КАВИТИРУЮЩИЙ СЕРДЕЧНИК ПОДВОДНОГО БОЕПРИПАСА Российский патент 2006 года по МПК F42B10/38 

Изобретение относится к боеприпасам нарезного и гладкоствольного оружия и может быть использовано в конструкциях подводных боеприпасов, включающих стандартную гильзу, метательный заряд и кавитирующий сердечник с отделяемым поддоном, и предназначенных для поражения преимущественно подводных целей при подводной и воздушной стрельбе в воду. Воздушная стрельба по подводным целям возможна из любого стандартного оружия. Целесообразность подводной стрельбы определяется для каждой системы оружия отдельно. При необходимости подводные боеприпасы с сердечником по изобретению могут быть использованы для стрельбы по целям, находящимся в воздушной среде.

Ввиду своей универсальности подводные боеприпасы с кавитирующим сердечником могут применяться для защиты морских и береговых объектов от подводных и воздушных средств нападения, использоваться для защиты граждан в случае проявления морского терроризма или в случае нападения хищников в воде. Подводные боеприпасы могут входить в боекомплект подразделений береговой охраны, личного состава кораблей, использоваться в снаряжении спасательных служб и морских экспедиций, применяться подводными спортсменами и охотниками.

Необходимость в создании подводных боеприпасов с кавитирующим сердечником к стандартному оружию обусловлена тем, что известные снаряды и пули, предназначенные для стрельбы в воздушной среде, при попадании в воду теряют устойчивость, переворачиваются и тормозятся всей своей боковой поверхностью. Например, стандартная 7,62-мм винтовочная пуля останавливается в воде на дистанции менее 0,7 м.

Для поражения подводных целей в ряде стран разработаны конструкции подводных боеприпасов с различными типами сердечников, которые имеют ограниченную дальность при движении в воде, не стабилизируются при полете в воздухе и требуют применения специального оружия [1].

В настоящее время для стрельбы в воде используются 4,5-мм и 5,66-мм подводные боеприпасы со стальной калиберной пулей, выполненной в виде кавитирующего сердечника, длиной более 21 калибра. Сердечник устойчиво движется в воде за счет образования естественной каверны, поэтому его называют кавитирующим, не стабилизируется при полете в воздухе, а габариты боеприпасов требуют применения специального оружия [1], [2], [3].

Для успешного поражения целей в водной и воздушной среде кавитирующие сердечники подводных боеприпасов должны сохранять устойчивость при полете в воздухе и движении в воде, а также обладать возможностью перехода через раздел сред (воздух - вода и вода - воздух).

Стабилизированный полет кавитирующего сердечника в воздухе обеспечивает его кормовая часть, которая в случае стабилизации оперением должна быть выполнена в виде многолопастного оперения, а в случае стабилизации вращением должна иметь конусно-цилиндрическую форму для придания сердечнику большей гироскопической устойчивости.

Высокоскоростное кавитационное движение кавитирующего сердечника в воде сопровождается образованием естественной каверны, расширяющейся за кавитирующей кромкой его секущей носовой поверхности, и продолжается, пока размеры каверны превышают размеры сердечника [4].

Контур каверны близок к эллипсоиду вращения, концевые участки которого соответствует асимптотическому закону расширения струй и постоянны на большей части подводной траектории.

Размеры каверны зависят от гидравлического давления (Р) и плотности воды (ρ), давления водяного пара в каверне (Р₀˜0,02 кг/см²), скорости сердечника (V) и определяются числом кавитации (σ):

σ=2·(P-P₀)/ρ·V²,

а отношение длины каверны (L) к ее диаметру (D) определяется уравнением:

L/D=σ^-0,5·(lnσ^-1+lnlnσ^-1)^0,5. [5]

Начальные размеры каверны многократно превышают размеры сердечника. Устойчивость сердечника в каверне обеспечивает его кормовая часть за счет одностороннего периодического замывания и глиссирования вдоль контура каверны своей глиссирующей поверхностью, поэтому наибольший диаметр окружности, описывающий поперечное сечение кормовой части, определяет калибр кавитирующего сердечника.

Амплитуда угловых колебаний сердечника в каверне зависит от зазора между его глиссирующей поверхностью и контуром каверны, а техническое рассеивание на подводной траектории зависит от глубины инерционного замывания глиссирующей поверхности кормовой части и ее геометрии, определяющей величину одностороннего сопротивления глиссирования.

При замывании в каверне средней или головной части сердечник теряет устойчивость, переворачивается и тормозится своей боковой поверхностью.

При движении в каверне сердечник затрачивает энергию на преодоление силы кавитационного сопротивления (F), которая в диапазоне чисел кавитации σ=0,0002...0,07, соответствующих глубине до 50 м и скорости сердечника V=120...1200 м/с, может быть определена из уравнения:

F=c_X·π·d²·ρ·V²/8

и зависит от коэффициента кавитационного сопротивления (с_х), площади носовой поверхности сердечника (π·d²/4) и плотности воды (ρ). При этом скорость сердечника (V) на дистанции (S) зависит от сопротивления (F), начальной скорости (V₀), массы сердечника (m) и определяется из уравнения:

V=V₀·е^-S·F/m.

С увеличением глубины погружения и падением скорости сердечника возрастает число кавитации (σ) и уменьшаются размеры каверны (L) и (D), причем на большей глубине смыкание каверны на глиссирующей поверхности кормовой части происходит раньше, при большей скорости сердечника (V) и на меньшей дистанции (S).

При круговом смыкании каверны на глиссирующей поверхности происходит замывание кормовой части сердечника, при этом к кавитационному сопротивлению (F) добавляется вязкое гидродинамическое сопротивление жидкости, которое быстро останавливает сердечник.

Согласно законам гидродинамики дальность поражения подводных целей можно повысить за счет увеличения массы сердечника (m), уменьшения коэффициента кавитационного сопротивления (с_х) и площади его носовой поверхности (π·d²/4). Для этого контур кавитирующего сердечника должен быть согласован с наименьшим отступлением от контура начального участка каверны, объем которого постоянен на большей части подводной траектории.

Известен кавитирующий сердечник подводного боеприпаса [6]. Головная часть сердечника с плоской носовой поверхностью имеет вид усеченного конуса, его кормовая и центральная часть цилиндрические и равны калибру оружия. Для устойчивого полета в воздухе головная и центральная части сердечника изготовлены из вольфрамового сплава, а кормовая часть с калиберным кормовым оперением - из алюминия. Контур сердечника соответствует калиберной пули длиной более 21 калибра, приведенной в [1], [2] и [3], поэтому сердечник устойчиво движется в воде за счет образования каверны, а для стрельбы применяется специальное оружие.

Недостатком конструкции сердечника является то, что для устойчивого движения в каверне сердечника длиной более 21 калибра с цилиндрической кормовой и центральной частью диаметр его кавитирующей кромки плоской носовой поверхности должен быть не менее 0,3 калибра сердечника, что создает повышенное кавитационное сопротивление. Кроме того, при движении в каверне образуется большой зазор между кормовой частью сердечника и контуром каверны, что способствует большим угловым колебаниям, глубокому инерционному замыванию узких лопастей кормового оперения и увеличению рассеивания на подводной траектории, при этом раннее смыкание каверны на кормовой части сердечника снижает дальность поражения подводных целей.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является кавитирующий сердечник подводного боеприпаса, содержащий головную часть, сопряженную с секущей носовой поверхностью по кавитирующей кромке, центральную и кормовую часть с глиссирующей поверхностью, причем наибольший диаметр окружности, описывающий поперечное сечение кормовой части, определяет калибр сердечника [7]. В сердечнике головная часть имеет вид усеченного конуса, центральная часть цилиндрическая, а кормовая часть выполнена в виде 4-лопастного кормового оперения со ступенчатым переходом на прямой глиссирующей поверхности лопастей, калибр сердечника составляет 1,2-1,4 диаметра центральной части. Диаметр кавитирующей кромки плоской носовой поверхности равен 0,24-0,28 калибра сердечника. Длина глиссирующей поверхности составляет 2,9-3,3 калибра. Сердечник полностью изготовлен из вольфрамового сплава, а его длина составляет 21-36 калибра. Для подводной и воздушной стрельбы используется специальное оружие (см. [1]) и специальный подводный боеприпас, представляющий собой одноразовое ствольное устройство, в котором сердечник разгоняется поддоном толкающего типа [8].

Недостатком известной конструкции является то, что при указанной длине сердечника образуется большой зазор между глиссирующей поверхностью и контуром каверны, что способствует большим угловым колебаниям сердечника, глубокому инерционному замыванию лопастей его кормового оперения и увеличению рассеивания на подводной траектории. При этом раннее смыкание каверны на кормовой части сердечника длиной 21-36 калибров и дополнительное сопротивление на ступенчатом переходе глиссирующей поверхности снижает эффективную дальность поражения подводных целей. Кроме того, при входе сердечника в воду из всех возможных вариантов носовой поверхности только плоский торец вызывает самые высокие импульсные перегрузки, которые могут привести или к деформации сердечника или к эрозии его кавитирующей кромки, что ставит под сомнение возможность дальнейшего кавитационного движения.

Задачей данного изобретения является повышение эффективной дальности поражения подводных целей при воздушной и подводной стрельбе с применением стандартного оружия.

Поставленная цель достигается тем, что в кавитирующем сердечнике подводного боеприпаса, содержащем головную часть, сопряженную с секущей носовой поверхностью по кавитирующей кромке, центральную и кормовую часть с глиссирующей поверхностью, причем наибольший диаметр окружности, описывающий поперечное сечение кормовой части, определяет калибр сердечника, согласно изобретению в плоскости осевого продольного сечения сердечника угол раствора касательных к секущей носовой поверхности в точках ее сопряжения с головной частью равен 60-180°, длина сердечника составляет 2,5-12 калибров, длина глиссирующего участка кормовой части составляет 0,2-1,2 калибра, а огибающий контур поперечных сечений сердечника от кавитирующей кромки до глиссирующей поверхности ограничен контуром трех сопряженных усеченных конусов, у которых диаметр верхнего основания первого усеченного конуса равен диаметру кавитирующей кромки и составляет 0,08-0,28 калибра, высота первого усеченного конуса равна 0,4 калибра, диаметр сопряжения первого и второго усеченных конусов не превышает 0,4 калибра, высота второго усеченного конуса равна калибру, а диаметр сопряжения второго и третьего усеченных конусов не превышает 0,6 калибра.

Указанная совокупность признаков изобретения, отраженная в независимом пункте формулы, позволяет в габаритах стандартных боеприпасов к стандартному оружию создать кавитирующие сердечники, предназначенные для подводной и воздушной стрельбы, обладающие повышенной эффективной дальностью поражения подводных целей за счет оптимального согласования с контуром каверны, снижения кавитационного сопротивления и рассеивания на подводной траектории. При этом габариты сердечников позволяют в воздухе стабилизировать их вращением или кормовым оперением.

При стабилизации в воздухе вращением длина сердечника должна составлять 2,5-6 калибров, причем для образования каверны необходимого начального объема диаметр его кавитирующей кромки должен составлять 0,14-0,28 калибра. При стабилизации в воздухе кормовым оперением длина сердечника составляет 5-12 калибров, причем с увеличением его длины диаметр кавитирующей кромки может быть уменьшен до 0,08 калибра. Если сердечник предназначен только для подводной стрельбы, его оптимальная длина составляет 9-11 калибров. Длина сердечника менее 2,5 и более 12 калибров приводит к преждевременному смыканию каверны на кормовой части сердечника и сокращению дальности подводной траектории.

Уменьшение угла раствора касательных к секущей носовой поверхности в точках ее сопряжения с головной частью (угла конусности) от 180° до 60° снижает коэффициент кавитационного сопротивления (с_х) от 0,81 до 0,38 и импульсную перегрузку при вхождении сердечника в воду. Для создания каверны необходимого объема величина (c_x·π·d²/4) должна быть постоянна. При уменьшении (с_х) необходимо увеличивать диаметр носовой поверхности (π·d²/4), при этом снижается удельная нагрузка на кавитирующую кромку сердечника при его движении в воде, что позволяет использовать сердечники не только из упрочненного вольфрамового сплава или стали, но и из бронзы, латуни и мягкой стали. При угле конусности менее 60° образование каверны с расчетным контуром становится не надежно. При необходимости допустимо применение плоской секущей носовой поверхности.

Длина глиссирующего участка определяется с учетом инерционных параметров сердечника и площади глиссирования, поэтому для узких лопастей кормового оперения может составлять 0,7-1,2 калибра, а для цилиндрической поверхности может составлять 0,2-0,7 калибра. При уменьшении указанных пределов возрастает глубина инерционного замывания, а при их увеличении возрастает площадь глиссирования, что в обоих случаях приводит к дополнительному торможению и повышению рассеивания на подводной траектории.

Для обеспечения кавитационной устойчивости кавитирующий сердечник должен быть согласован с контуром каверны так, чтобы при касании своей глиссирующей поверхностью ее контура сохранялся примерно постоянный зазор в его головной и центральной части, плавно уменьшающийся к глиссирующей поверхности. Габариты боеприпасов к стандартному оружию ограничены, поэтому оптимальный кавитирующий сердечник, обладающий наибольшей массой и наименьшим кавитационным сопротивлением, должен быть размещен в каверне с наименьшим отступлением от ее контура.

Для выполнения этих требований огибающий контур поперечных сечений сердечника от кавитирующей кромки до глиссирующей поверхности должен быть ограничен контуром R, состоящим из трех сопряженных усеченных конусов. Оптимальное соотношение размеров контура R были получены расчетным путем, а затем подтверждены практически. Превышение контура R приводит к замыванию выступающей за контур R поверхности и потере устойчивости сердечника при движении в каверне. Занижение контура R приводит к снижению массы сердечника и может быть компенсировано за счет увеличения его длины, например, в конструкции сердечника с кормовым оперением. В оптимальном варианте контур сердечника должен совпадать с контуром R, а конструктивные элементы сердечника, например кольцевые проточки, резьбы или продольные пазы, должны быть ограничены контуром R.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения в головной части сердечника может быть выполнена узкая кольцевая проточка, наименьший диаметр которой устанавливается из условия обеспечения прочности при вхождении сердечника в воду и составляет 1,2-1,6 диаметра кавитирующей кромки.

Такой вариант позволяет при подходе сердечника под малым углом к плоскости воды и замывании поверхности его головной части, находящейся перед проточкой, предотвратить замывание его остальной поверхности за счет образования передней кромкой кольцевой проточки временной кавитационной полости под сердечником. После погружения в воду носовой поверхности сердечника каверна образуется кавитирующей кромкой.

В частном случае осуществления изобретения для снижения рассеивания сердечников на подводной траектории предпочтительно выполнение глиссирующей поверхности с углом наклона 1-2,5° к продольной оси сердечника. При этом угол наклона глиссирующей поверхности определяется по углу контура каверны на длине глиссирующего участка и углу поворота сердечника в каверне.

Изобретение поясняется более подробно на конкретных примерах его осуществления, ни в коей мере не ограничивающих объем притязаний, а предназначенных лишь для лучшего понимания его сущности специалистом. Для наглядности примеры выполнения кавитирующего сердечника приводятся для самого распространенного боеприпаса 7,62×39 к автомату Калашникова АКМ и другим его модификациям (39 мм - длина гильзы).

При описании примеров конкретной реализации изобретения даны ссылки на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

на фиг.1 и фиг.2 - первый и второй пример выполнения сердечника по изобретению с его расположением в состоянии глиссирования в каверне;

на фиг.3 и 4 - примеры выполнения кавитирующего сердечника с отделяемым поддоном для подводного боеприпаса 7,62×39;

на фиг.5 - графики падения скорости на подводной дистанции кавитирующих сердечников по изобретению при подводной стрельбе подводными боеприпасами 7,62×39 из стандартного 7,62-мм автомата Калашникова АКМ в сравнении с пулей боеприпаса 5,66×39 (см. [1-3]) при подводной стрельбе из 5,66-мм автомата подводного специального АПС.

На фиг.1 представлен кавитирующий сердечник подводного боеприпаса 7,62×39, расположенный при глиссировании вдоль контура каверны W. Сердечник состоит из головной части 1, сопряженной по кавитирующей кромке 2 диаметром d с носовой поверхностью 3, центральной части 4 и кормовой части 5 с глиссирующей поверхностью 6, наибольший диаметр окружности, описывающий поперечное сечение кормовой части 5, равен калибру сердечника d₁.

Сердечник изготовлен из пластичного материала, например латуни, и заполнен свинцом 7. Калибр сердечника d₁ меньше диаметра нарезов канала ствола и больше калибра оружия d₂, измеренного по полям нарезов, поэтому после вылета сердечника из канала ствола на глиссирующей поверхности 6 образуются следы нарезов 8. Длина глиссирующего участка 9 кормовой части 5 равна 0,3d₁. Для крепления в отделяемом поддоне в центральной части 4 выполнена широкая проточка 10. Для снижения угла безрикошетной стрельбы к плоскости воды в головной части 1 сердечника выполнена узкая проточка 11. В воздухе сердечник стабилизируется вращением, для обеспечения гироскопической устойчивости длина сердечника равна 4,8d₁.

Для кавитационного движения сердечника в воде с образованием каверны необходимого начального объема контуром W угол раствора касательных ϕ к секущей носовой поверхности 3 в точках ее сопряжения с головной частью 1 равен 90°, а диаметр d кавитирующей кромки 2 равен 0,22d₁. Для предотвращения деформации конической носовой поверхности 3 ее вершина выполнена скругленной.

Контур сердечника от кавитирующей кромки 2 до глиссирующей поверхности 6 (кроме проточек 10 и 11) совпадает с контуром R, состоящим из трех сопряженных усеченных конусов 12, 13 и 14, в котором диаметр верхнего основания первого усеченного конуса 12 равен диаметру d кавитирующей кромки 2, высота первого усеченного конуса 12 равна 0,4d₁, диаметр сопряжения первого 12 и второго 13 усеченных конусов d₄=0,4d₁, высота второго усеченного конуса 13 равна d₁, а диаметр сопряжения второго 13 и третьего 14 усеченных конусов d₅=0,6d₁. Контур R и сердечник согласованы с контуром W так, что при глиссировании в каверне наибольший угол поворота сердечника ω не превышает 1,6°, при этом между контуром W и сердечником сохраняется зазор δ≥0,4 мм, в головной 1 и центральной 4 части плавно уменьшающийся к глиссирующей поверхности 6. В каверне сердечник глиссирует профильной поверхностью со следами нарезов 8, которая для калибра 7,62 мм соответствует 4-лопастному оперению с шириной лопасти 3,8 мм.

Проточка 11 с наименьшим диаметром d₃=1,2d позволяет при подходе сердечника под малым углом к плоскости воды и замывании поверхности 15 его головной части 1, находящейся перед проточкой 11, своей кромкой 16 образовать временную кавитационную полость под сердечником и предотвратить замывание его остальной поверхности. После погружения в воду носовой поверхности 3 каверна образуется кавитирующей кромкой 2 диаметром d. Кроме того, изготовленный из пластичного материала сердечник при проникании в незащищенную цель деформируется с изгибом по наименьшему диаметру d₃ проточки 11, после чего начинает переворачиваться, увеличивая при этом площадь поражения цели.

На фиг.2 представлен кавитирующий сердечник 7,62-мм подводного боеприпаса, расположенный при глиссировании вдоль контура каверны W.

Сердечник состоит из головной части 17, сопряженной по кавитирующей кромке 18 диаметром d с носовой поверхностью 19, центральной части 20 и кормовой части 21 с глиссирующей поверхностью 22. Кормовая часть 21 выполнена в виде жестко закрепленного 4-лопастного кормового оперения. Наибольший диаметр окружности, описывающий поперечное сечение кормовой части 21, равен калибру сердечника d₁ и меньше калибра оружия.

Головная 17 и центральная 20 части сердечника изготовлены из вольфрамового сплава, а кормовая часть 21 изготовлена из латуни. Длина сердечника ограничена длиной подводного боеприпаса 7,62×39 и равна 6,8d₁. Для крепления в отделяемом поддоне в центральной части 20 выполнены кольцевые проточки 23. При полете в воздухе кавитирующий сердечник стабилизируется кормовым оперением.

Для кавитационного движения сердечника в воде с образованием каверны необходимого начального объема контуром W угол раствора касательных ϕ к секущей носовой поверхности 19 в точках ее сопряжения с головной 17 частью равен 120°, а диаметр d кавитирующей кромки 18 равен 0,17d₁. Для технологического контроля диаметра d кавитирующей кромки 18 в головной части 17 выполнена короткая цилиндрическая поверхность 24, а для предотвращения деформации конической носовой поверхности 19 ее вершина выполнена скругленной.

Для уменьшения глубины замывания в каверне тонких лопастей оперения длина глиссирующего участка 25 кормовой части 21 равна 1,1d₁. Глиссирующая поверхность 22 выполнена с наклоном под углом β=1,5° к оси сердечника. Угол наклона β определен по углу γ контура каверны W в зоне глиссирующего участка 25 и по углу поворота сердечника в каверне ω.

Огибающий контур поперечных сечений сердечника от кавитирующей кромки 18 до глиссирующей поверхности 22 ограничен контуром R, состоящим из трех усеченных конусов 26, 27 и 28, у которых диаметр верхнего основания первого усеченного конуса 26 равен диаметру d кавитирующей кромки 18, высота первого усеченного конуса 26 равна 0,4d₁, диаметр сопряжения первого 26 и второго 27 усеченных конусов d₄=0,4d₁, высота второго усеченного конуса 27 равна d₁, а диаметр сопряжения второго 27 и третьего 28 усеченных конусов d₅=0,6d₁.

Контур R согласован с контуром каверны W так, что при глиссировании в каверне наибольший угол поворота сердечника ω не превышает 1,4°, при этом между контурами W и R сохраняется расчетный зазор δ≥0,3 мм, плавно уменьшающийся к глиссирующей поверхности 22. Реальный зазор между контуром W и головной частью 17 сердечника выбран с учетом момента инерции сердечника и возможного увеличения угла его поворота ω в каверне при замывании тонких лопастей кормового оперения, поэтому превышает расчетный зазор δ.

В головной части 17 выполнена узкая кольцевая проточка 29 с наименьшим диаметром d₃=1,3d, которая позволяет не только снизить угол безрикошетной стрельбы к плоскости воды, но и предотвратить рикошет сердечника при пробитии защищенной цели. Изготовленный из прочного материала сердечник при соударении под малым углом с твердой преградой скалывается по диаметру d₃, после чего с преградой взаимодействует кромка 30 проточки 29, диаметр которой в 2-3 раза превышает диаметр d кавитирующей кромки 18, что достаточно для предотвращения рикошета.

На фиг.3 изображен кавитирующий сердечник 31 с отделяемым поддоном 32 подводного боеприпаса 7,62×39. Сердечник 31 полностью изготовлен из латуни, а его размеры, кроме головной части 33 с секущей носовой поверхностью, соответствуют сердечнику, изображенному на фиг.2. Для создания каверны требуемого начального объема ϕ=80° и d=0,19d₁. Огибающий контур поперечных сечений сердечника от кавитирующей кромки 34 до глиссирующей поверхности 22 ограничен контуром R, при этом контур головной части 33, кроме проточки 29, совпадает с контуром R. Сердечник 31 закреплен кольцевыми проточками 23 в 2-секторном разъемном поддоне 32. Наружный диаметр d₆ поддона 32 соответствует диаметру нарезов канала ствола.

На фиг.4 изображен кавитирующий сердечник 36 с отделяемым поддоном 37 подводного боеприпаса 7,62×39. Сердечник 36 полностью изготовлен из вольфрамового сплава, а его размеры, кроме выполнения проточек 10 и 11, отличаются от сердечника, изображенного на фиг.1. Калибр сердечника d₁ меньше калибра оружия. Длина сердечника равна 5,0d₁, длина глиссирующего участка 38 равна 0,5d₁. Для создания каверны требуемого начального объема ϕ=150° и d=0,20d₁. Контур сердечника от кавитирующей кромки 39 до глиссирующей поверхности 40, кроме проточек 10 и 11, совпадает с расчетным контуром R. Сердечник 36 жестко закреплен по кольцевой проточке 10 в поддоне 37, в котором выполнены два внутренних продольных надреза 41. Наружный диаметр d₆ поддона 37 соответствует диаметру нарезов канала ствола.

При сборке подводного боеприпаса поддон 32 или 37 с сердечником 31 или 36 запрессовывается в гильзу 35, которая для предотвращения проникания воды в боеприпас обжимается и герметизируется.

При выстреле и вылете из ствола поддон 32 разделяется по секторам и отделяется от сердечника 31, а поддон 37 разделяется по внутренним надрезам 41 и отделяется от сердечника 36.

При полете в воздухе аэродинамическое сопротивление кавитирующих сердечников ниже сопротивления их серийных аналогов: сердечников, пуль и снарядов, предназначенных для стрельбы только по воздушным целям.

При подводной стрельбе энергия пороховых газов частично расходуется на выталкивание воды из канала ствола, а отделение поддона происходит в газовом пузыре на расстоянии не менее 0,3 м от дульного среза, при этом начальная скорость сердечника не зависит от глубины погружения и примерно на 15% ниже, чем при стрельбе в воздухе.

На фиг.5 представлены графики падения скорости в воде (42-45) при подводной стрельбе из стандартного 7,62-мм автомата Калашникова АКМ подводными боеприпасами 7,62×39 с кавитирующим сердечником:

42) - масса сердечника - 8,7 г, длина - 4,8d₁, d=0,22d₁, ϕ=90° (см. фиг.1);

43) - масса сердечника - 11,3 г, длина - 6,8d₁, d=0,17d₁, ϕ=120° (см. фиг.2);

44) - масса сердечника - 7,1 г, длина - 6,8d₁, d=0,19d₁, ϕ=80° (см. фиг.3);

45) - масса сердечника -14,5 г, длина - 5,0d₁, d=0,20d₁ ϕ=150° (см. фиг.4).

Для сравнения представлен график падения скорости в воде (46) при подводной стрельбе из 5,66-мм автомата подводного специального АПС подводным боеприпасом 5,66×39 с кавитирующим сердечником (пулей):

46) - масса сердечника - 20,3 г, длина - 21,4d₁, d=0,34d₁, ϕ=180° (см. [1-3]).

На графиках отмечена эффективная дальность прицельной стрельбы на глубине 20 м (h₂₀) и 40 м (h₄₀), которая ограничена моментом смыкания каверны на глиссирующей поверхности кавитирующего сердечника, после чего сердечник меняет траекторию и начинает резко тормозиться.

Кавитирующие сердечники подводных боеприпасов 7,62×39 изготовлены ФГУП "ЦНИИХМ" и успешно испытаны воздушной и подводной стрельбой из баллистического оружия и автомата АКМ на подводной дистанции до 25 м.

При испытаниях поперечник рассеивания сердечников 36 (см. фиг.4) боеприпасов 7,62×39 на подводной дистанции 21 м составил 17 см, при этом поперечник рассеивания сердечников боеприпасов 5,66×39 (см. [1-3]) составил 48 см.

Кавитирующие сердечники подводных боеприпасов к стандартному оружию более крупного калибра изготовлены ФГУП "ЦНИИХМ" и успешно испытаны воздушной стрельбой в воду под углом от 7° до 90° к плоскости воды и кавитационном движении на всей дистанции 162-м гидроканала.

Источники информации.

1. Ардашев А.Н., Федосеев С.Л. Оружие специальное, необычное, экзотическое. - М.: Военная техника, 2001.

2. Ханикадзе А.В. Оружие специальных подразделений. - Изд. ВПК: Военный парад, сент. - окт. 1995.

3. Иванов В.Н. ЦНИИТОЧМАШ - разработчик патронов. - Изд. ВПК: Военный парад, янв. - фев. 2001.

4. Гуревич М.И. Теория струй идеальной жидкости - М., Изд. Физико-математической литературы, 1961.

5. Якимов Ю.Л. Об интеграле энергии при движении с малыми числами кавитации и предельных формах каверны. - Изв. АН СССР, Механика жидкости и газа, №3, 1983.

6. Патент РФ №2112205, МКИ⁶ F 42 В 30/02, от 27.05.98.

7. Патент США №3915092, МКИ² F 42 В 11/00, от 28.10.75.

8. Патент США №3434425, кл. 102/92.1, от 25.03.69.

Изобретение относится к боеприпасам нарезного и гладкоствольного оружия. Кавитирующий сердечник подводного боеприпаса по изобретению содержит головную часть, сопряженную с секущей носовой поверхностью по кавитирующей кромке, центральную и кормовую часть с плиссирующей поверхностью, причем наибольший диаметр окружности, описывающей поперечное сечение кормовой части определяет калибр сердечника. При этом в плоскости осевого продольного сечения сердечника угол раствора касательных к секущей носовой поверхности в точках ее сопряжения с головной частью равен 60-180°, длина сердечника составляет 2,5-12 калибров, длина плиссирующего участка кормовой части составляет 0,2-1,2 калибра. Огибающий контур поперечных сечений сердечника от кавитирующей кромки до плиссирующей поверхности ограничен контуром трех сопряженных усеченных конусов, у которых диаметр верхнего основания первого усеченного конуса равен диаметру кавитирующей кромки и составляет 0,08-0,28 калибра, высота первого усеченного конуса равна 0,4 калибра, диаметр сопряжения первого и второго усеченных конусов не превышает 0,4 калибра, высота второго усеченного конуса равна калибру, а диаметр сопряжения второго и третьего усеченных конусов не превышает 0,6 калибра. В результате повышается эффективная дальность поражения подводных целей при воздушной стрельбе в воду и стрельбе в подводном положении с применением стандартного оружия. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Кавитирующий сердечник подводного боеприпаса, содержащий головную часть, сопряженную с секущей носовой поверхностью по кавитирующей кромке, центральную и кормовую часть с глиссирующей поверхностью, причем наибольший диаметр окружности, описывающей поперечное сечение кормовой части, определяет калибр сердечника, отличающийся тем, что в плоскости осевого продольного сечения сердечника угол раствора касательных к секущей носовой поверхности в точках ее сопряжения с головной частью равен 60-180°, длина сердечника составляет 2,5-12 калибров, длина глиссирующего участка кормовой части составляет 0,2-1,2 калибра, а огибающий контур поперечных сечений сердечника от кавитирующей кромки до глиссирующей поверхности ограничен контуром трех сопряженных усеченных конусов, у которых диаметр верхнего основания первого усеченного конуса равен диаметру кавитирующей кромки и составляет 0,08-0,28 калибра, высота первого усеченного конуса равна 0,4 калибра, диаметр сопряжения первого и второго усеченных конусов не превышает 0,4 калибра, высота второго усеченного конуса равна калибру, а диаметр сопряжения второго и третьего усеченных конусов не превышает 0,6 калибра.2. Сердечник по п.1, отличающийся тем, что в головной части сердечника выполнена узкая кольцевая проточка, наименьший диаметр которой равен 1,2-1,6 диаметра кавитирующей кромки.3. Сердечник по п.1, отличающийся тем, что в плоскости осевого продольного сечения сердечника угол наклона глиссирующей поверхности к продольной оси сердечника, измеренный со стороны головной части, равен 1-2,5°.