом, размещенным в центральной трубке, скрепленной с дном корпуса боевого заряда, в котором, согласно изобретению, активизацию жидких компонентов боевого заряда кавитационными пузырьками производят в ходе его доставки к цели через корпус боевой части, на который воздействуют волновыми возмущениями, создаваемыми пороховым генератором, преимущественно маршевым или стартовым реактивными двигателями.

2. Конструкцией ракеты, содержащей головной отсек, маршевый и(или) стартовый реактивные двигатели и боевую часть с корпусом, боевым зарядом, имеющим в том числе жидкие компоненты, и донным взрывателем с воспламенительно-разрывным зарядом, установленными в центральной трубке, скрепленной с дном корпуса боевой части, и, как правило, образующими генератор ударно-волновых воздействий и волновод-кавитатор, и связи в виде полых цилиндров крепления боевой части к соседним отсекам ракеты, которая, согласно изобретению, снабжена генератором вибрационно-волновых воздействий, образованным маршевым и(или) стартовым реактивными двигателями, при этом боевая часть снабжена соответствующим этому генератору волноводом-кавитатором, образованным корпусом боевой части, соединенным с корпусом генератора волноводами, образованными преимущественно полыми цилиндрами связей боевой части с соседними отсеками, которые для этого выполнены из того же материала, что и корпус боевой части, с толщиной стенки, большей или равной толщине стенки корпуса боевой части, и, как правило, снабжены внешними или внутренними радиальными выступами.

Суть изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена в разрезе ракета с объемно-детонирующим боевым зарядом, выполненная на базе современной противотанковой управляемой ракеты, а на фиг.2 и 3 - разрезы по А-А и Б-Б соответственно, где показаны связи боевой части с генераторами вибрационно-волновых воздействий (маршевым и стартовым реактивными двигателями).

Ракета содержит головной отсек 1 с головными контактами и блоком рулевого привода; маршевый реактивный двигатель 2 с осевым каналом, пороховым зарядом и соплами 3, расположенными под углом к оси ракеты; боевую часть в корпусе 4 с объемно-детонирующим зарядом 5; стартовый двигатель 9 с пороховым зарядом и соплами 10. Корпус 4 боевой части соединен с маршевым 2 и стартовым 9 реактивными двигателями полыми цилиндрами 11, в которых размещены сопла 3 маршевого 2 реактивного двигателя (фиг.2), и наружными радиальными выступами 13, на которых закреплены пластины 14 стабилизатора ракеты (фиг.3).

В ракете:

- корпус 4 боевой части выполнен тонкостенным из алюминиевого сплава, как и корпус кумулятивной боевой части противотанковой ракеты;

- донный взрыватель 6, воспламенительно-разрывной заряд 7 и центральная трубка могут образовывать генератор ударно-волновых возмущений, тогда центральная трубка играет дополнительную роль - волновода-кавитатора;

- объемно-детонирующий заряд 5 образован однотактной термобарической смесью, содержащей жидкие горючие компоненты и структурированной;

- связи 11 корпуса 4 с маршевым 2 и стартовым 9 реактивными двигателями выполнены из алюминиевого сплава, толщиной m не менее толщины n корпуса 4, и жестко скреплены с ними, например, радиальными винтами. При этом радиальные внутренние 12 и наружные 13 выступы на них придают связям необходимые сечения и продольную и поперечную жесткость, обеспечивающие передачу возмущений от двигателей на корпус 4 без затухания.

Работа описанной конструкции ракеты заключается в следующем.

Доставка ракеты (ее боевой части) к цели обеспечивается последовательной работой стартового 9 и маршевого 2 реактивных двигателей, т.е. последовательным действием на нее реактивных сил, создаваемых истечением продуктов сгорания пороховых зарядов через сопла 10 и 3 соответственно.

Известно, что сгорание пороховых зарядов сопровождается вибрационно-волновыми изменениями давления сгорания и скорости истечения пороховых газов, т.е. реактивных сил, создаваемых этим истечением. Эти изменения генерируют в корпусах двигателей соответствующие им колебания, которые через связи 11 без затухания передаются на корпус 4 боевой части, а через него на прилегающие к нему жидкие компоненты боевого заряда 5, и активизируют их, образуя в них кавитационные пузырьки, заполненные их парами. Количество и размеры кавитационных пузырьков, а также глубина их проникновения в массу боевого заряда зависят от интенсивности и времени действия возмущений, образующих их, и площади взаимодействия волновода-кавитатора (корпуса 4) с боевым зарядом 5.

Поэтому ракета по настоящему изобретению явно превосходит известные технические решения, например прототип, по следующим соображениям:

- Площадь взаимодействия волновода-кавитатора, образованного корпусом боевой части, с боевым зарядом в 9-10 раз больше, чем площадь взаимодействия с ним центральной трубки.

- Время работы стартового двигателя измеряется сотнями миллисекунд и, следовательно, в сотни и тысячи раз превосходит время работы ударно-волнового генератора, образованного взрывателем и воспламенительно-разрывным зарядом.

- Время работы маршевого реактивного двигателя измеряется от нескольких секунд до нескольких их десятков и, следовательно, в сотни тысяч раз превосходит время работы ударно-волнового генератора прототипа.

При встрече ракеты с целью замыкаются от соударения головные контакты головного отсека 2, вызывающие мгновенно или с задержкой срабатывание донного взрывателя 6 и воспламенительно-разрывного заряда 7, которые диспергируют и инициируют предварительно активизированный боевой заряд 5.

Из вышеизложенного следует, что предложенная ракета будет по эффективности превосходить прототип и количественное значение этого превосходства определяется количеством и качеством реактивных двигателей в ней.

Источники информации

1. Управляемый реактивный снаряд. Патент РФ №2084809 за 1994 г., МКИ 6 F 42 B 15/00 - аналог.

2. Управляемый реактивный снаряд. Патент РФ №2125230 за 1998 г., МКИ 6 F 42 B 15/00 - прототип.

3. Способ поражения боевой частью заливного снаряжения, боевая часть заливного снаряжения и способ ее снаряжения. Патент РФ №2177598, кл. MПK 7 F 42 B 12/02 - аналог.

4. Книга “Исследование реактивных двигателей на твердом топливе.”/Под ред. М. Соммерфильда. - М., 1963, с.369, фиг.15 - аналог.

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано при разработке реактивных снарядов объемно-детонирующего действия. Сущность изобретения: в части способа поражения цели заключается в доставке объемно-детонирующего, содержащего в том числе жидкие компоненты, боевого заряда к цели, во время которого производят активизацию его жидких компонентов кавитационными пузырьками путем вибрационно-волновых воздействий, создаваемых пороховым генератором, преимущественно маршевым или(и) стартовым реактивным двигателем; в части устройства ракеты заключается в том, что в боевой части используется объемно-детонирующий заряд, размещенный в корпусе, соединенном волноводом с генератором вибрационно-волновых воздействий, образованным маршевым или(и) стартовым реактивным двигателем, а волновод-кавитатор образован корпусом боевой части, соединенным с корпусом генератора полыми цилиндрами, которые выполнены из того же металла, что и корпуса соединяемых отсеков, с толщиной стенки большей или равной толщине стенки корпуса боевой части, причем полые цилиндры снабжены внешними или внутренними радиальными выступами. Изобретение позволяет повысить эффективность применения боевых частей объемно-детонирующего действия в составе ракеты. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ поражения цели ракетой с боевой частью, снаряженной боевым зарядом, имеющим в том числе жидкие компоненты, включающий доставку боевого заряда к цели, активизацию его жидких компонентов кавитационными пузырьками и диспергирование, и инициирование боевого заряда на цели центральным воспламенительно-разрывным зарядом, отличающийся тем, что производят дополнительно активизацию жидких компонентов боевого заряда во время его доставки к цели вибрационно-волновыми воздействиями, создаваемыми пороховым генератором, в качестве которого используют маршевый и/или стартовый ракетный двигатель.2. Ракета, содержащая головной отсек, маршевый и/или стартовый ракетный двигатель и боевую часть с корпусом, боевым зарядом, имеющим в том числе жидкие компоненты, и донным взрывателем с воспламенительно-разрывным зарядом, установленными в центральной трубке, скрепленной с дном корпуса боевой части, образующими генератор ударно-волновых воздействий и волновод-кавитатор, и связи в виде полых цилиндров для крепления боевой части к соседним отсекам ракеты, отличающаяся тем, что маршевым и/или стартовым двигателем образован генератор вибрационно-волновых воздействий, при этом волновой кавитатор, соответствующий этому генератору, образован корпусом боевой части, соединенным с корпусом генератора полыми цилиндрами связей боевой части с соседними отсеками, представляющими собой волноводы, которые выполнены из того же металла, что и корпус боевой части с толщиной стенки, большей или равной толщине стенки корпуса боевой части, и снабжены внешними или внутренними радиальными выступами.