ОСКОЛОЧНО-ФУГАСНАЯ БОЕВАЯ ЧАСТЬ Российский патент 2005 года по МПК F42B12/20 

Изобретение относится к области оборонной техники и может быть использовано для создания боевых частей высокоточных управляемых ракет малого и среднего калибра, предназначенных для поражения легкобронированной и небронированной техники и расположенной на местности и в укрытиях живой силы противника.

Известны осколочно-фугасные боевые части (ОФБЧ) управляемых ракет и снарядов класса “земля-земля” или “воздух-земля”, например, по патенту РФ №2018779 МПК⁵ F 42 В 12/32 опубл.30.08.94, бюл.№16.

ОФБЧ по указанному патенту содержит разрывной заряд с осколочной оболочкой и взрыватель, включающий в себя датчик цели контактного действия и предохранительно-исполнительный механизм, связанные между собой электроцепью. Эта БЧ осуществляет поражение целей за счет совместного осколочно-фугасного действия и предназначена для борьбы с такими целями поля боя, как легкобронированная или небронированная техника, самолеты и вертолеты на стоянках, живая сила на открытой местности и в искусственных или естественных укрытиях.

Применяемые в этих ОФБЧ взрыватели контактного действия обычно имеют два режима срабатывания - “мгновенное” или “замедленное”. При этом установка взрывателя на “мгновенное” или “замедленное” срабатывание производится путем перекоммутации электроцепей взрывателя перед пуском ракеты (снаряда) по команде оператора. Установка на “мгновенное” действие производится для обеспечения срабатывания БЧ на поверхности цели при стрельбе по легкобронированной или небронированной технике, самолетам и вертолетам на стоянках, живой силе, расположенной на открытой местности. При стрельбе по живой силе, расположенной в естественных или искусственных укрытиях, таких как долговременные защитные оборонительные сооружения (ДЗОС), траншеи или окопы, когда для увеличения эффективности действия требуется увеличить объем разрушений защитных толщей укрытия, разрывной заряд необходимо заглубить в грунт, защищающий укрытие от осколочно-фугасного действия БЧ. Для этого производится установка взрывателя на “замедленное” действие.

Для минимизации времени срабатывания взрывателя в режиме “мгновенного” действия контактные датчики цели обычно размещают в головной части переднего отсека ракеты (снаряда). Это позволяет обеспечить максимально быстрое получение информации о подходе ракеты к цели. Однако даже в этом случае время срабатывания взрывательного устройства от момента касания головной частью ракеты (снаряда) поверхности цели до подрыва разрывного заряда составляет несколько сот микросекунд, куда входит время, необходимое на срабатывание контактного датчика, и время, на срабатывание узлов предохранительно-исполнительного механизма. При работе по мягким грунтам при скорости подхода к цели ракеты (снаряда) порядка нескольких сотен метров в секунду за время “мгновенного” срабатывания взрывателя ракета преодолевает расстояние порядка своего калибра. Это приводит к срабатыванию разрывного заряда, уже частично заглубленного в грунт. Грунт экранирует значительную часть разлетающейся осколочной оболочки разрывного заряда, уменьшая эффективность осколочного действия по целям, расположенным на поверхности, и предотвращая поражение целей, укрытых в складках местности. Кроме того, размещение контактного датчика цели в головной части переднего отсека ракеты приводит к дополнительной экранировке части передней полусферы датчиком и элементами конструкции его крепления в отсеке и снижению осколочного действия в этом направлении.

При работе в режиме “мгновенного” срабатывания по целям с прочным корпусом, таким, например, как легкобронированная техника, размещение контактного датчика в головной части переднего отсека ракеты приводит к срабатыванию разрывного заряда на удалении от поверхности цели, препятствуя тем самым максимально возможному приближению разрывного заряда к поверхности цели и снижая величину совместного осколочно-фугасного действия.

Кроме того, датчики цели контактного действия имеют ограничения по условиям срабатывания при малых углах подхода к поверхности цели. Так, например, известно взрывательное устройство 9Э277 (см., например, техническое описание и инструкцию по эксплуатации СЩI.300.042 ТО), содержащее предохранительно-исполнительный механизм и контактный датчик цели - изделие 9Э273 ПГ пьезоэлектрического типа контактного действия. Конструкция и принцип действия этого датчика цели не позволяют ему обеспечивать надежное срабатывание при углах подхода к поверхности цели менее 15°.

Размещаемые в головной части ракеты известные датчики цели реакционного типа, построенные на принципе смыкания двух проводящих поверхностей в момент деформации обтекателя, также не обеспечивают надежного срабатывания при малых углах подхода к поверхности цели, особенно если величина угла подхода меньше угла конусности обтекателя головной части. В этом случае, например при подходе к мягкому грунту, корпус ракеты будет скользить вдоль его поверхности без деформации обтекателя вплоть до заглубления ракеты в грунт не менее чем наполовину калибра. Это приводит к тому, что срабатывание разрывного заряда происходит в заглубленном не менее чем наполовину диаметра в грунт положении. Грунт экранирует значительную часть разлетающейся осколочной оболочки разрывного заряда, уменьшая эффективность осколочного действия по целям, расположенным на поверхности грунтами, предотвращая поражение целей, укрытых в складках местности.

Известна осколочно-фугасная боевая часть для управляемого снаряда, содержащая размещенный в головной части обтекателя снаряда взрыватель с датчиком цели контактного типа, разрывной заряд осколочно-фугасного действия, дно которого содержит осевую полость для дополнительного заряда и предохранительно-исполнительного механизма взрывателя, взаимодействующего с датчиком цели (см. Патент РФ №2125228 MПК F 42 В 12/00, опубл. 20.01.99, бюл.№2).

Описанное в указанном патенте техническое решение как наиболее близкое к заявляемому по технической сущности и достигаемому техническому результату выбрано за прототип.

Признаки прототипа, общие с заявляемой конструкцией осколочно-фугасной БЧ: обтекатель, разрывной заряд осколочно-фугасного действия, взрыватель с датчиком цели и предохранительно-исполнительным механизмом, размещенным в осевой полости дна разрывного заряда и взаимодействующим с датчиком цели.

Указанный прототип имеет недостатки, приводящие к снижению эффективности его осколочно-фугасного действия.

Существенным недостатком конструкции прототипа является размещение датчика цели взрывателя в головной части обтекателя. Это приводит к экранировке части осколочного поля поражения элементами конструкции взрывателя и его крепления к обтекателю. Кроме того, такое размещение датчика цели при попадании в прочные преграды приводит к срабатыванию разрывного заряда на значительном удалении от поверхности, что снижает совместное осколочно-фугасное действие по этой преграде и уменьшает эффективность поражающего действия. При подходе под малыми углами к мягким поверхностям, таким как свежевскопанная земля, водная поверхность или слой снега, размещение датчика цели взрывателя в головной части обтекателя приводит к срабатыванию разрывного заряда в частично заглубленном в преграду состоянии, что снижает величину осколочного действия и соответственно эффективность поражения целей, находящихся на этой поверхности.

Другим существенным недостатком прототипа является применение во всех условиях подхода к цели датчика цели контактного действия. При пуске снаряда с наземной пусковой установки или низколетящего вертолета по цели, расположенной на удалении в 3-5 километров, углы подхода к поверхности земли практически всегда будут в пределах нескольких градусов. Как было отмечено выше, такие величины углов подхода боевой части к поверхности не обеспечивают условий надежного срабатывания контактного датчика цели, что снижает эффективность действия по целям, расположенным на указанной поверхности.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является обеспечение эффективного осколочно-фугасного действия ОФБЧ в составе управляемого снаряда по целям, расположенным на поверхности земли при подходе снаряда к этой поверхности под малыми углами, и повышение эффективности совместного осколочно-фугасного действия по целям с прочной поверхностью при подходе снаряда к этой поверхности под большими углами.

В отличие от известной осколочно-фугасной боевой части, содержащей размещенный в головной части обтекателя взрыватель с датчиком цели контактного типа и разрывной заряд осколочно-фугасного действия, дно которого содержит осевую полость для предохранительно-исполнительного механизма взрывателя, взаимодействующего с датчиком цели, в предлагаемой осколочно-фугасной боевой части разрывной заряд осколочно-фугасного действия размещен между головным обтекателем и взрывателем, причем последний имеет несколько размещенных равномерно по окружности боковой поверхности корпуса взрывателя активных неконтактных датчиков цели, диаграмма направленности которых ориентирована перпендикулярно оси боевой части, и один или несколько установленных на торцевой поверхности корпуса взрывателя контактных датчиков цели, диаграмма направленности которых ориентирована по оси боевой части.

Технические решения, содержащие признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, неизвестны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает достаточным изобретательским уровнем.

Каждый из вышеуказанных существенных признаков необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества нового сверхэффекта, не присущего признакам в их разобщенности.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется графическими изображениями на фиг.1 - 3. На фиг.1 показан общий вид предлагаемой осколочно-фугасной боевой части в разрезе. На фиг.2 иллюстрируется процесс срабатывания разрывного заряда боевой части при подходе снаряда к поверхности земли под малыми углами (например, около 5°). На фиг.3 иллюстрируется процесс срабатывания разрывного заряда боевой части при подходе к прочной поверхности цели под углом, близким к нормали.

Предлагаемая боевая часть для управляемого снаряда содержит (фиг.1) обтекатель (1), взрывательное устройство с активными неконтактными (2) и контактными (3) датчиками цели, разрывной заряд осколочно-фугасного действия (4), в донной полости которого размещен предохранительно-исполнительный механизм взрывателя (5). Позициями (6) и (7) показаны соответственно передняя (по полету) и задняя границы меридионального угла разлета основной части осколочного поля поражения.

На фиг.2 и 3 позицией (8) условно показаны хвостовые отсеки ракеты в момент ее подхода к поверхности цели (9).

В случае использования в составе БЧ разрывного заряда осколочно-фугасного действия меридиональный угол разлета основной части которого лежит в пределах 0° - ϕ_макс, размещение разрывного заряда перед взрывателем обеспечивает ликвидацию экранировки передней (по полету) части осколочного потока элементами конструкции взрывателя и его крепления к обтекателю, что увеличивает эффективность действия БЧ по цели, в направлении которой произведен запуск ракеты.

Задняя (по полету) граница угла разлета осколочного потока определяется исходя из реальных условий применения ракеты, на которую устанавливается предлагаемая БЧ. Такими условиями, ограничивающими максимальное значение меридионального угла разлета, могут быть требования обеспечения безопасности носителя в условиях срабатывания БЧ на малом удалении от места пуска сразу в момент взведения ПИМа. Кроме того, осколки, имеющие значения меридионального угла разлета, близкие к 180°, движутся практически в противоположном движению ракеты направлении, в связи с чем дают малый вклад в поражающее действие БЧ.

Граничное значение меридионального угла основной части осколочного потока определяется направлением нормали к поверхности осколочной оболочки в ее торцевой зоне. Небольшое количество осколков (до 5% от общего их числа), разлетающееся под углами, большими чем граничное значение, в предлагаемой БЧ экранируются взрывателем и хвостовыми отсеками ракеты. Поэтому при построении профиля задней (по полету) части осколочной оболочки радиус кривизны торцевой зоны осколочной оболочки целесообразно размещать на продолжении прямой, проходящей через передний (по полету) край взрывателя и торец осколочной оболочки (см. фиг.1).

Предлагаемая боевая часть работает в двух режимах: неконтактном и контактном. В неконтактном режиме (фиг.2) работа БЧ происходит следующим образом. После того как расстояние между неконтактным датчиком цели (2) и поверхностью преграды (9) станет меньше предельной дальности срабатывания (Н_пр.), отраженный от поверхности цели сигнал активного неконтактного датчика обеспечивает выдачу сигнала на срабатывание предохранительно-исполнительного механизма взрывателя (5). Такой режим срабатывания обеспечивает предконтактный подрыв разрывного заряда, при котором условия заглубления разрывного заряда в грунт и экранировки осколочного поля поражения грунтом полностью отсутствуют. При этом выбором величины предельной дальности срабатывания неконтактных датчиков цели можно значительно поднять эффективность осколочного действия, обеспечив поражение элементарных целей, экранирующих друг друга на местности или укрытых в окопах или складках местности.

В контактном режиме (фиг.3) работа боевой части происходит следующим образом. При соударении с прочной поверхностью цели под углами, близкими к нормали, обтекатель (1) боевой части деформируется, не оказывая заметного силового воздействия на контактные датчики цели, установленные в отсеке взрывателя, размещенном со стороны донной части разрывного заряда осколочно-фугасного действия (4). Величина нагрузки на контактные датчики цели резко возрастет только при подходе к прочной поверхности цели разрывного заряда осколочно-фугасного действия. При этом контактные датчики цели срабатывают и обеспечивают выдачу сигнала на срабатывание предохранительно-исполнительного механизма взрывателя (5). Подрыв основного заряда при этом происходит в момент непосредственного контакта между корпусом основного заряда и прочной преградой, что приводит к увеличению эффективности совместного осколочно-фугасного действия разрывного заряда по прочной преграде.

Предлагаемое техническое решение реализовано при разработке осколочно-фугасной боевой части (ОФБЧ) для управляемой ракеты среднего калибра. Разработанная ОФБЧ представляет собой передний отсек ракеты и со держит обтекатель, осколочно-фугасный разрывной заряд и взрыватель, состоящий из предохранительно-исполнительного механизма электромеханического типа и неконтактно-контактного датчика цели (НКДЦ). Осколочно-фугасный разрывной заряд размещен между обтекателем и НКДЦ. В донной полости корпуса осколочно-фугасного разрывного заряда размещен предохранительно-исполнительный механизм взрывателя. НКДЦ содержит четыре размещенных равномерно по окружности собственного корпуса, являющегося частью корпуса БЧ, активных неконтактных датчиков цели оптического действия. Диаграмма направленности этих датчиков ориентирована перпендикулярно оси БЧ, а предельная дальность срабатывания зависит от коэффициента белизны отражающей поверхности и равна 2-3 калибрам ракеты. Кроме того, НКДЦ содержит контактный датчик цели, диаграмма направленности которого ориентирована вдоль оси БЧ. Датчик установлен внутри корпуса НКДЦ на его торцевой поверхности. Выдача команды на срабатывание от этого датчика происходит при достижении заданной величины тормозящей перегрузки, действующей в течение заданного отрезка времени.

Проведенная в летных условиях экспериментальная проверка характеристик поражающего действия ракеты с осколочно-фугасной боевой частью, разработанной в соответствии с предложенным техническим решением, подтвердила высокую эффективность осколочно-фугасного действия БЧ по таким целям, как небронированная техника, живая сила на местности, в автомобилях и зданиях.

Изобретение относится к области военной техники и может быть использовано для создания боевых частей высокоточных управляемых ракет малого и среднего калибра. Боевая часть содержит обтекатель, разрывной заряд, взрыватель с предохранительно-исполнительным механизмом, размещенным в полости дна разрывного заряда. Разрывной заряд размещен между обтекателем и взрывателем, причем на боковой поверхности корпуса взрывателя по окружности равномерно размещены неконтактные датчики цели, взаимодействующие с предохранительно-исполнительным механизмом, диаграмма направленности которых ориентирована перпендикулярно оси боевой части, а на торцевой поверхности корпуса взрывателя установлены один или несколько контактных датчиков цели, взаимодействующих с предохранительно-исполнительным механизмом, диаграмма направленности которых ориентирована по оси боевой части. Технический результат заключается в повышение эффективности осколочного действия по размещенным на поверхности элементарным объектам в условиях малых углов подхода. 3 ил.

Осколочно-фугасная боевая часть, содержащая обтекатель, разрывной заряд, взрыватель с предохранительно-исполнительным механизмом, размещенным в полости дна разрывного заряда, отличающаяся тем, что разрывной заряд размещен между обтекателем и взрывателем, причем на боковой поверхности корпуса взрывателя по окружности равномерно размещены неконтактные датчики цели, взаимодействующие с предохранительно-исполнительным механизмом, диаграмма направленности которых ориентирована перпендикулярно оси боевой части, а на торцевой поверхности корпуса взрывателя установлены один или несколько контактных датчиков цели, взаимодействующих с предохранительно-исполнительным механизмом, диаграмма направленности которых ориентирована по оси боевой части.