БОЕГОЛОВКА Российский патент 2006 года по МПК F42B12/10 

Область техники

Настоящее изобретение относится к боеголовке, в частности к боеголовке, пробивающей отверстие большого диаметра в стенке цели.

Предшествующий уровень техники

Известно применение кумулятивного заряда для пробивания брони путем создания интенсивной осевой струи с гиперскоростью. В кумулятивном заряде обычно выполняют коническую выемку, расположенную но оси в его передней части. Это приводит к формированию интенсивной осевой струи, образующей очень небольшое отверстие в стенке цели. Во многих вариантах применения, однако, было бы целесообразно использовать кумулятивный заряд, обеспечивающий образование в стенке цели отверстия с относительно большим диаметром, что обуславливает потребность в боеголовке, обладающей такой способностью.

Краткое описание изобретения

В основу настоящего изобретения поставлена задача создать боеголовку с такой конфигурацией, которая обеспечивала бы образование в стенке цели отверстия с относительно большим диаметром.

В соответствии с поставленной задачей настоящее изобретение предлагает боеголовку, предназначенную для образования в стенке цели отверстия с большим диаметром, содержащую: (а) кумулятивный заряд взрывчатого вещества, имеющий ось и переднюю секцию кольцевой формы, расположенную вокруг этой оси, причем эта передняя секция кольцевой формы выполнена так, что она имеет вогнутый профиль в продольном сечении по оси кумулятивного заряда, причем, по меньшей мере, часть передней секции выполнена так, что вектор, проецируемый наружу от этой части по нормали к поверхности передней секции кольцевой формы, расходится с направлением оси, и (b) поясок, расположенный вблизи, по меньшей мере, части передней поверхности кольцевой формы.

Настоящее изобретение предлагает также боеголовку для образования в стенке цели отверстия большого диаметра, содержащую: (а) кумулятивный заряд взрывчатого вещества, имеющий ось и переднюю секцию, обращенную по направлению к стенке во время детонации, и (b) поясок, расположенный вблизи, по меньшей мере, части передней секции, причем кумулятивный заряд и поясок имеют такую конфигурацию, что при детонации кумулятивного заряда, большая часть материала пояска, по существу, концентрируется в расширяющейся конической траектории.

В соответствии с дополнительным признаком настоящего изобретения расширяющаяся коническая траектория имеет угол по отношению к оси, по существу, от 10° до 50°.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение описано с помощью неограничивающих примеров, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 изображает изометрическую проекцию боеголовки, предназначенной для образования в стенке цели отверстия большого диаметра, в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.2 изображает в продольном разрезе по оси боеголовку по фиг.1;

фиг.3 изображает в продольном разрезе по оси боеголовку по фиг.1 в варианте с уменьшенной длиной.

Описание предпочтительных вариантов осуществления

Настоящее изобретение предлагает боеголовку, предназначенную для образования в стенке цели отверстия большого диаметра.

Устройство и принцип действия боеголовки в соответствии с настоящим изобретением поясняются далее со ссылкой на чертежи.

Фиг.1 и 2 изображают боеголовку в соответствии с настоящим изобретением, обозначенную позицией 10 и предназначенную для образования в стенке цели отверстия большого диаметра. Боеголовка 10 содержит кумулятивный заряд 12 взрывчатого вещества, имеющий переднюю секцию, обращенную но направлению к стенке цели во время детонации, и поясок 14, расположенный вблизи, по меньшей мере, части передней секции. Кумулятивный заряд 12 и поясок 14 имеют такую конфигурацию, что, при детонации кумулятивного заряда 12, большая часть материала пояска 14, по существу, концентрируется в расширяющейся конической траектории. В предпочтительном варианте осуществления материал в значительной степени собирается в виде формируемого при взрыве расширяющегося кольца, схематично изображенного кольцом 14', которое перемещается со скоростью приблизительно 2500 м/с, вырезая отверстие в стенке цели.

Для достижения такого эффекта кумулятивный заряд 12, предпочтительно имеет переднюю секцию кольцевой формы, расположенную вокруг оси 18 симметрии заряда. Как видно на фиг.2, изображающей продольное сечение кумулятивного заряда 12 по оси 18, передняя секция 16 кольцевой формы выполнена так, что она имеет вогнутый профиль. По меньшей мере, часть передней секции, обозначенная здесь 16а, выполнена так, что векторы v, v', проведенные в направлении наружу от этой части, по нормали к поверхности передней секции кольцевой формы, оказываются расходящимися с направлением оси 18. Предпочтительно, другие части секции расположены так, чтобы направленные наружу от них по нормали векторы v", были параллельны или наклонены под некоторым углом к направлению оси 18. Такое выполнение передней секции со сходящимися векторами, направленными, по существу, вдоль оси, в направлении которой распространяется возникающее при взрыве давление, воздействующее на различные части пояска, обеспечивает фокусировку пояска на кольце, в котором содержимое пояска, по меньшей мере, частично собирается при взрыве. Это кольцо может разделяться на фрагменты по мере его расширения. Однако фрагменты будут все еще достаточно близки друг к другу для образования непрерывного разреза в стенке цели.

Боеголовка в соответствии с настоящим изобретением имеет много вариантов применения, включая, но не ограничиваясь ими (пролом стенок и барьеров различных видов).

Боеголовка в соответствии с настоящим изобретением описана как образующая в стенке цели отверстия большого диаметра. Следует отметить, что термин "большой диаметр", используемый в настоящем описании и формуле изобретения, обозначает диаметр, превышающий внешний диаметр кумулятивного заряда. Большой диаметр отверстия в стенке цели, создаваемый при использовании настоящего изобретения, существенно отличается от диаметра отверстий, создаваемых кумулятивными зарядами известного уровня техники, которые концентрируют содержимое пояска в виде реактивной струи или снаряда с диаметром, меньшим, чем диаметр кумулятивного заряда.

Далее описаны более подробно признаки настоящего изобретения. Предпочтительным признаком настоящего изобретения является то, что материал пояска 14, по меньшей мере, частично соединяется с формированием при взрыве расширяющегося кольца. Для этого диапазон углов ϕ, между векторами v, v' и v", выбран предпочтительно достаточно большим для обеспечения концентрации материала на малом расстоянии, которое должно быть достаточно малым, чтобы избежать немедленной повторной фрагментация от ударов сталкивающихся частиц. Предпочтительно, этот диапазон углов, соответствующий углу вогнутого профиля, выбран в пределах от 15° до 90° и, наиболее предпочтительно, в диапазоне от 30° до 70°. В предпочтительном варианте, в котором вогнутый профиль соответствует дуге круга, этот угол выбран соответствующим центральному углу этой дуги.

На физические параметры формируемого при взрыве кольца, включая степень конгломерации, конический угол расхождения и скорость, также влияет ряд других факторов. Они включают: форму заряда; точку детонации; материал и распределение толщины пояска; в также тип и количество используемого взрывчатого вещества. Эти параметры выбирают предпочтительно для того, чтобы увеличить скорость частиц пояска до значения, находящегося в интервале 1000 - 4000 м/с, и наиболее предпочтительно до значения, по существу, 2500 м/с. Расширяющийся конический канал формируемого при взрыве кольца предпочтительно имеет угол θ по отношению к оси, имеющий величину, по существу, от 10° до 50°. Точная регулировка относительных скоростей различных частиц пояска может быть использована для получения требуемого поперечного профиля, формируемого при взрыве кольца, который может принимать вид круглого поперечного сечения, V-образного поперечного сечения или плоской полосы.

В варианте осуществления, изображенном на фиг.1 и 2, инициирование осуществляется в центральном положении в задней части заряда. Использование несколько удлиненной конической задней части служит для обеспечения, по существу, одновременного инициирования вдоль передней секции кольцевой формы. Способ точечного инициирования может быть заменен на способ периферийного инициирования. За счет этого длина заряда может быть укорочена. На фиг.3 изображен один из вариантов осуществления изобретения с периферийным инициированием, при котором кумулятивный заряд 12 содержит инертный формирователь 30 волны, установленный с обеспечением эффекта периферийного инициирования. В качестве альтернативы может использоваться многоточечное инициирование.

Материал, используемый для пояска 14, может быть выбран из широкого диапазона подходящих материалов. Предпочтительные неограничивающие варианты включают металлические материалы, такие как алюминий, медь, вольфрам, сталь, железо и тантал. В определенных случаях может использоваться поясок, изготовленный из пластмассовых материалов.

Передняя секция кольцевой формы обычно представляет собой часть непрерывной передней поверхности заряда. Форма центральной части, расположенной ближе всего к оси 18, не является критичной для работы боеголовки в соответствии с настоящим изобретением, но она может быть выполнена в соответствии с настоящей заявкой для обеспечения дополнительных преимуществ. В большинстве случаев передняя секция кольцевой формы занимает, по существу, не менее половины всей передней поверхности кумулятивного заряда 12 при рассмотрении его параллельно оси 18, и, в наиболее предпочтительном варианте, занимает, по существу, не менее 80% его поверхности.

В ходе проведенных испытаний боеголовка 10 продемонстрировала чрезвычайно высокие вырезающие свойства. При детонации на небольшом расстоянии от стенки формировалось, по существу, круглое отверстие. Диаметр создаваемого отверстия изменялся в пределах от 1 до 10 диаметров заряда при детонации с отступом на расстоянии, изменяемом от 1 до 5 диаметров заряда, в зависимости от материала и толщины стенки цели. Когда ось заряда не была перпендикулярна стенке, создавалось отверстие элиптической формы. Глубина прорезания для цели из стали составляла, по существу, от 0,1 до 0,2 диаметров заряда, в зависимости от материала, используемого для рубашки.

Вышеприведенные неограничивающие примеры использованы только для иллюстрации, возможно множество других вариантов осуществления в пределах объема и сущности настоящего изобретения.

Группа изобретений относится к боеприпасам для пробивания отверстий большого диаметра. Боеголовка содержит кумулятивный заряд взрывчатого вещества, имеющий ось, переднюю секцию кольцевой формы, расположенную вокруг оси и выполненную с вогнутым профилем в продольном сечении по оси кумулятивного заряда, и поясок, расположенный вблизи, по меньшей мере, части передней секции кольцевой формы, предназначенный для формирования из фрагментов указанного пояска расширяющегося кольца при детонации взрывчатого вещества. По меньшей мере, часть передней секции кольцевой формы выполнена так, что вектор, проецируемый наружу от указанной части по нормали к поверхности передней секции кольцевой формы, расходится с направлением оси, а вогнутый профиль передней секции охватывает центральный угол величиной от 15° до 90°. В боеголовке по - второму варианту изобретения кумулятивный заряд и поясок смонтированы из условия концентрации большей части материала пояска в расширяющемся коническом канале при детонации кумулятивного заряда. Использование изобретения позволяет повысить бронебойное действие снаряда. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Боеголовка для образования в стенке цели отверстия большого диаметра, содержащая кумулятивный заряд взрывчатого вещества, имеющий ось, переднюю секцию кольцевой формы, расположенную вокруг оси и выполненную с вогнутым профилем в продольном сечении по оси кумулятивного заряда, и поясок, расположенный вблизи, по меньшей мере, части передней секции кольцевой формы, предназначенный для формирования из фрагментов указанного пояска расширяющегося кольца при детонации взрывчатого вещества, при этом, по меньшей мере, часть передней секции кольцевой формы выполнена так, что вектор, проецируемый наружу от указанной части по нормали к поверхности передней секции кольцевой формы, расходится с направлением оси, а вогнутый профиль передней секции охватывает центральный угол величиной от 15 до 90°.2. Боеголовка по п.1, отличающаяся тем, что передняя секция кольцевой формы выполнена с соблюдением круговой симметрии относительно указанной оси.3. Боеголовка по п.1, отличающаяся тем, что вогнутый профиль соответствует дуге окружности.4. Боеголовка по п.3, отличающаяся тем, что дуга охватывает центральный угол величиной от 15 до 90°.5. Боеголовка по п.3, отличающаяся тем, что дуга охватывает центральный угол величиной от 30 до 70°.6. Боеголовка по п.1, отличающаяся тем, что вогнутый профиль охватывает центральный угол величиной от 30 до 70°.7. Боеголовка по п.1, отличающаяся тем, что передняя секция кольцевой формы занимает, по меньшей мере, половину передней поверхности кумулятивного заряда в направлении, параллельном оси кумулятивного заряда.8. Боеголовка по п.1, отличающаяся тем, что передняя секция кольцевой формы занимает, по меньшей мере, 80% всей передней поверхности указанного кумулятивного заряда в направлении, параллельном оси кумулятивного заряда.9. Боеголовка по п.1, отличающаяся тем, что кумулятивный заряд и поясок смонтированы с возможностью при детонации взрывчатого вещества сообщения скорости фрагментам пояска от приблизительно 1000 м/с до приблизительно 4000 м/с.10. Боеголовка для создания в стенке цели отверстия с большим диаметром, содержащая кумулятивный заряд взрывчатого вещества, имеющий ось и переднюю секцию кольцевой формы, выполненную с вогнутым профилем и обращенную к стенке при детонации, и поясок, расположенный вблизи, по меньшей мере, части передней секции, причем кумулятивный заряд и поясок смонтированы из условия концентрации большей части материала пояска в расширяющемся коническом канале при детонации кумулятивного заряда.11. Боеголовка по п.10, отличающаяся тем, что расширяющийся конический канал имеет угол по отношению к указанной оси, составляющий от 10 до 50°.