БОЕВАЯ ЧАСТЬ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2010 года по МПК F42B12/00 F42B33/02 

Изобретения относятся к военной технике, в частности, к вопросам проектирования и способам изготовления боевых частей (БЧ) для снарядов, ракет и минно-торпедного оружия различного назначения, эксплуатируемых в условиях больших колебаний температуры окружающей среды.

Указанные условия эксплуатации БЧ, снаряжаемых взрывчатым веществом (ВВ), имеющим в исходном состоянии текучую консистенцию с последующей полимеризацией (отверждением) после снаряжения, сопровождающимся, в зависимости от типа ВВ, усадкой (уменьшением объема), ставят перед разработчиками задачу разработки конструкции и способа изготовления, обеспечивающих необходимую прочность фиксации заряда ВВ в корпусе БЧ во всем диапазоне эксплуатационных температур без ухудшения боевых характеристик.

Необходимость решения поставленной задачи обусловлена использованием в составе БЧ малочувствительных безопасных ВВ, содержащих в своем составе различные синтетические компоненты. При этом особенностью указанных типов ВВ является то, что, обеспечивая необходимые боевые характеристики и безопасность, они обладают относительно большим коэффициентом теплового расширения, значение которого может быть в 10 и более раз больше коэффициента теплового расширения материалов (сталь, алюминиевые или титановые сплавы), из которых изготовлены корпуса БЧ. Эксплуатация БЧ при низких температурах окружающей среды означает, что изменение в сторону уменьшения геометрических размеров заряда ВВ значительно превышает изменение размеров корпуса, а это приводит к тому, что между зарядом ВВ и корпусом образуются зазоры, что влияет на прочность и безопасность боеприпаса при действии на него механических нагрузок.

В случае повышения температуры окружающей среды увеличение размеров заряда превышает увеличение размеров корпуса, при этом в конструкции боевой части возникает напряженное состояние, которое также может оказаться недопустимым для обеспечения прочности корпуса и безопасности БЧ.

Известен патент ЕР 1338860 А2 «Способ изготовления крупнокалиберного фугасного снаряда и фугасный снаряд, изготовленный этим способом», F42B 12/20, 33/02, опубл. 27.08.2003 г. БЧ указанного снаряда содержит корпус, внутри которого находится пространство, заполняемое зарядом ВВ через входное отверстие со стороны острия снаряда. Для обеспечения фиксации заряда ВВ в корпусе снаряда при колебаниях температуры заряд ВВ, имеющий в исходном состоянии текучую консистенцию, помещается в тонкостенную пластмассовую эластичную оболочку, предварительно установленную во внутреннее пространство корпуса, имеющую форму мешка и размеры, в основном соответствующие размерам внутреннего пространства корпуса. Для достижения указанной цели также предусмотрен упругий прижимной элемент (компенсационная шайба), устанавливаемый во входное отверстие корпуса снаряда с поджатием торца заряда ВВ после его полимеризации.

Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Основным недостатком устройства, выбранного в качестве прототипа является то, что эластичная (похожая на резину) пластмассовая оболочка, в которую помещается заряд ВВ, выполняя фактически функцию чехла, не обладает в достаточной степени возможностью упругого уменьшения или увеличения толщины стенки в зависимости от изменения расстояния между зарядом ВВ и корпусом снаряда при колебаниях температуры. Для компенсации изменения объема заряда ВВ относительно внутреннего пространства корпуса снаряда необходимо дополнительное воздействие упругого элемента (компенсационной шайбы). Так как компенсация происходит только в осевом направлении, то это означает, что для достижения надежной фиксации заряда ВВ в корпусе необходимо использование упругого элемента значительно большей толщины, чем в прототипе. Это может оказаться неприемлемым для некоторых конструкций БЧ, например, имеющих большое отношение длины заряда к его диаметру. Кроме того, известное решение требует изготовления эластичной пластмассовой оболочки, размеры которой в развернутом состоянии должны соответствовать размерам внутренней полости корпуса снаряда или БЧ. Дополнительным недостатком является то, что с целью исключения при вращении снаряда взаимного перемещения оболочки с зарядом ВВ относительно внутренней поверхности корпуса, последняя должна иметь многогранную форму, что в отдельных случаях может быть недопустимым из-за невыполнения требований по боевым характеристикам, например, для осколочных снарядов и БЧ. Кроме того, увеличение толщины корпуса в местах выступов или между пазами приводит к увеличению массовых характеристик БЧ, а также снижению ее боевых характеристик из-за уменьшения объемов, занимаемых под снаряжение.

Недостатком известного способа изготовления БЧ является необходимость изготовления и установки упругого прижимного элемента (компенсационной шайбы), что приводит к удорожанию БЧ.

Технический результат, полученный при осуществлении изобретения (устройства), заключается в повышении прочности фиксации заряда ВВ в корпусе БЧ во всем диапазоне эксплуатационных температур без ухудшения боевых характеристик.

Это достигается тем, что в БЧ, содержащей корпус с зарядом из полимеризующегося ВВ, между внутренней поверхностью корпуса и зарядом ВВ размещена тонкостенная упругая оболочка, при этом заряд ВВ зафиксирован относительно корпуса, новым является то, что оболочка выполнена из материала с закрытой ячеистой структурой для обеспечения возможности изменения своей толщины при колебаниях температуры окружающей среды.

Дополнительным техническим результатом является то, что БЧ может иметь внутреннюю поверхность корпуса любой конфигурации, так как использование для изготовления оболочки листового материала упрощает технологию ее изготовления. Например, оболочка может изготавливаться из отдельных фрагментов, устанавливаемых на клею на внутреннюю поверхность корпуса БЧ, имеющую различную конфигурацию, например, цилиндрическую, коническую или сферическую.

Выполнение тонкостенной упругой оболочки из материала с закрытой ячеистой структурой, например, из пенополиэтилена позволяет:

- исключить возможность затекания текучего в исходном состоянии ВВ в поры (ячейки) материала оболочки;

- изменять значение толщины (отслеживать изменения зазора между зарядом ВВ и корпусом) и тем самым обеспечивать надежную фиксацию заряда ВВ в корпусе во всем температурном диапазоне эксплуатации БЧ.

Технический результат, полученный при осуществлении изобретения (способа), заключается в упрощении и удешевлении способа изготовления БЧ за счет исключения операций, связанных с изготовлением и установкой прижимного элемента.

Это достигается тем, что в способе изготовления боевой части (БЧ), заключающемся в том, что на внутренней поверхности корпуса БЧ размещают тонкостенную упругую оболочку, заполняют образованный объем взрывчатым веществом, полимеризующимся после снаряжения, и фиксируют заряд взрывчатого вещества (ВВ) относительно корпуса, новым является то, что оболочку выполняют из материала с закрытой ячеистой структурой, а фиксацию заряда ВВ относительно корпуса осуществляют путем подачи во внутренний объем газа под заданным давлением, которое снимают после полимеризации ВВ.

В заявляемом способе устранены операции по изготовлению и установке прижимного элемента, необходимого для фиксации заряда ВВ относительно корпуса. Осуществление указанной фиксации обеспечивается путем подачи под заданным давлением газа, например, воздуха во входное отверстие корпуса. При действии газа все закрытые ячейки пористого материала и, соответственно, сама оболочка сжимаются, а заряд ВВ, обладающий в данный момент текучестью, занимает объем, образованный внутренней поверхностью сжатой тонкостенной упругой оболочки. После полимеризации ВВ и снятия давления газа тонкостенная оболочка также остается в сжатом состоянии. Величина необходимого давления газа определяется исходя из физико-механических характеристик материала оболочки при сжатии, при этом значение толщины оболочки, до которой она сжимается, выбирается исходя из обеспечения гарантированного поджатия (фиксации) заряда ВВ в корпусе во всем температурном диапазоне эксплуатации БЧ.

Исходная толщина стенки оболочки и величина ее сжатия после заполнения корпуса ВВ выбирается исходя из размеров внутренней поверхности корпуса, значений коэффициентов теплового расширения материалов корпуса и заряда ВВ, физико-механических свойств материала, используемого для изготовления оболочки, величины усадки заряда ВВ при его полимеризации, а также значений температуры окружающей среды, в которых предполагается эксплуатировать БЧ.

Заявляемые изобретения поясняются:

- фиг.1, 2, 3, на которых представлены варианты конструкции БЧ различной конфигурации;

- фиг.4, на которой, в качестве примера, представлено схематичное изображение снаряжения корпуса БЧ;

- фиг.5 и 6, на которых представлены увеличенные изображения фрагмента оболочки до и после снаряжения, соответственно.

Заявляемая БЧ (см. фиг.1, 2, 3) содержит корпус 1 и заряд ВВ 2, имеющий сначала текучую консистенцию и полимеризующийся до твердого состояния после снаряжения. Между внутренней поверхностью корпуса 1 и зарядом ВВ 2 размещена тонкостенная упругая оболочка 3, выполненная из листового пористого материала, имеющего закрытую ячеистую структуру, например, пенополиэтилена, для обеспечения возможности изменения своей толщины при колебаниях температуры окружающей среды.

Заявляемое устройство работает следующим образом. В исходном состоянии, когда БЧ находится в нормальных климатических условиях, толщина оболочки 3 из листового пористого материала, имеющего закрытую ячеистую структуру и обладающего необходимой упругостью, сжата до значения, которое должно обеспечивать гарантированную фиксацию (поджатие) заряда ВВ 2 относительно корпуса 1 во всем температурном диапазоне эксплуатации. При снижении температуры окружающей среды происходит уменьшение геометрических размеров корпуса 1 и заряда ВВ 2, при этом из-за того, что коэффициент теплового расширения материала заряда ВВ 2 значительно (в несколько раз) превышает коэффициент теплового расширения материала корпуса 1, расстояние между зарядом ВВ 2 и корпусом 1 увеличивается. Одновременно также увеличивается толщина установленной в зазоре между зарядом ВВ 2 и корпусом 1 предварительно сжатой оболочки 3, обладающей необходимой для фиксации (поджатия) заряда ВВ 2 упругостью. В случае повышения температуры окружающей среды увеличение размеров заряда ВВ 2 превышает увеличение размеров корпуса 1, при этом происходит сжатие оболочки 3, исключающее возникновение в конструкции БЧ напряжений, недопустимых для ее прочности и безопасности.

Заявляемый способ реализуется следующим образом. На внутренней поверхности корпуса 1 БЧ размещают тонкостенную упругую оболочку 3, выполненную из материала с закрытой ячеистой структурой. Далее внутренний объем заполняют зарядом ВВ 2, имеющего в данный момент текучую консистенцию, при этом оболочка 3 имеет исходную толщину (см. фиг.5). После заполнения во внутренний объем корпуса 1 с зарядом ВВ 2 через отверстие подают газ, например, воздух под заданным давлением Р (см. фиг.4), при этом оболочка 3 сжимается до толщины (см. фиг.6), необходимой для фиксации заряда ВВ 2 относительно корпуса 1 во всем заданном диапазоне температуры окружающей среды. После окончания процесса полимеризации заряда ВВ 2 давление газа снимают.

Проведенные испытания БЧ, изготовленной в соответствии с заявляемым способом, подтвердили надежную фиксацию заряда ВВ относительно корпуса в заданном диапазоне температуры эксплуатации БЧ.

Изобретения относятся к военной технике, в частности, к вопросам проектирования и способам изготовления боевых частей (БЧ), эксплуатируемых в условиях больших колебаний температуры окружающей среды. БЧ содержит корпус 1 с зарядом из полимеризующегося взрывчатого вещества (ВВ) 2. Между внутренней поверхностью корпуса и зарядом ВВ размещена тонкостенная упругая оболочка 3, выполненная из материала с закрытой ячеистой структурой для обеспечения возможности изменения своей толщины при колебаниях температуры окружающей среды. При этом заряд ВВ зафиксирован относительно корпуса БЧ. Способ изготовления БЧ заключается в том, что на внутренней поверхности корпуса БЧ размещают тонкостенную упругую оболочку, выполненную из материала с закрытой ячеистой структурой. Внутренний объем заполняют ВВ, полимеризующимся после снаряжения. Фиксацию заряда ВВ относительно корпуса осуществляют путем подачи во внутренний объем газа под заданным давлением, которое снимают после полимеризации ВВ. Обеспечивается надежная фиксация заряда ВВ 2 относительно корпуса 1 в заданном диапазоне температуры эксплуатации БЧ, упрощается способ изготовления. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

1. Боевая часть, содержащая корпус с зарядом из полимеризующегося взрывчатого вещества (ВВ), а между внутренней поверхностью корпуса и зарядом ВВ размещена тонкостенная упругая оболочка, при этом заряд ВВ зафиксирован относительно корпуса, отличающаяся тем, что оболочка выполнена из материала с закрытой ячеистой структурой, обеспечивающей возможность изменения толщины оболочки при колебаниях температуры окружающей среды.

2. Способ изготовления боевой части (БЧ), при котором на внутренней поверхности корпуса БЧ размещают тонкостенную упругую оболочку, заполняют образованный объем полимеризующимся взрывчатым веществом и фиксируют заряд ВВ относительно корпуса, отличающийся тем, что оболочку выполняют из материала с закрытой ячеистой структурой, а фиксацию заряда ВВ относительно корпуса осуществляют путем подачи во внутренний объем газа под заданным давлением, которое снимают после полимеризации ВВ.