БОЕПРИПАС С ОБЪЕМНО-ДЕТОНИРУЮЩЕЙ СМЕСЬЮ Российский патент 2009 года по МПК F42B12/52 

Изобретение относится к области военной техники и может быть использовано в конструкциях боеголовок ракет, бомб и снарядов, которые снаряжаются жидкой или пастообразной объемно-детонирующей смесью.

В настоящее время широкое распространение получили боеприпасы объемного взрыва с одновременным диспергированием и инициированием топливовоздушной смеси. Они достаточно просты в реализации, но дают невысокие параметры взрывной ударной волны в силу того, что взрывное сгорание топливовоздушной смеси происходит с низкими скоростями при очень богатой концентрации горючего.

Известна ракета по патенту РФ №2191983, МПК 7 F42B 15/00, боевой заряд которой образован однотактной объемно-детонирующей смесью, размещен в тонкостенном корпусе и снабжен взрывателем и блоком задержки его срабатывания, установленными в донной части корпуса.

Основным недостатком указанной конструкции является то, что большая часть топливовоздушной смеси инициируется до достижения концентрации горючего в облаке, обеспечивающей полноту детонационного процесса, т.е. часть горючего фактически является балластом.

В значительной степени указанные недостатки устранены в боеприпасе объемного взрыва - бомбе с объемно-детонирующей смесью, выбранном в качестве прототипа, конструкция которой обеспечивает операции формирования облака топливовоздушной смеси и последующее его инициирование при достижении концентрации горючего в облаке, близкой к стехиометрической, когда горение происходит со скоростями, близкими к детонационным. Боеприпас состоит из контейнера с горючим в виде пастообразного топлива, установленного в передней части корпуса взрывателя, разрывного заряда, размещенного внутри корпуса в центральной трубке, и инициирующего узла, выполненного в виде двух втулок, установленных в районе заднего дна корпуса, внутри которых размещены инициирующий состав в виде бризантного взрывчатого вещества и замедлители. Инициирующий импульс к замедлителям передается либо электрическим путем, либо с помощью детонирующих шнуров, связывающих замедлители с диспергирующим зарядом (Патент США №4141294, кл. 2 F42B 25/12, 1979).

Основным недостатком указанной конструкции является отсутствие специальной защиты инициирующего узла, что может приводить к разрушению крепежной втулки замедлителей от работающих детонирующих шнуров и вероятностному разрушению корпуса боеприпаса от падающей детонационной волны диспергирующего заряда. При этом бризантное взрывчатое вещество инициирующего заряда может разрушиться, что приведет к полному или частичному несрабатыванию облака объемно-детонирующей смеси в заданном режиме взрывного горения или детонации. Кроме того, конструкция боеприпаса не обеспечивает условия для оптимального формирования облака в направлении движения боеприпаса при любых скоростях его подхода к цели.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности действия боеприпаса с объемно-детонирующей смесью на цели.

Поставленная задача решается в конструкции боеприпаса с объемно-детонирующей смесью, содержащей корпус, в котором размещен пастообразный горючий состав, диспергирующий и инициирующий заряды, а также диспергирующе-инициирующее устройство, включающее замедлитель, транслятор детонации и установленный в передней части корпуса взрыватель. Новым является то, что внутри его корпуса между диспергирующим и инициирующим зарядами установлен узел защиты инициирующего заряда, выполненный в виде цилиндроконического тела вращения, обращенного вершиной конуса в сторону диспергирующего заряда с диаметром цилиндрической части, равной внутреннему диаметру корпуса боеприпаса, пастообразный горючий состав размещен между передней торцевой стенкой корпуса и узлом защиты инициирующего заряда, диспергирующий заряд размещен в цилиндрическом пенале, установленном соосно внутри горючего состава, в донной части пенала расположена промежуточная шашка, при этом взрыватель установлен в передней части корпуса, а инициирующий заряд и пиротехнический замедлитель в задней части корпуса, пиротехнический замедлитель связан со взрывателем посредством экранированных трансляторов детонации, проходящих через соосные каналы, выполненные в узле защиты, в диспергирующем и инициирующем зарядах.

В частном случае в качестве инициирующего заряда использован однотактный заряд.

В частном случае в качестве инициирующего заряда использовано бризантное взрывчатое вещество.

В частном случае замедлитель представляет собой электронное устройство.

Техническое решение поясняется графическими материалами.

На чертеже приведено поперечное сечение боеприпаса с объемно-детонирующей смесью, содержащего корпус 1, диспергирующий заряд 2 в цилиндрическом пенале 12, горючий состав 3, инициирующий заряд 4, взрыватель 11, трансляторы детонации 6, 7, 8, узел защиты инициирующего заряда 5, промежуточную шашку 9, замедлитель 10.

Угол раствора конуса узла защиты выбирается из условия обеспечения надежной защиты инициирующего заряда от продуктов детонации и оптимального времени нахождения его в облаке.

Использование в качестве инициирующего заряда однотактного заряда повышает надежность инициирования облака и эффективность действия на цели за счет большой длительности генерируемой им взрывной волны. Однако возможно использование в качестве инициирующего заряда бризантного взрывчатого вещества.

Диспергирующе-инициирующее устройство представляет собой унифицированный узел, позволяющий при диспергировании горючего надежно защитить инициирующий заряд, обеспечить временную задержку и оптимальным образом сформировать и инициировать облако топливовоздушной смеси.

Наиболее эффективным является обратное инициирование диспергирующего заряда, что позволяет увеличить время нахождения инициирующего заряда в облаке топливовоздушной смеси.

Устройство функционирует следующим образом.

При срабатывании взрывателя боеприпаса 11 при встрече с преградой детонационный импульс передается на транслятор детонации 6 и пробегает насквозь через диспергирующий заряд, не инициируя и не разрушая его. Это достигается за счет конструкции малогабаритного транслятора детонации, включающей в себя тонкий шнур эластичного взрывчатого вещества (диаметром до 0,5 мм), экранированного двойной металлической трубкой.

От детонационного импульса срабатывает промежуточная шашка 9, "запускающая" детонацию диспергирующего заряда 2 от узла защиты 5 в сторону взрывателя и детонацию транслятора 8. Начинается диспергирование горючего состава 3 (в качестве горючего может быть использовано как пастообразное, так и жидкое топливо). Одновременно детонационный импульс пробегает по транслятору детонации 7 и передается на замедлитель 10, не вызывая детонации инициирующего заряда.

Продукты детонации набегают на коническую поверхность узла защиты инициирующего заряда 5, передают ему часть своей кинетической энергии. Выполняя защитные функции, конус приобретает импульс в направлении, обратном направлению движения боеприпаса.

Учитывая, что при подлете к цели защитный конус и инициирующий заряд в составе боеприпаса имеют импульс движения вперед, результирующее направление движения инициирующего заряда по облаку будет определять суммарный импульс.

Скорость этого движения будет определять время нахождения инициирующего заряда в облаке. При истечении реализованного в замедлителе времени (от десятков до сотен миллисекунд) происходят срабатывание детонатора замедлителя и детонация инициирующего заряда, при этом ударная волна распространяется по облаку топливовоздушной смеси, поджигает пары и частицы горючего, генерирует взрывное горение или детонацию сформированного облака.

При движении боеприпаса с малыми скоростями желательно, чтобы время нахождения инициирующего заряда в облаке было не меньше времени задержки, определяемого временем достижения оптимальной концентрации горючего в нем. При движении боеприпаса с большими скоростями необходимо оперировать скоростью относительного движения инициирующего заряда, определяемой суммой скоростей метания инициирующего заряда от взрыва диспергирующего заряда и скорости инерционного движения инициирующего заряда (равной скорости полета боеприпаса в момент срабатывания диспергирующего заряда).

Время задержки инициирования в этом случае будет определяться временем невылета инициирующего заряда за пределы облака топливовоздушной смеси по инерции в направлении движения боеприпаса, хотя концентрация горючего может быть ниже оптимальной. Но и в этом случае эффективность срабатывания боеприпаса с объемно-детонирующей смесью на цели будет выше, чем при одновременном диспергировании и инициировании.

Использование в конструкции боеприпаса электронного устройства в качестве замедлителя возможно, но требует введения защиты от электронных помех.

Предлагаемая конструкция боеприпаса с объемно-детонирующей смесью позволяет обеспечить надежную защиту инициирующего заряда в момент диспергирования и инициировать его при требуемой концентрации горючего в облаке топливовоздушной смеси и тем самым повысить эффективность действия боеприпаса на цели.

Источники информации

1. Патент РФ №2191983, МПК 7 F42B 15/00, 2002 - аналог.

2. Патент США №4141294, кл. 2 F42B 25/12, 1979 - прототип.

Боеприпас используется в конструкциях боеголовок ракет, бомб и снарядов. Внутри корпуса боеприпаса между диспергирующим и инициирующим зарядами установлен узел защиты инициирующего заряда, выполненный в виде цилиндроконического тела вращения, обращенного вершиной конуса в сторону диспергирующего заряда с диаметром цилиндрической части, равной внутреннему диаметру корпуса боеприпаса. Пастообразный горючий состав размещен между передней торцевой стенкой корпуса и узлом защиты инициирующего заряда. Диспергирующий заряд размещен в цилиндрическом пенале, установленном соосно внутри горючего состава. В донной части пенала расположена промежуточная шашка, причем инициирующий заряд и замедлитель размещены в задней части корпуса, а трансляторы детонации выполнены экранированными и проходят через соосные каналы, выполненные в узле защиты, в диспергирующем и инициирующем зарядах. Повышается эффективность действия боеприпаса. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Боеприпас с объемно-детонирующей смесью, содержащий корпус, в котором размещен пастообразный горючий состав, диспергирующий и инициирующий заряды, диспергирующе-инициирующее устройство, включающее замедлитель, взрыватель, установленный в передней части корпуса, и трансляторы детонации, связывающие замедлитель со взрывателем, отличающийся тем, что внутри корпуса между диспергирующим и инициирующим зарядами установлен узел защиты инициирующего заряда, выполненный в виде цилиндроконического тела вращения, обращенного вершиной конуса в сторону диспергирующего заряда, с диаметром цилиндрической части, равной внутреннему диаметру корпуса боеприпаса, пастообразный горючий состав размещен между передней торцевой стенкой корпуса и узлом защиты инициирующего заряда, диспергирующий заряд размещен в цилиндрическом пенале, установленном соосно внутри горючего состава, в донной части пенала расположена промежуточная шашка, причем инициирующий заряд и замедлитель размещены в задней части корпуса, а трансляторы детонации выполнены экранированными и проходят через соосные каналы, выполненные в узле защиты, в диспергирующем и инициирующем зарядах.2. Боеприпас по п.1, отличающийся тем, что инициирующий заряд выполнен однотактным.3. Боеприпас по п.1, отличающийся тем, что в качестве инициирующего заряда использовано бризантное взрывчатое вещество.4. Боеприпас по п.1, отличающийся тем, что замедлитель представляет собой электронное устройство.