ГЛУБИННАЯ АВИАБОМБА ДЛЯ СИСТЕМ ПОИСКА ПОДВОДНЫХ ЦЕЛЕЙ Российский патент 2007 года по МПК F42B25/00 

Предлагаемое изобретение относится к авиационным боеприпасам, а именно к противолодочным авиабомбам, используемым в системах противолодочной обороны в качестве взрывных источников звука для поиска и обнаружения подводных лодок.

В настоящее время для целей гидролокации все более широкое применение находят взрывные источники звука, излучающие энергию, сконцентрированную в направлении наиболее вероятного положения цели, а именно в направлении, близком к горизонтальному.

Известна конструкция глубоководной авиабомбы с использованием линейного взрывного источника звука по патенту США №3276366 от 04.10.1966 г. (кл. НКИ 102-2) - прототип. Авиабомба представляет собой сложную конструкцию с большим количеством сопряженных узлов и деталей, которые для обеспечения их надежной работы в условиях больших гидростатических давлений должны быть выполнены с высокой точностью и чистотой обработки. Линейный заряд авиабомбы выполнен в виде ленты из эластичного взрывчатого вещества с отношением длины к ширине, равным примерно 40 единицам. Линейный заряд обладает направленностью не только в вертикальной, но и в горизонтальной плоскости. Поскольку лоцируемый объект может находиться в любой точке горизонтальной плоскости, интенсивность и спектр отраженного сигнала могут изменяться в широких пределах. Поэтому аппаратура, предназначенная для приема и обработки сигналов от подобных линейных зарядов, должна иметь дополнительные устройства для выделения полезных сигналов и, следовательно, быть значительно усложнена. Укладка линейного заряда в корпусе авиабомбы, осуществленная в виде рулона, а также предусмотренная в прототипе конструкция вытяжного устройства делают крайне затруднительным извлечение заряда из корпуса авиабомбы в рабочее положение. Взрывчатое вещество, применяемое для изготовления линейного заряда, при длительном хранении слеживается и частично теряет свою эластичность, особенно при малых радиусах гиба заряда, поэтому после извлечения из корпуса линейный заряд будет иметь не прямолинейную, необходимую для выдачи заданного акустического сигнала форму, а непредсказуемую спираль. Излучаемый сигнал от "линейного" заряда подобной формы резко отличается от запрограммированных сигналов в приемной регистрирующей аппаратуре.

Задачей заявленного предлагаемого изобретения является повышение эффективности действия авиабомбы с линейным акустическим излучателем - взрывным источником звука для систем поиска подводных целей.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении надежности функционирования авиабомбы на всех этапах ее действия.

Это достигается тем, что глубинная авиабомба для систем поиска подводных целей содержит корпус со стабилизатором, взрывательное устройство, линейный заряд и вытяжное устройство. Вытяжное устройство выполнено в виде диска с втулкой, размещенной в хвостовом отверстии корпуса и скрепленной с линейным зарядом. Втулка вытяжного устройства снабжена поперечной перегородкой с отверстием, в котором с радиальным зазором размещено соединительное звено с выступающим относительно задней кромки перегородки втулки упорным элементом. Длина соединительного звена от передней кромки перегородки втулки до головки звена превышает длину этой перегородки. Диск вытяжного устройства по образующей окружности снабжен приливами с пазами, в которые входят выступы перьев стабилизатора, и соединен с хвостовой частью корпуса авиабомбы цилиндрической пружиной кручения - сжатия.

Соблюдение всех перечисленных признаков позволит обеспечить надежное функционирование авиабомбы на всех этапах ее действия: при вытягивании линейного акустического излучателя из корпуса авиабомбы при приводнении, установке его в строго вертикальное рабочее положение, при своевременной доставке линейного акустического излучателя - линейного заряда на заданную глубину срабатывания взрывательного устройства авиабомбы и при подрыве заряда по заданной схеме.

Предлагаемая конструкция вытяжного устройства позволит обеспечить надежное функционирование авиабомбы на всех этапах ее действия: при выходе линейного заряда из корпуса авиабомбы и установке его в строго вертикальное рабочее положение. За счет размещения скрепленного с линейным зарядом вытяжного устройства в хвостовом отверстии корпуса авиабомбы линейный заряд свободно выходит через хвостовое отверстие из корпуса и устанавливается в вертикальное положение, причем передний конец заряда, закрепленный в головной части корпуса, погружается вместе с последним, а задний конец заряда, скрепленный с диском вытяжного устройства, притормаживается набегающим потоком воды, действующим на диск при погружении авиабомбы.

Конструктивное выполнение втулки вытяжного устройства позволит разобщить вытяжное устройство и линейный заряд, который за счет своей жесткости может помешать нормальному функционированию вытяжного устройства и обеспечить возможность свободного поворота втулки вытяжного устройства от связанной с ней пружины кручения- сжатия относительно линейного заряда. При этом наличие у втулки вытяжного устройства поперечной перегородки с отверстием, с одной стороны, позволит размещать в ней соединительное звено, жестко связанное с линейным зарядом, и удерживать заряд в фиксированном положении в корпусе авиабомбы вплоть до момента приводнения авиабомбы за счет наличия у соединительного звена упорного элемента. Задний конец линейного заряда до приводнения авиабомбы и начала функционирования вытяжного устройства, удерживаясь в отверстии втулки вытяжного устройства, не сможет выйти из этого отверстия как внутрь корпуса авиабомбы, так и за его пределы, а при раскрытии авиабомбы и установке линейного заряда в рабочее вертикальное положение не сможет оторваться от вытяжного устройства, которое за счет воздействия на его диск набегающего потока воды будет затормаживаться относительно корпуса авиабомбы, обеспечивая выход линейного заряда из корпуса и установку в вертикальное рабочее положение. С другой стороны, за счет наличия радиального зазора между соединительным звеном и отверстием поперечной перегородки втулки вытяжного устройства, а также за счет превышения длины соединительного звена над длиной перегородки обеспечивается надежное функционирование вытяжного устройства авиабомбы при ее раскрытии.

Конструктивное выполнение диска вытяжного устройства, имеющего по своей образующей окружности приливы с пазами, в которые входят выступы перьев стабилизатора, и соединение диска с хвостовой частью корпуса авиабомбы пружиной кручения-сжатия позволит надежно удерживать линейный заряд в корпусе авиабомбы при транспортировании авиабомб в укупорке, при транспортировании авиабомб в составе носителя, при принудительном отделении авиабомб от носителя, при движении авиабомб на воздушной траектории полета вплоть до приводнения авиабомбы и начала функционирования вытяжного устройства.

В отдельных конкретных случаях конструкция авиабомбы может быть выполнена с использованием указанных в формуле изобретения зависимых признаков.

Так, упорный элемент может быть выполнен в виде головки винта, поперечный размер которой больше диаметра отверстия перегородки вытяжного устройства. Это позволит надежно удерживать задний конец линейного заряда в отверстии втулки вытяжного устройства, не давая заряду выходить из этого отверстия как внутрь корпуса авиабомбы, так и за его пределы вплоть до момента приводнения авиабомбы, а при раскрытии авиабомбы и установке линейного заряда в рабочее вертикальное положение - не давая заряду оторваться от вытяжного устройства, которое за счет воздействия на его диск набегающего потока воды, будет затормаживаться относительно корпуса авиабомбы, обеспечивая выход заряда из корпуса и установку в вертикальное рабочее положение.

Линейный заряд может быть выполнен из эластичного взрывчатого вещества в виде шнура круглого сечения, размещенного в общей оболочке из капроновых нитей, и содержать основной удлиненный цилиндрический заряд, инициируемый в его середине через передаточный шнур от передней торцевой цилиндрической шашки, примыкающей к детонатору взрывательного устройства, и взрывонепроницаемые инертные прокладки, защищающие основной заряд от преждевременного срабатывания. Предлагаемый линейный заряд даже после длительного хранения в составе авиабомбы обеспечивает надежные выход из корпуса авиабомбы, установку в строго вертикальное рабочее положение и срабатывание по заданной схеме с выдачей акустического сигнала заданной формы. Одновременно с этим обеспечивается и безопасность боеприпаса в целом при его изготовлении и эксплуатации, при длительном хранении, при транспортировке на значительные расстояния, при транспортировании в составе носителя и при отделении от носителя.

Ось заднего конца линейного заряда, прикрепленного к вытяжному устройству авиабомбы, может быть установлена относительно продольной оси авиабомбы под углом 13-37 градусов, а соотношение диаметров хвостового отверстия корпуса и линейного заряда может составлять величину 1,3-2,0. Это позволит при функционировании вытяжного устройства, после выхода его втулки за пределы корпуса авиабомбы, перемещать линейный заряд через хвостовое отверстие корпуса с постоянным углом наклона относительно продольной оси корпуса, постепенно разворачивая линейный акустический излучатель (линейный заряд) в строго вертикальное рабочее положение. При этом за счет исключения трения заряда о кольцевой срез и внутреннюю поверхность хвостового отверстия корпуса предотвращается как разрыв оболочки и составных элементов линейного заряда, так и неполное его вытягивание из корпуса авиабомбы. Таким образом обеспечивается надежное функционирование авиабомбы при выходе линейного заряда из корпуса и установке его в строго вертикальное рабочее положение, обеспечивается полнота и надежность срабатывания самого линейного заряда по заданной схеме.

Кроме того, линейный заряд может быть уложен в корпусе авиабомбы спиралью, внутри которой будет располагаться участок заряда в виде незамкнутой петли, причем размеры петли могут быть выбраны из условий:

Hп<Hc+dз, где:

Dп - диаметр петли уложенного в корпусе авиабомбы линейного заряда,

Dк - внутренний диаметр корпуса авиабомбы,

dз - диаметр линейного заряда,

Нп - высота петли уложенного в корпусе авиабомбы линейного заряда,

Нс - высота спирали уложенного в корпусе авиабомбы линейного заряда.

Предложенный вариант укладки заряда в корпусе авиабомбы оптимален для удлиненных зарядов большой жесткости, каким является предлагаемый вариант конструкции линейного заряда, отвечает всем выдвигаемым требованиям и позволяет без увеличения габаритов авиабомбы использовать линейные заряды относительно большой длины. Чем больше петля уложенного внутри корпуса линейного заряда при прочих равных условиях, тем меньшие габариты авиабомбы необходимы, а следовательно, большее количество авиабомб может разместиться на носителе. Чем большая величина петли укладываемого в корпусе авиабомбы линейного заряда, тем большей длины заряд можно будет разместить в том же корпусе авиабомбы, а следовательно, тем большая дальность и надежность действия поисково-прицельных систем в режиме широкополосной гидролокации подводной лодки будет иметь место.

Если соотношение

будет меньше величины 0,5, то внутри линейного заряда могут появиться микротрещины, влияющие на работоспособность авиабомбы. Это объясняется тем, что радиус гиба линейного заряда в месте загиба петли может получиться меньше допустимого. Если это соотношение будет больше величины 0,7, то, во-первых, может иметь место трение участка петли заряда о внутреннюю поверхность участка спирали заряда при транспортировании авиабомб, что может сказаться на целостности структуры линейного заряда, а следовательно, и на работоспособности авиабомбы в целом, и, во-вторых, опираясь на внутреннюю поверхность участка спирали, петля может препятствовать нормальной размотке и выходу линейного заряда через отверстие хвостовой части корпуса авиабомбы и установке заряда в строго вертикальное рабочее положение. Так как размотка и установка линейного заряда в рабочее положение происходит за сравнительно малый период времени (десятые доли секунды), несоблюдение соотношения (Нп<Нс+dз) может привести к зажатию петли витками уложенного спиралью последующего участка заряда. Линейный заряд может полностью не выйти из корпуса авиабомбы и не установиться в заданное рабочее положение. Таким образом, предложенный вариант укладки линейного заряда в корпусе авиабомбы и соблюдение указанных соотношений позволит избежать нештатных ситуаций, обеспечить надежный выход линейного заряда из корпуса авиабомбы и установку его в строго вертикальное рабочее положение, обеспечить полное срабатывание линейного заряда по заданной схеме. Одновременно с этим путем увеличения загрузки носителя за счет уменьшения габаритов авиабомбы при сохранении надежности ее функционирования может быть повышена эффективность поиска подводных объектов.

На фиг.1 представлен общий вид глубинной авиабомбы для систем поиска подводных целей, на фиг.2 - вид авиабомбы с заднего торца, на фиг.3 - крепление линейного заряда к вытяжному устройству, на фиг.4 - конструктивная схема предложенного варианта линейного заряда, на фиг.5 - схема расположения линейного заряда в начальной стадии его прохождения через хвостовое отверстие корпуса авиабомбы при установке линейного заряда в рабочее положение после приводнения авиабомбы при невыполнении соотношения диаметров хвостового отверстия корпуса и заряда, составляющего величину 1,3-2,0, на фиг.6 - схема расположения линейного заряда в начальной стадии его прохождения через хвостовое отверстие корпуса авиабомбы при установке линейного заряда в рабочее положение после приводнения авиабомбы при выполнении соотношения диаметров хвостового отверстия корпуса и заряда, составляющего величину 1,3-2,0.

Глубинная авиабомба для систем поиска подводных целей состоит (см. фиг.1-3) из корпуса 1, стабилизатора 2, взрывательного устройства 3, линейного акустического излучателя - линейного заряда 4, уложенного внутри корпуса 1, и вытяжного устройства 5, размещенного в хвостовом отверстии 6 корпуса 1. Вытяжное устройство 5 выполнено в виде диска 7 с втулкой 8, скрепленной с зарядом 4 соединительным, например цилиндрическим, звеном 9. У втулки 8 имеется поперечная, например цилиндрическая, перегородка 10 с отверстием, в котором с радиальным зазором размещено звено 9 с выступающим относительно задней кромки перегородки 10 втулки 8 упорным элементом 11 (например, головкой винта). Этим обеспечивается удержание заднего конца линейного заряда 4 в фиксированном положении в отверстии втулки 8 как в транспортном положении до начала функционирования вытяжного устройства 5, так и при раскрытии авиабомбы и установке линейного заряда в заданное вертикальное рабочее положение.

Длина "L" звена 9 от передней кромки перегородки 10 втулки 8 до головки 11 звена 9 превышает длину "m" перегородки 10. Звено 9 жестко крепится к наконечнику 12 линейного заряда 4. Радиальный зазор, с которым в отверстии перегородки 10 втулки 8 размещено звено 9, и длина "L" звена 9 обеспечивают возможность поворота вытяжной втулки 8 относительно заряда 4 при работе вытяжного устройства 5. Диск 7 вытяжного устройства 5 снабжен приливами 13 с пазами 14, в которые входят выступы 15 перьев 16 стабилизатора 2, и поджат пружиной 17 кручения-сжатия. Пружина 17 имеет отогнутые концы, один из которых заходит в отверстие 18 диска 7, а другой опирается на перо 16 стабилизатора 2. Диск 7 с втулкой 8 при сборке устанавливаются в хвостовом отверстии 6 корпуса 1 поджатием пружины 17 и поворотом ее на некоторый угол до совпадения пазов 14 с выступами 15 перьев 16. Этим пружине 17 придается крутящий момент, необходимый для выхода диска 7 из зацепления при работе вытяжного устройства 5.

Описанная конструкция глубинной авиабомбы для систем поиска подводных целей позволит обеспечить достижение указанного технического результата, а именно повысить надежность функционирования авиабомбы на всех этапах ее действия.

В отдельных конкретных случаях конструкция авиабомбы может быть выполнена с использованием указанных в формуле изобретения зависимых признаков.

Так, поперечный размер "d" упорного элемента 11 может, например, быть выполнен больше диаметра "D" отверстия перегородки 10 втулки 8 вытяжного устройства 5. Это позволит надежно удерживать задний конец линейного заряда 4 в отверстии втулки 8 как в транспортном положении, так и при раскрытии авиабомбы и установке линейного заряда 4 в заданное вертикальное рабочее положение.

Предлагаемый конструктивный вариант линейного акустического излучателя - линейного заряда 4 (см. фиг.4) может быть выполнен из эластичного взрывчатого вещества в виде шнура круглого сечения, размещенного в общей оболочке 19, выполненной из капроновых нитей. Линейный заряд 4 может содержать основной удлиненный цилиндрический заряд 20, инициируемый в его середине через передаточный шнур 21 от передней торцевой цилиндрической шашки 22, примыкающей к детонатору 23 (см. фиг.1, 3 и 4) взрывательного устройства 3, и инертные взрывонепроницаемые прокладки 24, защищающие основной заряд 20 от преждевременного срабатывания. Крепление линейного заряда 4 в головной втулке 25 может быть осуществлено с помощью наконечника 26 с отбортовкой 27, а с вытяжным устройством 5 - с помощью наконечника 12 и соединительного звена 9.

Для обеспечения надежного функционирования вытяжного устройства 5 и последующего срабатывания линейного заряда 4 по заданной схеме (см. фиг.1, 5 и 6) ось заднего конца заряда, прикрепленного к вытяжному устройству 5, может устанавливаться относительно продольной оси авиабомбы под углом "α", равным 13-37 градусов, а соотношение диаметров хвостового отверстия 6 корпуса 1 и линейного заряда 4 может составлять величину 1,3-2,0. Это позволит при функционировании вытяжного устройства 5 после выхода втулки 8 за пределы корпуса 1 перемещать заряд 4 через хвостовое отверстие 6 с постоянным углом наклона "β" относительно продольной оси корпуса 1 (хвостового отверстия), постепенно разворачивая линейный заряд в вертикальное рабочее положение. При этом за счет исключения трения заряда 4 о кольцевой срез и внутреннюю поверхность хвостового отверстия 6 корпуса 1 предотвращается как разрыв оболочки 19 и составных элементов заряда 4, так и неполное вытягивание линейного заряда из корпуса 1 авиабомбы.

Линейный заряд 4 в корпусе 1 авиабомбы (см. фиг.1) может быть уложен в виде спирали 28, внутри которой располагается участок заряда 4 в виде незамкнутой петли 29. Размеры петли выбраны из условий:

Нп<Hc++dз, где:

Dп - диаметр петли уложенного в корпусе авиабомбы линейного заряда,

Dк - внутренний диаметр корпуса авиабомбы,

dз - диаметр линейного заряда,

Нп - высота петли уложенного в корпусе авиабомбы линейного заряда,

Нс - высота спирали уложенного в корпусе авиабомбы линейного заряда.

Соблюдение данных условий позволит избежать нештатных ситуаций, обеспечить надежный выход линейного заряда 4 из корпуса 1 и установку его в строго вертикальное рабочее положение, а также полное срабатывание линейного заряда по заданной схеме. Одновременно путем увеличения загрузки носителя за счет уменьшения габаритов авиабомбы при сохранении надежности ее функционирования может быть повышена эффективность решения задач поиска подводных объектов.

Действие авиабомбы следующее.

Авиабомба отделяется от носителя, стабилизируется на воздушной траектории полета и приводняется. При достижении авиабомбой поверхности воды диск 7 с втулкой 8 вытяжного устройства 5 за счет возникающих инерционных перегрузок проседает, преодолевая сопротивление пружины 17, и пазы 14 приливов 13 выходят из зацепления с выступами 15 перьев 16 стабилизатора 2 авиабомбы. За счет крутящего момента пружины 17 диск 7 с втулкой 8 вытяжного устройства 5 проворачивается относительно соединительного звена 9 и заряда 4, пазы 14 приливов 13 устанавливаются между выступами 15 перьев 16. Набегающий поток воды воздействует на диск 7 и тормозит его, обеспечивая вытягивание заряда 4 из корпуса 1 через хвостовое отверстие 6. Так как передний конец заряда 4 жестко закреплен в головной втулке 25, заряд погружается вместе с авиабомбой на заданную глубину. При этом другой конец заряда 4 с диском 7 притормаживается, за счет чего линейный заряд 4 занимает строго вертикальное прямолинейное рабочее положение. При достижении авиабомбой заданной глубины срабатывает (см. фиг.1 и 4) ее взрывательное устройство 3, от которого осуществляется последовательное срабатывание линейного акустического излучателя - линейного заряда: инициирование шашки 22 и передающего шнура 21, срабатывание основного заряда 20 из его середины.

Совокупность признаков независимого пункта формулы изобретения позволит обеспечить надежное функционирование авиабомбы на всех этапах ее действия: при вытягивании линейного акустического излучателя из корпуса авиабомбы при приводнении, установке его в строго вертикальное рабочее положение, своевременной доставке линейного акустического излучателя на заданную глубину срабатывания взрывательного устройства авиабомбы и его подрыве по заданной схеме.

В то же время в отдельных конкретных случаях конструкция авиабомбы может быть выполнена с использованием указанных в формуле изобретения зависимых пунктов. Это позволит при изготовлении авиабомб подобрать работоспособные легковыполнимые конструктивные элементы авиабомбы, повышающие надежность и безопасность применяемых боеприпасов.

Изобретение относится к противолодочным авиабомбам, используемым в системах противолодочной обороны в качестве взрывных источников звука для поиска и обнаружения подводных лодок. Авиабомба содержит корпус со стабилизатором, взрывательное устройство, линейный заряд и вытяжное устройство. Вытяжное устройство выполнено в виде диска с втулкой, размещенной в хвостовом отверстии корпуса и скрепленной с зарядом. Втулка снабжена поперечной перегородкой с цилиндрическим отверстием, в котором с радиальным зазором размещено соединительное звено с выступающим относительно задней кромки перегородки втулки упорным элементом. Длина соединительного звена от передней кромки перегородки втулки до головки звена превышает толщину этой перегородки, а диск по образующей окружности снабжен приливами с пазами, в которые входят выступы перьев стабилизатора, и соединен с хвостовой частью корпуса авиабомбы цилиндрической пружиной кручения-сжатия. Повышается надежность функционирования авиабомбы на всех этапах ее действия: при вытягивании линейного акустического излучателя из корпуса авиабомбы при приводнении, установке его в строго вертикальное рабочее положение, своевременной доставке линейного акустического излучателя на заданную глубину срабатывания взрывательного устройства авиабомбы и его подрыве по заданной схеме. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Глубинная авиабомба для систем поиска подводных целей, содержащая корпус со стабилизатором, имеющим перья, взрывательное устройство с детонатором, линейный заряд и вытяжное устройство, отличающаяся тем, что вытяжное устройство выполнено в виде диска с втулкой, размещенной в хвостовом отверстии корпуса и скрепленной с линейным зарядом, причем втулка снабжена поперечной перегородкой с отверстием, в котором с радиальным зазором размещено соединительное звено с выступающим относительно задней кромки перегородки втулки упорным элементом, длина соединительного звена от передней кромки перегородки втулки до упорного элемента превышает длину этой перегородки, а диск по образующей окружности снабжен приливами с пазами, в которые входят выступы, выполненные на перьях стабилизатора, и соединен с хвостовой частью корпуса авиабомбы цилиндрической пружиной кручения-сжатия.2. Глубинная авиабомба по п.1, отличающаяся тем, что упорный элемент выполнен в виде головки винта, поперечный размер которой больше диаметра отверстия перегородки.3. Глубинная авиабомба по п.1 или 2, отличающаяся тем, что линейный заряд выполнен в виде шнура круглого сечения, размещенного в общей оболочке, из капроновых нитей и содержит основной удлиненный цилиндрический заряд из эластичного взрывчатого вещества, инициируемый в его середине через передаточный шнур от передней торцевой цилиндрической шашки, примыкающей к детонатору взрывательного устройства, и взрывонепроницаемые инертные прокладки, защищающие основной удлиненный заряд от преждевременного срабатывания.4. Глубинная авиабомба по п.1 или 2, отличающаяся тем, что ось заднего конца заряда, прикрепленного к вытяжному устройству, расположена относительно продольной оси авиабомбы под углом 13-37°, а соотношение диаметров хвостового отверстия корпуса и заряда составляет величину 1,3-2,0.5. Глубинная авиабомба по п.3, отличающаяся тем, что ось заднего конца заряда, прикрепленного к вытяжному устройству, расположена относительно продольной оси авиабомбы под углом 13-37°, а соотношение диаметров хвостового отверстия корпуса и заряда составляет величину 1,3-2,0.