БРОНЕБОЙНЫЙ ПОДКАЛИБЕРНЫЙ СНАРЯД С ВЕДУЩИМ УСТРОЙСТВОМ МАГНИТНОГО ТИПА Российский патент 2007 года по МПК F42B14/06 

Изобретение относится к бронебойным подкалиберным снарядам (БПС) с ведущим устройством (ВУ) "катушечного" типа и может быть реализовано в качестве ВУ БПС для танковых и противотанковых пушек, имеющих в составе боекомплекта данный тип снарядов.

Известно, что процесс отделения секторов ВУ от корпуса снаряда существенно влияет на величину технического рассеивания (точность стрельбы, кучность). Несмотря на относительную кратковременность этого процесса, силовое механическое и аэродинамическое взаимодействие между отделяющимися элементами и корпусом снаряда, а также массивность катушечных секторов может привести к формированию значительных траекторных изменений. Общая картина отделения секторов носит несимметричный и асинхронный характер, что объясняется влиянием на процесс отделения возмущений, полученных снарядом при движении по каналу ствола орудия и в период последействия пороховых газов (ПГ).

Основными силовыми факторами, вызывающими отделение секторов ВУ "катушечного" типа, является сила давления встречного потока воздуха, при этом давление спутного потока ПГ препятствует в периоде последействия (≈10...12 м) процессу их отделения. Все это, а также значительная растянутость во времени приводит к значительной асимметрии отделения секторов ВУ, и как следствие, к дополнительным траекторным возмущениям БПС и, как правило, приводит к повреждению аэродинамических поверхностей снаряда, расположенных в его хвостовой части. Кроме того, как показали стрельбовые испытания, при отделении секторов ВУ имели место нарушения правильности полета БПС.

Существует конструкция поддона подкалиберного оперенного снаряда, движущегося по каналу ствола нарезного орудия /1/, содержащего несколько дугообразных секций, каждая секция поддона содержит дугообразный задний охватывающий конец, цилиндрическую среднюю часть, соединенную в единое целое с передним концом, и дугообразный охватывающий конец, соединенный со средней частью. На переднем конце секции выполнена периферийная канавка под обтюрирующее кольцо, вставленное в канавки секции поддона. Кольцо препятствует прорыву газов поддона во время запуска боеприпасов. Однако данная конструкция имеет следующие недостатки: при выходе снаряда из нарезного ствола орудия сбрасываемый поддон имеет такую же дульную скорость, как и снаряд, что небезопасно для расчета орудия; отделяющиеся при сбросе дугообразные секции поддона создают опасность повреждения стабилизатора снаряда.

Известна конструкция ведущего устройства для подкалиберного реактивного снаряда /2/, состоящего из трех секторов, каждый из которых снабжен пружинным механизмом, обеспечивающим максимально быстрое отделение секторов от корпуса снаряда после вылета из трубы и состоящим из цилиндрической пружины с толкателем, находящихся в посадочном гнезде каждого сектора, смещенных относительно центра масс сектора. Однако данная конструкция имеет следующие недостатки: не всегда будет соблюдаться равенство опрокидывающих кольцевой сектор моментов в результате действия силы пороховых газов, следовательно, картина отделения секторов будет носить несимметричный и асинхронный характер, и как следствие, приведет к дополнительным траекторным возмущениям бронебойного подкалиберного снаряда, кроме того, при сбросе секторов будет создаваться опасность повреждения стабилизатора снаряда.

Задачей предлагаемого изобретения является исключение опасности повреждения аэродинамической поверхности оперенного бронебойного подкалиберного снаряда, обеспечение максимально быстрого и синхронного отделения секторов от корпуса снаряда после вылета из канала ствола.

Указанная цель достигается тем, что в бронебойном подкалиберном снаряде на наружной поверхности имеются посадочные гнезда, в которые запрессовываются неподвижные постоянные магниты цилиндрической формы, а ведущее устройство выполнено из трех кольцевых секторов, у каждого кольцевого сектора перпендикулярно продольной оси снаряда имеются по два посадочных гнезда, расположенных в передней и задней частях сектора симметрично относительно его центра масс, в которые установлены постоянные магниты цилиндрической формы с регулировочными винтами и пружиной. Сущность изобретения заключается в том, что данная конструкция БПС с ВУ магнитного типа обеспечивает надежное отделение секторов при выходе снаряда из канала ствола без повреждения аэродинамических поверхностей, за счет более энергичного подбрасывания в строго радиальном направлении опорных кольцевых секторов во времени, т.е. без задержки.

На фиг.1 приведена предлагаемая конструкция БПС, где: 1 - корпус снаряда; 2 - отделяющееся ведущее устройство; 3 - передняя полость; 4 - донная полость; 5 - уплотнительные кольца; 6 - регулировочные винты; 7 - пружины; 8 - подвижные постоянные магниты цилиндрической формы; 9 - неподвижные постоянные магниты; 10 - стабилизатор.

На фиг.2 - ведущее устройство в момент его отделения от корпуса снаряда. Отделяющееся ведущее устройство (2) состоит из трех кольцевых секторов с полостью (3) на переднем и заднем (4) торцах. Каждый опорный кольцевой сектор выполнен из дюралевого сплава и собирается самостоятельно, при этом в посадочные гнезда сектора устанавливаются постоянные магниты цилиндрической формы и поджимаются регулировочными винтами (6) с пружиной (7), каждый опорный кольцевой сектор устанавливается на корпус снаряда таким образом, чтобы посадочные гнезда с постоянными магнитами были строго напротив центра неподвижных постоянных магнитов, (9) запрессованных в корпус снаряда (1).

Постоянные магниты устанавливаются в конструкции БПС с одноименным расположением полюсов до их сближения, которые и создают в дальнейшем энергию действия магнитного поля при их сближении. Суть энергии действия магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами с одноименными полюсами, состоит в следующем. При принудительном сближении постоянных магнитов будем иметь: во-первых, направление потока магнитных частиц не меняется, он будет встречным и не укорачивается; во вторых, отталкивающие усилия встречного потока магнитных частиц значительно возрастают в зоне магнитных полюсов. Отталкивание одноименных полюсов постоянных магнитов в момент их сближения вызывается отталкивающими силами встречных потоков магнитных частиц и дополнительным направлением их пути в зоне одноименных магнитных полей /5/. Величина отталкивающей магнитной силы зависит от расположения постоянных магнитов с одноименными полюсами относительно друг друга. Значение величины магнитной силы будет тем больше, чем меньше расстояние между постоянными магнитами с одноименными полюсами. В данной конструкции БПС изменение расположения постоянных магнитов относительно друг друга осуществляется за счет регулировочных винтов (6) ведущего устройства (2).

Принцип действия предлагаемой конструкции с ВУ магнитного типа состоит в следующем. При вылете снаряда из канала ствола и освобождении секторов от уплотнительных колец опорные кольцевые секторы за счет действия энергии магнитного поля (отталкивающих магнитных сил), пороховых газов и набегающего потока воздуха, действующих на полости кольцевых секторов, беспрепятственно разлетаются в стороны за счет обусловленного равенства опрокидывающих кольцевой сектор моментов аэродинамической, газодинамической и магнитных сил /4, 5/:

где F_воз - результирующая аэродинамическая сила, действующая на переднюю полость опорного кольцевого сектора;

Х_гол - расстояние от центра масс опорного кольцевого сектора до линии действия результирующей аэродинамической силы;

P_г - результирующая сила давления пороховых газов, действующая на донную полость опорного кольцевого сектора;

Х_дон - расстояние от центра масс опорного кольцевого сектора до линии действия результирующей силы давления пороховых газов;

F_м1,2 - подъемная магнитная сила, действующая на сектор ведущего устройства;

h₁, h₂ - расстояние от центра масс опорного кольцевого сектора до линии действия подъемной магнитной силы /5/.

При правильном отделении отрыв опорных кольцевых секторов от бронебойного подкалиберного снаряда происходит плавно и одновременно при условии:

где Yc=Py+Fy - результирующая подъемная сила;

Fм=F_м1+F_м2 - результирующая подъемная магнитная сила;

G=mg - сила тяжести;

Энергия магнитного поля в основном тратится на отрыв опорного кольцевого сектора от корпуса снаряда в начальный момент отделения, за счет чего происходит плавный и симметричный отрыв опорных кольцевых секторов ВУ.

Список использованной литературы

1. Патент США №4326464, публ. 27.4.82 г., МКИ Р42В 13/15 - прототип.

2. Патент RU 2176376 С1, публ. 27.11.2001 г., МПК7 F42B 14/06 - аналог.

3. Яблонский А.А. Курс теоретической механики. Часть II. - М.: Изд. "Высшая школа", 1984.

4. Справочник машиностроения, т.4, кн.2, под редакцией профессора д.т.н. нс Ачеркана - М.: Изд. "МАШГИЗ", 1963.

5. Полянин А.Д., Полянин В.Д. и др. Справочник для студентов технических вузов. 2-е изд. - М.:. "Астрель", 2002, с.232.

Изобретение относится к боеприпасам с отделяющимся ведущим устройством. Снаряд содержит корпус и ведущее устройство, состоящее из опорных кольцевых секторов катушечного типа. Внутри каждого сектора перпендикулярно продольной оси снаряда выполнены два посадочных гнезда, расположенные симметрично слева и справа относительно центра масс сектора и в которых установлены постоянные магниты цилиндрической формы, напротив которых на корпусе установлены неподвижные постоянные магниты цилиндрической формы. Сектора ведущего устройства установлены с возможностью отделения от бронебойного подкалиберного снаряда при соблюдении условия: F_возХ_гол+F_м1h1=Р_гХ_дон+F_м2h₂, где F_воз - результирующая аэродинамическая сила, действующая на переднюю полость опорного кольцевого сектора, Х_гол - расстояние от центра масс опорного кольцевого сектора до линии действия результирующей аэродинамической силы, Р_г - результирующая сила давления пороховых газов, действующая на донную полость опорного кольцевого сектора, Х_дон - расстояние от центра масс опорного кольцевого сектора до линии действия результирующей силы давления пороховых газов, F_м1, F_м2 - подъемные магнитные силы, действующаие на сектор ведущего устройства, h₁, h₂ - расстояние от центра масс опорного кольцевого сектора до линии действия подъемной магнитной силы. Повышается скорость и синхронность отделения секторов ведущего устройства. 2 ил.

Бронебойный подкалиберный снаряд, содержащий корпус и ведущее устройство, состоящее из опорных кольцевых секторов катушечного типа, отличающийся тем, что внутри каждого сектора перпендикулярно продольной оси снаряда выполнены два посадочных гнезда, расположенных симметрично слева и справа относительно центра масс сектора и в которых установлены постоянные магниты цилиндрической формы, напротив которых на корпусе установлены неподвижные постоянные магниты цилиндрической формы, при этом сектора ведущего устройства установлены с возможностью отделения от бронебойного подкалиберного снаряда при соблюдении условия F_воз Х_гол+F_м1h₁=Р_гХ_дон+F_м2h₂, где F_воз - результирующая аэродинамическая сила, действующая на переднюю полость опорного кольцевого сектора, Х_гол - расстояние от центра масс опорного кольцевого сектора до линии действия результирующей аэродинамической силы, P_г - результирующая сила давления пороховых газов, действующая на донную полость опорного кольцевого сектора, Х_дон - расстояние от центра масс опорного кольцевого сектора до линии действия результирующей силы давления пороховых газов, F_м1, F_м2 - подъемные магнитные силы, действующие на сектор ведущего устройства, h₁, h₂ - расстояние от центра масс опорного кольцевого сектора до линии действия подъемной магнитной силы.