ОСКОЛОЧНЫЙ БОЕПРИПАС Российский патент 2005 года по МПК F42B12/20 

Изобретение относится к осколочным боеприпасам и может быть применено для повышения могущества их действия.

Могущество осколочного действия боеприпасов во многом определяется параметрами осколочного поля, одними из наиболее важных среди которых являются количество осколков и их форма. Эти параметры определяются интенсивностью дробления корпуса при взрыве в осевом и тангенциальном направлениях.

Известен осколочный боеприпас, основными элементами которого являются корпус и разрывной заряд [1].

В качестве прототипа выбран известный осколочный боеприпас традиционной конструктивной схемы [2] (фиг.1). Он включает корпус (1) и разрывной заряд (2).

Недостатком известного осколочного боеприпаса является нерациональное использование металла корпуса вследствие образования при взрыве, так называемых “сабель”- осколков с большим удлинением и длиной, практически равной длине корпуса. Их масса может составлять более 100 граммов [2]. Это особенно ярко выражено для осколочных боеприпасов, корпус которых изготовлен из стали, склонной к сдвиговому характеру разрушения.

Техническим результатом является увеличение количества осколков и улучшение их формы за счет увеличения интенсивности дробления корпуса в осевом направлении.

Для достижения указанного технического результата в известном осколочном боеприпасе, включающем корпус и разрывной заряд, разрывной заряд содержит слой мощного бризантного взрывчатого вещества, отличающегося от взрывчатого вещества разрывного заряда, разделяющий его по высоте на две равные части и обеспечивающий при детонации неравномерное приложение импульсной нагрузки к корпусу боеприпаса. Высота слоя мощного бризантного взрывчатого вещества определяется экспериментально и составляет

где δ₀ - толщина стенки корпуса боеприпаса;

С₁ - скорость распространения звука в металле корпуса боеприпаса;

D - скорость детонации слоя мощного бризантного взрывчатого вещества,

а характеристики (химический состав и плотность) мощного бризантного взрывчатого вещества обеспечивают величину детонационного давления, не менее чем в 1,25 раза превышающую величину детонационного давления, обеспечиваемую взрывчатым веществом разрывного заряда.

На фиг.2 показан заявляемый осколочный боеприпас.

На фиг.3 показан макет осколочного боеприпаса, соответствующий прототипу.

На фиг.4 показан макет осколочного боеприпаса, соответствующий заявляемому осколочному боеприпасу.

На фиг.5а и 5б показан вид осколков корпуса макетов прототипа и заявляемого осколочного боеприпаса соответственно.

Заявляемый осколочный боеприпас (фиг.2) включает корпус (1) и разрывной заряд, разделенный по высоте на две равные части (2) и (3) слоем более мощного бризантного взрывчатого вещества (4).

При инициировании разрывного заряда заявляемого осколочного боеприпаса параметры ударно-волнового нагружения участка стенки корпуса, находящегося в непосредственном контакте со слоем мощного бризантного взрывчатого вещества (4), существенно выше параметров ударно-волнового нагружения участков стенки корпуса, находящихся в непосредственном контакте с частями (2) и (3) разрывного заряда [3]. Таким образом обеспечивается условие неравномерного приложения нагрузки по длине корпуса боеприпаса. Это приводит к увеличению интенсивности дробления участка, находящегося в зоне непосредственного контакта со слоем мощного бризантного взрывчатого вещества (4). Вследствие этого увеличивается интенсивность дробления корпуса (1) в осевом направлении, что обеспечивает увеличение количества осколков и улучшение их формы.

Минимальное значение δ высоты слоя более мощного бризантного взрывчатого вещества должно быть достаточным для обеспечения условия неравномерного приложения ударно-волнового нагружения по длине корпуса боеприпаса. В противном случае ударная волна, формируемая на участке металла корпуса, находящегося в непосредственном соприкосновении с мощным бризантным взрывчатым веществом, затухнет и желаемый технический результат достигнут не будет.

Максимальное значение δ высоты слоя мощного бризантного взрывчатого вещества из экономических соображений должно быть минимальным, но при этом гарантированно обеспечивать желаемый технический результат.

В соответствии с работой [4] зарождение очагов разрушения, развитие которых приводит к дроблению корпуса, происходит в начальный период взрывного нагружения корпуса. Длительность этого периода приближенно может быть оценена следующим по формуле

В течение этого времени в заявляемом осколочном боеприпасе достаточно обеспечить взрывное нагружение участка стенки корпуса, находящегося в непосредственном контакте со слоем мощного бризантного взрывчатого вещества. Поэтому максимальное значение высоты δ_mах слоя более мощного бризантного взрывчатого вещества будет равно

Реализация заявляемого осколочного боеприпаса осуществлялась на макетах. Макет (фиг.3) включает корпус (1), разрывной заряд (2), резьбовую крышку (3). Корпус макета изготавливался из стали 45. Геометрические характеристики макета представлены в табл. 1.

Таблица 1Геометрические характеристики макета№ п/пХарактеристикаЗначение1.Калибр, мм422.Высота корпуса, мм1503.Толщина крышки и дна, мм154.Толщина стенки корпуса, мм65.Диаметр разрывного заряда, мм30

Разрывной заряд осколочных макетов выполнен из прессованного флегматизированного гексогена (плотность 1630 кг/м³; скорость детонации 8110 м/с).

Испытания проводились на двух вариантах образцов:

1. Вариант, соответствующий прототипу (фиг.3). Масса разрывного заряда составляла 0,127-0,132 кг.

2. Вариант, соответствующий заявляемому осколочному боеприпасу (фиг 4). Части (2) и (3) разрывного заряда разделены шашкой окфола (плотность 1750 кг/м³; скорость детонации 8630 м/с) (4) высотой 10 мм. Масса разрывного заряда составляла 0,130-0,13 5 кг.

Испытания проводились по совмещенной схеме [5]. В качестве улавливающей среды использовались древесные опилки. По результатам подрывов макетов каждого варианта оценивались следующие параметры осколочности:

- количество осколков с массой более 0.25 г по результатам подрывов в бронекамере - N_0.25б и в щитовой мишенной обстановке - N_0.25щ;

- средняя масса осколков - m_ср;

- средняя длина осколков - a;

- средняя ширина осколков - b;

- среднее удлинение осколков - λ_ср;

- максимальная скорость разлета осколков - V_mах.

Вид осколков корпуса макетов прототипа и предлагаемого осколочного боеприпаса показаны соответственно на фиг.5а и 5б, а результаты испытаний представлены в табл. 2.

Таблица 2Результаты испытаний№ вариантаN_0.25б, штN_0.25щ, штm_ср, гα, ммb, ммλ_срV_mах, м/с12342302,7727,054,166,50119922652932,2723,264,295,411294

Из представленных результатов испытаний следует, что применение заявляемого осколочного боеприпаса позволяет увеличить количество осколков и уменьшить их удлинение относительно прототипа за счет увеличения интенсивности дробления корпуса в осевом направлении.

Источники информации

1. Г.В.Ермаков, В.Г.Орлов. Устройство и действие боеприпасов артиллерии. - Пенза: ВАИУ. 1968, 272 с.

2. В.С.Аблов, В.Г.Орлов, П.П.Степанов. Конструкция, теория и расчет снарядов и головных частей. - Пенза: ВАИУ. 1979, 503 с.

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

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

5. Пичугин А.К., Краснов М.Н., Козлов Г.В. Камера для подрыва осколочных боеприпасов. Заявка на изобретение. Авторское свидетельство №271445, 1987 (СССР).

Изобретение относится к области боеприпасов осколочного действия. Боеприпас включает корпус и разрывной заряд, который содержит слой мощного бризантного взрывчатого вещества, отличающегося от взрывчатого вещества разрывного заряда, разделяющий его по высоте на две равные части, при этом высота слоя мощного бризантного взрывчатого вещества составляет величину δ≈(2/3)δ₀ ÷(2δ₀/C₁)D, где δ₀ - толщина стенки корпуса боеприпаса, C₁ - скорость распространения звука в металле корпуса боеприпаса, D - скорость детонации слоя мощного бризантного взрывчатого вещества, а характеристики: химический состав и плотность мощного бризантного взрывчатого вещества обеспечивают величину детонационного давления, не менее чем в 1,25 раза превышающую величину детонационного давления обеспечиваемую взрывчатым веществом разрывного заряда. Технический результат - увеличение количества осколков и улучшение их формы за счет увеличения интенсивности дробления корпуса в осевом направлении. 5 ил., 2 табл.

Осколочный боеприпас, включающий корпус и разрывной заряд, отличающийся тем, что разрывной заряд содержит слой мощного бризантного взрывчатого вещества, отличающегося от взрывчатого вещества разрывного заряда, разделяющий его по высоте на две равные части, при этом высота слоя мощного бризантного взрывчатого вещества составляет величину δ ≈ (2/3)δ ₀÷_{(2δ0/С1)D, где δ0 - толщина стенки корпуса боеприпаса; C1 - скорость распространения звука в металле корпуса боеприпаса; D - скорость детонации слоя мощного бризантного взрывчатого вещества, а характеристики - химический состав и плотность мощного бризантного взрывчатого вещества - обеспечивают величину детонационного давления, не менее чем в 1,25 раза превышающую величину детонационного давления, обеспечиваемую взрывчатым веществом разрывного заряда.}