КАССЕТНАЯ БОЕВАЯ ЧАСТЬ Российский патент 2007 года по МПК F42B12/60 

Изобретение относится к области военной техники и может быть использовано в кассетных боеприпасах.

Известно техническое решение по патенту США №4231293 от 26.11.77, согласно которому защищена система разбрасывания боеприпасов из компактного контейнера цилиндрической формы, выполненного из ломкого материала, внутри которого установлен осевой несущий шток и множество упирающихся один в другой цилиндрических боеприпасов, расположенных вокруг несущего штока. В промежутках между боеприпасами, вокруг несущего штока, расположены заряды ВВ.

Известно техническое решение по заявке Франции №2646503 от 27.04.89, согласно которому защищено устройство для выбрасывания на траектории контейнеров в радиальном направлении относительно носителя контейнеров, имеющее детонирующий заряд со средствами его герметизации, расположенный по оси устройства по всей длине совокупности контейнеров, причем контейнеры соединены со средствами герметизации посредством удерживающих приспособлений.

В вышеупомянутых технических решениях не обеспечивается регулирование радиального разброса суббоеприпасов (выброса с разными скоростями), что не позволяет выполнить их равномерное рассеивание на заданной площади с оптимальной плотностью для обеспечения максимальной боевой эффективности кассетного носителя.

Известна конструкция кассетной боевой части (КБЧ) по патенту РФ №2190827 от 10.10.02, содержащая корпус, расположенный по его оси перфорированный коллектор с метательным зарядом. На наружной поверхности коллектора рядами плотно уложены боевые элементы (БЭ). Отверстия в коллекторе, газодинамически связывающие внутреннюю полость коллектора и поверхности уложенных на нем БЭ, выполнены под каждым рядом БЭ с различной суммарной площадью, пропорциональной квадрату скорости выброса БЭ. При этом с торцов коллектор ограничен фланцами, отделяющими КБЧ от смежных отсеков.

Указанная конструкция КБЧ по технической сущности, числу совпадающих признаков и достигаемому результату является наиболее близким аналогом и принята в качестве прототипа.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение заключается:

- в увеличении эффективности КБЧ за счет повышения стабильности распределения БЭ по скоростям выброса, обеспечиваемой сохранением целостности корпуса кассетной боевой части;

- в повышении надежности срабатывания КБЧ за счет гарантированного сохранения связи одного или обоих торцевых фланцев с коллектором.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом техническом решении:

- в центральной части фланца (одного или обоих) выполнено отверстие, соединяющее внутренний объем коллектора со смежным отсеком носителя; диаметр отверстия меньше внутреннего диаметра коллектора;

- в отверстии фланца расположен поршень, перекрывающий данное отверстие и имеющий возможность свободного перемещения относительно фланца КБЧ;

- длина цилиндрической части поршня («юбки») выбирается из расчета равенства времени выхода поршня за фланец КБЧ и времени процесса выброса БЭ.

Отличительные признаки в устойчивой взаимосвязи всей совокупности существенных признаков позволили:

- существенно снизить усилие, действующее на фланец КБЧ, чем обеспечить его сохранность в процессе выброса и сохранность связи фланца с коллектором, и тем самым, обеспечить возможность регулирования скорости выброса БЭ из КБЧ в соответствии с оптимальным законом;

- повысить надежность срабатывания КБЧ за счет увеличения стабильности скоростей выброса, что обусловлено сохранением газодинамических связей между подобластями внутри кассеты.

По результатам анализа уровня техники не выявлено аналогов, имеющих признаки, сходные с заявляемым решением, следовательно, можно считать, что заявляемая КБЧ является новой и обладает достаточным изобретательским уровнем. Каждый из вышеуказанных существенных признаков необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества нового эффекта, не присущего признакам в их разобщенности.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом, где на фиг.1 приведен продольный разрез КБЧ с пятирядной укладкой БЭ, на фиг.2 - поперечный разрез по сечению АА.

КБЧ содержит корпус, состоящий из установленного по оси КБЧ неразрушаемого (прочного) коллектора 1, соединенного с передним 2 и задним 3 фланцами. КБЧ закрыта тонкостенной обечайкой 4. Внутри коллектора установлен тонкостенный контейнер 5 с метательным пороховым зарядом 6. По оси контейнера расположен осевой воспламенитель 7. Вокруг коллектора рядами расположены БЭ 8. Между рядами укладки БЭ на внешней поверхности коллектора размещены опорные промежуточные фланцы 9. На боковой поверхности коллектора выполнены отверстия 10, количество и диаметр которых изменяется по длине коллектора, причем суммарная площадь отверстий под каждым рядом БЭ пропорциональна квадрату требуемых скоростей выброса для данного ряда БЭ. В каждом отверстии на боковой поверхности коллектора установлена втулка со скошенным торцом, обращенным внутрь коллектора. В центре переднего и заднего фланцев выполнены сквозные отверстия диаметром меньше внутреннего диаметра коллектора, в которые установлены поршни («стаканы») 11, снабженные прочной цилиндрической юбкой, обращенной внутрь коллектора. На боковой поверхности юбки могут быть выполнены сквозные отверстия, предназначенные для балансировки газопотоков в смежные отсеки (носовой 12 и хвостовой 13), а также - для компенсации экранировки метательного порохового заряда. Длина цилиндрической юбки, в первом приближении, определяется по формуле:

где Кф - коэффициент (от Кф˜0,5 до Кф˜2, в зависимости от конструкции), Р_колл - давление в коллекторе, S_порш и М_порш - площадь и масса поршня, D_эл - диаметр элемента, V_эл - средняя скорость выброса элементов. Более детально параметры поршня выбираются по результатам расчетов внутрибаллистических параметров функционирования КБЧ по известным методикам, исходя из условия обеспечения заданного распределения скоростей.

КБЧ работает следующим образом. В заданной точке траектории полета носителя от взрывателя происходит подрыв метательного порохового заряда 6 и, под действием продуктов его горения, истекающих через отверстия 10 коллектора 1, БЭ 8 получают различные радиальные импульсы, в результате чего они выбрасываются из КБЧ с различными радиальными скоростями. Оболочка 4 корпуса кассетного носителя в момент подрыва метательного порохового заряда 6 удаляется любым из известных способов, например, - продуктами взрыва метательного заряда, истекающими через зазоры между БЭ. Высокий уровень давления продуктов взрыва метательного порохового заряда в коллекторе обуславливает независимость скорости истечения продуктов сгорания из коллектора от давления в подэлементной области КБЧ, что обеспечивается критическим режимом истечения при заданном соотношении давления внутри и вне коллектора.

Одновременно с метанием БЭ, истекающие из коллектора продукты горения пороха МЗ обеспечивают надежное взведение пиротехнических узлов взрывателей БЭ во всех известных условиях применения КБЧ и, проникая через зазоры между БЭ в надэлементную область КБЧ, обеспечивают (или способствуют, если используется дополнительное устройство вскрытия) вскрытие корпуса отсека.

В процессе выброса БЭ, поршни 11 свободно перемещаются в осевом направлении в отверстиях фланцев. Этим обеспечивается снижение нагрузки на фланцы, поскольку исключается (или, при диаметре отверстия меньше внутреннего диаметра коллектора, - значительно уменьшается) зона действия на них давления в коллекторе и уменьшается площадь поверхности фланцев. Инерционность поршней 11 препятствует быстрому сбросу давления в коллекторе. Незначительное снижение коллекторного давления, обусловленное разлетом поршней, при необходимости, может быть компенсировано увеличением навески пороха. Масса поршней и длина их цилиндрической части («юбки») выбираются из условия равенства времени выброса БЭ и времени выхода поршней из коллектора. Оценка времен может быть произведена как по известным методикам расчета внутрибаллистических параметров, так и экспериментально - по результатам испытаний.

Снижение нагрузки на фланцы КБЧ за счет использования свободно перемещающихся поршней, позволяет обеспечить минимальное деформирование и исключить возможность их отрыва от коллектора, что обуславливает стабильность параметров функционирования КБЧ.

Использование предлагаемого технического решения позволяет более стабильно регулировать уровень радиальных скоростей выброса БЭ из КБЧ, и, следовательно, обеспечить равномерное рассеивание БЭ на местности, тем самым - повысить эффективность КБЧ.

Положительные результаты натурных испытаний подтвердили работоспособность и надежность устройства. В частности, достигнуто более чем двукратное снижение нагрузки на фланец, отсутствие его отрыва от коллектора в процессе срабатывания КБЧ, чего ранее не удавалось обеспечить другими способами ввиду имеющихся ограничений на габаритные размеры и массу КБЧ.

Изобретение относится к области военной техники и может быть использовано в кассетных боевых частях снарядов, мин, бомб, ракет, в которых для выброса суббоеприпасов используются разрывные заряды. Боевая часть содержит боевые элементы, центральный метательный пороховой заряд и корпус, состоящий из центрального перфорированного коллектора и торцевых фланцев. В центральной части одного или обоих торцевых фланцев выполнены отверстия, диаметр которых меньше внутреннего диаметра коллектора и в которых размещены поршни, имеющие цилиндрическую часть и выполненные с возможностью их осевого перемещения относительно фланцев. Увеличивается эффективность работы и надежность срабатывания боевой части. 1 з.п. ф-лы., 2 ил.

1. Кассетная боевая часть, содержащая боевые элементы, центральный метательный пороховой заряд и корпус, состоящий из центрального перфорированного коллектора и торцевых фланцев, отличающаяся тем, что в центральной части одного или обоих торцевых фланцев выполнены отверстия, диаметр которых меньше внутреннего диаметра коллектора и в которых размещены поршни, имеющие цилиндрическую часть и выполненные с возможностью их осевого перемещения относительно фланцев.2. Боевая часть по п.1, отличающаяся тем, что в цилиндрической части поршня выполнены сквозные отверстия.