РАЗОВАЯ БОМБОВАЯ КАССЕТА Российский патент 2006 года по МПК F42B12/60 

Изобретение относится к области вооружения, а именно к авиационным кассетно-контейнерным системам, предназначенным для поражения широкого круга целей с различными характеристиками уязвимости.

Поражение всего перечня целей достигается за счет использования в разовых бомбовых кассетах (РБК) различных по действию боевых элементов: кумулятивных, осколочно-фугасных, проникающих, зажигательных, что приводит к существенному увеличению номенклатуры РБК и снижению их универсальности действия по поражаемым целям.

Кроме того, эффективность поражения площадных целей в значительной мере зависит от площади зоны рассеивания боевых элементов и от удельной эффективности как РБК, так и боевого элемента.

Известно конструктивное исполнение кассетной боевой части, включающей корпус, каркас, боевые элементы и устройство их разброса, выполненное в виде центрального разрывного заряда, размещенного в цилиндрической оболочке, при этом каждый боевой элемент (группа элементов) соединен гибкой связью с фрагментом корпуса заданного дробления (Патент США №3954060 от 04.05.76).

Вышеприведенное техническое решение обладает рядом существенных недостатков:

1. Отсутствует универсальность действия боевой части по поражаемым целям.

2. Как правило, длительность воздействия продуктов детонации разрывного заряда на боевые элементы составляет несколько микросекунд, при этом боевые элементы, исходя из необходимой скорости их разброса, получают ускорение в плоскости, перпендикулярной их продольной оси, порядка 300000...500000 м/с².

Воздействие на боевой элемент указанных перегрузок приводит, исходя из обеспечения сохранности в момент выброса, к резкому возрастанию его габаритно-массовых характеристик, что, в конечном итоге, приводит к снижению удельной эффективности боевого элемента и средства его доставки.

3. Не позволяет, без дополнительного усложнения конструкции кассеты, применять для снаряжения боевых элементов с пиротехническим запуском взрыватели, обладающие, как правило, высокими удельными характеристиками.

4. Не исключается возможность самодетонации разрывного заряда боевого элемента в момент выброса его из кассеты.

Известно конструктивное исполнение кассетной боевой части, содержащей корпус, каркас, боевые элементы и устройство их разброса, выполненное в виде толкателей размещенных в центральной перфорированной трубе каркаса (Патент США №3295444 от 17.01.07).

К недостаткам данной конструкции кассетной боевой части следует отнести:

- отсутствие универсальности действия кассетной боевой части по поражаемым целям;

- необходимость выполнения толкателей по числу боевых элементов, используемых для снаряжения кассеты, что значительно усложняет конструкцию кассеты и увеличивают ее габаритно-массовые характеристики;

- в случае радиального выброса боевых элементов, размещенных в кассете параллельно ее продольной оси, обеспечивается практически точечное приложение нагрузки к боевому элементу в момент его выброса, что приводит к необходимости упрочнения его корпуса и комплектующих элементов, а следовательно, к снижению удельной эффективности боевого элемента и кассеты;

- сравнительно малый ход толкателя (равен толщине центральной трубы) не позволяет обеспечить скорость выброса боевого элемента, достаточную для образования оптимальной зоны рассеивания, что, в конечном итоге, приводит к снижению эффективности действия системы.

Известно конструктивное исполнение системы выброса боевого элемента из контейнера, представляющее собой коаксиально расположенную, расширяющуюся под действием давления пороховых газов оболочку, образующую внутреннюю и периферийные полости, в каждой из которых размещен газогенератор (Патент ФРГ №3026159 от 10.07.80 г.).

Приведенное техническое решение хотя и позволяет увеличить ход поршня, а следовательно, увеличить скорость выброса боевого элемента, но имеет ряд существенных недостатков:

- отсутствуют технические решения по варьированию временем воздействия усилий на боевые элементы в момент их выброса из кассеты, что не позволяет расширить диапазон скорости выброса, а следовательно, обеспечить оптимальную зону рассеивания боевых элементов;

- низкая удельная эффективность контейнера (кассеты) из-за необходимости размещения внешних полостей, количество которых равно количеству боевых элементов;

- низкие показатели надежности действия устройства выброса боевых элементов (возможно обжатие боевого элемента оболочкой, ограничивающей внешнюю полость, с последующим ее разрушением и стравливанием газов);

- сложность конструкции (необходимо наличие центрального газогенератора и газогенераторов, размещенных во внешней полости оболочки);

- практически невозможно обеспечить герметичность такой оболочки с торцев, особенно в момент ее расширения, что может привести к прорыву газов в полость боевых элементов, а следовательно, резко снизится надежность действия контейнера, уменьшится зона рассеивания боевых элементов.

Известно конструктивное исполнение кассетной боевой части, содержащей корпус, боевые элементы, уложенные в несколько рядов, механизм выброса боевых элементов с вышибным зарядом, выполненный в виде надувного баллона, расположенного вдоль центральной оси и соединенного механически с емкостью, которая через впускной клапан связана с вышибным зарядом (Патент ФРГ №2920347 от 19.05.79 г., патент США №3865034 от 11.02.75 г.).

Приведенное техническое решение обеспечивает "мягкий" выброс боевых элементов из кассеты (перегрузки на превышают 100...200 единиц), что позволяет повысить удельные характеристики боевого элемента и кассеты.

К недостаткам данной конструкции кассетной боевой части следует отнести:

- отсутствие универсальности действия по поражаемым целям;

- сравнительно низкие показатели надежности действия (возможны случаи разрушения баллона в промежутках между боевыми элементами из-за неравномерного распределения наружного давления по периметру баллона);

- низкий коэффициент полезного действия вышибного заряда из-за отсутствия направляющих при выбросе боевых элементов;

- значительная сложность конструкции (жесткие требования по герметизации баллона в момент его расширения, по регулированию процесса наполнения баллона газом, необходимо наличие дополнительной емкости, впускных клапанов и т.д.);

- в случае изготовления баллона из достаточно жесткого упругого материала невозможно обеспечить большой ход при его расширении, что, в конечном итоге, может привести к уменьшению зоны рассеивания боевых элементов, а следовательно, и к уменьшению эффективности действия кассеты;

- в случае применения резинового баллона с гофрированной оболочкой (Патент США №3865034) возможно разрушение баллона по торцам оболочки и стравливание газов в полость боевых элементов.

Ближайшим аналогом предлагаемого изобретения является устройство для рассеивания с различной скоростью в радиальном направлении мелких снарядов (Патент США №3938439 от 1976 г. - прототип).

Указанное устройство представляет собой кожух, в котором в несколько рядов размещены мелкие снаряды, стянутые легким бандажом. Ряды разделены между собой фланцами (основаниями). Под нижним рядом снарядов установлен генератор газа, при работе которого образуемый газ поступает в вертикальную перфорированную трубу, проходящую по всему устройству, через сопловые отверстия, расположенные на уровне каждого ряда и имеющие прогрессивно изменяющийся диаметр. Вокруг отверстий вертикальной трубы расположены резиновые диафрагмы, герметично соединенные с трубой в районе стыка с основанием.

Вырабатываемый газогенератором газ воздействует на резиновые диафрагмы с усилием, достаточным для разрыва легкого бандажа в каждом ряде снарядов, при этом происходит разброс снарядов в радиальном направлении с различными скоростями.

Приведенное техническое решение позволяет значительно охладить газ, вырабатываемый генератором, размещенным вне объема перфорированной трубы, до воздействия им на резиновые диафрагмы, а наличие бандажа малой прочности, для разрушения которого требуются незначительные усилия, позволяет обеспечить разброс снарядов с небольшой скоростью.

К недостаткам данного технического решения следует отнести:

1. В материалах патента отсутствует описание узла герметизации резиновых диафрагм в местах их крепления к перфорированной трубе, который может привести к существенному усложнению конструкции устройства.

2. Из-за необходимости предварительного охлаждения газа, используемого для наддува резиновой диафрагмы, газогенератор размещен в собственном объеме, вне объема вертикальной перфорированной трубы, что приводит к резкому увеличению объема кассетной боевой части, а следовательно, к снижению удельной эффективности кассеты (при заданных габаритах и массе кассеты).

3. Отсутствие направляющих для выброса снарядов, а также сравнительно низкая прочность стягивающего бандажа не позволяют получить скорость выброса снарядов, достаточную для обеспечения оптимальной зоны рассеивания снарядов, что приводит к уменьшению эффективности действия кассеты.

4. Сравнительно низкие показатели надежности действия (возможны случаи разрушения резиновой диафрагмы как в местах ее крепления к перфорированной трубе, так и в промежутках между снарядами из-за неравномерного распределения наружного давления по периметру диафрагмы).

5. Невозможность задействования взрывателей снарядов, имеющих пиротехнический принцип взведения из-за подачи в центральную трубу охлажденного газа.

6. Невозможность задействования взрывателей снарядов, имеющих элементы управления их действием (отсутствует универсальность действия устройства).

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности и универсальности действия РБК по поражаемым целям.

Технический результат состоит в расширении перечня поражаемых РБК целей, повышении удельной эффективности, безопасности и надежности действия РБК, а также в обеспечении оптимальной зоны рассеивания боевых элементов.

Технический результат достигается тем, что РБК содержит корпус, два последовательно расположенных эшелона боевых элементов, стянутых хомутами, снабженных устройством их разброса и размещенных вокруг центральной перфорированной трубы с фланцами, в полости которой размещен газогенератор, при этом РБК снабжена устройством управления действием головных взрывателей боевых элементов, а устройство разброса выполнено в виде желобообразных металлических пластин, соединенных между собой боковыми сторонами с образованием звездообразной оболочки, при этом боковые стороны желобообразных пластин размещены в промежутках между боевыми элементами.

Расширение перечня поражаемых РБК целей достигается за счет снабжения РБК устройством управления действием головных взрывателей боевых элементов, которое обеспечивает работоспособность головного взрывателя при надповерхностном действии боевого элемента и блокирует его работу при действии боевого элемента на проникание (в этом случае срабатывает донный взрыватель с замедлительным устройством), что, в конечном итоге, существенно повышает универсальность кассеты.

Обеспечение оптимальной зоны рассеивания боевых элементов достигается за счет выполнения устройства разброса в виде звездообразной оболочки с размещением боковых сторон желобообразных пластин в промежутках между боевыми элементами, что позволяет значительно увеличить ход поршня (желоба), а следовательно, обеспечить возможность варьирования в широком диапазоне временем воздействия усилий на боевые элементы в момент их выброса из кассеты.

Выполнение звездообразной оболочки из металлических желобообразных пластин, соединенных между собой боковыми сторонами, позволяет снизить металлоемкость оболочки, а следовательно, и массовые характеристики устройства разброса боевых элементов и, в конечном итоге, повысить удельную эффективность РБК.

Повышение безопасности и надежности действия РБК достигается за счет исключения возможности соударения боевых элементов в момент их выброса из кассеты, так как приложение вектора скорости происходит только в одной радиальной плоскости, проходящей через продольные оси желобов звездообразной оболочки и боевых элементов.

В РБК устройство управления действием головных взрывателей боевых элементов может быть размещено на внешнем торце каждого фланца, примыкающего к головным частям боевых элементов, и выполнено в виде кольцевой проточки, поршневой крышки и подвижно связанных с головными взрывателями крепежных элементов с тарированными перемычками, соединяющих поршневую крышку с торцом фланца с образованием камеры сгорания, газодинамически связанной с электровоспламенителем.

Такое конструктивное исполнение устройства управления действием головных взрывателей боевых элементов, в котором фланец, примыкающий к головным частям боевых элементов, одновременно выполняет функцию опорного элемента для эшелона боевых элементов и камеры сгорания порохового заряда электровоспламенителя, позволяет существенно снизить габаритно-массовые характеристики РБК, а следовательно, повысить ее удельную эффективность.

Соединение поршневой крышки с фланцем при помощи подвижно связанных с головными взрывателями крепежных элементов с тарированными перемычками позволяет снизить разброс усилий при отделении поршневой крышки, тем самым повысить надежность действия устройства управления действием головных взрывателей боевых элементов и РБК в целом.

В РБК фланцы, примыкающие к головным частям боевых элементов, могут быть выполнены со сквозными радиальными пазами под головные взрыватели боевых элементов, что позволит упростить ее конструкцию и уменьшить трудоемкость сборки.

В РБК фланцы, примыкающие к донным частям боевых элементов, могут быть выполнены с радиальными каналами, газодинамически связанными с донными взрывателями боевых элементов и газогенератором, что позволит расширить номенклатуру боевых элементов, используемых для снаряжения РБК, и существенно упростить конструкцию боевого элемента за счет использования донного взрывателя с пиротехническим запуском.

РБК может быть снабжена двумя опорами под каждую звездообразную оболочку устройства разброса боевых элементов, при этом каждая опора может быть жестко закреплена на центральной перфорированной трубе и выполнена с профилированными гнездами на наружной цилиндрической поверхности, что позволит использовать звездообразную оболочку устройства разброса в качестве ложемента для размещения боевых элементов, толкателя и направляющей при их разбросе, тем самым повысить удельную эффективность РБК.

В РБК продольные оси боевых элементов головного эшелона могут быть смещены относительно продольных осей боевых элементов хвостового эшелона на угол 360°/n, где n - общее количество боевых элементов, что повысит безопасность бомбометания за счет исключения возможности соударения боевых элементов на траектории автономного полета.

В РБК газогенератор может содержать два пороховых заряда, связанных между собой огневой цепью и разнесенных вдоль центральной перфорированной трубы, при этом каждый пороховой заряд может быть снабжен замедлительным устройством, а хвостовой пороховой заряд может быть дополнительно снабжен электровоспламенителем, что позволит повысить надежность инициирования донных взрывателей боевых элементов, так как вначале подается пиротехнический импульс на пироприемники донных взрывателей, а затем через определенный промежуток времени - на разброс боевых элементов.

В РБК центральная перфорированная труба может быть выполнена из двух частей, связанных между собой корпусом головного порохового заряда, что позволит снизить трудоемкость ее изготовления.

Возможность промышленного применения обусловлена конкретным выполнением изобретения, характеризующегося следующей конструктивной схемой.

На фиг.1 показан общий вид РБК.

На фиг.2 показано размещение взрывателей боевых элементов в пазах фланца.

На фиг.3 показано устройство разброса боевых элементов.

На фиг.4 показана газодинамическая связь камеры сгорания устройства управления действием головных взрывателей с электровоспламенителем.

На фиг.5 показано устройство управления действием головных взрывателей.

РБК состоит из корпуса 1, каркаса в виде двух эшелонов боевых элементов 2, включающих головные 3 и донные 4 взрыватели, хомутов 5, устройств разброса 6, выполненных из желобообразных пластин, центральной перфорированной трубы 7, фланцев 8, примыкающих к головным частям боевых элементов и выполненных со сквозными радиальными пазами 9, фланцев 10, примыкающих к хвостовым частям боевых элементов и выполненных с радиальными каналами 11, устройства управления действием головных взрывателей, выполненного в виде кольцевой проточки 12, поршневой крышки 13, крепежных элементов 14, подвижной связи 15, электровоспламенителя 16, газогенератора, состоящего из головного порохового заряда 17, хвостового порохового заряда 18 и электровоспламенителя 19.

Работа РБК происходит следующим образом.

В момент сброса РБК с носителя электрически задается программа ее функционирования на программно-коммутирующий механизм, который через заданные промежутки времени выдает электрические команды на исполнительные элементы РБК.

Первоначально проходит команда на ввод в действие тормозного устройства.

Затем, при применении РБК по схеме надповерхностного действия, выдается команда на электровоспламенитель 16, при срабатывании которого происходит разрыв по тарированным перемычкам крепежных элементов 14, отстрел поршневой крышки 13 и освобождение блокировочной подвижной связи 15.

Следующей выдается команда на разделение корпуса 1 и снятие его с каркаса.

Последующей выдается команда на электровоспламенитель 19, при срабатывании которого задействуется хвостовой пороховой заряд 18. В результате срабатывания порохового заряда 18 происходит задействование донных взрывателей 4 боевых элементов 2 хвостового эшелона, а через определенный промежуток времени - головного порохового заряда 17 и донных взрывателей 4 боевых элементов 2 головного эшелона.

Кроме того, пороховые газы зарядов 17, 18 через отверстия центральной перфорированной трубы 7 поступают в звездообразные оболочки устройств разброса 6, которые распрямляются, образуя поверхность, близкую к цилиндрической, тем самым разбрасывают боевые элементы в радиальном направлении с заданной скоростью.

При подходе боевого элемента к преграде срабатывает выдвижной элемент головного взрывателя 3, который задействует через детонатор заряд взрывчатого вещества.

В случае отказа в действии головного взрывателя 3 через заданный промежуток времени срабатывает донный взрыватель 4, который инициирует заряд взрывчатого вещества.

При применении РБК по схеме проникающего действия электрическая команда на электровоспламенитель 16 не подается, при этом блокировочная подвижная связь 15 вырывается из головных взрывателей 3 боевых элементов 2 и происходит их блокировка (головные взрыватели не функционируют).

Далее - работа РБК по схеме надповерхностного действия.

При подходе к преграде головной взрыватель 3 боевого элемента 2 деформируется при прохождении через прочную преграду без задействования заряда взрывчатого вещества. Через заданный промежуток времени, необходимый для проникания боевого элемента за преграду, срабатывает донный взрыватель 4, который инициирует заряд взрывчатого вещества.

Работоспособность предлагаемой конструкции разовой бомбовой кассеты в снаряжении универсальными осколочно-фугасными боевыми элементами подтверждается расчетами и экспериментальными проверками кассеты и боевого элемента в наземных и летных условиях.

Изобретение относится к области вооружения, а именно к авиационным кассетно-контейнерным системам, предназначенным для поражения широкого круга целей с различными характеристиками уязвимости. Кассета содержит корпус, два последовательно расположенных эшелона боевых элементов, стянутых хомутами, снабженных устройством их разброса и размещенных вокруг центральной перфорированной трубы с фланцами, в полости которой размещен газогенератор. Кассета снабжена устройством управления действием головных взрывателей боевых элементов, а устройство разброса выполнено в виде желобообразных металлических пластин, соединенных между собой боковыми сторонами с образованием звездообразной оболочки, при этом боковые стороны желобообразных пластин размещены в промежутках между боевыми элементами. Применение разовой бомбовой кассеты позволяет расширить перечень поражаемых ею целей, повысить удельную эффективность, безопасность и надежность действия кассеты, а также обеспечить оптимальную зону рассеивания боевых элементов. 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Разовая бомбовая кассета, содержащая корпус, последовательно расположенные эшелоны боевых элементов, стянутых хомутами, снабженных устройством их разброса и размещенных вокруг центральной перфорированной трубы с фланцами, в полости которой размещен газогенератор, отличающаяся тем, что она содержит два эшелона боевых элементов, боевые элементы снабжены головными взрывателями, кассета снабжена устройством управления действием головных взрывателей боевых элементов, а устройство разброса выполнено в виде желобообразных металлических пластин, соединенных между собой боковыми сторонами с образованием звездообразной оболочки, при этом боковые стороны желобообразных пластин размещены в промежутках между боевыми элементами.2. Кассета по п.1, отличающаяся тем, что в ней устройство управления действием головных взрывателей боевых элементов размещено на внешнем торце каждого фланца, примыкающего к головным частям боевых элементов, и выполнено в виде кольцевой проточки, поршневой крышки и подвижно связанных с головными взрывателями крепежных элементов с тарированными перемычками, соединяющих поршневую крышку с торцем фланца с образованием камеры сгорания, газодинамически связанной с электровоспламенителем.3. Кассета по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в ней фланцы, примыкающие к головным частям боевых элементов, выполнены со сквозными радиальными пазами под головные взрыватели боевых элементов, а фланцы, примыкающие к донным частям боевых элементов, выполнены с радиальными каналами, газодинамически связанными с донными взрывателями боевых элементов и с газогенератором.4. Кассета по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она снабжена двумя опорами под каждую звездообразную оболочку устройства разброса боевых элементов, при этом каждая опора жестко закреплена на центральной перфорированной трубе и выполнена с профилированными гнездами на наружной цилиндрической поверхности.5. Кассета по п.3, отличающаяся тем, что она снабжена двумя опорами под каждую звездообразную оболочку устройства разброса боевых элементов, при этом каждая опора жестко закреплена на центральной перфорированной трубе и выполнена с профилированными гнездами на наружной цилиндрической поверхности.6. Кассета по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в ней продольные оси боевых элементов головного эшелона смещены относительно продольных осей боевых элементов хвостового эшелона на угол 360°/n, где n - общее количество боевых элементов.7. Кассета по п.3, отличающаяся тем, что в ней продольные оси боевых элементов головного эшелона смещены относительно продольных осей боевых элементов хвостового эшелона на угол 360°/n, где n - общее количество боевых элементов.8. Кассета по п.4, отличающаяся тем, что в ней продольные оси боевых элементов головного эшелона смещены относительно продольных осей боевых элементов хвостового эшелона на угол 360°/n, где n - общее количество боевых элементов.9. Кассета по п.5, отличающаяся тем, что в ней продольные оси боевых элементов головного эшелона смещены относительно продольных осей боевых элементов хвостового эшелона на угол 360°/n, где n - общее количество боевых элементов.10. Кассета по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в ней газогенератор содержит два пороховых заряда, связанных между собой огневой цепью и разнесенных вдоль центральной перфорированной трубы, выполненной из двух частей, связанных между собой корпусом головного порохового заряда, при этом каждый пороховой заряд снабжен замедлительным устройством, а хвостовой пороховой заряд дополнительно снабжен электровоспламенителем.11. Кассета по п.3, отличающаяся тем, что в ней газогенератор содержит два пороховых заряда, связанных между собой огневой цепью и разнесенных вдоль центральной перфорированной трубы, выполненной из двух частей, связанных между собой корпусом головного порохового заряда, при этом каждый пороховой заряд снабжен замедлительным устройством, а хвостовой пороховой заряд дополнительно снабжен электровоспламенителем.12. Кассета по п.4, отличающаяся тем, что в ней газогенератор содержит два пороховых заряда, связанных между собой огневой цепью и разнесенных вдоль центральной перфорированной трубы, выполненной из двух частей, связанных между собой корпусом головного порохового заряда, при этом каждый пороховой заряд снабжен замедлительным устройством, а хвостовой пороховой заряд дополнительно снабжен электровоспламенителем.13. Кассета по п.5, отличающаяся тем, что в ней газогенератор содержит два пороховых заряда, связанных между собой огневой цепью и разнесенных вдоль центральной перфорированной трубы, выполненной из двух частей, связанных между собой корпусом головного порохового заряда, при этом каждый пороховой заряд снабжен замедлительным устройством, а хвостовой пороховой заряд дополнительно снабжен электровоспламенителем.14. Кассета по п.6, отличающаяся тем, что в ней газогенератор содержит два пороховых заряда, связанных между собой огневой цепью и разнесенных вдоль центральной перфорированной трубы, выполненной из двух частей, связанных между собой корпусом головного порохового заряда, при этом каждый пороховой заряд снабжен замедлительным устройством, а хвостовой пороховой заряд дополнительно снабжен электровоспламенителем.15. Кассета по п.7, отличающаяся тем, что в ней газогенератор содержит два пороховых заряда, связанных между собой огневой цепью и разнесенных вдоль центральной перфорированной трубы, выполненной из двух частей, связанных между собой корпусом головного порохового заряда, при этом каждый пороховой заряд снабжен замедлительным устройством, а хвостовой пороховой заряд дополнительно снабжен электровоспламенителем.16. Кассета по п.8, отличающаяся тем, что в ней газогенератор содержит два пороховых заряда, связанных между собой огневой цепью и разнесенных вдоль центральной перфорированной трубы, выполненной из двух частей, связанных между собой корпусом головного порохового заряда, при этом каждый пороховой заряд снабжен замедлительным устройством, а хвостовой пороховой заряд дополнительно снабжен электровоспламенителем.17. Кассета по п.9, отличающаяся тем, что в ней газогенератор содержит два пороховых заряда, связанных между собой огневой цепью и разнесенных вдоль центральной перфорированной трубы, выполненной из двух частей, связанных между собой корпусом головного порохового заряда, при этом каждый пороховой заряд снабжен замедлительным устройством, а хвостовой пороховой заряд дополнительно снабжен электровоспламенителем.