ОБЪЕМОДЕТОНИРУЮЩАЯ БОЕВАЯ ЧАСТЬ РЕАКТИВНОГО СНАРЯДА Российский патент 2009 года по МПК F42B12/52 

Изобретение относится к области военной техники и может быть использовано при разработке реактивных снарядов с головной частью объемодетонирующего типа.

В головной части объемодетонирующеего типа поражающим фактором является ударная волна, возникающая при детонации горючевоздушной смеси, образованной диспергированием горючей композиции посредством метательного заряда, то есть фактически фугасное действие.

Известен боеприпас по патенту США №3974774, F42B 13/46, 1976 г., принятый как аналог. Он содержит корпус, заполненный горючей композицией, взрыватель и метательный заряд из взрывчатого вещества.

В данном боеприпасе взрыватель обеспечивает детонацию метательного заряда, в результате чего в горючей композиции формируется ударная волна, производящая ее дробление и перевод в капельное состояние («Импульсное диспергирование объемов жидкости». Омельченко А.Ф., Охитин В.И. в журнале «Оборонная техника» №3, 1994 г.). Диспергированная горючая композиция смешивается с воздухом и образующийся объем горючевоздушной смеси детонирует, создавая ударную волну. Существенным недостатком данной конструкции является низкая степень дробления горючей композиции и неравномерность распределения капель горючей композиции по объему горючевоздушной смеси, что препятствует получению высоких и стабильных характеристик фугасного действия. Такая конструкция позволяет обеспечить объемный взрыв при небольших количествах горючей композиции в боеприпасах малого калибра.

Таким образом, задачей данного технического решения являлось обеспечение объемного взрыва при небольших количествах горючей композиции в боеприпасах малого калибра.

Общими признаками с предлагаемой авторами конструкцией боевой части является наличие в составе аналога корпуса, взрывателя, горючей композиции и метательного заряда.

Более совершенным и наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является объемодетонирующая боевая часть по патенту РФ №2293280, F 12/24, принятая авторами за прототип. Она включает в себя корпус, взрыватель, горючую композицию в оболочке баллонного типа и метательный заряд.

В данной конструкции за счет размещения горючей композиции в оболочке с определенным зазором относительно корпуса боевой части и выбора оптимальной длины и диаметра метательного заряда цилиндрической формы достигается увеличение степени дробления и стабильности размера капель горючей композиции. Стендовые испытания данной боевой части показали существенный прирост эффективности фугасного действия при определенном соотношении массы горючей композиции и массы метательного заряда (на уровне 10…15). Попытки увеличить зону поражения объемодетонирующей боевой части за счет увеличения массы метательного заряда не дали положительного результата. Это связано с тем, что при срабатывании метательного заряда все капли горючей композиции получают близкую по величине радиальную скорость. Увеличение этой скорости не дает существенного увеличения объема, занимаемого горючевоздушной смесью, так как одновременно с увеличением максимального радиуса разлета капель увеличивается и радиус непосредственно примыкающей к корпусу боевой части зоны, в которой капли горючей композиции отсутствуют. В этой зоне происходит гашение энергии ударных волн, образующихся при детонации горючей композиции, и существенно снижается эффективность поражения. Кроме того, при ограниченном общем внутреннем объеме боевой части увеличение массы и размеров метательного заряда обычно сопровождается уменьшением объема горючей смеси, что может привести даже к снижению зоны поражения. Оболочка с горючей композицией в прототипе выполнена в виде баллона с постоянной толщиной стенки, величина которой регламентируется максимальными нагрузками, которые испытывает боевая часть в составе реактивного снаряда. Такая конструкция является технологичной, но ведет к снижению полезного внутреннего объема, выделяемого под горючую композицию, а следовательно, и к снижению потенциально возможной эффективности боевой части.

Таким образом, задачей данного технического решения является увеличение степени дробления горючей композиции и повышение эффективности фугасного действия объемодетонирующей боевой части независимо от соотношения между массой горючей композиции и массой метательного заряда.

Общими признаками с предлагаемой авторами конструкцией объемодетонирующей головной части является наличие в прототипе оболочки с горючей композицией, корпуса, взрывателя и метательного заряда.

В отличие от прототипа в предлагаемой объемодетонирующей боевой части оболочка, содержащая горючую композицию, выполнена из внутренней и наружной труб, соединенных кольцевыми торцевыми доньями, причем внутренняя труба оболочки имеет переменный по длине диаметр, увеличивающийся в направлении взрывателя, толщины переднего и заднего торцевых доньев выбираются из соотношений: Δ_П=k₁n_n; Δ_З=k₂n_a, а профиль наружной поверхности метательного заряда эквидистантен профилю внутренней трубы оболочки,

где Δ_П - толщина переднего (обращенного к взрывателю) торцевого дна;

Δ_З - толщина заднего торцевого дна;

n_a - максимальная перегрузка, которую испытывает боевая часть при движении на активном участке траектории;

n_n - максимальная перегрузка, которую испытывает боевая часть при встрече с грунтом;

k₁, k₂ - коэффициенты пропорциональности, зависящие от массы горючей композиции и материала доньев.

Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существующих признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.

Указанные признаки, отличительные от прототипа и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты, во всех случаях достаточны.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности фугасного действия объемодетонирующей боевой части за счет увеличения полезного объема под горючую композицию и ее более равномерного распределения в зоне действия боевой части.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной объемодетонирующей боевой части реактивного снаряда, содержащей оболочку, горючую композицию, корпус, взрыватель и метательный заряд, особенность заключается в том, что оболочка выполнена из внутренней и наружной труб, соединенных кольцевыми торцевыми доньями, причем внутренняя труба оболочки имеет переменный по длине диаметр, увеличивающийся в направлении взрывателя, толщины переднего и заднего торцевых доньев выбираются из соотношений: Δ_П=k₁n_n; Δ_З=k₂n_a, а профиль наружной поверхности метательного заряда эквидистантен профилю внутренней трубы оболочки,

где Δ_П - толщина переднего (обращенного к взрывателю) торцевого дна;

Δ_З - толщина заднего торцевого дна;

n_a - максимальная перегрузка, которую испытывает боевая часть при движении на активном участке траектории;

n_n - максимальная перегрузка, которую испытывает боевая часть при встрече с грунтом;

k₁, k₂ - коэффициенты пропорциональности, зависящие от массы горючей композиции и материала доньев.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между узлами заявляемой объемодетонирующей боевой части реактивного снаряда позволяют, в частности, за счет:

- выполнения оболочки из внутренней и наружной труб, соединенных передним и задним кольцевыми торцевыми доньями, толщины которых выбираются из соотношений: Δ_П=k₁n_n; Δ_З=k₂n_a, обеспечить при ограниченном внутреннем объеме боевой части размещение максимального объема горючей смеси за счет выполнения сосуда под горючую композицию с переменной, минимально допустимой толщиной стенки. Выполнение заднего торцевого дна с толщиной, пропорциональной максимальной перегрузке на активном участке траектории (n_a), позволяет получить максимальный объем сосуда при исключении возможности разрушения его на участке разгона реактивного снаряда, а толщины переднего дна, пропорциональной максимальной перегрузке при встрече с грунтом (n_n), - разрушение в момент подхода к цели. Коэффициенты пропорциональности (k₁, k₂) выбираются в зависимости от массы горючей композиции и материала доньев;

- выполнения внутренней трубы оболочки с переменным по длине диаметром, увеличивающимся в направлении взрывателя, и профиля наружной поверхности метательного заряда, эквидистантного профилю внутренней трубы, то есть повторяющего ее профиль, позволяет наиболее равномерно распределить капли горючей композиции в зоне, ограниченной максимальным радиусом разлета. В этом случае при срабатывании метательного заряда капли горючей композиции получают неодинаковые радиальные скорости. Наибольшую скорость получают капли, находящиеся в зоне наибольшего диаметра внутренней трубы оболочки и соответственно наибольшего диаметра метательного заряда, а наименьшую - капли, находящиеся в зоне наименьшего диаметра внутренней трубы оболочки и соответственно наименьшего диаметра метательного заряда. В результате этого объем, занимаемый каплями горючей композиции после их распыления, имеет вид не цилиндрической трубы, как в прототипе, а усеченного конуса с диаметром основания, значительно превосходящим его высоту, благодаря чему достигается более равномерное распределение капель горючей композиции в радиальном направлении. Благодаря увеличению диаметра внутренней трубы оболочки в направлении взрывателя большее основание конического объема, занимаемого горючевоздушной композицией, располагается у поверхности земли, где размещается большая часть целей, и, кроме того, при детонации смеси направление распространения ударных волн имеет составляющую, направленную к центру зоны. Это позволяет эффективно поражать как цели, находящиеся на малом удалении от головной части, так и цели, находящиеся на периферии от нее.

Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях в процессе патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизна».

Исследуя уровень техники в ходе проведения патентного поиска по всем видам сведений, доступных в странах бывшего СССР и зарубежных странах, обнаружено, что предлагаемое техническое решение явным образом не следует из известного уровня техники, следовательно, можно сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид предлагаемой конструкции объемодетонирующей боевой части реактивного снаряда. Она состоит из корпуса 1, взрывателя 2, метательного заряда 3, горючей композиции 4, размещенной в оболочке, состоящей из наружной 5 и внутренней 6 труб и переднего 7 и заднего 8 торцевых кольцевых доньев. Внутренняя труба оболочки 6 имеет переменный по длине диаметр, увеличивающийся от d₂ в задней части до d₁ в районе взрывателя. Толщина переднего торцевого дна 7 составляет Δ_П=k₁n_n, а заднего дна 8 - Δ_З=k₂n_a. Профиль наружной поверхности метательного заряда 3 эквидистантен профилю внутренней трубы оболочки 6, то есть повторяет его.

Работа описанного устройства происходит следующим образом.

После запуска реактивного снаряда на заднее торцевое дно 8 действует инерционная нагрузка от горючей композиции 4, пропорциональная перегрузке n_a. При подходе к грунту возникает инерционная нагрузка противоположного знака, пропорциональная n_n, воспринимаемая передним торцевым дном 7. Предлагаемые соотношения для толщин доньев позволяют разместить в головной части максимальное количество горючей композиции и сохранить работоспособность конструкции в процессе доставки ее к цели. При контакте с грунтом срабатывает взрыватель 2, вызывая детонацию метательного заряда 3. Под действием продуктов детонации происходит разрушение оболочки 1 и метание горючей композиции, образование облака горючевоздушной смеси в виде усеченного конуса с равномерным распределением в нем капель горючей композиции, его детонация и высокоэффективное поражение цели.

Выполнение объемодетонирующей боевой части в соответствии с изобретением позволяет на 20…30% повысить эффективность фугасного действия за счет увеличения полезного объема под горючую композицию и ее более равномерного распределения в зоне действия боевой части.

Изобретение может быть использовано при разработке объемодетонирующих боевых частей реактивных снарядов систем залпового огня и авиационных средств поражения.

Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов боевых частей, выполненных в соответствии с изобретением.

В настоящее время разработана конструкторская документация, проведены летные испытания, намечено серийное производство.

Изобретение относится к боеприпасам. Боевая часть содержит корпус, оболочку, горючую композицию, взрыватель и метательный заряд. Оболочка выполнена из внутренней и наружной труб, соединенных кольцевыми торцевыми доньями, причем внутренняя труба оболочки выполнена с переменным по длине диаметром, увеличивающимся в направлении взрывателя, профиль наружной поверхности метательного заряда эквидистантен профилю внутренней трубы оболочки, при этом толщина переднего торцевого дна пропорциональна максимальной перегрузке, которую испытывает боевая часть при встрече с грунтом, а толщина заднего торцевого дна пропорциональна максимальной перегрузке, которую испытывает боевая часть при движении на активном участке траектории. Повышается эффективность фугасного действия за счет увеличения полезного объема под горючую композицию и равномерности ее распределения. 1 ил.

Объемодетонирующая боевая часть реактивного снаряда, содержащая корпус, оболочку, горючую композицию, взрыватель и метательный заряд, отличающаяся тем, что оболочка выполнена из внутренней и наружной труб, соединенных кольцевыми торцевыми доньями, причем внутренняя труба оболочки выполнена с переменным по длине диаметром, увеличивающимся в направлении взрывателя, а профиль наружной поверхности метательного заряда эквидистантен профилю внутренней трубы оболочки, при этом толщина переднего торцевого дна пропорциональна максимальной перегрузке, которую испытывает боевая часть при встрече с грунтом, а толщина заднего торцевого дна пропорциональна максимальной перегрузке, которую испытывает боевая часть при движении на активном участке траектории.