ОСКОЛОЧНО-ФУГАСНАЯ БОЕВАЯ ЧАСТЬ РАКЕТЫ Российский патент 2010 года по МПК F42B12/20 

Предлагаемое изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно к реактивным ракетным снарядам преимущественно с осколочно-фугасной боевой частью.

Уровень данной области техники характеризует реактивный снаряд с удлиненной боеголовкой, осколочный толстостенный корпус которой наполнен жидкотекучей детонационноспособной взвесью алюминиевого порошка в горючей жидкости, закрытый со стороны двигателя крышкой, завинченной в заливочное технологическое окно.

В сферической головной части корпуса смонтированы взрыватель и детонатор, за которым установлен поперечный отражатель ударной волны, выполненный в виде диафрагмы со сквозными окнами в придонный объем боеголовки (см. патент RU 2156953, F42B 12/20, 14/00, 2000 г.).

При срабатывании заряда взрывчатого вещества детонатора в жидкотекучем наполнении описанной боевой части последовательно формируются ударный и детонационный фронты, свободно проникающие через сквозные окна диафрагмы в придонный объем.

Ударный фронт воспламеняет горючую взвесь наполнения, которое уплотняется на корпусе без слипания частичек алюминиевого порошка и при этом разогревается, химически активизируясь. В замкнутом объеме корпуса происходит горение в дефлаграционном режиме при давлении в сотни кбар, создаваемом детонационным фронтом метательного заряда.

Часть ударной волны отражается от диафрагмы и направляется по корпусу встречно падающей, в результате взаимодействия которых происходит его охрупчивание и дробление. Этому же способствуют кавитационные процессы, возникающие в адгезионной пленке горючей жидкости на частичках алюминиевого порошка.

Дальнейшая фаза разгона и формирования осколков обусловлены приходом детонационного фронта к раздувающемуся корпусу боевой части. Многократное нагружение корпуса серией ударно-волновых импульсов и детонационной волной обеспечивает повышенную скорость метания осколков.

Заданный угол радиального разлета осколков формируется поперечной массивной преградой сферической головной части и избыточным давлением, создаваемым придонным объемом жидкотекучего наполнения корпуса за диафрагмой.

Жидкотекучее наполнение корпуса вслед за осколками диспергируется в атмосферу, где, перемешиваясь с воздухом, образует облако взрывчатого аэрозоля, который инициируется детонационным импульсом, создавая тем самым термобарический фактор поражающего действия на цель.

Детонация топливно-воздушной смеси происходит автоматически при достижении стехиометрического соотношения в аэрозоли горящих фрагментов диспергированного жидкотекучего наполнения и кислорода воздуха.

Однако недостатком описанной эффективной боевой части является заметная потеря энергии взрыва на дробление толстостенного корпуса, сферическая головная часть которого в основном метается осевым пучком, что нецелесообразно для боеприпасов залпового огня, поражающих площадные цели.

Более совершенным является осколочно-фугасная боевая часть ракеты по патенту RU 2291377, F42B 12/24, 12/52, 2007 г., который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близким аналогом предложенной двухсекционной боевой части.

Известная двухсекционная осколочно-фугасная боевая часть реактивного снаряда содержит головной взрыватель, осколочный корпус, наполненный жидкотекучей детонационноспособной взвесью алюминиевого порошка в горючей жидкости, где установлены центральный детонатор и диафрагма, выполняющая функцию отражателя ударной волны.

Оживальной формы корпус головной осколочной секции заполнен конденсированным взрывчатым веществом и имеет внутри сетку из встречных рифлей, образующих полуготовые поражающие элементы, а жидкотекучее наполнение помещено в цилиндрическую тонкостенную оболочку, пристыкованную к несущей разделительной обечайке, на которой смонтирован осколочный корпус.

Центральный детонатор опирается на поперечную диафрагму, отстоящую от донного заливочного узла на расстоянии, сопоставимом с длиной инертной кольцевой линзы, смонтированной на разделительной обечайке, что обеспечивает формирование симметричного аэрозольного облака эллипсоидной формы, чтобы повысить площадь фугасного поражения в направлении к цели.

Оживальный профиль толстостенного корпуса головной секции и раздельное от автономной фугасной секции, в тонкостенной оболочке которой размещено жидкотекучее наполнение, формирование мерных осколков обеспечило повышение скорости их метания.

Продольное последовательное размещение секций ракеты, закрепленных на общей несущей обечайке, позволяет выполнить их автономными и конструктивно разными из условий независимого функционирования по назначению, что обеспечивает повышение могущества боевой части в целом.

Недостатком известной боевой части является не оптимизированная конструктивная взаимосвязь осколочной и фугасной секций и массовое соотношение их снаряжения для достижения максимально возможного могущества и поражающего цель фугасного действия.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение фугасного поражающего действия боевой части ракеты за счет конструктивного усовершенствования и оптимизации последовательности действия структурных элементов боевой части.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известной осколочно-фугасной боевой части ракеты, содержащей две последовательных секции, разделенные обечайкой, при этом оживальный корпус осколочной секции заполнен конденсированным снаряжением, примыкающим к головному взрывателю и к центральному детонатору фугасной секции, размещенному внутри детонационноспособного жидкотекучего наполнения цилиндрической оболочки и смонтированному в поперечной диафрагме, согласно изобретению разделительная обечайка выполнена в виде демпфирующего устройства, включающего пластинчатый амортизатор и воздушный буфер, в осевом отверстии которых укреплен центральный детонатор фугасной секции, причем масса конденсированного снаряжения головной осколочной секции в 4-5 раз больше массы жидкотекучего наполнения фугасной секции.

Отличительные признаки обеспечили повышение фугасного поражающего действия на цель путем упорядочения последовательно согласованного детонирования снаряжения обеих секций, в результате сложения следующих в направлении полета ракеты ударных волн от детонации конденсированного снаряжения осколочной секции и сформированного через время замедления аэрозольного облака топливно-воздушной смеси из диспергированного жидкотекучего наполнения фугасной секции.

Выполнение разделительной обечайки между головной осколочной и фугасной секциями в виде демпфирующего устройства позволило практически исключить передачу ударных и детонационных волн непосредственно на жидкотекучее наполнение, детонационное диспергирование которого осуществляется посредством подрыва центрального детонатора при локальной передаче на него инициирующего импульса при срабатывании конденсированного снаряжения осколочной секции.

Размещение центрального детонатора фугасной секции внутри сквозного отверстия демпфирующего устройства обеспечивает его примыкание к конденсированному снаряжению головной осколочной секции для беспрепятственной узконаправленной передачи детонационной волны по оси жидкотекучего наполнения.

На границах раздела между пластинами из различных материалов (сталь-картон) демпфирующего устройства происходит отражение части энергии ударных волн от взрывчатого превращения фугасного снаряжения осколочной секции и частичное их гашение воздушным буфером, в результате чего детонационный импульс не передается непосредственно на жидкотекучее наполнение фугасной секции.

Детонационный импульс от конденсированного снаряжения беспрепятственно передается на примыкающий центральный детонатор, срабатывание которого обеспечивает радиальное детонационное диспергирование (через разрушаемую давлением оболочку фугасной секции) жидкотекучего наполнения, воспламеняя при этом его фрагменты в объеме.

При достижении стехиометрического соотношения в образующейся топливно-воздушной смеси в атмосфере происходит детонация в объеме аэрозольного облака.

Особенностью организованной последовательности действии является то, что объемная детонация топливно-воздушной смеси происходит автоматически, после разлета осколков оживального корпуса и последующего прохождения мощной ударной волны от детонации конденсированного снаряжения осколочной секции.

Таким образом исключается «сдувание» формируемого аэрозольного облака фронтом ударной волны от детонации конденсированного снаряжения осколочной секции, а распространение ударной волны и скачка температуры, образующихся при объемной детонации топливно-воздушной смеси, происходит экспрессивно по зоне разрежения в тылу фронта первой ударной волны. Этим объясняется факт, что, когда первая ударная волна ослабевает, ее догоняет вторая ударная волна, чем обеспечивается их совмещение при сопоставимой интенсивности и суммирование амплитуд.

Энергия ударных волн складывается, что увеличивает фугасное поражающее действие боевой части на цель, то есть повышается могущество боевой части за счет рационального использования функционального снаряжения по назначению.

Продукты диспергирования жидкотекучего наполнения второй секции в атмосфере формируют облако топливно-воздушной смеси, автоматически детонирующей при достижении стехиометрического соотношения, так как жидкотекучий наполнитель разогрет сжатием при подрыве центрального детонатора.

Соотношение масс функционального наполнения цилиндрической оболочки и оживального корпуса оптимизировано в диапазоне 1:(4-5) для того, чтобы исключить негативное влияние ударной волны от детонации конденсированного снаряжения осколочной секции на динамику формирования аэрозольного облака топливно-воздушной смеси при детонационном диспергировании жидкотекучего наполнения фугасной секции.

При соотношении масс снаряжения в секциях боевой части больше, чем 1:5, сформированные ударные волны распространяются автономно и на цель воздействуют последовательно, что заметно снижает фугасное поражающее действие.

При соотношении масс снаряжения в секциях боевой части менее, чем 1:4, сложения энергии ударных волн не происходит, потому что ударная волна из-за относительно малой интенсивности не может догнать первую по определению, заметно снижая суммарное поражающее действие на цель.

Предложенное соотношение масс наполнения обеих секций боевой части обеспечивает последовательное их срабатывание и совместное действие в атмосфере.

Последовательный подрыв осколочной и фугасной секций боевой части, при оптимизированном соотношении масс их снаряжения, обеспечивает сопоставимость амплитуд формируемых ударных волн в момент, когда ударная волна от детонации топливно-воздушной смеси аэрозольного облака, формируемого диспергированием жидкотекучего наполнения фугасной секции, догоняет по зоне разрежения фронт ударной волны от детонации конденсированного снаряжения осколочной секции, в результате чего происходит сложение давлений и повышается фугасное поражающее действие боевой части в целом.

Временная задержка инициирования жидкотекучего наполнения фугасной секции обеспечивается тем, что детонационный импульс от подрыва конденсированного снаряжения осколочной секции не передается непосредственно на детонационноспособное наполнение фугасной секции, а гасится в разделяющем их демпфирующем устройстве.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивом единстве являются достаточными для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача решается не суммой эффектов, а эффектом суммы признаков.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по боеприпасам, показал, что оно не известно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления на действующем производстве боевых частей ракет можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, которые имеют чисто иллюстративную цель и не ограничивают объема притязаний совокупности существенных признаков формулы. На чертежах изображены:

на фиг.1 - схематично ракета с боевой частью в разрезе;

на фиг.2 - вид А на фиг.1, демпфирующее устройство;

на фиг.3 - вид Б на фиг.1, полуготовые поражающие элементы.

Предложенная двухсекционная боевая часть поясняется примером конструктивного выполнения в составе ракеты системы залпового огня (фиг.1), оснащенной реактивным двигателем 1 (условно не показан) и лопастным аэродинамическим стабилизатором 2.

Толстостенный оживальной формы корпус 3 осколочной секции 4 боевой части заполнен конденсированным снаряжением 5, к которому примыкает головной взрыватель 6.

Коаксиально тонкостенной цилиндрической оболочке 7 фугасной секции 8 боевой части расположен центральный детонатор 9, который установлен в осевом отверстии демпфирующего устройства 10 и в поперечной несущей диафрагме 11.

Объем цилиндрической оболочки 7, с торца закрытой поперечной перемычкой 12, отделяющей боевую часть от двигателя 1, заполнен взвесью алюминиевого порошка в горючей жидкости, образующей жидкотекучее детонационноспособное наполнение 13.

Демпфирующее устройство 10 (фиг.2) включает набор из чередующихся стальных и картонных пластин 14, 15 соответственно и воздушного буфера 16, образованного втулкой 17.

Центральный детонатор 9 непосредственно примыкает к снаряжению 5 головной осколочной секции 4 боевой части.

На внутренней поверхности корпуса 3 выполнена сетка полуготовых поражающих элементов 18 (фиг.3), сформированных пересекающимися многозаходными спиральной формы рифлями 19, которые получают за два перехода редуцирования трубчатого полуфабриката корпуса 3 проталкиванием через калибровочную матрицу на поворотной профильной оправке.

Аналогичное рифление может быть изготовлено на внутренней поверхности цилиндрической оболочки 7.

Функционирует двухсекционная боевая часть следующим образом.

Импульсом взрывателя 6 инициируется конденсированное взрывчатое снаряжение 5, энергией детонации которого оживальный корпус 3 дробится по концентраторам напряжений - рифлям 19 на заданные поражающие элементы 18, которые направленным потоком стремительно метаются в сторону поражаемой цели.

На границах раздела пластин 14-15 из различных материалов демпфирующего устройства 10 происходит отражение части энергии ударных волн от взрывчатого превращения снаряжения 5 головной осколочной секции 4 и частичное их гашение воздушным буфером 16, в результате чего детонационный импульс не передается непосредственно на жидкотекучее наполнение 13 фугасной секции 8.

Детонационный импульс при подрыве снаряжения 5 передается непосредственно на центральный детонатор 9, при срабатывании которого образуется ударный импульс и детонационный фронт, воздействующие на наполнение 13 и оболочку 7.

Цилиндрическая оболочка 7 раздувается возросшим давлением продуктов детонационного диспергирования жидкотекучего наполнения 13.

Детонационным фронтом оболочка 7 дробится на осколки, а диспергированная взвесь наполнения 13 из алюминиевого порошка и горючей жидкости формирует в атмосфере эллипсоидной формы аэрозольное облако из детонационноспособной топливно-воздушной смеси.

При перемешивании диспергированной разогретой взвеси наполнения 13 с атмосферным кислородом, когда достигается их стехиометрическое соотношение, инициируется объемная детонация аэрозоля с формированием термобарического поражающего действия на цель.

При оптимизированном соотношении масс снаряжения обеих секций удлиненной боевой части ракеты, когда длина фугасной секции равна примерно 5 калибрам, образуется аэрозольное облако топливно-воздушной смеси в форме эллипсоида, малая ось которого направлена вдоль ракеты.

Не сферическая форма ударной волны от объемно детонирующей топливно-воздушной смеси в этом случае имеет перераспределение интенсивности в сторону поражаемой цели, что повышает эффективность основного действия боевой части по назначению.

При пространственном совмещении ударных волн, образовавшихся от последовательного подрыва обеих секций боевой части, когда вторая ударная волна распространяется по зоне разрежения за фронтом ударной волны от конденсированного снаряжения фугасной секции, происходит их слияние в единую ударную волну, где возникает практически суммарное давление.

Расстояние от места подрыва боевой части по изобретению, на котором во фронте суммарной ударной волны существует поражающее давление, превосходит аналогичный радиус поражения фугасной или объемно детонирующей боевых частей тех же массогабаритных параметров.

Изобретение относится к ракетным снарядам с осколочно-фугасной боевой частью. Осколочно-фугасная боевая часть ракеты содержит две последовательных секции. Последовательные секции разделены обечайкой. Разделительная обечайка выполнена в виде демпфирующего устройства. Демпфирующее устройство включает пластинчатый амортизатор и воздушный буфер. Оживальный корпус осколочной секции заполнен конденсированным снаряжением. Конденсированное снаряжение примыкает к головному взрывателю и к центральному детонатору фугасной секции. Центральный детонатор размещен внутри детонационноспособного жидкотекучего наполнения цилиндрической оболочки и смонтирован в поперечной диафрагме. Центральный детонатор фугасной секции укреплен в осевом отверстии демпфирующего устройства. Масса конденсированного снаряжения головной осколочной секции в 4-5 раз больше массы жидкотекучего наполнения фугасной секции. Достигается повышение эффективности поражающего действия боеприпаса. 3 ил.

Осколочно-фугасная боевая часть ракеты, содержащая две последовательных секции, разделенные обечайкой, при этом оживальный корпус осколочной секции заполнен конденсированным снаряжением, примыкающим к головному взрывателю и к центральному детонатору фугасной секции, размещенному внутри детонационноспособного жидкотекучего наполнения цилиндрической оболочки и смонтированному в поперечной диафрагме, отличающаяся тем, что разделительная обечайка выполнена в виде демпфирующего устройства, включающего пластинчатый амортизатор и воздушный буфер, в осевом отверстии которых укреплен центральный детонатор фугасной секции, причем масса конденсированного снаряжения головной осколочной секции в 4-5 раз больше массы жидкотекучего наполнения фугасной секции.