ВЫСТРЕЛ ДЛЯ ГРАНАТОМЕТА Российский патент 2008 года по МПК F42B30/04 F42C9/14 

Изобретение относится к боеприпасам ближнего боя, а более конкретно к ружейным гранатам основного и специального назначения, и может быть использовано для подствольного и автоматического гранатометов.

Уровень данной области техники характеризуют выстрелы для гранатомета, содержащие головной взрыватель, оснащенный инерционно-реакционным механизмом, щиберной заслонкой предохранительного механизма, механизмом дальнего взведения воспламенительного устройства, сообщающегося с лучевым капсюлем-детонатором, инициирующим исполнительный детонатор, размещенный в наполнении корпуса гранаты, который жестко связан с камерой сгорания порохового метательного заряда, закрытого с торца диафрагмой, несущей капсюль-воспламенитель, и дополнительное функциональное устройство (см., например, патенты RU 2229679, F42B 30/04; 2135941, F42В 12/20).

В выстреле по патенту 2229679 дополнительное устройство представляет собой автономную сборочную единицу, выполненную в виде оболочки, установленной с гарантированным зазором в тонкостенный корпус гранаты, в которой запрессован пиротехнический состав, имеющий осевой канал под шашки взрывчатого вещества.

Этот выстрел для гранатомета позволяет без изменения конструкции, используя разные пиротехнические составы наполнения, выполнять гранаты различного действия: фугасного, зажигательного или дымового, что расширяет функциональные возможности универсального боеприпаса.

В выстреле по патенту 2135941 дополнительное устройство представляет собой вышибной заряд, смонтированный на поперечной демпфирующей перегородке, примыкающей к разрывному наполнению корпуса гранаты, и расположенный непосредственно под взрывателем, который закреплен закаткой металла корпуса по профилю его донной части с усилием, необходимым для конструктивного единства выстрела в сборе и достаточным для разделения их давлением, развиваемым пороховыми газами вышибного заряда.

При встрече с преградой энергией пороховых газов вышибного заряда осколочная граната, освобождаясь от взрывателя, подбрасывается реверсивно на высоту 0,5-1,5 м, где подрывается, обеспечивая максимальную эффективность поражающего действия.

В описанных выстрелах используются различные конструкции головного взрывателя в зависимости от назначения и особенностей применения боеприпаса, основные функциональные элементы которого перечислены выше.

Так, в головном взрывателе по патенту RU 2205362, F42C 9/14 элементы огневой цепи связаны между собой пиротехническими каналами и пороховыми зарядами, а ударный реакционный механизм конструктивно совмещен с коническим обтекателем.

Недостатком этого головного взрывателя является большой временной разброс срабатывания структурных элементов из-за различной скорости передачи огневого импульса посредством пиротехники, занимающей относительно большое место в ограниченном пространстве.

Более совершенным является головной взрыватель по патенту RU 2211437, F42C 9/14, который имеет энергосодержащий источник тока, связанный с электронным блоком управления функционированием структурных элементов.

В качестве наиболее близкого аналога выбран выстрел для гранатомета по патенту 2229679, который содержит помещенный в коническом обтекателе головной взрыватель, оснащенный инерционно-реакционным накольным механизмом, шиберной заслонкой предохранительного механизма, механизмом дальнего взведения воспламенительного устройства, сообщающегося с лучевым капсюлем-детонатором, инициирующим исполнительный детонатор, размещенный в наполнении корпуса гранаты, который жестко связан с камерой сгорания порохового метательного заряда, закрытого с торца диафрагмой, несущей капсюль-воспламенитель, и дополнительное функциональное устройство.

Недостатком известного выстрела является неудовлетворительная эффективность основного поражающего действия из-за низкой чувствительности инерционно-реакционного механизма головного взрывателя при больших углах встречи с преградой, особенно мягкими грунтами, что может послужить причиной отказа.

Кроме того, максимально эффективное поражающее действие гранаты ограничено невозможностью применения в соответствии с фактическими целеуказаниями по причине отсутствия оперативного управления длительностью функциональных отрезков времени взаимодействия структурных элементов, адаптированных к условиям стрельбы.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение функциональной надежности выстрела и расширение его технологических возможностей боевого применения за счет активного программирования управления при стрельбе.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном выстреле для гранатомета, содержащем помещенный в коническом обтекателе головной взрыватель, оснащенный инерционно-реакционным накольным механизмом, шиберной заслонкой предохранительного механизма, механизмом дальнего взведения воспламенительного устройства, сообщающегося с лучевым капсюлем-детонатором, инициирующим исполнительный детонатор, размещенный в наполнении корпуса гранаты, который жестко связан с камерой сгорания порохового метательного заряда, закрытого с торца диафрагмой, несущей капсюль-воспламенитель, и дополнительное функциональное устройство, согласно изобретению дополнительное устройство представляет собой контактный датчик, выполненный в форме продольно подвижного относительно корпуса, упруго нагруженного, металлического колпачка, взаимодействующего с микросхемой программируемого управления электровоспламенителем, приемная антенна которой укреплена на обтекателе, а лучевой капсюль-детонатор установлен в шиберной заслонке, снабженной центробежными стопорными каретками, при этом колпачок контактного датчика опирается на спиральную пружину, установленную в кольцевом пазу корпуса.

Отличительные признаки обеспечили расширение технологических и функциональных возможностей выстрела к гранатомету с компактным головным взрывателем, который характеризуется безопасностью в служебном обращении и стрельбе, имеет повышенную чувствительность, особенно при встрече на рикошетных углах и с мягкими грунтами, обеспечивая заданную точность срабатывания.

Выполнение в коническом обтекателе головного взрывателя дополнительного контактного датчика, выполненного в форме продольно подвижной относительно корпуса, упруго нагруженной, металлической крышки с выступом, взаимодействующим с клеммой электронного блока программируемого управления структурными элементами, который имеет бортовой энергосодержащий источник питания, обеспечивает автономность функционирования с заданной точностью срабатывания исполнительного детонатора, инициирующего наполнение гранаты при встрече (с учетом времени задержки) с преградой или на заданной дистанции полета.

Использование в качестве электронного блока микросхемы с программой управления работой структурных элементов взрывателя высвободило дополнительный объем, сравнительно с оптроном в прототипе, но главное, расширило технологические и функциональные возможности при упрощении внутренних связей.

Оснащение выстрела приемной антенной, которая смонтирована на коническом обтекателе головного взрывателя гранаты, связанной с микросхемой управления, обеспечивает активный ввод оперативной информации о дальности и времени подрыва при каждом выстреле, то есть активное программирование управления функциональными элементами, адекватно боевой обстановке. Это дополнительно позволило исключить автономный механизм самоликвидации выстрела за счет универсальной схемы срабатывания элементов огневой цепи взрывателя от разных по времени команд с программы микросхемы управления.

Установка лучевого капсюля-детонатора в поперечно подвижной шиберной заслонке механизма предохранения обеспечивает его использование в огневой цепи основного функционального назначения, при безопасном позиционировании внутри корпуса взрывателя в служебном обращении боеприпаса.

Жесткая связь стержневого стопора подпружиненной шиберной заслонки с центробежными каретками надежно удерживает лучевой капсюль-детонатор вне огневой цепи до радиального раскручивания боеприпаса в канале ствола оружия, что создает дополнительную ступень предохранения, чем повышается безопасность хранения и эксплуатации артиллерийских выстрелов.

Центробежные каретки гарантированно, по определению, обеспечивают срабатывание головного взрывателя только на траектории полета вращающегося боеприпаса, что повышает функциональную надежность.

Спиральная пружина, установленная в кольцевом пазу корпуса, на которую опирается продольно подвижная крышка обтекателя, выполняет функции механизма взведения, освобождая кольцевой паз корпуса при раскручивании только на траектории полета боеприпаса, под действием центробежных сил вращения. В служебном обращении, в динамике подачи боеприпаса в трактах автоматического артиллерийского оружия и при выстреле эта спиральная пружина в скрученном состоянии является жестким упором, предотвращающим линейное перемещение крышки и, следовательно, преждевременное срабатывание взрывателя.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, то есть поставленная техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы существенных признаков.

Сущность изобретения поясняется чертежами, которые имеют чисто иллюстративные цели и не ограничивают объема прав совокупности признаков формулы. На чертежах изображено:

на фиг.1 - выстрел для гранатомета;

на фиг.2 - головной взрыватель;

на фиг.3 - разрез по А-А на фиг.2.

Предложенный выстрел для гранатомета содержит корпус 1 гранаты, наполненный взрывчатым веществом 2, в котором размещен исполнительный детонатор 3 головного взрывателя 4.

На хвостовике корпуса 1 закреплена камера сгорания 5 порохового метательного заряда 6, закрытого с торца отделяемой диафрагмой 7, несущей осевой капсюль-воспламенитель 8.

Головной взрыватель 4 содержит инерционный механизм 9, выполненный в виде ампульной электролитической батареи, электрически связанной с микросхемой 10 и контактным датчиком 11, оснащенным центробежным предохранительным устройством 12.

На коническом обтекателе 13 закреплена приемная антенна 14, связанная с микросхемой 10, электрически соединенной с электровоспламенителем 15.

Между электровоспламенителем 15 и исполнительным детонатором 3 (огневая цепь) смонтирована поперечно подвижная шиберная заслонка 16, несущая лучевой капсюль-детонатор 17, снабженная механизмом 18 дальнего взведения, фиксирующего электровоспламенитель 15 в служебном обращении вне огневой цепи (слева по чертежу).

Внутри обтекателя 13 (фиг.2) в корпусе 19 установлен энергосодержащий источник питания в виде электролитической батареи 9 в составе стеклянной ампулы 20 с электролитом 21, расположенной внутри пластинчатых электродов 22 над стационарным бойком 23, опираясь на пластинчатые пружины 24.

Сверху ампула 20 через демпфирующий кожух 25 нагружена массивной втулкой 26, в центральном окне которой помещен контактный выступ 27, взаимодействующий с металлическим колпачком 28 кожуха 25, формируя контактный датчик 11. Контактный выступ 27 выполнен на смонтированной в обтекателе 13 с возможностью продольного перемещения относительно корпуса 19 металлической крышке 29, которая опирается на спиральную пружину 30, установленную в кольцевом пазу 31 корпуса 19 и обтекателя 13 (центробежное предохранительное устройство 12).

Крышка 29 относительно корпуса 19 и батареи 9 нагружена пружинами 32.

Шиберная заслонка 16 (фиг.2) имеет пружинный привод 33 поперечного ее перемещения. В исходном положении заслонка 16 находится в крайнем левом по чертежу положении, когда лучевой капсюль-детонатор 17 расположен вне огневой цепи, где удерживается стержневыми стопорами 34, закрепленными на центробежных каретках 35, нагруженных пружинами 36, совокупно выполняя функции механизма 18 дальнего взведения. При этом пружинный контакт 37 электровоспламенителя 15 закорочен на шиберную заслонку 16.

Работает взрыватель следующим образом.

При выстреле из нарезного оружия инициируется капсюль-воспламенитель 8, огневым форсом которого воспламеняется пороховой заряд 6 камеры 5 сгорания. Давлением пороховых газов сгорающего заряда 6 граната получает метательный импульс и, вращаясь, вылетает из ствола на траекторию движения к цели.

При вылете из ствола оружия посредством приемной антенны 14 в электронный блок 10 поступает информация о времени задержки, дальнего взведения (соответствующего дистанции 50 м). Время самоликвидации (в частности 32 с) задано в программе микросхемы 10.

Силами инерции стеклянная ампула 20 динамично под действием импульса массы втулки 26 и кожуха 25 перемещается книзу относительно электродов 22, сжимая пластинчатые пружины 24, и раскалывается о боек 33. При этом крышка 29 неподвижно удерживается спиральной пружиной 30 центробежного предохранительного устройства 12.

Электролит 21 разливается между пластинчатыми электродами 22, на которых за счет электрохимических реакций появляется напряжение и вырабатывается электрический ток, который запитывает микросхему 10.

Под действием центробежных сил вращающегося боеприпаса раскручивается спиральная пружина 30, освобождая кольцевой паз 31 в корпусе 19, и сжимаются пружины 36 (фиг.3) кареток 35, которые перемещаются на периферию, в результате чего стержневые стопоры 34 освобождают шиберную заслонку 16. Под действием сил упругости приводной пружины 33 заслонка 16 перемещается в противное крайнее положение, устанавливая лучевой капсюль-детонатор 17 на огневую цепь взаимодействия с электровоспламенителем 15 и исполнительным детонатором 3. Таким образом осуществляется дальнее взведение, в результате чего головной взрыватель готов к функционированию.

При встрече боеприпаса на траектории полета с целью происходит кинетический удар, в результате чего крышка 29, сжимая пружины 32, перемещается книзу, выступом 27 взаимодействуя с контактным колпачком 28. Электрический импульс от этого замыкания поступает в электронный блок 10, который вырабатывает команду на подрыв электровоспламенителя 15.

Факелом продуктов горения пиротехнического состава электровоспламенителя 15 инициируется лучевой капсюль-детонатор 17, взрывной волной которого через влияние инициируется исполнительный детонатор 3, подрывающий наполнение 2 корпуса 1 гранаты.

Аналогична последовательность действия при встрече боеприпаса на максимальной дальности полета с преградой на «нулевых» углах.

При встрече боеприпаса с преградой под рикошетными углами, когда силы упругости пружин 32 удерживают крышку 29 в исходном положении, ампула 20 совместно с кожухом 25 инерционно продолжают продольное движение, в результате чего колпачок 28 замыкается на выступ 27 крышки 29. При этом электрический импульс поступает в электронный блок 10, который инициирует электровоспламенитель 15.

Дальность дистанционного подрыва на траектории задается в виде кода времени, поступающего на электронный блок 10 через антенну 14 при выстреле, а время самоликвидации записано в ее программе управления, но принципиально может передаваться как время дистанционного подрыва.

На заданной дистанции полета управляющий импульс с блока 10 передается на электровоспламенитель 15 и подобно вышеописанному происходит подрыв боеприпаса.

Исключение из структуры головного взрывателя пиротехнических зарядов взаимосвязи исполнительных элементов высвободило объем внутри малогабаритной конструкции взрывателя, которая заметно упростилась, в частности, за счет сокращения номенклатуры комплектующих. В результате этого унифицирована технология изготовления головного взрывателя и снижена его потребительская стоимость.

Преимуществом предложенной конструкции является пригодность для стрельбы из артиллерийских систем, не оборудованных устройством ввода информации. В этом случае головной взрыватель выстрела по изобретению функционирует как штатный контактный взрыватель.

Изобретение относится к ружейным гранатам и может быть использовано для подствольного и автоматического гранатометов. Выстрел для гранатомета содержит помещенный в обтекателе головной взрыватель, оснащенный инерционно-реакционным накольным механизмом, шиберной заслонкой предохранительного механизма, механизмом дальнего взведения воспламенительного устройства, сообщающегося с лучевым капсюлем-детонатором, инициирующим исполнительный детонатор, размещенный в наполнении корпуса гранаты, который жестко связан с камерой сгорания порохового метательного заряда, закрытого с торца диафрагмой, несущей капсюль-воспламенитель. Головной взрыватель дополнительно содержит контактный датчик, выполненный в виде упруго нагруженного металлического колпачка, с возможностью продольного перемещения относительно корпуса, и взаимодействующего с микросхемой программируемого управления электровоспламенителем, приемная антенна которой укреплена на обтекателе. Лучевой капсюль-детонатор установлен в шиберной заслонке, снабженной центробежными стопорными каретками. Обеспечивается безопасность в обращении и стрельбе и повышенная чувствительность, особенно при встрече на рикошетных углах и с мягкими грунтами. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Выстрел для гранатомета, содержащий помещенный в обтекателе головной взрыватель, оснащенный инерционно-реакционным накольным механизмом, шиберной заслонкой предохранительного механизма, механизмом дальнего взведения воспламенительного устройства, сообщающегося с лучевым капсюлем-детонатором, инициирующим исполнительный детонатор, размещенный в наполнении корпуса гранаты, который жестко связан с камерой сгорания порохового метательного заряда, закрытого с торца диафрагмой, несущей капсюль-воспламенитель, отличающийся тем, что головной взрыватель дополнительно содержит контактный датчик, выполненный в виде упругонагруженного металлического колпачка, с возможностью продольного перемещения относительно корпуса, и взаимодействующего с микросхемой программируемого управления электровоспламенителем, приемная антенна которой укреплена на обтекателе, а лучевой капсюль-детонатор установлен в шиберной заслонке, снабженной центробежными стопорными каретками.2. Выстрел по п.1, отличающийся тем, что металлический колпачок опирается на спиральную пружину, установленную в кольцевом пазу корпуса.