ОСКОЛОЧНЫЙ БОЕПРИПАС Российский патент 2005 года по МПК F42B12/20 

Изобретение относится к области боеприпасов и может быть применено для повышения могущества осколочного действия.

Известны конструкции осколочных боеприпасов, основными элементами которых являются корпус и разрывной заряд из бризантного взрывчатого вещества [1]. Могущество их осколочного действия во многом определяется параметрами осколочности, такими как количество осколков и скорость их разлета.

В качестве прототипа выбран осколочный боеприпас (Фиг.1), включающий корпус (1) и разрывной заряд (2) из бризантного взрывчатого вещества [2]. Недостатком указанного боеприпаса является невозможность увеличения начальных параметров взрывного нагружения корпуса, которые определяют количество осколков и скорость их разлета [3, 4].

Техническим результатом является увеличение количества осколков и скорости их разлета за счет увеличения начальных параметров взрывного нагружения корпуса осколочного боеприпаса.

Для достижения указанного технического результата в известном осколочном боеприпасе, включающем корпус и разрывной заряд из бризантного взрывчатого вещества, в разрывном заряде выполнен центральный осевой канал, который заполнен центральным зарядом взрывчатого вещества, характеристики которого (химический состав и плотность) обеспечивают скорость детонации D_ц в диапазоне значений:

D_ц=D_ocн/sin(β _к÷_{β 1),}

где D_осн - скорость детонации бризантного взрывчатого вещества разрывного заряда;

β _к - минимальное значение угла подхода фронта детонационной волны к стенке корпуса, соответствующее переходу от регулярного режима отражения к нерегулярному [4, 5];

β ₁ - максимальное значение угла подхода фронта детонационной волны к стенке корпуса, соответствующее переходу от нерегулярного режима отражения к регулярному [4, 5].

Диаметр центрального заряда взрывчатого вещества превышает величину его предельного диаметра и составляет

d_ц=d_пр÷_{dпр+Δ ,}

где d_пр - величина предельного диаметра для взрывчатого вещества центрального заряда [4, 6, 7];

Δ - допуск на обеспечение диаметра центрального заряда взрывчатого вещества.

Конструкция заявляемого осколочного боеприпаса (Фиг.2) включает корпус (1), разрывной заряд (2) из бризантного взрывчатого вещества с центральным осевым каналом, центральный заряд взрывчатого вещества (3).

При инициировании детонации разрывного заряда заявляемого боеприпаса (Фиг.3) центральный заряд взрывчатого вещества (3) детонирует с большей скоростью, чем разрывной заряд (2). Следствием этого является формирование фронта детонации, подходящего к стенке корпуса под углом β .

Известно, что изменение величины угла подхода фронта детонационной волны к стальной стенке β в диапазоне 0-90 градусов для бризантных взрывчатых веществ обеспечивает изменение начального относительного давления, воздействующего на стальную стенку, в диапазоне 1,0÷ 1,8 при учете ее сжимаемости [4, 5]. Зависимость начального относительного давления Р_н, воздействующего на стальную стенку, от величины угла β подхода фронта детонационной волны к стальной стенке имеет ярко выраженный максимум (Фиг.4). Значение угла подхода фронта детонации к стальной стенке корпуса заявляемого боеприпаса обеспечивается в диапазоне β _к÷_{β 1, при котором значение начального относительного давления близко к максимальному значению. Это обеспечивает увеличение импульса давления продуктов детонации, воздействующего на стенку корпуса заявляемого осколочного боеприпаса по сравнению с прототипом, что приводит к увеличению количества осколков и скорости их разлета [1... 4].}

Если скорость детонации центрального заряда взрывчатого вещества не будет обеспечивать значение угла β подхода фронта детонационной волны к стенке корпуса в указанном диапазоне β _к÷_{β 1, то технический результат не будет достигнут, либо будет достигнут в незначительной степени и применение заявляемого осколочного боеприпаса не будет целесообразным.}

Уменьшение диаметра центрального заряда взрывчатого вещества относительно указанного диапазона значений d_ц=d_пр÷_{dпр+Δ , приведет к снижению скорости его детонации, а при уменьшении относительно величины критического диаметра взрывчатого вещества его детонация вообще прекратится [4, 6, 7]. Вследствие этого значение угла β на основной части длины корпуса выйдет из диапазона β к÷β 1 и процесс детонации разрывного заряда из бризантного взрывчатого вещества практически не будет отличаться от прототипа.}

При увеличении диаметра центрального заряда взрывчатого вещества относительно диапазона значений d_ц=d_пр÷_{dпр+Δ будет увеличиваться относительная масса взрывчатого вещества центрального заряда. Взрывчатое вещество центрального заряда имеет более высокие энергетические характеристики, чем бризантное взрывчатое вещество разрывного заряда, что также способствует повышению начальных параметров взрывного нагружения корпуса, а следовательно, и увеличению количества осколков и скорости их разлета [1... 4]. В этом случае вклад предлагаемого технического решения в достижении технического результата уменьшается и в пределе сводится к нулю, что равносильно замене бризантного взрывчатого вещества разрывного заряда более мощным взрывчатым веществом центрального заряда. Это также приводит к нецелесообразности применения заявляемого осколочного боеприпаса.}

Реализация заявляемого осколочного боеприпаса осуществлялась на макетах (фиг.5). Макет включает корпус (1), разрывной заряд (2), резьбовую крышку (4). Корпус макета изготавливался из стали 45. Геометрические характеристики корпуса макета представлены в табл. 1.

Таблица 1.
Геометрические характеристики корпуса макета№
п/пХарактеристикаЗначение1.Калибр, мм402.Высота корпуса, мм1503.Толщина крышки и дна, мм154.Толщина стенки корпуса, мм55.Диаметр каморы, мм30

Испытания проводились на двух вариантах макетов:

1. С разрывным зарядом из бризантного взрывчатого вещества, соответствующим прототипу (фиг.1). Разрывной заряд (2) выполнялся из прессованного тротила.

2. С разрывным зарядом, соответствующим заявляемому осколочному боеприпасу (фиг.2). Разрывной заряд (2) из прессованного тротила выполнялся с центральным осевым каналом, который заполнялся центральным зарядом взрывчатого вещества (3) из ТГ-40 [2]. Соотношение скоростей детонации разрывного заряда (2) и центрального заряда взрывчатого вещества (3) обеспечивало значение угла подхода фронта детонации к стенке корпуса в диапазоне β _к÷_{β 1, близком к величине β к для тротила.}

Варианты снаряжения макетов представлены в табл. 2.

Таблица 2.
Варианты снаряжения макетовПараметр№ варианта 12Диаметр центрального заряда взрывчатого вещества, мм0,05,0Относительная масса центрального заряда взрывчатого вещества, %0,02,9Скорость детонации центрального заряда взрывчатого вещества, м/с-7400Скорость детонации взрывчатого вещества разрывного заряда, м/с67006700Угол подхода фронта детонационной волны к стенке корпуса, град.0-9064,8Полная масса разрывного заряда, г132,0132,7

Испытания проводились по совмещенной схеме [8]. При этом оценивались следующие параметры осколочности:

- количество осколков массой более 0,25 г. - n_0,25;

- средняя масса осколков - m_cp;

- максимальная начальная скорость разлета осколков - V_{0 mах}.

Таблица 3
Результаты испытаний представлены в табл 3..
Результаты испытанийПараметрВариант 123N_0,25, шт164270240Δ N_0,25, %0+64+46m_cp, г3,662,622,64V_{0 max}, м/с8901010973Δ V_{0 max}, %0+14+9

Из представленных в табл. 3 результатов следует, что применение заявляемого осколочного боеприпаса позволяет на 64% повысить количество осколков и на 14% начальную скорость их разлета по сравнению с прототипом.

Источники информации

1. Баркан С.А., Ганичев П.П., Комаров Д.М. Устройство и действие артиллерийских снарядов - М.: АИА им. Дзержинского, 1956, 452 с.

2. Ермаков Г.В., Орлов В.Г. Устройство и действие боеприпасов артиллерии-Пенза: ВАИУ, 1968, 271 с.

3. Кузнецов В.А. О дроблении корпусов авиационных боеприпасов на осколки при взрыве: - М.: Труды ВВА им. Жуковского, 1956, вып.612, 198 с.

4. Баум Ф.А., Станюкович К.П., Шехтер Б.И. Физика взрыва. - М.: физматгиз, 1959. 797 с.

5. Stemberg H.M., Piacesi D. Interaction of Oblique Detonation waves with Iron. The Physics of Fluids, V.9, Num. 7, july 1966, p.1307... 1315.

6. И.Ф.Кобылкин, B.C.Соловьев. Критические условия распространения детонационных процессов. - М.: МГТУ. 1991, - с.52.

7. К.Д.Алферов. Взрывчатые вещества. Часть I. Теория взрыва. -Пенза: ВАИУ. 1964, - с.196.

8. А.С. №271445 (СССР). Камера для подрыва макетов осколочных боеприпасов./ Пичугин А.К., Краснов М.Н., Козлов Г.В.

Изобретение относится к области боеприпасов осколочного действия. Боеприпас содержит корпус и разрывной заряд из бризантного взрывчатого вещества, в котором выполнен центральный осевой канал, заполненный центральным зарядом взрывчатого вещества, характеристики которого - химический состав и плотность - обеспечивают скорость детонации D_ц в диапазоне значений: D_ц=D_осн/sin(β _к÷_{β 1), где Dоcн - скорость детонации бризантного взрывчатого вещества разрывного заряда, β к - минимальное значение угла подхода фронта детонационной волны к стенке корпуса, соответствующее переходу от регулярного режима отражения к нерегулярному, β 1 - максимальное значение угла подхода фронта детонационной волны к стенке корпуса, соответствующее переходу от нерегулярного режима отражения к регулярному. При этом диаметр dц центрального заряда взрывчатого вещества и его предельный диаметр dпp связаны между собой соотношением: dц=dпp÷dпp+Δ , где Δ - допуск на обеспечение диаметра центрального заряда взрывчатого вещества. Технический результат - повышение могущества боеприпаса за счет увеличения количества и скорости разлета его осколков без повышения физико-энергетических характеристик бризантного взрывчатого вещества разрывного заряда. 3 табл., 5 ил.}

Осколочный боеприпас, содержащий корпус и разрывной заряд из бризантного взрывчатого вещества, отличающийся тем, что в разрывном заряде выполнен центральный осевой канал, который заполнен центральным зарядом взрывчатого вещества, характеристики которого, химический состав и плотность обеспечивают скорость детонации D_ц в диапазоне значений:

D_ц=D_осн/sin(β_к-β₁),

где D_оcн - скорость детонации бризантного взрывчатого вещества разрывного заряда;

β_к - минимальное значение угла подхода фронта детонационной волны к стенке корпуса, соответствующее переходу от регулярного режима отражения к нерегулярному;

β₁ - максимальное значение угла подхода фронта детонационной волны к стенке корпуса, соответствующее переходу от нерегулярного режима отражения к регулярному, при этом диаметр d_ц центрального заряда взрывчатого вещества и его предельный диаметр d_пр связаны между собой следующим соотношением:

d_ц=d_пр-d_пр+Δ,

где Δ - допуск на обеспечение диаметра центрального заряда взрывчатого вещества.