РОТИРУЮЩИЙ ОСКОЛОЧНЫЙ БОЕПРИПАС Российский патент 2004 года по МПК F42B12/20 F42B10/58 

Изобретение относится к кассетным боеприпасам, которые могут применяться в разовых бомбовых кассетах, в блоках самолетных контейнеров, в кассетных боевых частях ракет и т.п., а более конкретно к ротирующим боеприпасам осколочного действия.

Известны осколочные боеприпасы цилиндрической и сферической формы. Боеприпасы сферической формы обладают определенными преимуществами по сравнению с цилиндрическими: имеют равномерное по углу осколочное поле, пониженные требования к ориентации вследствие симметричности корпуса. (Патенты США №3604352 от 14.02.71, 3628004 от 28.04.72, 3611930 от 12.10.71).

К числу недостатков таких конструкций следует отнести то, что в них малая доля осколков непосредственно идет на поражение цели вследствие сферического или цилиндрического разлета осколков в пространстве. Кроме того, контактный подрыв на поверхности земли снижает эффективность поражения целей, находящихся в складках местности, траншеях, окопах и т.д.

Известны конструкции осколочных боеприпасов, обеспечивающие высотный подрыв. (Патенты США №3808932 от 7.05.74, 3968748 от 13.07.76, патент Франции №2217660 от 6.09.74).

Эти боеприпасы, как правило, включают оболочку, стабилизирующее тормозное устройство, готовые осколки, взрывчатое вещество, неконтактный взрыватель, выдвижной упредитель. К недостаткам таких конструкций следует отнести:

- сложность конструкции;

- пониженная надежность действия;

- повышенные значения габаритно-массовых характеристик.

Известна конструкция оборонительной гранаты. (Патент США №3718091 от 27.02.73).

Граната включает корпус, состоящий из двух частей полусферической формы, соединяющихся резьбовым кольцом. На корпусе нанесены бороздки, облегчающие образование осколков. Взрыватель ввинчивается в одну из полусферических частей корпуса.

К недостаткам такого конструктивного решения следует отнести: повышенные значения трудоемкости изготовления корпуса, смещение точки инициирования от центра сферического корпуса, что влечет за собой несимметричность детонационной волны и поля напряжений в металле корпуса, контактный подрыв на поверхности земли, что снижает эффективность поражения целей.

Наиболее близким к предлагаемому ротирующему осколочному боеприпасу является боеприпас сферической формы с аэродинамическими ребрами, обеспечивающими вращающий момент. (Патент США №3611930 от 12.10.71 - прототип).

Боеприпас имеет плоскость симметрии и ось вращения, проходящую через его геометрический центр, и включает корпус из двух половинок полусферической формы, аэродинамические элементы (ребра), расположенные на наружной поверхности корпуса, боевой заряд и взрыватель, размещенные в полости корпуса.

Аэродинамические элементы включают несколько ребер, обеспечивающих крутящий момент. Каждое ребро имеет аэродинамическую преграду, размещенную по центру плоскости симметрии, переднюю поверхность, являющуюся продолжением аэродинамической преграды с кривизной в радиусе окружности, и тыльную поверхность, направленную назад и вниз от верхнего края передней поверхности и переходящую в сферическую поверхность корпуса.

Такая конструкция боеприпаса позволяет обеспечить его вращение вокруг оси со скоростью, достаточной для взведения взрывателя независимо от ориентации боеприпаса в потоке воздуха.

К недостаткам данной конструкции следует отнести:

1. Пониженная эффективность действия, вследствие того, что у полусферических осколочных боевых частей ограничена угловая зона разлета осколков заданного дробления, а скорости разлета осколков будут снижены за счет того, что при подрыве боевой части в первую очередь произойдет раскрытие стыка полусфер и часть продуктов детонации будет исключена в участии разгона осколков.

2. Длительное время раскрутки боеприпаса до необходимой скорости вращения из-за малого удлинения такого боеприпаса и больших начальных возмущений при вводе его в воздушный поток, что, в конечном итоге, потребует подъема нижней границы высот боевого применения.

3. Контактный подрыв на поверхности земли, что снижает эффективность поражения целей находящихся в складках местности, траншеях, окопах и т.д.

4. Высокая металлоемкость корпуса боеприпаса, так как аэродинамические элементы выполнены из материала корпуса и расположены на внешней его поверхности.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности действия ротирующего осколочного боеприпаса.

Технический результат состоит в расширении угловой зоны и повышении скоростей разлета осколков, и в увеличении скорости вращения боеприпаса.

Технический результат достигается тем, что ротирующий осколочный боеприпас включает боевую часть в виде двух полугантелей, соединенных разделяемым при ударе о преграду на две симметричные части взрывателем, аэродинамические элементы в виде бандажа, состоящего из двух юбок полусферической формы, соединенных цилиндрическим основанием, одетым на цилиндрические части полугантелей, и развитых в подкалиберную часть боеприпаса аэродинамических лопаток, размещенных на бандаже с образованием зазора между ними и наружной поверхностью его цилиндрического основания.

Расширение угловой зоны и повышение скоростей разлета осколков достигается за счет разделения боеприпаса при встрече с преградой на две симметричные части, автономно срабатывающие над поверхностью преграды, при этом исключается возможность утечки продуктов детонации заряда взрывчатого вещества, которые равномерно воздействуют на сферические оболочки боевой части, обеспечивая разлет осколков с повышенной скоростью в зоне, близкой к 360°.

Расширение угловой зоны и повышение скоростей разлета осколков позволяет повысить приведенную площадь поражения цели, а следовательно, повысить эффективность действия боеприпаса.

Увеличение скорости вращения боеприпаса обеспечивается за счет увеличения рабочей поверхности аэродинамических лопаток, так как они развиты в подкалиберную часть боеприпаса. Кроме того, наличие зазоров между лопатками и наружной поверхностью основания бандажа приводит к тому, что рабочая поверхность каждой лопатки в процессе вращения боеприпаса испытывает кроме непосредственного воздействия скоростного напора воздуха (когда лопатка повернулась навстречу воздушному потоку), еще два вида воздействия с его стороны:

- непосредственное воздействие плюс воздействие через зазор между следующей лопаткой и бандажом (в те моменты времени, когда встречный поток частично перекрывается следующей лопаткой);

- воздействие через зазор (когда встречный воздушный поток полностью перекрыт следующей лопаткой).

Увеличение скорости вращения боеприпаса позволяет:

- сократить время раскрутки боеприпаса до скорости вращения, необходимой для взведения взрывателя, что позволяет снизить высоту боевого применения боеприпаса;

- увеличить установившуюся скорость вращения, которая определяет силу Мангуса, влияющую на отклонение траектории боеприпаса от баллистической.

Снижение высоты боевого применения боеприпаса и улучшение характеристик рассеивания приводит к повышению эффективноси действия боеприпаса.

Характерное расположение аэродинамических лопаток (так, что образующие их внутренних поверхностей в экваториальной плоскости симметрии боеприпаса совпадает с касательными к окружности, описывающей наружную поверхность основания бандажа, и расположены от центра окружности на расстоянии не менее ее радиуса) позволяет приблизить отверстие в каждой предыдущей лопатке к рабочей поверхности каждой последующей, а это приводит к наиболее эффективному использованию энергии воздушного потока, проходящего через него. Причем нижнее ограничение на расположение лопаток (расстояние, равное радиусу окружности, описывающую наружную поверхность основания бандажа) обеспечивает положительный эффект только лишь за счет замены глухих “карманов” на отверстия, которые, в данном случае, максимально удалены от рабочей поверхности каждой следующей лопатки.

Выполнение на наружной цилиндрической поверхности каждой полугантели лысок, а на внутренней поверхности основания бандажа соосно лыскам одной из полугантелей выступов, позволяет исключить дополнительные детали, необходимые для крепления бандажа на корпусе боеприпаса, что снижает металлоемкость и трудоемкость изготовления боеприпаса.

Кроме того, снижение металлоемкости и трудоемкости изготовления боеприпаса обеспечивается изготовлением бандажа с аэродинамическими лопатками из термопластичного полимерного материала.

На фиг.1 показан ротирующий осколочный боеприпас.

На фиг.2 в увеличенном масштабе показано соединение бандажа с боевой частью.

На фиг.3 показан ротирующий осколочный боеприпас в разрезе по сечению А-А без позиций 1, 3.

На фиг.4 показан ротирующий осколочный боеприпас в разрезе по сечению А-А без позиции 4.

Ротирующий осколочный боеприпас включает боевую часть в виде двух полугантелей 1, цилиндрические части 2 которых соединены взрывателем 3, бандаж 4 в виде двух юбок 5 полусферической формы и цилиндрического основания 6, аэродинамические лопатки 7, размещение на бандаже с зазором 8.

Цилиндрические части полугантелей могут быть выполнены с лысками 9, а основание бандажа с выступами 10.

Ротирующий осколочный боеприпас работает следующим образом.

После выброса из средства доставки под воздействием скоростного напора воздуха на аэродинамические лопатки 7 боеприпас начинает вращаться вокруг продольной оси, при этом вследствие появления силы Мангуса траектория его движения отклоняется от баллистической (боеприпасы саморассеиваются).

При достижении определенного числа оборотов происходит взведение взрывателя 3. При соударении боеприпаса с преградой срабатывает пороховой заряд взрывателя 3. Под действием давления пороховых газов боевая часть и взрыватель разделяются на две симметричные части, которые разбрасываются с подскоком в разные стороны.

Через определенное время замедления срабатывают детонаторы взрывателя 3, которые автономно подрывают над поверхностью преграды заряды взрывчатого вещества каждой полугантели 1.

Таким образом, реализация предлагаемых технических решений, подтвержденная результатами экспериментальных работ, позволяет по сравнению с прототипом в 2,0-2,5 раза сократить время раскрутки боеприпаса до установившейся скорости его вращения, снизить в 1,5 раза минимальную высоту боевого применения, существенно повысить приведенную площадь поражения цели при одновременном снижении металлоемкости и трудоемкости изготовления боеприпаса.

Изобретение относится к кассетным боеприпасам, которые могут применяться в разовых бомбовых кассетах, в блоках самолетных контейнеров, в кассетных боевых частях ракет и т.п., а более конкретно к боеприпасам осколочного действия. Осколочный боеприпас включает боевую часть в виде двух полугантелей, соединенных разделяемым при ударе о преграду на две симметричные части взрывателем, аэродинамические элементы в виде бандажа, состоящего из двух юбок полусферической формы, соединенных цилиндрическим основанием, одетом на цилиндрические части полугантелей, и развитых в подкалиберную часть боеприпаса аэродинамических лопаток, размещенных на бандаже с образованием зазора между ними и наружной поверхностью его цилиндрического основания. Технический результат состоит в расширении угловой зоны и повышении скоростей разлета осколков и в увеличении скорости вращения боеприпаса. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Осколочный боеприпас, включающий боевую часть, взрыватель и аэродинамические элементы, отличающийся тем, что в нем боевая часть выполнена в виде двух полугантелей, соединенных разделяемым при ударе о преграду на две симметричные части взрывателем, а аэродинамические элементы выполнены в виде бандажа, состоящего из двух юбок полусферической формы, соединенных цилиндрическим основанием, одетым на цилиндрические части полугантелей, и развитых в подкалиберную часть боеприпаса аэродинамических лопаток, размещенных на бандаже с образованием зазора между ними и наружной поверхностью его цилиндрического основания.2. Боеприпас по п.1, отличающийся тем, что в нем образующие внутренних поверхностей аэродинамических лопаток в экваториальной плоскости симметрии боеприпаса совпадают с касательными к окружности, описывающей наружную поверхность основания бандажа, и расположены от центра окружности на расстоянии не менее ее радиуса.3. Боеприпас по п.1 или 2, отличающийся тем, что в нем на наружной цилиндрической поверхности каждой полугантели выполнены лыски, а на внутренней поверхности основания бандажа соосно лыскам одной из полугантелей выполнены выступы.4. Боеприпас по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в нем бандаж и аэродинамические лопатки выполнены из термопластичного полимерного материала.