УПРАВЛЯЕМЫЙ СНАРЯД Российский патент 2005 года по МПК F42B15/00 

Изобретение относится к оборонной технике и может быть использовано при создании высокоточных управляемых снарядов или ракет малого и среднего калибра.

Известны управляемые реактивные снаряды, содержащие в своем составе осколочно-фугасные боевые части, применяемые для поражения легкобронированной техники, авиационной техники на стоянках, живой силы в естественных и искусственных укрытиях и т.д. Управление снарядом в процессе его полета к цели позволяет добиться высокой точности попадания в цель. Конструкции таких снарядов и особенности способов их применения, позволяющие обеспечить высокую эффективность действия, описаны, например, в патентах РФ №2197708, МКИ⁷ F 42 В 15/18, 12/52, опубл. 27.01.03, Бюл. №3; №2194941, МКИ⁷ F 42 В 12/00, опубл. 20.12.02, Бюл. №35; №2191983, МКИ⁷ F 42 В 15/00, опубл. 27.10.02, Бюл. №30.

Известно, что повысить эффективность действия снаряда можно за счет увеличения массы боевой части. В ряде случаев такой подход позволяет увеличить как фугасное, так и осколочное действие снаряда. Однако в случае малых и средних калибров увеличение массы боевой части снаряда приводит к непропорционально малому росту эффективности ее осколочного действия.

Действительно, в случаях, когда калибр снарядов мал, рост массы боевой части требует увеличения ее длины. Это дает возможность увеличить массу разрывного заряда и, следовательно, параметры фугасного действия. Это также позволяет увеличить и массу корпуса, осколки которого формируют осколочное поле поражения. Однако простое увеличение длины корпуса, начиная с относительного удлинения (отношение длины к диаметру) более двух, приводит к непропорционально малому увеличению осколочного действия. А именно, начиная с этого значения относительного удлинения корпуса, большая часть осколков, образуемых из корпуса боевой части, движется в узком меридиональном угле в направлении, близком к нормали к оси снаряда. Это происходит вследствие того, что при больших удлинениях форма боевой части снаряда близка к цилиндрической. Поэтому направление нормали к поверхности большей части корпуса, с точностью до значения угла Тейлора, определяющего направление движения осколков при взрывном метании, совпадает с нормалью к оси снаряда. Вследствие этого основная часть осколков корпуса движется в узком диапазоне меридионального угла разлета, что является причиной неравномерного распределения осколков в поле поражения - перенасыщению осколками центральной части меридионального угла поля поражения и отсутствию прироста их количества в периферийных частях (см. например, Физика взрыва / Под ред. Л.П.Орленко. - Изд.3-е, переработанное. - В 2 т. Т.2, М.: ФИЗМАТ, 2002, стр.53-57). Такое изменение характеристик осколочного поля поражения дает незначительное увеличение эффективности осколочного действия. В то же время, как следует из рассмотрения приведенных в вышеуказанной ссылке результатов экспериментов и расчетов, в случае, когда значение относительного удлинения корпуса меньше двух, осколки корпуса распределяются практически равномерно в относительно широком меридиональном угле разлета. Однако, как уже было отмечено выше, при ограничении калибра снаряда увеличение массы боевой части ведет к увеличению относительного удлинения корпуса.

В качестве прототипа изобретения принят многоцелевой снаряд, по патенту РФ №2080548, МКИ⁶ F 42 В 12/02, опубл. 27.05.97, Бюл. №15, содержащий боевую часть, состоящую из расположенных по оси снаряда и соединенных с помощью разъемного соединения по плоскости, перпендикулярной оси снаряда, головного и донного блоков, каждый из которых содержит корпус, заряд взрывчатого вещества и взрыватель. Головной и донный блоки могут быть соединены между собой электрической связью. Основным вариантом исполнения прототипа подразумевается использование блоков осколочно-фугасного действия. Как следует из описания прототипа, сборка блоков осуществляется при помощи резьбового соединения, одна часть которого выполнена на корпусе головного блока, а вторая - на корпусе донного блока.

Признаки прототипа, общие с заявляемой конструкцией управляемого снаряда: боевая часть, содержащая расположенные по оси снаряда и соединенные с помощью разъемного соединения по плоскости, перпендикулярной оси снаряда, головной и донный блоки осколочно-фугасого действия, каждый из которых содержит корпус и заряд взрывчатого вещества.

Указанный прототип имеет ряд недостатков, устранив которые можно повысить его эффективность. В частности, существенным недостатком обладает конструкция узла соединения головного и донного осколочно-фугасных блоков в единую боевую часть. А именно, как следует из описания и чертежей, иллюстрирующих основное исполнение и варианты осколочно-фугасной боевой части, при стыковке головного и донного блоков обеспечивается плотное, без зазоров соединение корпусов блоков. Такое соединение блоков обеспечивает передачу детонации от разрывного заряда одного осколочно-фугасного блока к другому через примыкающие друг к другу крышку донного блока и дно головного блока. Взаимодействие двух расположенных вплотную друг к другу блоков приводит к тому, что распределение осколков корпусов блоков в меридиональном угле разлета практически совпадает с распределением, получаемым от корпуса одного заряда равного удлинения. В частности, если при соединении блоков в боевую часть относительное удлинение ее корпуса станет больше двух, возникает перенасыщение осколками центральной части меридионального угла поля поражения, что ведет к непропорционально низкому приросту эффективности осколочного действия.

Известная конструкция снаряда, содержащего два соединяемых вплотную друг к другу осколочно-фугасных блока, обеспечивает увеличение эффективности фугасного действия за счет увеличения суммарной массы разрывного заряда. Однако она не устраняет отмеченный выше, выявленный в конструкциях аналогов недостаток, препятствующий росту эффективности осколочного действия, а именно - формирование узкого угла разлета основной части суммарного потока осколков корпусов двух блоков, в случае, если общее удлинение БЧ после сборки будет превышать два калибра снаряда.

Другим существенным недостатком вышеописанной конструкции является выбор для сборки блоков конструкции резьбового соединения, в котором одна часть резьбы выполнена в корпусе головного блока, а другая в корпусе донного блока. Указанная конструкция неприменима для соединения в единое целое отдельных отсеков управляемого снаряда. Использование такого узла соединения не обеспечивает необходимой угловой ориентации элементов системы управления снарядом, размещаемых в головном и донном блоках, что недопустимо. Так как за счет наличия допусков на длину выполняемой на торцах блоков соединительной резьбы элементы системы ориентации и управления снаряда будут устанавливаться при сборке под различными углами относительно друг друга. Это приведет к снижению точности наведения и вследствие этого к уменьшению эффективности поражения цели.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности боеприпаса за счет увеличения осколочного действия и точности наведения.

Для решения задачи, в отличие от известного снаряда, в состав которого входит боевая часть, содержащая расположенные по оси снаряда и соединенные с помощью разъемного соединения по плоскости, перпендикулярной оси снаряда, головной и донный блоки осколочно-фугасного действия, каждый из которых содержит корпус и заряд взрывчатого вещества, в боевой части между головным и донным блоками выполнен воздушный зазор, соединение блоков осуществляется с помощью промежуточной втулки, с правой и левой резьбой на противоположных концах и установленного над средней частью втулки кольца, в котором выполнены сквозные радиальные отверстия под ключ, совпадающие с глухими радиальными отверстиями во втулке, при этом головной осколочно-фугасный блок содержит центральный канал и дополнительные заряды, размещенные на заднем по полету торце корпуса и выполненные из ВВ с большей чувствительностью к удару, чем ВВ основного заряда.

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

Сущность предлагаемого технического решения поясняется графическими изображениями, приведенными на фиг.1-4.

На фиг.1 показан общий вид предлагаемого управляемого снаряда в разрезе. На фиг.2 показан узел соединения головного и донного блоков при помощи промежуточной втулки с кольцом. На фиг.3 показан вариант исполнения предлагаемого управляемого снаряда, в котором в дополнение к осколочно-фугасной БЧ установлен лидирующий кумулятивный заряд. На фиг.4 показаны зависимости меридионального угла разлета осколков от расстояния между торцом корпуса и рассматриваемым сечением для одиночного блока с корпусом цилиндрической формы длиной более двух калибров (24) и установленных с зазором двух блоков (25), каждый из которых имеет корпус с относительным удлинением меньше двух калибров при суммарной длине двух корпусов, равной длине одиночного блока.

Предлагаемый управляемый снаряд (фиг.1) содержит реакционные контакты (1) и (2), боевую часть, состоящую из головного (3) и донного (4) осколочно-фугасных блоков, расположенных по оси снаряда и соединенных с помощью разъемного соединения (5), электронного блока задержки подрыва (6), донного осколочно-фугасного блока (4), электрожгута (7), соединяющего реакционные контакты (1) и (2) с электронным блоком задержки подрыва (6) и ПИМом (8) донного осколочно-фугасного блока (4), в котором расположен заряд взрывчатого вещества (9). Между дном (10) головного осколочно-фугасного блока (3) и крышкой (11) донного осколочно-фугасного блока (4) образован зазор (12). Головной осколочно-фугасный блок (3) содержит основной заряд (13), центральный канал (14), предназначенный для прохода электрожгута (7), а также размещенные со стороны дна (10) дополнительные заряды (15), выполненные из ВВ, с большей чувствительностью к удару, чем ВВ основного заряда (13).

Разъемное соединение (5) головного (3) и донного (4) осколочно-фугасных блоков (фиг.2) состоит из промежуточной втулки (16) с правой (17) и левой (18) резьбой на противоположных торцах и установленного над средней частью втулки кольца (19), в котором выполнены сквозные радиальные отверстия (20) под ключ, совпадающие с глухими радиальными отверстиями (21) во втулке.

Такое исполнение разъемного соединения позволяет осуществить сборку осколочно-фугасных блоков в единую конструкцию с требуемой угловой ориентацией блоков относительно друг друга, что необходимо для обеспечения управления снарядом в процессе его полета. При сборке снаряда втулка (16) вворачивается в головной блок (3) на глубину меньшую, чем глубина резьбы, ориентировочно на ширину одного витка. На втулку устанавливается кольцо (19). После чего головной блок (3), втулка (16) и кольцо (19) фиксируются по углу относительно друг друга технологической оснасткой. Затем донный блок (4) накручивается на противоположный торец втулки (16) до упора, при этом электрожгут (7), закрепленный жестко в донном блоке (4), уложен свободно в центральном канале (14) головного блока (3). Затем выкручиванием донного блока (4) обеспечивается требуемая взаимная угловая ориентация блоков, после чего их взаимное угловое положение фиксируется. Далее одновременным поворотом кольца (19) и втулки (16) посредством ключа, установленного в отверстия (20) и (21), до реализации определенного чертежом критерия, например, достижения заданной величины момента силы, производится окончательное притягивание блоков (3) и (4) к кольцу (19).

На фиг.3 показан вариант исполнения предлагаемого управляемого снаряда, в котором кроме осколочно-фугасной боевой части содержится и лидирующий кумулятивный заряд (22) с ПИМом (23), боевая электрическая цепь которого соединена электрожгутом (7) с реакционными контактами (1) и (2) параллельно с электронным блоком задержки подрыва (6).

Предлагаемый управляемый снаряд (на примере конструкции, приведенной на фиг.1) работает следующим образом.

При соприкосновении с поверхностью цели происходит деформация и смыкание реакционных контактов (1) и (2), что приводит в действие электронный блок задержки подрыва (6) ПИМа (8) донного осколочно-фугасного блока (4). Отработав заданное время задержки, электронный блок (6) выдает команду на подрыв заряда взрывчатого вещества (9), что обеспечивает формирование воздушной ударной волны и потока осколков корпуса донного осколочно-фугасного блока (4), которые осуществляют поражение цели. При этом осколки передней крышки (11) донного осколочно-фугасного блока (4) двигаются в направлении дна (10) головного осколочно-фугасного блока (3), осуществляя ударное воздействие на дополнительные заряды (15), выполненные из ВВ, имеющего повышенную чувствительность к удару, инициирование которых приводит к детонации основного заряда (13) головного осколочно-фугасного блока (3). В предлагаемой конструкции между подрывом донного осколочно-фугасного блока (4) и подрывом головного осколочно-фугасного блока (3) существует временной промежуток, величина которого определяется разностью времени между моментом срабатывания электронного блока задержки и моментом соударения с дополнительными зарядами потока осколков, образуемого из крышки корпуса донного блока. Для реально существующих управляемых снарядов калибра 80-150 мм при ширине воздушного зазора между блоками около 0,25 калибров и заглублении дополнительных зарядов (15) относительно дна (10) головного блока (3) указанная разность времени может составить 50-100 мкс.

Такая задержка срабатывания приводит к независимому формированию осколочного поля поражения каждым из осколочно-фугасных блоков, входящим в состав боевой части (см. фиг.4). Это обеспечивает создание каждым из указанных блоков широкого меридионального угла разлета осколков (25) с близким к равномерному распределению их количества по отдельным зонам меридионального угла. При размещении блоков вплотную друг к другу, как уже отмечалось при анализе недостатков снаряда по патенту РФ №2080548, в центральной части меридионального угла разлета осколков возникает узкая зона (24), количество осколков в которой значительно превышает требуемое по условиям поражения цели, при этом краевые зоны меридионального угла содержат недостаточное количество осколков, вследствие чего эффективность осколочного действия далека от оптимума. В предлагаемой конструкции суммарный меридиональный угол разлета осколков блоков заполнен осколками более равномерно, что обеспечивает значительный прирост эффективности осколочного действия.

Величиной задержки срабатывания головного осколочно-фугасного блока (3) можно управлять выбором ширины воздушного зазора (12), величины скорости метания осколков крышки (10) донного осколочно-фугасного блока (4) либо величины заглубления дополнительных зарядов (15) относительно дна (10) головного осколочно-фугасного блока (3). Это, в дополнение к равномерному насыщению осколками всего меридионального угла разлета, создает условия срабатывания головного блока на минимально возможном расстоянии от преграды, что обеспечивает дополнительный рост эффективности поражения цели за счет увеличения фугасного действия путем приближения точки взрыва заряда к цели.

В случае применения в составе снаряда лидирующего кумулятивного заряда (фиг.3), боевая электрическая цепь ПИМа которого электрожгутом (7) соединена с реакционными контактами (1) и (2), сигнал на подрыв лидирующего заряда поступает одновременно с замыканием реакционных контактов (1) и (2). В связи с тем, что параллельно с ПИМом лидирующего кумулятивного заряда реакционные контакты (1) и (2) соединены и с электронным блоком задержки подрыва (6), дальнейший алгоритм работы этого исполнения снаряда совпадает с алгоритмом работы исполнения, показанного на фиг.1. При этом кумулятивная струя, формируемая при срабатывании лидирующего кумулятивного заряда, наносит прочной поверхности цели повреждения, размеры которого последовательно увеличиваются при срабатывании с заданными задержками донного и головного осколочно-фугасных блоков боевой части.

Таким образом, применение предлагаемого технического решения приводит к повышению осколочного и фугасного поражающего действия боевой части, а также точности наведения управляемого снаряда на цель. В сравнении с прототипом это обеспечивает повышение эффективности действия рассматриваемого управляемого снаряда.

Изобретение относится к области вооружения. Управляемый снаряд содержит боевую часть, состоящую из блоков осколочно-фугасного действия, расположенных по оси снаряда и соединенных посредством разъемного соединения по плоскости, перпендикулярной его оси. Каждый блок содержит корпус и заряд взрывчатого вещества. Между головным и донным блоками выполнен воздушный зазор. Головной блок выполнен с центральным каналом и снабжен дополнительными зарядами, размещенными на заднем по полету торце корпуса и выполненными из ВВ с большей чувствительностью к удару, чем у ВВ основного заряда. При использовании изобретения повышается эффективность боеприпаса. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Управляемый снаряд, содержащий боевую часть, состоящую из блоков осколочно-фугасного действия, расположенных по оси снаряда и соединенных посредством разъемного соединения по плоскости, перпендикулярной его оси, причем каждый блок содержит корпус и заряд взрывчатого вещества, отличающийся тем, что между головным и донным блоками выполнен воздушный зазор, при этом головной блок выполнен с центральным каналом и снабжен дополнительными зарядами, размещенными на заднем по полету торце корпуса и выполненными из ВВ с большей чувствительностью к удару, чем у ВВ основного заряда.2. Управляемый снаряд по п.1, отличающийся тем, что блоки соединены посредством промежуточной втулки с правой и левой резьбой на противоположных ее концах и радиальными отверстиями под ключ, а также кольца, установленного над средней частью втулки, со сквозными радиальными отверстиями, совпадающими с отверстиями во втулке.3. Управляемый снаряд по п.1, отличающийся тем, что дополнительные заряды головного блока заглублены относительно его торца.4. Управляемый снаряд по п.2, отличающийся тем, что во втулке радиальные отверстия под ключ выполнены глухими.5. Управляемый снаряд по п.1, отличающийся тем, что он снабжен лидирующим кумулятивным зарядом.