ДЫМОВОЙ БОЕПРИПАС Российский патент 2010 года по МПК F42B12/48 F42B12/70 F41J2/02 

Изобретение относится к реактивным дымообразующим снарядам, рассеивающим газо-аэрозольные материалы, которые служат в качестве мишени с инфракрасным излучением.

Уровень данной области техники характеризует реактивный снаряд, запускаемый из трубчатой направляющей, описанный в патенте RU 215882, F42B 10/14, 1998 г., который содержит головную часть, взрыватель, двигатель с контактной крышкой и ведущим штифтом на его корпусе, стабилизатор с косо поставленными раскрывающимися лопастями внутри фиксирующего кольца.

Особенностью этого реактивного снаряда является выполнение каждой лопасти стабилизатора изогнутой по винтовой линии, а передней кромки лопастей с внешней стороны - со скосом, величина которых оптимизирована по аналитическим зависимостям от массы заряда твердого топлива двигателя, его длины, пассивной массы и калибра.

Оптимизированные соотношения геометрических параметров отдельных узлов и элементов на снаряде улучшили, сравнительно со штатным реактивным снарядом, характеристики кучности стрельбы для более эффективного поражения целей.

Общность конструктивной схемы выполнения описанного реактивного снаряда с предлагаемым имеет принципиальное различие их функционального назначения и, следовательно, структурных элементов.

В качестве наиболее близкого аналога по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран дымовой боеприпас по патенту RU 2090312, F42B 12/48, 1997 г., который содержит оболочку с аэрозолеобразующим пиротехническим наполнением, закрытую крышкой обтекателя, пороховой двигатель с лопастным стабилизатором, узел инициирования, сообщающийся огнепередаточными каналами воспламенения аэрозолеобразующего состава, при горении которого генерируется в режиме дымокурения непросматриваемая завеса, маскирующая личный состав и технику в условиях ближнего боя.

Недостатком известного дымового боеприпаса является его узкая направленность по функционированию при генерировании аэрозоля, который излучает в видимом диапазоне, что ограничивает его применение для создания ложной цели, преимущественно воздушной, по признаку инфракрасного излучения от работающих двигателей летательного аппарата.

Кроме того, наличие специального порохового заряда реактивного двигателя, в котором смонтирован трассирующий заряд, необходимый для управления стрельбой, усложняет конструкцию и функционирование боеприпаса, оснащенного многоканальной системой огнепередаточных каналов.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является упрощение конструкции дымового боеприпаса, имеющего высокую функциональную надежность при постановке ложной цели инфракрасного излучения посредством генерирования аэрозоля при горении пиротехнического снаряжения, которое дополнительно выполняет функции рабочего тела его реактивного двигателя.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном дымовом боеприпасе, запускаемом из трубчатой направляющей, содержащем оснащенный лопастным аэродинамическим стабилизатором корпус, закрытый сферическим обтекателем, и функциональное наполнение, примыкающее к выходному соплу и сообщающееся с узлом инициирования, согласно изобретению, корпус боеприпаса геометрически замкнут через демпфирующую крышку, опирающуюся на монолитный обтекатель, в трубчатой направляющей, выполненной в форме гильзы, во фланце которой, монтируемом в бортовом устройстве запуска, установлен узел инициирования, при этом функциональное наполнение из дымообразующего пиротехнического состава примыкает непосредственно к соплу, где размещен воспламенительно-вышибной заряд, а в гильзе выполнены радиальные рифли под опорный уступ наружных карманов сопла, где сложены подпружиненные лопасти аэродинамического стабилизатора, при этом открытый торец гильзы завальцован на демпфирующую крышку, причем торец функционального наполнения, примыкающий к соплу, имеет поднутрение.

Отличительные признаки обеспечили повышение показателей назначения боеприпаса, функциональную надежность и эффективность действия по назначению при упрощении конструкции и огневой системы запуска и метания.

Предложенная конструкция представляет собой автономную сборочную единицу с герметичной изоляцией внутреннего объема, которая хранится в арсенале, является пригодной для мобильной ручной установки в кассетном пусковом устройстве на фюзеляже летательного аппарата при автоматическом подключении к электросхеме запуска и стрельбы.

Выполнение функционального снаряжения корпуса дымового боеприпаса в виде пиротехнического состава, который примыкает непосредственно к соплу, позволяет использовать его газо-аэрозольные продукты горения по второму (сопутствующему) назначению - в качестве рабочего тела реактивного двигателя, вместо специального порохового заряда по прототипу, так как начальная скорость при метании боеприпаса соответствует скорости летательного аппарата. Метательный импульс необходим только для автономного полета боеприпаса на время динамичной постановки излучающего аэрозольного облака впереди-снизу летательного аппарата.

В результате этого объем генерируемого аэрозоля увеличен на треть для повышения эффективности защиты летательного аппарата от средств наведения и поражения за счет гарантированного промаха по среднеквадратичному отклонению отражающих сигналов.

Установка в сопле воспламенительно-вышибного заряда позволяет рационально использовать свободный объем конструкции, так как при срабатывании воспламенительно-вышибной заряд сгорает, выполняя функции по назначению, и освобождает сопло для формирования тяги посредством истечения газо-аэрозольной струи, генерируемой в последовательном действии пиротехнического наполнения корпуса дымового боеприпаса.

Воспламенительно-вышибной заряд обеспечивает метание боеприпаса из неподвижно смонтированной направляющей гильзы до начала генерирования излучающего аэрозоля при горении функционального наполнения, которое он воспламеняет форсом пламени при срабатывании.

Геометрическое замыкание корпуса боеприпаса через демпфирующую крышку, с трубчатой направляющей стрельбы образует конструктивное единство автономного комплекса, адаптированного к пусковому устройству на борту летательного аппарата.

Выполнение обтекателя монолитным обеспечивает за счет смещения центра масс от центра аэродинамического давления продольную устойчивость боеприпаса на траектории полета, что в свободном полете при запуске перпендикулярно вниз от несущей плоскости автоматически переориентирует направление движения на горизонтальное с гравитационным снижением, увеличивая тем самым серединную точку наведения ракеты до безопасного для защищаемого летательного аппарата расстояния.

Выполнение трубчатой направляющей в форме гильзы направлено на возможность крепления пусковой сборки с геометрическим замыканием фланца в кассетном пусковом устройстве на фюзеляже летательного аппарата быстро, удобно и надежно.

При этом, учитывая что узел инициирования предназначен только для воспламенения пиротехнического наполнения корпуса боеприпаса, когда он находится в кинематическом единстве с направляющей гильзой, для высвобождения объема для дополнительной массы функционального снаряжения и упрощения конструкции боеприпаса, узел инициирования смонтирован во фланце гильзы соосно воспламенительно-вышибному заряду, установленному в сопле.

Радиальные рифли в гильзе служат для упора уступа в наружном кармане сопла, который точно фиксирует положение реактивного снаряда относительно пусковой гильзы, а более конкретно: позиционирует воспламенительно-вшибной заряд на заданном расстоянии от узла инициирования в пусковой гильзе, что обеспечивает функциональную надежность боеприпаса в целом.

Карман сопла служит для расположения лопастей стабилизатора в сложенном положении, внутри пусковой гильзы, нагруженных пружинами их раскрытия.

Завальцовка материала открытого торца гильзы на демпфирующей крышке, которая герметично закрывает гильзу, обеспечивает изолирование внутреннего объема комплексного изделия в сборе, что необходимо при использовании в условиях пониженного давления и большого перепада температур, характерных на высоте полетов.

Поднутрение в торце функциональном наполнении, примыкающем у соплу, обеспечивает развитие поверхности его воспламенения и, следовательно, увеличение удельного объема продуктов горения, а в конечном итоге - увеличивает тягу, скорость автономного полета и сокращает время постановки излучающего аэрозольного облака.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупности в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, не присущего признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решается не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.

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

на фиг.1 - дымовой боеприпас;

на фиг.2 - то же, в сборе с пусковой гильзой.

Предложенный дымовой боеприпас представляет собой неуправляемый реактивный снаряд (фиг.1) инфракрасного излучения.

Функциональное пиротехническое наполнение 1 цилиндрического корпуса 2, которое при горении генерирует аэрозоль, раскаленные сажевые и конденсированные частицы которого излучают в диапазоне 0,6-1,5 мкм, что служит имитацией работающего двигателя летательного аппарата, ложной целью для средств обнаружения и поражения противника.

На открытом торце корпуса 2 смонтирован силовой блок 3 с соплом 4 Лаваля, внутри которого закреплен воспламенительно-вышибной пороховой заряд 5.

Соосно соплу 4 в пиротехническом наполнении 1 выполнено коническое поднутрение 6 для увеличения площади горения и объема генерируемого аэрозоля.

Особенностью данного боеприпаса является то, что пиротехническое наполнение 1 выполняет функции генератора рабочего тела реактивного двигателя, каким, по существу, в целом служит боеприпас. Газоприход в сопло 4 обеспечивает переменную тягу на траектории полета боеприпаса, в наполнении которого по высоте используются разные пиротехнические составы.

На головном глухом торце корпуса 2 посредством резьбовой бобышки 7 закреплен на герметике монолитный сферической формы обтекатель 8, массой которого дополнительно обеспечивается продольная устойчивость боеприпаса на траектории полета, за счет смещения центра масс к головной части боеприпаса. Это смещение в процессе выгорания наполнения 1 возрастает.

На выходном торце силового блока 3 на осях 9 поворота установлены нагруженные пружинами 10 лопасти 11 аэродинамической стабилизации.

Дымовой боеприпас устанавливается в трубчатую направляющую 12 (фиг.2), выполненную в форме гильзы, фланец 13 которой неподвижно монтируется в кассетном пусковом устройстве, размещенном на фюзеляже самолета, вертолета.

Во фланце 13 гильзы 12 на герметике закреплен осевой электровоспламенитель 14, взаимодействующий с электроконтактами бортового пускового устройства (условно не показано).

При установке боеприпаса в направляющую гильзу 12 лопасти 11 принудительно поворачиваются и располагаются в карманах 15 силового блока 3.

Продольное месторасположение боеприпаса в направляющей гильзе 12 задано ее радиальными рифлениями 16, на которые опирается кольцевой выступ 17 силового блока 3.

Боеприпас в гильзе 12 фиксируется через демпфирующую прокладку 18 крышкой 19, на которую завальцован открытый торец гильзы 12.

Крышка 19 оснащена сальником 20, герметично изолирующим внутренний объем гильзы 12, где размещен дымовой боеприпас.

Функционирует предложенное комплексное устройство для постановки аэрозольного облака инфракрасного излучения в качестве ложной цели следующим образом.

При подаче из кабины летательного аппарата сигнала на запуск срабатывает электровоспламенитель 14, форс пламени которого инициирует воспламенение заряда 5.

Горячие пороховые газы, образующиеся при горении заряда 5, заполняют свободный объем, воспламеняя пиротехнический состав наполнения 1 по поверхности поднутрения 6.

При этом возросшим давлением генерируемых пороховых газов боеприпас вышибается из направляющей гильзы, завальцовка на крышке 19 которой отгибается для беспрепятственного движения корпуса 2.

Боеприпас вышибается из гильзы 12 вертикально вниз относительно фюзеляжа летательного аппарата, при этом под действием пружин 10 лопасти 11 раскрываются, формируя аэродинамический стабилизатор.

За счет относительно большого смещения центра масс боеприпаса к головной части от центра давления направление его движения набегающим потоком переориентируется на горизонтальное, параллельно курсу летательного аппарата, который боеприпас опережает по дополнительной скорости.

Газо-аэрозольные продукты горения пиротехнического наполнения 1, ускоряясь в сопле 4 Лаваля, создают реактивную тягу боеприпасу при автономном его полете с гравитационным смещением книзу.

Пиротехнический состав наполнения 1 при горении формирует устойчивую аэродинамическую струю, конденсированная фаза которого излучает в заданном диапазоне длин волн инфракрасного излучения, сопоставимого с излучением работающих двигателей летательного аппарата.

Средства наведения противника, вычисляя среднеквадратичное расстояние между вышеуказанными подвижными источниками инфракрасного излучения, направляют ракету поражения по отдаленной от летательного аппарата траектории на безопасное расстояние, где она срабатывает.

Пуск боеприпаса может быть одиночным или залпом нескольких аналогичных, что определяется программой электронных средств противоракетной локации в кабине летательного аппарата.

Испытания опытных образцов натурными стрельбами показали полную надежность защиты летательного аппарата от существующих средств поражения в результате постановки в качестве ложной цели излучающей аэрозольной скоростной струи.

Герметичное изолирование дымового боеприпаса внутри направляющей гильзы обеспечивает надежное функционирование в заданном температурном диапазоне при открытом размещении на фюзеляже.

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 практической возможности серийного изготовления дымового боеприпаса по заказам ВВС можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

Изобретение относится к реактивным дымообразующим снарядам, рассеивающим газо-аэрозольные материалы, которые служат в качестве мишени с инфракрасным излучением. Дымовой боеприпас, запускаемый из трубчатой направляющей, содержит оснащенный лопастным аэродинамическим стабилизатором корпус, закрытый сферическим обтекателем, и функциональное наполнение, примыкающее к выходному соплу и сообщающееся с узлом инициирования. Корпус боеприпаса геометрически замкнут через демпфирующую крышку, опирающуюся на монолитный обтекатель, в трубчатой направляющей, выполненной в форме гильзы, во фланце которой установлен узел инициирования. Функциональное наполнение из дымообразующего пиротехнического состава примыкает непосредственно к соплу, где размещен воспламенительно-вышибной заряд, а в гильзе выполнены радиальные рифли под опорный уступ наружных карманов сопла, где сложены подпружиненные лопасти аэродинамического стабилизатора. Открытый торец гильзы завальцован на демпфирующую крышку. Причем торец функционального наполнения, примыкающий к соплу, имеет поднутрение. Достигается повышение функциональной надежности и эффективности действия по назначению при упрощении конструкции и огневой системы запуска и метания. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Дымовой боеприпас, запускаемый из трубчатой направляющей, содержащий оснащенный лопастным аэродинамическим стабилизатором корпус, закрытый сферическим обтекателем, и функциональное наполнение, примыкающее к выходному соплу и сообщающееся с узлом инициирования, отличающийся тем, что корпус боеприпаса геометрически замкнут через демпфирующую крышку, опирающуюся на монолитный обтекатель, в трубчатой направляющей, выполненной в форме гильзы, во фланце которой установлен узел инициирования, при этом функциональное наполнение из дымообразующего пиротехнического состава примыкает непосредственно к соплу, где размещен воспламенительно-вышибной заряд.

2. Дымовой боеприпас по п.1, отличающийся тем, что в гильзе выполнены радиальные рифли под опорный уступ наружных карманов сопла, где сложены подпружиненные лопасти аэродинамического стабилизатора, при этом открытый торец гильзы завальцован на демпфирующую крышку.

3. Дымовой боеприпас по п.1 или 2, отличающийся тем, что торец функционального наполнения, примыкающий к соплу, имеет поднутрение.