МАЛОКАЛИБЕРНЫЙ АРТИЛЛЕРИЙСКИЙ СНАРЯД ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ СТРЕЛЬБЫ Российский патент 2008 года по МПК F42B12/74 F42B10/60 

Изобретение относится к технике боеприпасов, а именно к специальному машиностроению, и может быть использовано для модернизации конструкции существующих малокалиберных артиллерийских снарядов, использующихся в конструкции патрона для авиационного артиллерийского оружия (ААО).

Снаряд является основным элементом патрона и предназначен непосредственно для поражения цели. Форма и размеры снарядов выбираются при проектировании исходя из заданных баллистических характеристик и эффективности действия при попадании в цель.

Разнесенную стрельбу часто называют "стрельбой с искусственным рассеиванием", так как, помимо искусственного рассеивания снарядов, присутствует еще и организованное рассредоточение центра рассеивания (ЦР) снарядов [1].

При стрельбе по одиночной цели применяются оба вида стрельбы:

сосредоточенная и разнесенная. Сосредоточенная стрельба эффективна в тех случаях, когда групповые ошибки стрельбы (случайные и систематические) не слишком велики по сравнению с индивидуальным рассеиванием снарядов. В противном случае сосредоточенная стрельба оказывается малоэффективной, так как большая групповая ошибка "уводит" от цели весь эллипс индивидуального рассеивания, и он не перекрывает групповую ошибку. В таких случаях эффективней является стрельба с искусственным рассеиванием.

Разнесенная стрельба применяется при обстреле групповых и площадных целей. Введение здесь искусственного рассеивания выгодно, поскольку дает возможность равномерно подвергнуть обстрелу всю территорию цели, избежать взаимного перекрытия зон поражения отдельных снарядов и сэкономить тем самым боеприпасы.

Стрельба с искусственным рассеиванием применяется и в случаях, когда точное положение цели неизвестно и есть лишь сведения о нахождении цели в некотором районе. Тогда для поражения цели подвергают равномерному обстрелу весь район предполагаемого нахождения цели.

Разнесенная стрельба применяется в условиях, когда сосредоточенная стрельба невыполнима в силу каких-либо ограничений. Если при полете стреляющего самолета по кривой атаки перегрузка, необходимая для осуществления такого полета, может значительно превышать существующую перегрузку, то в этих условиях встроенная пушечная установка может вести только заградительную стрельбу, направляя поток снарядов "наперерез" движению цели.

В настоящее время для создания корректирующей силы в артиллерийских снарядах используются аэродинамические рули управления [2] или импульсные двигатели коррекции [3]. Использование электромагнитного способа [4] создания корректирующей силы артиллерийских снарядов позволяет организовать их распределенное рассеивание, а так же применение разрывного заряда в конструкции снаряда позволяет увеличить их поражающее действие.

Наиболее близким по технической сущности является снаряд, описанный в патенте США US 2004/231550 А1, опубликованный 25.11.2004 [5].

Данный снаряд не возможно применять в системе организации распределенного рассеивания [4], основанной на использовании импульсных электромагнитных полей, т.к. он не имеет возможности намагничиваться.

Эта задача решается путем внедрения в конструкцию снаряда элемента из магнитного материала.

Внедрение цилиндрического сердечника (2), выполненного из магнитного материала, в конструкцию снаряда позволит производить его намагничивание для использования в системе создания распределенного рассеивания снарядов [4].

На фигуре 1 изображен снаряд с сердечником из магнитного материала и разрывным зарядом. На фигуре 2 изображены: а - намагничивание снаряда, при его выходе из канала ствола, катушкой намагничивания; б - изменение направления вектора скорости намагниченного снаряда катушкой коррекции. На фигуре 3 изображена векторная схема коррекции снаряда.

Заявляемая конструкция малокалиберного артиллерийского снаряда содержит (см. фиг.1) баллистический наконечник (1), цилиндрический сердечник (2), расположенный в центре масс снаряда и выполненный из магнитного материала, корпус (4), медный ведущий поясок (5), разрывной заряд (3), донный взрыватель (6).

Принцип действия системы создания распределенного рассеивания снарядов [4] заключается в следующем (фиг.2, а, б). Снаряд (8), имеющий в составе конструкции элемент, выполненный из магнитного материала, при выходе из канала ствола (7) намагничивается катушкой намагничивания (9). Для создания корректирующей силы на катушку коррекции (10), находящейся после катушки намагничивания (9), подается ток, пропорциональный по величине расстоянию, на которое необходимо отклонить снаряд (8) от точки прицеливания без применения коррекции. При пролете намагниченного снаряда мимо катушки коррекции (10), возникает сила Ампера, изменяющая направления вектора скорости снаряда, вследствие чего изменяется точка попадания.

Расчет тока I₀, подаваемого на катушку коррекции, для создания усилия коррекции описан в [4] и заключается в следующем: для изменения вектора скорости снаряда необходимо придать снаряду скорость в направлении коррекции (фиг.3). Т.к.:

Видно, что:

Приравнивая 1.1 и 1.3, получим:

где t - время действия усилия коррекции.

Следовательно:

где m - масса снаряда;

ν₀₁ - скорость снаряда;

D_c - расстояние до точки прицеливания;

Δ_к - расстояние отклонения снаряда, с применением коррекции, от точки прицеливания.

Для создания усилия коррекции предлагается использовать силу Ампера, равную:

F=B·I·L,

где I - сила тока в проводнике;

B - модуль вектора индукции магнитного поля;

L - длина проводника, находящегося в магнитном поле.

Следовательно, сила, действующая на намагниченный снаряд, пролетающий мимо катушки коррекции, на которую подан ток, будет равна:

где I - сила тока в катушке;

B - модуль вектора индукции магнитного поля, создаваемого намагниченным снарядом;

L_np - длина проводника катушки.

Приравнивая (1.5) и (1.6) получим:

где

L_кат - расстояние, которое пролетает снаряд, вдоль катушки коррекции, т.е. длина катушки коррекции;

ν₀₁ - скорость снаряда.

Следовательно, ток в катушке коррекции, необходимый для создания усилия коррекции, равен:

Т.к.

где L_инд - индуктивность катушки;

- изменение тока в катушке индуктивности;

R - активное сопротивление катушки;

I - ток в катушке индуктивности,

то

приравнивая (1.7) получим:

где t - время действия усилия коррекции;

то,

Расчет показывает, что бортовыми средствами возможно создать необходимый ток, подаваемый на катушку коррекции.

Литература

1. Шипунов А.Г. Эффективность и надежность стрелково-пушечного вооружения./А.Г.Шипунов, В.П.Грязев, С.М.Березин, А.И.Березин, А.И.Емец, А.В.Игнатов, В.Ф.Матасов. - Учеб. пособие; Тул. гос. ун-т. - Тула, 2002. - 198 с.

2. Александров Б.П. Авиационное артиллерийское оружие./Б.П.Александров - М.: ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1986.

3. Лазовик И.Н. Современное состояние и основные направления совершенствования авиационного артиллерийского оружия./И.Н.Лазовик, С.А.Морозов, А.А.Ашурков - Материалы XIII Всероссийской науч.-технич. конф. - Иркутск, 2003. - 3с.

4. Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка метода коррекции малокалиберных артиллерийских боеприпасов». ИВАИИ. - 2005. - 52 с.

5. Патент США US 2004/231550 A1 «Gun firing method for dispersion of projectiles» (прототип).

Изобретение относится к боеприпасам для авиационного артиллерийского оружия. Снаряд содержит корпус, разрывной заряд, донный взрыватель и сердечник цилиндрической формы, размещенный в центре масс снаряда и выполненный из магнитного материала с возможностью намагничивания снаряда при выходе из канала ствола оружия и его отклонения. Повышается эффективность стрельбы в системах организации распределенного рассеивания. 3 ил.

Малокалиберный артиллерийский снаряд для распределенной стрельбы, содержащий корпус, отличающийся тем, что он снабжен разрывным зарядом, донным взрывателем и сердечником цилиндрической формы из магнитного материала, размещенным в центре масс снаряда и выполненным с возможностью намагничивания и отклонения снаряда при выходе его из канала ствола оружия.