БОЕПРИПАС Российский патент 2004 года по МПК F42B12/10 

Изобретение относится к области взрывных работ, в частности к боеприпасам, используемым для пробития сложных преград. Известна конструкция боеприпаса по патенту США 5198615, F 42 В 12/16 "Инициирующее устройство для боеголовок тандемного типа", приоритет от 24.03.92 г., опубл. 30.03.93 г. Данная конструкция используется для последовательной детонации двух зарядов взрывчатого вещества (ВВ) с заданным временем задержки и представляет собой метательный заряд, воздействующий на ударник лидирующего заряда (ЛЗ), вызывая его детонацию, и на блок задержки, определяющий время подрыва основного заряда (ОЗ).

Недостатком данной конструкции является сложность конструкции блока задержки, где необходимо использование дополнительных приспособлений для удержания устройства в одном или другом положениях с помощью взводящих блоков, что может привести к недостаточной надежности инициирования боеприпаса. К тому же, такое устройство занимает значительный объем пространства боевой части (БЧ), который можно было бы использовать в качестве полезного объема, например заполнить зарядом ВВ.

Известна еще конструкция боеприпаса (патент RU 2142110 F 42 В 12/10, от 16.11.98 г., опубл. 27.11.99 г. "Кумулятивная боевая часть"), состоящая из одного или нескольких кумулятивных зарядов взрывчатого вещества, устройства подрыва и детонационной цепи. В одном или нескольких кумулятивных зарядах взрывчатого вещества выполнен осевой канал для связи устройства подрыва с кумулятивными зарядами ВВ. От устройства подрыва детонационный импульс передается с помощью детонирующего шнура, проходящего через осевой канал.

Известна другая конструкция боеприпаса, выбранная в качестве прототипа как наиболее близкая по количеству сходных признаков и решаемой задаче (патент RU 2156952, F 42 В 12/10 от 02.08.99 г., опубл. 27.09.2000 г. "Кумулятивная боевая часть"), состоящая из одного или нескольких кумулятивных зарядов ВВ с устройствами их подрыва. При наличии в конструкции не менее двух кумулятивных зарядов, один из которых лидирующий, а другой основной, срабатывающих относительно друг друга с заданной задержкой по времени, в основном заряде выполнено осевое отверстие, через которое проходит детонационная цепь, связывающая устройства подрыва лидирующего и основного зарядов. В качестве устройства подрыва лидирующего заряда используется предохранительно-исполнительный механизм (ПИМ), от которого детонационный импульс на подрыв передается ЛЗ. Далее детонационный импульс передается устройству подрыва ОЗ через детонационную цепь, выполненную в виде детонирующих шнуров, диаметром 1,5 мм с усилительными зарядами ВВ на концевых участках. Детонирующий шнур этой цепи проходит вдоль облицовки кумулятивного заряда ВВ и через осевой канал. Недостатком описанных выше двух конструкций является ненадежность детонационной цепи, передающей детонационный импульс посредством детонирующих шнуров. Детонационный импульс может не пройти и энергия детонации не передастся при повреждении шнура, при нарушении контакта в месте состыковки детонационного шнура с ПИМом или с кумулятивным зарядом. Такие повреждения или нарушения могут произойти при транспортировке, установке, хранении и т.д.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности срабатывания боеприпаса.

Техническим результатом, который может быть достигнут при использовании предлагаемого изобретения, является повышение надежности работы путем упрощения конструкции детонационной цепи боеприпаса и увеличение глубины бронепробития путем увеличения пространства для формирования кумулятивной струи ОЗ. Дополнительным техническим результатом, который может быть достигнут при применении предлагаемого изобретения, является повышение технологичности сборки.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в боеприпасе, содержащем не менее двух кумулятивных зарядов ВВ, один из которых лидирующий, а другой основной, срабатывающих относительно друг друга с заданной задержкой по времени, и устройства подрыва лидирующего и основного зарядов, связанных детонационной цепью, при этом в ОЗ выполнено осевое отверстие, через которое проходит детонационная цепь. Детонационная цепь представляет собой дополнительный снарядоформирующий заряд ВВ с облицовкой, установленный на оси боеприпаса между лидирующим и основным зарядами, детонационно связанный с ЛЗ, причем облицовка дополнительного снарядоформирующего заряда ВВ размещена со стороны ОЗ с возможностью передачи устройству подрыва ОЗ инициирующего импульса снарядом, сформированным из материала облицовки за заданную задержку по времени. Причем масса ВВ дополнительного снарядоформирующего заряда m_с и расстояние L от основания облицовки дополнительного снарядоформирующего заряда до устройства подрыва ОЗ выбирают из следующих соотношений:

m_с=1/500...1/2000m₃, L=1,25...2,5D₃,

где m₃, D₃ - масса и диаметр OЗ.

Выполнение детонационной цепи в виде снарядоформирующего заряда ВВ позволяет использовать его для передачи инициирующего импульса без применения линии передачи, состоящий из детонирующих шнуров. При этом освобождается место, занимаемое детонирующими шнурами, приспособлениями для их крепления, устраняются технологические операции по монтажу этих узлов. К тому же, для надежной передачи детонационного импульса по детонирующему шнуру к последнему предъявляются определенные требования. Детонирующий шнур должен быть без изломов, изгибов, внутренних дефектов и внешних повреждений, что не всегда возможно обеспечить при сборке, хранении, транспортировке. Следует также отметить, что диаметр шнура должен быть достаточным для надежной передачи детонации, что приводит к негативному воздействию продуктов взрыва детонационной цепи на другие узлы боеприпаса и снижению надежности срабатывания.

Выполнение детонационной цепи в виде дополнительного снарядоформирующего заряда ВВ, который размещают на оси боеприпаса между ЛЗ и OЗ позволяет повысить бронепробитие боеприпаса путем создания лучших условий для формирования кумулятивной струи ОЗ, так как нет на ее пути детонирующих шнуров и энергия продуктов взрыва дополнительного снарядоформирющего заряда ВВ позволяет избежать перемещения фрагментов ПИМа после срабатывания ЛЗ в сторону OЗ.

Установка дополнительного снарядоформирующего заряда ВВ на оси боеприпаса между кумулятивными зарядами ВВ позволяет оптимально использовать полезный объем для его размещения и надежного задействования с его помощью OЗ.

Детонационная связь дополнительного снарядоформирующего заряда ВВ с ЛЗ позволяет надежно его задействовать без применения посторонних дополнительных узлов, которые ведут к снижению надежности. Задействование дополнительного снарядоформирующего заряда от ЛЗ позволяет в нужный момент без дополнительных узлов передать инициирующий импульс на устройство подрыва OЗ, что приводит также к повышению бронепробития.

Размещение облицовки дополнительного снарядоформирующего заряда ВВ со стороны OЗ, срабатывающего от передачи устройству подрыва OЗ инициирующего импульса дополнительным снарядоформирующим зарядом ВВ, дает возможность за заданную задержку по времени сформировать снаряд из материала облицовки для надежного задействования OЗ.

Выбор массы дополнительного снарядоформирующего заряда ВВ и расстояние L между основанием облицовки дополнительного снарядоформирующего заряда и устройством подрыва OЗ обусловлены, с одной стороны, тем, что за время задержки должен быть сформирован снаряд из материала облицовки, скорость которого была бы достаточной для надежного инициирования OЗ и для перемещения продуктами взрыва фрагментов ПИМа, а с другой стороны, тем, чтобы негативное воздействие продуктов взрыва дополнительного снарядоформирующего заряда ВВ было минимальным. Эти соотношения были определены расчетами, и подтверждены экспериментально, и приводят к повышению надежности срабатывания и увеличению бронепробития. Энергия продуктов взрыва дополнительного снарядоформирющего заряда ВВ позволяет избежать перемещения фрагментов ПИМа после срабатывания ЛЗ в сторону ОЗ, а расстояние L позволяет беспрепятственно сформировать кумулятивную струю OЗ.

Угол конуса и масса кумулятивной облицовки дополнительного снарядоформирующего заряда должны быть выбраны такими, чтобы линейные размеры сформированного снаряда и его скорость обеспечивали беспрепятственное его проникание в осевое отверстие OЗ за заданное время, что приводит к повышению надежности инициирования OЗ, осесимметричному формированию кумулятивной струи и увеличению глубины бронепробития.

На чертеже представлен общий вид заявляемого устройства, где:

1 - корпус;

2 - основной кумулятивный заряд ВВ;

3 - лидирующий кумулятивный заряд ВВ;

4 - дополнительный снарядоформирующий кумулятивный заряд ВВ;

5 - ПИМ (устройство подрыва лидирующего заряда);

6 - устройство задействования ПИМа;

7 - детонационная связь между лидирующим кумулятивным зарядом ВВ и дополнительным снарядоформирующим зарядом ВВ;

8 - устройство подрыва основного заряда, воспринимающее инициирующий импульс дополнительного снарядоформирующего заряда;

L - расстояние от основания облицовки до устройства подрыва основного заряда, воспринимающего инициирующий импульс снарядоформиующего заряда.

Примером конкретного выполнения заявляемого изобретения служит следующий боеприпас. Корпус 1 боеприпаса выполнен из металла и внутри него установлены основной 2 и лидирующий 3 кумулятивные заряды. Между ЛЗ 3 и OЗ 2 установлены системы управления, к которым относятся устройство 5 подрыва ЛЗ 3, представляющее собой ПИМ, и детонационную цепь, представляющую собой дополнительный снарядоформирующий заряд ВВ с облицовкой, установленный на оси боеприпаса между лидирующим 3 и основным 2 зарядом. Дополнительный снарядоформирующий заряд ВВ 4 представляет собой шашку из состава ОМА диаметром 10 мм и массой 1 г, что составляет 1/1500 от массы ОЗ с облицовкой из меди толщиной 0,3 мм, размещенной со стороны ОЗ 2, с углом раствора конуса 150° и массой 0,2 г. Дополнительный снарядоформирующий заряд 4 детонационно связан с ЛЗ 3 путем использования прутка 7 (1×5×100 мм) из пластического ВВ, огибающего ПИМ 5 по торцевым и боковой поверхностям. Дополнительный снарядоформирующий заряд 4, пруток 7 и ПИМ 5 соединены при помощи клея. Одним из элементов системы управления является устройство 6 задействования ПИМа, расположенное в головной части боеприпаса. ПИМ 5 расположен вплотную к ЛЗ 3 соосно ему. В OЗ 2 выполнено осевое отверстие диаметром 8 мм и длиной 40 мм, в конце которого расположено устройство подрыва OЗ 2, принимающее инициирующий импульс снарядоформирующего заряда. Устройство 8 подрыва ОЗ 2 выполнено в виде алюминиевого колпачка, в который запрессован заряд на основе ТЭНа и установленный в ОЗ 2 на оси боеприпаса, примыкающий открытым торцом к осевому отверстию. Расстояние L от основания облицовки дополнительного снарядоформирующего заряда 4 до устройства 8 подрыва OЗ 2 равно 350 мм (что составляет 2,5 D₃).

Описанное выше устройство работает следующим образом. ПИМ 5 срабатывает после подачи на него электрического импульса от устройства 6 задействования ПИМа и подрывает ЛЗ 3. При срабатывании ЛЗ 3 детонационный импульс одновременно передается по детонационной связи в виде прутка 7 дополнительному снарядоформирующему заряду 4. При срабатывании дополнительного снарядоформирующего заряда 4 из его облицовки формируется снаряд, летящий в сторону ОЗ 2 вдоль оси боеприпаса, который проникает в осевое отверстие ОЗ 2 и передает свой инициирующий импульс устройству подрыва основного заряда 8. Энергия продуктов взрыва дополнительного снарядоформирующего заряда 4 позволяет избежать перемещения фрагментов ПИМа после срабатывания ЛЗ в сторону ОЗ Это создает лучшие условия для формирования кумулятивной струи ОЗ, что приводит впоследствии к увеличению бронепробития.

Время задержки 300 мкс между срабатыванием ЛЗ и ОЗ определяется временем пролета расстояния L=350 мм снарядом, сформированным из облицовки дополнительного заряда, а также определяется массой m_с=1 г снарядоформирующего заряда. Выбранное расстояние L=350 мм оптимально для надежного задействования устройства подрыва OЗ 8 и достаточно для беспрепятственного формирования кумулятивной струи ОЗ 2. Предлагаемая конструкция детонационной связи дополнительного снарядоформирующего заряда ВВ с ЛЗ позволяет надежно его задействовать без применения посторонних дополнительных узлов. Размещение облицовки дополнительного снарядоформирующего заряда ВВ из меди толщиной 0,3 мм со стороны ОЗ, срабатывающего от передачи устройству подрыва ОЗ инициирующего импульса дополнительным снарядоформирующим зарядом ВВ, дает возможность за заданную задержку по времени 300 мкс сформировать снаряд из материала облицовки для надежного задействования ОЗ. Это в конечном итоге приводит к повышению надежности срабатывания боеприпаса.

Область применения: взрывные работы, в частности боеприпасы, используемые для пробития сложных преград. Сущность изобретения: в корпусе боеприпаса размещены лидирующий и основной кумулятивные заряды (ЛЗ и ОЗ), между которыми установлены устройство подрыва ЛЗ и дополнительный снарядоформирующий заряд, детонационно связанный с ЛЗ, причем облицовка дополнительно снарядоформирующего заряда размещена со стороны ОЗ, с возможностью передачи устройству подрыва ОЗ инициирующего импульса снарядом, сформированным из материала облицовки за заданную задержку по времени через осевой канал, выполненный в ОЗ. Масса ВВ дополнительного снарядоформирующего кумулятивного заряда m_с и расстояние L между основанием облицовки дополнительного снарядоформирующего заряда и устройством подрыва основного заряда выбирают из следующих соотношений: m_с=1/500...1/2000 m_з, L=1,25...2,5D_з, где m_з, D_з - масса и диаметр основного заряда. Технический результат: повышение надежности срабатывания боеприпаса путем изменения конструкции детонационной цепи и повышение бронепробития путем улучшения условий для формирования кумулятивной струи ОЗ, а также упрощение конструкции и повышение технологичности сборки. 1 ил.

Боеприпас, содержащий не менее двух кумулятивных зарядов взрывчатого вещества, один из которых лидирующий, другой основной, срабатывающих относительно друг друга с заданной задержкой по времени, и устройства подрыва лидирующего и основного зарядов, связанные детонационной цепью, при этом в основном заряде выполнено осевое отверстие, через которое проходит детонационная цепь, отличающийся тем, что детонационная цепь выполнена в виде дополнительного снарядоформирующего заряда взрывчатого вещества с облицовкой, установленного на оси боеприпаса между лидирующим и основным зарядами и детонационно-связанного с лидирующим зарядом, причем облицовка дополнительного снарядоформирующего заряда размещена со стороны основного заряда, с возможностью передачи устройству подрыва основного заряда инициирующего импульса снарядом, сформированным из материала облицовки за заданную задержку по времени, причем масса взрывчатого вещества дополнительного снарядоформирующего заряда mc и расстояние L от основания облицовки дополнительного снарядоформирующего заряда до устройства подрыва основного заряда выбирают из следующих соотношений:

mc=1/500...1/2000 mз, L=1,25...2,5Dз,

где mз, Dз - масса и диаметр основного заряда.