РЕАКТИВНЫЙ СНАРЯД Российский патент 2007 года по МПК F42B12/32 F42B12/52 

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно, к реактивным снарядам с осколочно-фугасной боеголовкой, имеющей объемно-детонирующее наполнение и оснащенной готовыми поражающими элементами.

Уровень данной области техники характеризует осколочно-фугасный снаряд, содержащий аксиально размещенные в корпусе с соплами сообщающиеся с головным взрывателем центральный метательный заряд с детонатором и детонационно-способное твердое топливо (см. патент RU №2082943, F 42 В 12/20, 1997 г.).

Стрельба снарядом производится либо в обычном режиме с использованием заряда твердого топлива в качестве разрывного, либо в режиме его выгорания, позволяющего получить дополнительную скорость и освободить пространство для движения метательного заряда. В последнем случае, при приближении снаряда к цели происходит подрыв центрального заряда в оболочке с метанием ее на внутреннюю поверхность корпуса, в результате чего происходит его заданное дробление.

Недостатком описанного снаряда является неудовлетворительное фугасное действие из-за выгорания детонационно-способного твердого топлива ускоряющего реактивного двигателя и малый радиус поражения осколочного поля, формируемого при этом, то есть показатели назначения боеприпаса.

Более совершенным является выбранный в качестве ближайшего аналога предложенному, по числу совпадающих признаков и назначению, реактивный снаряд по патенту RU 2156953, F 42 B 12/20, 14/00, 2000 г., содержащий связанные продольно общей несущей обечайкой двигатель и удлиненную боеголовку, корпус которой наполнен детонационно-способной жидкотекучей смесью, где расположены центральная оболочка, несущая связанный с головным взрывателем диспергирующий заряд взрывчатого вещества, и отражатель ударной волны.

Известный реактивный снаряд имеет удлиненную боеголовку (более четырех калибров) с несущим толстостенным корпусом, наполненным детонационно-способной смесью, что обеспечивает достаточно высокое осколочное и фугасное действие.

Дроблению толстостенного корпуса на эффективные осколки способствует поперечная диафрагма, смонтированная за осевым метательным зарядом, которая отражает ударную волну сформированного при детонации фронта и встречно направляет ее по корпусу. В результате наложения прямой и ступенчатой формы отраженных ударных волн корпус дробится на большое количество осколков.

При этом детонационный импульс беспрепятственно проникает через окна поперечной диафрагмы в донный объем наполнения корпуса, представляющего собой жидкотекучую взвесь алюминиевого порошка в горючей жидкости, для ее инициирования и диспергирования в атмосферу, где воспламенение образованного топливно-воздушного аэрозоля создает мощный термобарический поражающий эффект.

Однако недостатки известного реактивного снаряда являются продолжением его достоинств: большая потеря энергии метательного заряда и детонационно-способного наполнения на нерациональное естественное дробление толстостенного корпуса, что снижает основные показатели назначения боеприпаса.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является устранение отмеченных недостатков для повышения осколочного и термобарического действия реактивного снаряда.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном реактивном снаряде, содержащем жестко связанные продольно двигатель и удлиненную боеголовку, корпус которой наполнен детонационно-способной жидкотекучей смесью, где расположены центральная оболочка с диспергирующим зарядом взрывчатого вещества, связанным с головным взрывателем, и поперечный отражатель ударной волны, согласно изобретению, диспергирующий заряд посредством калиброванной дюзы отражателя, выполненного в виде вогнутого усеченного конуса, сообщается через огнепередаточную трубку с пиротехническим инициирующим составом метательного заряда готовых поражающих элементов, упакованных в цилиндрическую кассету, смонтированную в донной части боеголовки, при этом отражатель ударной волны, функционально разделяющий тонкостенный корпус на головную фугасную и донную осколочную секции, закреплен на несущей обечайке, а метательный заряд осколочной секции, в структуре которого распределен зажигательный пиротехнический состав, оснащен устройством временного замедления.

Отличительные признаки представляют собой новую конструкцию двухсекционного реактивного снаряда совмещенно-последовательного действия, соответственно термобарического и осколочного, разнесенных по времени и в пространстве.

Схема функционирования боеприпаса: детонационное диспергирование наполнения фугасной секции с формированием аэрозольного облака разогретого алюминиевого порошка сгорающей жидкой компонентой наполнения; затем через время замедления метание готовых поражающих элементов из кассеты осколочной секции, инерционно переместившейся в центр облака, диаметр которого в 80-150 раз превышает калибр снаряда, и одномоментное воспламенение в объеме детонационно-способного аэрозоля топливно-воздушной смеси от многочисленных точечных источников, образовавшихся диспергированием зажигательного состава донной секции при его метании, что в итоге значительно повысило осколочное и термобарическое поражающее действие боеприпаса, сравнительно с прототипом и штатными реактивными снарядами залпового огня.

Коммуникационное сообщение диспергирующего заряда взрывчатого вещества головной секции снаряда с метательным зарядом готовых поражающих элементов донной секции автоматически обеспечивает срабатывание обеих частей боеголовки от одного головного взрывателя в заданной последовательности.

Оснащение центральной оболочки диспергирующего (разрывного) метательного заряда калиброванной дюзой позволяет формировать остронаправленный осевой воспламенительный форс для инициирования метательного заряда осколочной секции.

Сообщение дюзы посредством огнепередаточной трубки, формирующей коммуникационный газовый канал, с пороховым устройством временной задержки срабатывания инициирующего состава метательного заряда осколочной секции обеспечивает заданное время замедления подрыва последнего, функционально связав обе секции боеприпаса. При этом метание жидкотекучей смеси наполнения головной секции и готовых поражающих элементов донной секции боеголовки разнесено по времени.

Включение в структуру метательного заряда осколочной секции пиротехнического зажигательного состава обеспечивает объемное детонационное инициирование диспергируемых в атмосфере разогретых химически активизированных частичек горючего металлического порошка наполнения головной секции снаряда, которые к этому моменту образуют с кислородом воздуха детонационно-способную смесь стехиометрического состава.

Упаковка готовых поражающих элементов в несущей тонкостенной цилиндрической кассете непосредственно на метательном заряде дает продуктивное использование энергии конденсированного взрывчатого вещества.

Установка осколочной секции боеприпаса, снабженной устройством замедления инициирования, за головной фугасной секцией позволяет до срабатывания ее метательного заряда с зажигательным составом, за счет инерционного перемещения двигателя, пространственно совместить осколочную секцию с центром сформированного детонационно-способного аэрозольного облака. Термобарический эффект детонирующего аэрозоля при этом заметно повышает поражающее действие боеприпаса.

Скорость готовых поражающих элементов и плотность осколочного поля по определению значительно выше, чем при естественном дроблении толстостенного корпуса в прототипе. При этом осколочность предложенного изделия дополнительно увеличивается за счет дробления двигателя в эпицентре взрыва метательного заряда осколочной секции, жестко связанной с ним.

Отражатель ударной волны предложенной геометрической формы, смонтированный на торце центральной оболочки детонатора и жестко закрепленный на несущей обечайке, обеспечивает, кроме выполнения основной функции по определению, демпфирование взрывного импульса, который по криволинейной образующей радиально направляется за пределы боеприпаса, поглощая энергию ударного фронта. При этом предотвращается непосредственная передача ударной волны на метательный заряд осколочной секции на время срабатывания осевого устройства порохового замедления.

Тонкостенный корпус фугасной секции боеприпаса выполняет функции несущего контейнера и не представляет существенного препятствия для распространения метаемого жидкотекучего наполнения, диспергируемого в атмосферу.

Закрепление поперечного отражателя, по центру которого смонтированы соосные оболочка диспергирующего заряда головной секции и огнепередаточная трубка донной секции, на несущей обечайке корпуса снаряда обеспечивает необходимую для надежной эксплуатации продольную жесткость протяженной боеголовке, как конструктивному единству, замкнутому по периметру тонкостенным функциональным корпусом.

Поперечный отражатель выполнен в виде донной крышки автономного объема жидкотекучего наполнения корпуса фугасной головной секции боеголовки, пространственно и функционально отделяющей ее от специальной осколочной секции, снабженной периферийной упаковкой готовых поражающих элементов, со специальным метательным зарядом внутри цилиндрической кассеты.

Устройство временного замедления инициирования метательного заряда донной секции от детонационного импульса осевого заряда головной секции обеспечивает динамическое взаимодействие обеих частей боеголовки для усиления поражающего фактора снаряда.

Оснащение метательного заряда осколочной секции распределенным зажигательным пиротехническим составом позволяет организовать объемную детонацию топливно-воздушной смеси сформированного при распылении в атмосферу наполнения фугасной секции посредством многочисленных точечных источников воспламенения, диспергируемых через время задержки при срабатывании этого метательного заряда из центра детонационно-способного аэрозольного облака.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи является достаточной для достижения новизны качества, то есть решения поставленной в изобретении технической задачи не суммой эффектов, а эффектом суммы существенных признаков.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематично изображен предложенный реактивный снаряд

В состав боеприпаса последовательно входят: головной взрыватель 1, фугасная секция 2, осколочная секция 3 и реактивный двигатель 4, при этом секции 2, 3 закреплены на несущей обечайке 5.

Взрыватель 1 связан с центральной оболочкой 6, в которой размещен диспергирующий заряд 7 взрывчатого вещества.

Головная часть тонкостенного корпуса фугасной секции 2 имеет оживальную форму.

Объем корпуса секции 2 наполнен жидкотекучей смесью 8 алюминиевого порошка с горючим топливом, которое адгезионно прочно покрывает частички порошка, и закрыт поперечным отражателем 9, закрепленным на несущей обечайке 5, на которой смонтированы корпуса обеих секций 2, 3, образуя единую конструкцию боеголовки.

Отражатель 9 имеет в сечении профиль вогнутого усеченного конуса, в примыкающем к заряду 7 меньшем основании которого установлена калиброванная дюза 10, сообщающаяся с осевой огнепередаточной трубкой 11 осколочной секции 3, размещенной между несущей обечайкой 5 и реактивным твердотопливным двигателем 4.

Огнепередаточная трубка 11 связана через устройство 12 временного замедления с пиротехническим инициирующим составом 13 метательного заряда 14 - наполнения секции 3.

Устройство 12 представляет собой навеску медленно горящего пороха.

Между обечайкой 5 и реактивным двигателем 4 расположена осколочная секция 3, на периферии которой закреплена цилиндрическая кассета 15 с упакованными готовыми поражающими элементами 16, в частности шариками. Внутри кассеты 15 помещен метательный заряд 14, характеризующийся тем, что в его структуре распределен пиротехнический зажигательный состав.

Функционирует предложенный боеприпас следующим образом. На траектории полета, у цели, от взрывателя 1 детонирует заряд 7, газообразные продукты детонации которого последовательно разрывают оболочку 6, упруго уплотняют наполнение 8, воспламеняя жидкую его компоненту, и дробят корпус головной секции 2.

Ударная волна, возникающая при детонации заряда 7, через наполнение 8 передается на донный поперечно расположенный конус 9, где по криволинейной образующей радиально отражается за пределы боеприпаса, при этом массивный конус 9 демпфирует большую часть энергии фронта уплотнения.

При сгорании жидкой компоненты наполнения 8 разогреваются частички алюминиевого порошка, которые при уплотнении ударным фронтом не слипаются, потому что разделены адгезионным покрытием жидкого топлива, где возникают кавитационные процессы, опосредованно охрупчивая материал корпуса секции 2. Поверхность разогретых частичек алюминиевого порошка химически активизируется, вступая в окислительные реакции, что заметно повышает общую энергетику детонации.

Последующий за ударным детонационный фронт через газопроницаемое наполнение 8 дробит корпус, разметая его осколки, а вслед всесторонне диспергирует алюминиевый порошок наполнения 8 с продуктами детонации заряда 7 в атмосфере, образуя облако детонационно-способного аэрозоля.

В осевом направлении газообразные продукты детонации заряда 7 через калиброванную дюзу 10 остронаправленным форсом через огнепередаточную трубку 11 подаются на медленно горящий пороховой заряд замедлительного устройства 12, при сгорании которого воспламеняется пиротехнический заряд 13, инициирующий метательный заряд 14 осколочной секции 3.

За время описанного процесса массивные секция 3 и двигатель 4 инерционно перемещаются на место секции 2, в центр сформированного аэрозольного облака.

Продуктами детонации метательного заряда 14 разрушается кассета 15, а готовые поражающие элементы 16 от взрывного импульса ускоренно разлетаются в пространстве.

При этом мелкодиспергированный зажигательный состав заряда 14 инициирует аэрозоль образованного облака топливно-воздушной смеси, которая детонирует в объеме, создавая термобарический поражающий эффект.

Предложенный реактивный снаряд, предназначенный для стрельбы из систем залпового огня, имеет заметное, сравнительно с прототипом и штатным боеприпасом, увеличение основных показателей назначения, то есть является более эффективным при сопоставимых массо-геометрических параметрах.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по боеприпасам, показал, что оно не известно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления этих реактивных снарядов, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

Изобретение относится к боеприпасам с осколочно-фугасной боеголовкой. Снаряд содержит жестко связанные двигатель и удлиненную боеголовку, корпус которой наполнен детонационноспособной жидкотекучей смесью, где расположены центральная оболочка с диспергирующим зарядом взрывчатого вещества, связанным с головным взрывателем, и поперечный отражатель ударной волны. Диспергирующий заряд посредством калиброванной дюзы в отражателе, выполненном в виде вогнутого усеченного конуса, сообщается через осевую огнепередаточную трубку с пиротехническим инициирующим составом метательного заряда готовых поражающих элементов, упакованных в цилиндрическую кассету, смонтированную в донной части боеголовки, при этом отражатель ударной волны, функционально разделяющий тонкостенный корпус на головную фугасную и донную осколочную секции, закреплен на несущей обечайке. Повышается поражающее действие снаряда за счет предложенной двухсекционной конструкции. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Реактивный снаряд, содержащий головной взрыватель, несущую обечайку, жестко связанные двигатель и удлиненную боеголовку, включающую корпус, наполненный детонационноспособной жидкотекучей смесью, в котором расположены центральная оболочка с диспергирующим зарядом взрывчатого вещества, связанным с головным взрывателем, и поперечный отражатель ударной волны, отличающийся тем, что в донной части боеголовки смонтирована цилиндрическая кассета, в которую упакованы готовые поражающие элементы и метательный заряд с пиротехническим инициирующим составом, отражатель ударной волны выполнен в виде вогнутого усеченного конуса, в котором выполнена калиброванная дюза, посредством которой диспергирующий заряд сообщается через осевую огнепередаточную трубку с пиротехническим инициирующим составом метательного заряда, при этом отражатель ударной волны закреплен на несущей обечайке и разделяет корпус снаряда на головную фугасную секцию с упомянутым диспергирующим зарядом и донную осколочную секцию с упомянутой цилиндрической кассетой.2. Снаряд по п.1, отличающийся тем, что метательный заряд оснащен устройством замедления.3. Снаряд по п.1, отличающийся тем, что в структуре метательного заряда распределен зажигательный пиротехнический состав.