ОСКОЛОЧНЫЙ ЗАРЯД ПОВЫШЕННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2013 года по МПК F42B12/20 F42B12/22 F42B12/24 F42B12/32 

Изобретение относится к осколочным боеприпасам всех видов применения - от подствольных гранат и противопехотных мин до авиабомб и боеголовок противосамолетных ракет.

Известны осколочно-фугасные боеприпасы, состоящие из заряда взрывчатки, взрывателя и осколкообразующей рубашки или готовых поражающих элементов, см. пат. России №2098743. Их недостаток - недостаточно высокая скорость осколков. Цель изобретения - повышение скорости разлета осколков.

Осколочные заряды, как правило, имеют форму тел вращения, то есть круглую, например, цилиндрическую (реактивные системы и ракеты «воздух-воздух»), бочкообразную, когда диаметр в середине заряда больше, чем по краям (минометные мины), комбинированную (артиллерийские снаряды и авиабомбы) и реже - сферическую формы (ручные гранаты). Во всех случаях при взрыве взрывчатки осколки расходятся в цилиндрическом или сферическом направлении, и в образовавшиеся промежутки взрывные газы имеют возможность выходить беспрепятственно. Вследствие этого давление за осколками резко падает.

Для устранения этого явления в заряде, имеющем взрывчатку и взрыватель, осколкообразующая рубашка выполнена из двух слоев с продольными и кольцевыми насечками или из двух слоев готовых поражающих элементов, причем насечки или элементы разных слоев сдвинуты относительно друг друга на полшага (шаг в технике - расстояние между повторяющимися элементами). Благодаря этому осколки второго слоя закрывают расширяющиеся промежутки между осколками первого слоя, и взрывные газы некоторое время не имеют возможности свободного расширения, благодаря чему они лучше разгоняют осколки.

Такой круглый заряд запирает взрывные газы до объема, вчетверо превышающего первоначальный объем взрывчатки.

Еще большей эффективностью будет обладать заряд, в котором рубашка выполнена из трех слоев с продольными и кольцевыми насечками или из трех слоев готовых поражающих элементов, где насечки или элементы первых двух слоев сдвинуты относительно друг друга на полшага, причем внешняя поверхность осколков или элементов второго слоя в поперечном сечении имеет вид прямолинейной или криволинейной двускатной крыши, а число осколков или элементов третьего слоя вдвое больше, чем второго слоя, и они симметрично расположены по два на внешней поверхности осколков или элементов третьего слоя, см. фиг.1. Термин «двускатная крыша» означает, что середина внешней поверхности осколка второго слоя удалена от центра или оси круглого заряда дальше, нежели его края. При этом нумерация слоев и понятие «внешняя» определяется относительно центра или оси заряда.

При взрыве такого круглого заряда сначала расходятся осколки первого и второго слоев, взаимно перекрывая промежутки друг друга и закрывая свободный выход взрывных газов. Осколки третьего слоя при этом съезжают по скатам крыши примерно на 35-45% своей длины и затем закрывают промежутки между чередующимися осколками первого и второго слоев, причем, так как на «крышу» осколков второго слоя за счет инерции разгона давят осколки третьего слоя, то осколки второго слоя разлетаются чуть медленнее, чем осколки первого слоя. И таким образом осколки первого и второго слоев, чередуясь, выстраиваются в одну почти правильную кольцевую линию, расширяющиеся промежутки в которой некоторое время закрывают осколки третьего слоя.

А чтобы осколки третьего слоя встроились в образующуюся кольцевую линию, их толщина и, следовательно, отношение массы к площади давления газов должны быть несколько больше, чем у первого или второго слоев (у них толщина должна быть примерно одинакова). Тогда осколки третьего слоя будут относительно них тяжелее и будут разгоняться чуть медленнее.

Криволинейная поверхность двускатной «крыши» дает эффект ориентации осколков третьего слоя: при вогнутой поверхности «крыши» осколки третьего слоя встроятся в кольцевую линию примерно в таком же положении, в каком они были до взрыва. При прямых скатах «крыши» осколки при соскальзывании с края «крыши» испытают небольшой поворачивающий момент. Интересный эффект можно получить при выпуклых скатах «крыши» - осколки могут повернуться на 45 градусов и лечь в промежуток по диагонали. А так как диагональ больше стороны четырехугольника, то запирающая кольцевая линия может получиться длиннее, что может повысить скорость осколков.

Таким способом удается запереть взрывные газы до удлинения сплошной поверхности осколков в 3-3,5 раза, то есть примерно до 10-кратного расширения взрывных газов. Начальная скорость осколков при этом повысится в 1,5-2 раза. Это особенно актуально в связи с широким распространением бронежилетов и прочных касок-шлемов.

Или иначе - можно при сохранении прежней начальной скорости изменить соотношение массы взрывчатки к массе осколков, то есть поместить в снаряд, мину или бомбу меньше взрывчатки и больше осколкообразующих элементов, то есть можно повысить массу снаряда или мины того же калибра.

У круглых продолговатых зарядов, особенно цилиндрических, при взрыве будет происходить большая утечка взрывных газов через торцы заряда. Чтобы уменьшить эту утечку следует по возможности применять бочкообразную или веретенообразную форму заряда. Кроме того, можно применить линзы для управления направлением взрывной волны и газодинамического действия взрывчатки. Но линзы при взрыве разлетаются. Чтобы усилить их действие, заряд имеет две торцевые линзы в виде дисков, соединенных посередине стержнем. Получившаяся фигура будет напоминать катушку (далее катушка). Не всегда требуется направлять осколки во все стороны. В этом случае заряд может иметь имеет секторную линзу в виде продольной угловой пластины, проходящей через ось или центр заряда. Как частный случай - это пластина, проходящая через диаметр заряда, то есть сектор 180 градусов.

Возможно сочетание катушки и секторной линзы.

Для сферических зарядов тоже можно применить указанный принцип закрытия щелей между осколками одного слоя осколками более внешнего слоя, то есть заряд имеет сферическую форму и содержит несколько слоев осколкообразующих рубашек или слоев поражающих элементов, причем слои более внешнего слоя перекрывают промежутки между осколками или элементами предыдущего слоя.

Насечки или готовые элементы в слоях могут иметь различную конфигурацию: в виде параллелей и меридианов с образованием криволинейных трапеций примерно одинаковой площади, в виде 18 полосообразных фигур, сгруппированных широкими сторонами по три штуки (как на «полосатом» футбольном мяче), или в виде 12 пятиугольников и 20 шестиугольников (как на «пятнистом» футбольном мяче). В последнем случае двухслойный сферический заряд дает 64 примерно одинаковых осколка, а трехслойный - 96 осколков.

При необходимости увеличить число осколков каждый осколок можно разделить еще на две или несколько частей.

Перспективным является применение разной конфигурации осколков в разных слоях, например, первый слой из 12 пятиугольников и 20 шестиугольников, а второй слой образован кругами или треугольниками, закрывающими каждый угол фигур первого слоя. То сеть, если это будут треугольники, то каждый треугольник соединяет центры соседних пятиугольников и шестиугольников (всего во втором слое получится 60 фигур). Если применить третий слой, то его элементы, например круги, должны закрывать просветы между осколками первого и второго слоев.

Для равномерного взаимного смещения элементов разных слоев и в продольном, и в сферическом заряде одна или обе контактирующие поверхности разных слоев могут быть покрыты антифрикционным материалом, например фторопластом Ф-4, или графитом, или графитованным фторопластом.

На фиг.1 показаны три стадии взрыва трехслойного цилиндрического заряда с готовыми поражающими элементами, где 1 - взрывчатка. В центре показана первая стадия, когда все элементы еще сохраняют первоначальное положение. Следующая стадия - когда осколки первого слоя 2 начинают входить в промежутки между осколками второго слоя 3. Третья стадия - когда осколки третьего слоя 4 вошли в промежутки между чередующимися осколками 2, 3 первого и второго слоев. Только после дальнейшего разлета осколков взрывные газы начинают просачиваться в щели между ними.

Достигается высокая скорость разлета осколков.

На фиг.2 показан такой же заряд с катушкой 5, которая при взрыве ограничивает выход взрывных газов по торцам заряда. Катушка может быть выполнена из высокопрочной стали или из высокопрочного композитного материала.

Изобретение значительно повысит боеспособность нашей армии.

Изобретение относится к осколочным боеприпасам, в частности к осколочным зарядам повышенной эффективности. Осколочный заряд содержит взрывчатку, взрыватель и осколкообразующую рубашку. В первом варианте исполнения заряда рубашка выполнена из двух слоев с продольными и кольцевыми насечками или из двух слоев готовых поражающих элементов. Насечки или элементы разных слоев сдвинуты относительно друг друга на полшага. Во втором варианте исполнения заряда рубашка выполнена из трех слоев с продольными и кольцевыми насечками или из трех слоев готовых поражающих элементов. Насечки или элементы первых двух слоев сдвинуты относительно друг друга на полшага. Внешняя поверхность осколков или элементов второго слоя в поперечном сечении имеет вид прямолинейной или криволинейной двускатной крыши. Число осколков или элементов третьего слоя вдвое больше, чем второго слоя, и они симметрично расположены по два на внешней поверхности осколков или элементов третьего слоя. В третьем варианте исполнения заряд имеет сферическую форму и содержит несколько слоев осколкообразующих рубашек или слоев поражающих элементов. Слои более внешнего слоя перекрывают промежутки между осколками или элементами предыдущего слоя. Достигается повышение эффективности заряда. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Осколочный заряд повышенной эффективности, содержащий взрывчатку, взрыватель и осколкообразующую рубашку, отличающийся тем, что рубашка выполнена из двух слоев с продольными и кольцевыми насечками или из двух слоев готовых поражающих элементов, причем насечки или элементы разных слоев сдвинуты относительно друг друга на полшага.

2. Осколочный заряд повышенной эффективности, содержащий взрывчатку, взрыватель и осколкообразующую рубашку, отличающийся тем, что рубашка выполнена из трех слоев с продольными и кольцевыми насечками или из трех слоев готовых поражающих элементов, где насечки или элементы первых двух слоев сдвинуты относительно друг друга на полшага, причем внешняя поверхность осколков или элементов второго слоя в поперечном сечении имеет вид прямолинейной или криволинейной двускатной крыши, а число осколков или элементов третьего слоя вдвое больше, чем второго слоя, и они симметрично расположены по два на внешней поверхности осколков или элементов третьего слоя.

3. Заряд по п.2, отличающийся тем, что толщина третьего слоя больше, чем первого или второго.

4. Заряд по п.2, отличающийся тем, что имеет две торцевые линзы в виде дисков, соединенных посередине стержнем.

5. Заряд по п.2, отличающийся тем, что имеет секторную линзу в виде продольной угловой пластины, проходящей через ось или центр заряда.

6. Осколочный заряд повышенной эффективности, содержащий взрывчатку, взрыватель и осколкообразующую рубашку, отличающийся тем, что имеет сферическую форму и содержит несколько слоев осколкообразующих рубашек или слоев поражающих элементов, причем слои более внешнего слоя перекрывают промежутки между осколками или элементами предыдущего слоя.

7. Заряд по п.6, отличающийся тем, что конфигурация насечек или готовых элементов выполнена в виде параллелей и меридианов с образованием криволинейных трапеций примерно одинаковой площади.

8. Заряд по п.6, отличающийся тем, что конфигурация насечек или готовых элементов выполнена в виде 18 полосообразных фигур, сгруппированных широкими сторонами по 3 штуки.

9. Заряд по п.6, отличающийся тем, что конфигурация насечек или готовых элементов выполнена в виде 12 пятиугольников и 20 шестиугольников.

10. Заряд по п.6, отличающийся тем, что первый слой состоит из 12 пятиугольников и 20 шестиугольников, а второй слой состоит из круглых или треугольных осколков или элементов, закрывающих каждый угол первого слоя.

11. Заряд по п.6, отличающийся тем, что одна или обе контактирующие поверхности разных слоев покрыты антифрикционным материалом, например фторопластом Ф-4, или графитом, или графитованным фторопластом.