ОСКОЛОЧНО-ФУГАСНАЯ БОЕВАЯ ЧАСТЬ НАПРАВЛЕННО-КРУГОВОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 2007 года по МПК F42B15/00 

Изобретение относится к оборонной технике и может быть использовано при создании боевых частей, в частности для высокоточных управляемых снарядов или ракет малого и среднего калибра.

Известны управляемые ракеты и снаряды малого и среднего калибра (100...200 мм), содержащие в своем составе боевые части, позволяющие обеспечить поражение воздушных, наземных или надводных целей, таких как самолеты и вертолеты, легкобронированная и небронированная техника, искусственные и естественные укрытия с расположенной в них живой силой и т.д.

Известны осколочно-фугасные боевые части (ОФБЧ) управляемых ракет и снарядов класса "земля-воздух", "земля-земля", "воздух-земля" (см., например, патент РФ №2018779, МПК⁵ F42В 12/32, опубл. 30.08.94, бюл. №16), содержащие разрывной заряд с осколочной оболочкой и взрывательное устройство (ВУ), включающее в себя датчик цели контактного действия (КДЦ) и предохранительно-исполнительный механизм, связанные между собой электроцепью. ВУ обеспечивает подрыв разрывного заряда ОФБЧ по сигналу КДЦ в момент подхода ракеты к преграде (поверхности цели). В результате подрыва разрывного заряда создается осколочно-фугасное поле поражения, обеспечивающее поражение указанных выше целей.

В случае, если величина промаха, обеспечиваемого системой наведения ракеты, больше размера цели или если неконтактный подрыв БЧ обеспечивает увеличение эффективности поражения цели, размеры которой значительно превышают величину промаха, то в состав ВУ включают также и неконтактный датчик цели, действующий либо по методу регистрации параметров создаваемого целью физического поля (магнитного, электростатического, теплового), либо по методу регистрации отраженного от цели, оптического или радиолокационного сигнала подсветки (Г.Мерилл, Г.Гольдберг, Р.Гельмгольц (пер. с англ.) "Исследование операций. Боевые части. Пуск снарядов." Издательство иностранной литературы, Москва, 1959 г.). При этом НДЦ, осуществляющие подсветку цели собственными средствами, именуются активными НДЦ и не требуют для своей работы применения сторонних источников подсветки цели. Применение в составе БЧ высокоточных управляемых ракет малого и среднего калибра активных НДЦ или НДЦ, действующих по методу регистрации параметров создаваемого целью физического поля, обеспечивает возможность реализации перспективного режима применения, не требующего слежения за целью в процессе всего полета ракеты: режима "выстрелил-забыл".

В частности, известна (см. патент РФ №2247928 по заявке 2003118765 от 23.06.2003, МКИ⁷ F42B 12/20) осколочно-фугасная боевая часть (ОФБЧ), содержащая разрывной заряд и взрывательное устройство, включающее контактный датчик цели, диаграмма чувствительности которого ориентирована по оси боевой части, и размещенные на боковой поверхности корпуса равномерно по окружности активные оптические неконтактные датчики цели, диаграмма чувствительности которых ориентирована перпендикулярно оси боевой части. При подходе ракеты к поверхности цели под углами, близкими к 90°, известная ОФБЧ срабатывает в контактном режиме по сигналу КДЦ в условиях оптимального приближения к поверхности цели, позволяющем нанести ей максимальный ущерб совместным осколочно-фугасным действием. При подходе ракеты к поверхности цели под углами, близкими к 0°, известная ОФБЧ срабатывает в неконтактном режиме по отраженному от поверхности цели сигналу НДЦ в условиях воздушного подрыва, позволяющем значительно увеличить площадь осколочного поражения по сравнению с режимом контактного действия.

Применение в составе ВУ активных оптических датчиков цели, диаграмма чувствительности которых ориентирована в заданных направлениях, позволяет определять сторону пролета цели, относительную скорость сближения ракеты с целью, а также выдавать сигнал на подрыв разрывных зарядов БЧ на требуемой с точки зрения максимума эффективности действия дальности до цели.

Так, например, в патенте ФРГ №4102772 С1, МКИ⁶ F42В 12/18, 12/10 от 31.01.91 описана конструкция управляемой ракеты, содержащей кумулятивную боевую часть предконтактного подрыва, взрыватель которой снабжен оптическим неконтактным датчиком цели, который при получении отраженного от цели сигнала выдает команду на подрыв кумулятивного заряда на заданном удалении от преграды, например на удалении, оптимальном для реализации максимальной пробивной способности находящегося в составе БЧ кумулятивного заряда.

Однако описанное выше техническое решение обладает и существенным недостатком, а именно БЧ с таким ВУ имеет низкую помехозащищенность. В частности, если боевая часть ракеты, двигающейся на небольшой высоте над поверхностью земли или воды, содержит активный оптический НДЦ, диаграмма чувствительности которого направлена в переднюю и/или нижнюю полусферу, помехой могут стать любые расположенные или образуемые на траектории естественные или искусственные преграды (кроны кустарников и деревьев, маскировочные укрытия, гребни волн и т.д.). Оптический сигнал, посылаемый НДЦ в заданном направлении, в частности в направлении траектории движения, будет отражен от указанных преград с достаточной для срабатывания взрывателя интенсивностью, величина которой определяется отражающей способностью поверхности преграды, которая для поверхностей помех, особенно искусственно создаваемых, значительно выше, чем для поверхности цели, отражающая способность которой обычно снижается специальными мерами. Это может послужить командой на преждевременное (ошибочное) срабатывание БЧ.

Кроме того, активные оптические датчики цели ограничены по дальности действия величиной соотношения мощности излучаемого сигнала и чувствительностью приемника отраженного от цели сигнала. Это приводит к тому, что на промахах, равных и превышающих дальность действия НДЦ, выбранных для комплектации ВУ, точность определения стороны пролета и вероятность срабатывания ВУ резко снижаются.

Известна также (патент РФ №2046281, МКИ⁶ F42В 12/10, опубл. 20.10.95 бюл. №29) БЧ тандемного типа, в состав которой входит взрывательное устройство, снабженное предохранительно-исполнительными механизмами, электронным блоком задержки подрыва и двумя действующими на разных физических принципах датчиками цели: размещенным в головной части ракеты - контактным датчиком цели и неконтактным датчиком цели - электромагнитного (радиолокационного) принципа действия.

Использованный в указанном техническом решении радиолокационный НДЦ позволяет по резко отличающейся интенсивности отраженного сигнала различать помеху и цель, поверхность которой обычно выполнена из металла, дающего высокий коэффициент отражения радиолокационного сигнала.

Известны активные радиолокационные НДЦ, диаграмма чувствительности которых ориентирована в заданном направлении, содержащие одну или несколько пар (передающих и приемных) антенн, которые размещены на поверхности БЧ (или ракеты) с пространственным разнесением вдоль оси и вокруг образующей корпуса (см., например, В.Б.Рамодин. "Влияние пространственного разноса приемной и передающей антенн на работу неконтактных датчиков цели" / "Известия Российской Академии Ракетных и Артиллерийских Наук", вып. 1 (42) 2005. - М.: Издание РАРАН, 2005). Применение таких НДЦ в составе взрывателей БЧ управляемых ракет позволяет не только отличить цель от помехи, но и определить сторону пролета, что создает возможность включения в состав БЧ разрывного заряда направленного или направленно-кругового действия, подрыв которого образует ориентированное в заданном направлении поле поражения (кумулятивное, осколочное или фугасное).

За прототип как наиболее близкое к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату выбрано техническое решение, описанное в патенте РФ №2046281, МКИ⁶ F42В 12/10.

Признаки прототипа, общие с заявляемой конструкцией осколочно-фугасной боевой части направленно-кругового действия: разрывной заряд, снабженный взрывательным устройством, содержащим предохранительно-исполнительный механизм, контактный датчик цели, неконтактный датчик цели радиолокационного типа, а также электронный блок расчета времени задержки подрыва.

Указанный прототип имеет ряд недостатков, которые приводят к снижению его эффективности в составе ОФБЧ направленно-кругового действия при действии по целям, поражение которых осуществляется как за счет осколочного, так и совместного осколочно-фугасного действия. А именно: требуемая дальность действия такого НДЦ обеспечивается величиной пространственного разнесения его излучающих и приемных антенн. Реализация же требуемой ориентации диаграммы направленности осуществляется путем заданной последовательности коммутации направленности действия входящих в его состав антенн. Так, например, в указанной статье приведен пример радиолокационного НДЦ, содержащего две пары диаметрально противоположных линейных антенн, расположенных в ортогональных плоскостях со смещением по оси БЧ (ракеты) относительно друг друга. Такой НДЦ за счет последовательной коммутации направлений "верх-низ" для одной пары антенн и "право-лево" для другой пары антенн реализует диаграмму направленности, позволяющую определить сторону пролета цели с точностью до 90°. Однако, как отмечается, в частности, и в цитируемой статье, взрыватель с таким НДЦ имеет существенный недостаток, выражающийся в снижении чувствительности НДЦ, а следовательно, и точности определения стороны пролета при уменьшении величины промаха. Применение такого взрывателя в составе ОФБЧ направленно-кругового действия в случае работы по малоразмерным целям на промахах, сравнимых по величине с пространственным разнесением антенн НДЦ, может привести не только к ошибкам определения стороны пролета, но и к резкому снижению (вплоть до отказа) вероятности срабатывания ВУ. Это выразится в заметном снижении общей эффективности действия ОФБЧ, так как при обычно используемом способе наведения управляемой ракеты на центр цели малые промахи реализуются с большей вероятностью, чем большие.

Другим существенным недостатком в конструкции прототипа, усматриваемым при наличии информации о стороне пролета, является отсутствие возможности перераспределения энергии осколочно-фугасного поля поражения (управления характеристиками поля поражения) в экваториальном направлении.

Действительно применение в составе взрывательного устройства БЧ-прототипа электронного блока расчета времени задержки подрыва и предохранительно-исполнительного механизма, которые не обеспечивают в зависимости от реализовавшейся стороны пролета изменения места инициирования детонации разрывного заряда, препятствует реализации конструктивных схем БЧ, обеспечивающих перераспределение в сторону цели энергии осколочно-фугасного поля поражения.

Кроме того, радиолокационный НДЦ, позволяющий отличать цель от естественных помех, тем не менее, может иметь недостаточную защищенность от действия искусственных помех, так как специально организуемые установщиками помех облака (ложные цели) из имеющих специальную форму отражателей радиосигналов могут значительно превосходить цель по величине отражающей площади.

В отличие от известной осколочно-фугасной боевой части, содержащей основной разрывной заряд, снабженный электронным блоком задержки подрыва, дополнительный разрывной заряд, взрывательное устройство с контактным датчиком цели и неконтактным радиолокационным датчиком цели, а также с предохранительно-исполнительными механизмами основного и дополнительного зарядов, взрывательное устройство предлагаемой осколочно-фугасной боевой части направленно-кругового действия содержит два действующих в разных диапазонах электромагнитного спектра неконтактных датчика цели, один из которых, радиометрический, предназначен для фиксации цели и определения стороны пролета на больших промахах, а другой, оптический, предназначен для фиксации цели и определения стороны пролета на малых промахах, при этом электронный блок расчета времени задержки подрыва снабжен устройством, обеспечивающим подачу сигнала на подрыв на предохранительно-исполнительный механизм, конечный узел которого радиально смещен относительно оси заряда в сторону, противоположную стороне пролета цели.

Технические решения, содержащие признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, не известны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает достаточным изобретательским уровнем.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется графическим изображением, приведенным на чертеже, где показана конструктивная схема предлагаемой осколочно-фугасной боевой части направленно-кругового действия и иллюстрируется процесс ее работы.

Предлагаемая осколочно-фугасная боевая часть направленно-кругового действия (см. чертеж) содержит разрывной заряд (1) и взрывательное устройство, включающее предохранительно-исполнительные механизмы (2а и 2б), контактный датчик цели (3), радиометрический неконтактный датчик цели, содержащий излучающую (4) и принимающую (5) антенны, предназначенный для фиксации цели и определения стороны пролета на больших промахах, а также электронный блок расчета времени задержки подрыва (6).

Взрывательное устройство снабжено многоканальным оптическим неконтактным датчиком цели, содержащим излучающий (7а и 7б) и принимающий (8а и 8б) каналы, предназначенным для определения стороны пролета (9) на малых промахах, при этом электронный блок расчета времени задержки подрыва (6) снабжен устройством (10), обеспечивающим подачу сигнала на срабатывание предохранительно-исполнительного механизма (2а или 2б), конечный узел которого радиально смещен относительно оси заряда в сторону, противоположную стороне пролета.

Предлагаемая осколочно-фугасная боевая часть направленно-кругового действия работает следующим образом.

Входящий в состав взрывательного устройства радиометрический неконтактный датчик цели осуществляет фиксацию цели и в случае реализации промаха, величина которого превышает расстояние между излучающей (4) и приемной (5) антеннами, определяет сторону пролета с дискретностью по экваториальному углу, определяемую количеством пар излучающих и принимающих антенн. Оптический неконтактный датчик цели осуществляет зондирование окружающего пространства на глубину, определяемую его чувствительностью. В случае реализации промаха, величина которого меньше предельного для оптического НДЦ, оптический сигнал, посланный его излучающим каналом 7б, отраженный от поверхности цели (9) и полученный принимающим каналом 8б, воспринимается принимающим блоком оптического НДЦ. Это также обеспечивает определение стороны пролета с дискретностью по экваториальному углу, определяемому количеством пар излучающих и принимающих блоков.

При получении сигнала о появлении цели и стороне ее пролета электронный блок (6) по величинам относительной скорости и угла встречи производит расчет задержки времени подрыва, после реализации устройство (10) выдает команду на срабатывание предохранительно-исполнительного механизма (2б), радиально смещенного относительно оси заряда в сторону, противоположную стороне пролета, соответствующей экваториальному направлению передающего и приемного каналов 7б и 8б оптического многоканального датчика.

Таким образом, применение предлагаемой конструкции осколочно-фугасной БЧ направленно-кругового действия приводит к повышению эффективности действия по различным целям при любых, даже самых малых промахах (например, менее расстояния между излучающей и приемной антенной радиометрического НДЦ).

Изобретение относится к области вооружения. Осколочно-фугасная боевая часть направленно-кругового действия содержит разрывной заряд и взрывательное устройство, которое включает предохранительно-исполнительные механизмы, конечные узлы которых радиально смещены относительно оси заряда, контактный датчик цели, радиометрический неконтактный датчик цели для фиксации цели и определения стороны пролета на больших промахах, оптический неконтактный датчик цели, предназначенный для определения стороны пролета на малых промахах, а также электронный блок расчета времени задержки подрыва, снабженный устройством, обеспечивающим подачу команды на срабатывание предохранительно-исполнительного механизма, конечный узел которого смещен в сторону, противоположную стороне пролета. При использовании изобретения повышается эффективность действия боевой части. 1 ил.

Осколочно-фугасная боевая часть направленно-кругового действия, характеризующаяся наличием разрывного заряда и взрывательного устройства, включающего предохранительно-исполнительные механизмы, конечные узлы которых радиально смещены относительно оси заряда, контактный датчик цели, радиометрический неконтактный датчик цели для фиксации цели и определения стороны пролета на больших промахах, оптический неконтактный датчик цели, предназначенный для определения стороны пролета на малых промахах, а также электронный блок расчета времени задержки подрыва, снабженный устройством, обеспечивающим подачу команды на срабатывание предохранительно-исполнительного механизма, конечный узел которого смещен в сторону, противоположную стороне пролета.