КАССЕТНАЯ БОЕВАЯ ЧАСТЬ Российский патент 2013 года по МПК F42B12/60 

Изобретение относится к области военной техники и может быть использовано в боеприпасах, главным образом, в кассетных снарядах, минах, бомбах и боевых частях ракет наземного и воздушного базирования.

Известно техническое решение по патенту США №4231293 от 26.11.77 г., согласно которому защищена система выброса боеприпасов из компактного контейнера цилиндрической формы, выполненного из ломкого материала, внутри которого установлен осевой несущий шток и множество упирающихся один в другой цилиндрических боеприпасов, расположенных вокруг несущего штока. В промежутках между боеприпасами, вокруг несущего штока, расположены заряды ВВ.

Известно техническое решение по заявке Германии №2646503 от 27.04.89, согласно которому защищено устройство для выбрасывания на траектории контейнеров в радиальном направлении относительно носителя контейнеров, имеющее детонирующий заряд со средствами его герметизации, расположенный по оси устройства по всей длине совокупности контейнеров, причем контейнеры соединены со средствами герметизации посредством удерживающих приспособлений.

В вышеупомянутых технических решениях не обеспечивается регулирование радиального разброса суббоеприпасов (выброса с разными скоростями), что не позволяет выполнить их равномерное рассеивание на заданной площади с оптимальной плотностью для обеспечения максимальной боевой эффективности кассетного носителя

Известна конструкция разовой бомбовой кассеты по патенту РФ №2287770 от 04.07.05, патентообладатель ФГУП ГНПП «Базальт». Бомбовая кассета включает головную часть с взрывателем, корпус, центральный перфорированный коллектор (трубу) с фланцами, между которыми вокруг коллектора размещены ряды боевых элементов, опирающиеся на фланцы, упругие металлические оболочки, профилированные по смежным с ними поверхностям боевых элементов и периферийных труб, и единую газодинамическую систему распаковки кассеты, задействования взрывателей боевых элементов и их разброса, при этом единая газодинамическая система включает газогенератор. Последнее техническое решение не обладает достаточной надежностью действия при использовании БЭ с жидким или гелеобразным наполнителем, сложно в сборке и изготовлении.

Известна конструкция кассетной боевой части (КБЧ) по патенту РФ №2227893 от 27.04.2004, содержащей корпус, боевые элементы, метательный пороховой заряд, расположенный внутри перфорированного коллектора по оси корпуса. Суммарная площадь перфорационных отверстий в коллекторе под каждым рядом боевых элементов пропорциональна квадрату скорости выброса боевых элементов данного ряда, при этом на внешней поверхности коллектора между рядами боевых элементов расположены промежуточные фланцы, а каждое отверстие коллектора снабжено втулкой со скошенным торцом, выступающим внутрь коллектора.

Указанная конструкция КБЧ по технической сущности, числу совпадающих признаков и достигаемому результату является наиболее близким аналогом и принята в качестве прототипа.

В указанном техническом решении не обеспечивается сохранный выброс БЭ, имеющих тонкостенный корпус и малопрочное наполнение, со скоростями, необходимыми для рассеивания БЭ на заданной площади. Кроме того, для равномерности распределения БЭ в зоне рассеивания, часть БЭ необходимо выбрасывать с низкими скоростями. В то же время, при реализации сохранного метания БЭ с малой скоростью не обеспечивается создание необходимых для взведения взрывателей давления и температуры продуктов взрыва ЦРЗ, что делает БЭ неработоспособными.

Общими признаками прототипа и предлагаемой кассетной боевой части являются наличие в корпусе перфорированного коллектора с размещенным в нем пороховым метательным зарядом и осевым детонирующим удлиненным зарядом, наличие боевых элементов, расположенных вокруг коллектора между промежуточными фланцами.

Отличительными признаками предлагаемого технического решения являются:

- пороховой газогенератор, размещенный в коллекторе со стороны переднего торца кассетной боевой части и отделенный от метательного заряда не разрушаемой перегородкой;

- полые промежуточные фланцы, заполненные демпфирующим материалом;

- наличие на наружной поверхности коллектора тонкостенных мембран, разрушаемых при срабатывании метательного заряда;

- наличие на наружной поверхности боевых элементов, установленных в виде отдельных сборок, бандажных лент с упругими элементами для их натяжения и узлами их расстыковки, механически соединенными с корпусом;

- корпус, снабженный системой детонирующих удлиненных зарядов;

- наличие между коллектором и боевыми элементами, а также между смежными боевыми элементами гибких оболочек;

- гибкие оболочки выполнены в виде замкнутых лент шириной от 0,95 до 0,5 длины БЭ и от 0,8 до 3 длины окружности, проходящей через геометрические центры БЭ, контактирующих с гибкими оболочками;

- узел расстыковки бандажа выполнен в виде замка из двух пластин, раздельно соединенных со смежными лентами бандажа, причем пластины имеют соосные отверстия, в которые входит запирающий штифт грибовидной формы. Головка штифта размещена в полости коробчатого захвата, закрепленного на корпусе;

- упругий элемент бандажа выполнен в виде полосы из пружинной стали, расположенной между звеньями ленты бандажа;

- пороховой газогенератор выполнен в виде тонкостенного корпуса, заполненного дымным ружейным порохом;

- сборка боевых элементов выполнена двухрядной по радиусу кассетной боевой части, причем количество элементов внешнего ряда вдвое больше, чем количество элементов внутреннего ряда, при этом ряды разделены фигурными вставками, входящими в зацепление с элементами.

Перечисленная совокупность признаков позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого решения и достигаемым техническим результатом.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается:

- в обеспечении сохранного выброса БЭ, имеющих тонкостенный корпус и жидкое (пастообразное) наполнение, за счет использования гибких оболочек;

- в повышении надежности срабатывания КБЧ путем гарантированного обеспечения взведения взрывателей БЭ, за счет использования двухстадийного процесса метания БЭ;

- в увеличении эффективности КБЧ за счет обеспечения регулирования скоростей выброса БЭ, посредством использования гибких оболочек определенных длин.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом техническом решении:

- БЭ размещены вокруг коллектора в виде отдельных сборок;

- в КБЧ между коллектором и каждой из сборок БЭ поэшелонно размещены гибкие оболочки;

- гибкие оболочки выполнены в виде замкнутых лент шириной от 0,95 до 0,5 длины БЭ, с длиной периметра, составляющей от 0,8 до 3 длин окружности, проходящей через геометрические центры боевых элементов, контактирующих с оболочкой, а сама гибкая оболочка равномерно расположена как между коллектором и БЭ, так и между смежными по окружности БЭ;

- отверстия коллектора закрыты тонкостенными мембранами, исключающими доступ пороховых газов от газогенератора внутрь коллектора и разрушающимися при срабатывании порохового метательного заряда;

- промежуточные фланцы выполнены полыми и заполнены демпфирующим материалом;

- система вскрытия на основе детонирующих удлиненных зарядов (ДУЗ) выполнена из двух автономных частей, функционально соединенных между собой через воздушный зазор передаточным детонационным узлом;

- бандажные ленты крепления БЭ соединены в замкнутую сборку, содержат упругий элемент и узел расстыковки бандажной ленты, механически соединенный с корпусом БЧ посредством захвата;

- на корпусе установлен коробчатый захват, а узел расстыковки бандажной ленты выполнен в виде замка с грибовидным запирающим штифтом, головка которого размещена в полости коробчатого захвата, а другой конец штифта размещен в замке;

- газогенератор выполнен в виде тонкостенного корпуса, заполненного дымным ружейным порохом, расположен внутри коллектора со стороны переднего торца БЧ и отделен от основной части коллектора не разрушаемой перегородкой.

Отличительные признаки в устойчивой взаимосвязи всей совокупности существенных признаков позволили:

- реализовать сохранный выброс БЭ, снабженных тонкостенным корпусом и малопрочным (жидким или пастообразным) наполнением;

- повысить надежность срабатывания КБЧ путем гарантированного обеспечения взведения взрывателей БЭ, за счет двухстадийности процесса метания БЭ и, соответственно, увеличения времени воздействия факторов взведения;

- увеличить эффективность КБЧ за счет оптимизации распределения скоростей выброса БЭ.

По результатам анализа уровня техники не выявлено аналогов, имеющих признаки, сходные с заявляемым решением. Следовательно, можно считать, что заявляемая КБЧ является новой и обладает достаточным изобретательским уровнем. Каждый из вышеуказанных существенных признаков необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества нового эффекта, не присущего признакам в их разобщенности.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведен продольный разрез КБЧ с четырехрядной укладкой БЭ, на фиг.2 - схема связи захвата, запирающего штифта и бандажной ленты, на фиг.3 - поперечный разрез КБЧ в среднем сечении.

КБЧ содержит корпус 1, не разрушаемый коллектор 2, установленный по оси КБЧ. Внутри коллектора установлен пороховой газогенератор 3 с осевым ДУЗом 4 и контейнер 5 с метательным пороховым зарядом 6. По оси контейнера 5 расположен осевой ДУЗ 7. Вокруг коллектора рядами расположены сборки БЭ 8. На носовую часть БЭ (на взрыватели) надеты защитные колпаки 9, на образующих поверхностях которых выполнены отверстия, обеспечивающие доступ пороховых газов к взрывателям. Между сборками БЭ по длине КБЧ на внешней поверхности коллектора размещены полые промежуточные фланцы 10, заполненные демпфирующим материалом 11. На боковой поверхности коллектора выполнены отверстия А, закрытые тонкостенными мембранами, выполненными в виде стеклопластиковой ленты 12, обеспечивающей защиту внутренней полости коллектора от проникновения пороховых газов при срабатывании газогенератора. БЭ на коллекторе закреплены бандажной лентой 13, состоящей из двух или более звеньев, соединенных замком 14. Замок состоит из двух пластин с отверстиями, в которые вставлен грибовидный запирающий штифт 15, входящий в зацепление с коробчатым захватом 16, закрепленным на корпусе БЧ.

На внутренней поверхности обечайки расположена система вскрытия на основе ДУЗ, состоящая из кольцевых 17, 18, 19 и продольных 20 звеньев. Между БЭ размещена замкнутая гибкая оболочка 21, равномерно охватывающая все БЭ в каждой укладке. КБЧ задействуется от взрывателя боеприпаса, который обеспечивает последовательное срабатывание осевого ДУЗа 4, газогенератора 3 и затем с заданной задержкой ПИМ 22. Выходной заряд ПИМа детонационно связан с осевым ДУЗом 7 и, через систему инициирования 23, - с ДУЗ системы вскрытия 19, 20 18, 17. Не разрушаемая перегородка 24 расположена в коллекторе со стороны переднего торца между пороховым газогенератором 3 и метательным пороховым зарядом 6.

КБЧ работает следующим образом. В заданной точке траектории полета носителя от взрывателя боеприпаса задействуют осевой ДУЗ 4 в пороховом заряде газогенератора 3, продукты сгорания которого повышают давление и температуру в отсеке КБЧ. Через 10…100 мс задействуют ПИМ 22, который производит одновременный подрыв осевого ДУЗ 7 и ДУЗ в системе вскрытия корпуса. Система вскрытия разрезает обечайку корпуса КБЧ в продольном и окружном направлениях. Под действием продуктов горения пороха в газогенераторе и в пороховом метательном заряде, истекающих через отверстия «А» коллектора 2, и через зазоры между БЭ, фрагменты корпуса 1 приобретают радиальную скорость. При перемещении фрагментов корпуса, грибовидные запирающие штифты 15, связанные с корпусом через коробчатые захваты 16, выходят из зацепления в замках 14 с бандажной лентой 13, тем самым, разъединяя их на звенья. Освободившись от бандажной ленты, БЭ 8 приобретают радиальные скорости, величина которых определяется давлением в коллекторе, суммарной площадью отверстий в коллекторе под элементом, длиной гибкой оболочки 21, суммарной площадью истечения пороховых газов в зазорах между БЭ и промежуточными фланцами, радиусом установки БЭ и другими факторами. Расчет скоростей метания элементов с целью оптимизации распределения скоростей по эшелонам выброса является предметом задачи внутренней баллистики и производится при проектировании конкретной КБЧ в соответствии с поставленными задачами по обеспечению рассеивания БЭ на заданной площади.

Одновременно с метанием БЭ, истекающие из коллектора продукты сгорания порохового метательного заряда проникают через зазоры между БЭ в надэлементную область КБЧ и способствуют вскрытию корпуса отсека. Начальное давление, созданное газогенератором совместно с давлением и температурой газов порохового метательного заряда, обуславливает надежное взведение пиротехнических узлов взрывателей БЭ при всех известных условиях применения КБЧ. При этом наличие тонкостенных мембран снаружи коллектора, закрывающих отверстия в нем, препятствует проникновению пороховых газов в коллектор и предотвращает повреждение метательного заряда на стадии преднаддува. При срабатывании порохового метательного заряда давлением пороховых газов мембраны разрушаются.

Выполнение промежуточных фланцев полыми с заполнением полости демпфирующим материалом позволяет минимизировать усилия взаимодействия БЭ с этими фланцами: при точечных контактах БЭ с тонкими стенками промежуточных фланцев, последние легко деформируются без повреждения БЭ, тогда как прочности демпфирующего материала (например, пенопласта) достаточно для обеспечения динамической устойчивости фланцев к перепаду давления в смежных эшелонах укладки.

Использование предлагаемого технического решения позволяет реализовать сохранный выброс малопрочных БЭ и обеспечить равномерное рассеивание БЭ на местности, тем самым обеспечить заданную эффективность КБЧ.

Положительные результаты натурных статических и динамических испытаний изделия, разработанного по описанной схеме, подтвердили работоспособность и надежность предлагаемого устройства.

Изобретение относится к области военной техники, в частности к кассетным боевым частям (КБЧ) снарядов, мин, бомб и ракет наземного и воздушного базирования. КБЧ содержит корпус, перфорированный коллектор с размещенным в нем пороховым метательным зарядом с осевым детонирующим удлиненным зарядом и боевые элементы, расположенные вокруг коллектора между промежуточными фланцами. В коллекторе со стороны переднего торца боевой части размещен пороховой генератор, отделенный от метательного заряда не разрушаемой перегородкой. Полые промежуточные фланцы заполнены демпфирующим материалом. Наружная поверхность коллектора снабжена тонкостенными мембранами, разрушаемыми при срабатывании метательного заряда. На наружной поверхности боевых элементов, установленных в виде отдельных сборок, размещены бандажные ленты с упругими элементами для их натяжения и узлами их расстыковки. Узлы расстыковки механически соединены с корпусом. Между коллектором и боевыми элементами, а также между смежными боевыми элементами размещены гибкие оболочки. Достигается повышение надежности срабатывания и эффективность КБЧ. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Кассетная боевая часть, содержащая корпус, перфорированный коллектор с размещенным в нем пороховым метательным зарядом с осевым детонирующим удлиненным зарядом, боевые элементы, расположенные вокруг коллектора между промежуточными фланцами, отличающаяся тем, что в коллекторе со стороны переднего торца боевой части размещен пороховой генератор, отделенный от метательного заряда неразрушаемой перегородкой, при этом полые промежуточные фланцы заполнены демпфирующим материалом, а наружная поверхность коллектора снабжена тонкостенными мембранами, разрушаемыми при срабатывании метательного заряда, при этом на наружной поверхности боевых элементов, установленных в виде отдельных сборок, размещены бандажные ленты с упругими элементами для их натяжения и узлами их расстыковки, механически соединенными с корпусом, снабженным системой детонирующих удлиненных зарядов, причем между коллектором и боевыми элементами, а также между смежными боевыми элементами размещены гибкие оболочки.

2. КБЧ по п.1, отличающаяся тем, что гибкие оболочки выполнены в виде замкнутых лент длиной, составляющей от 0,8 до 3 длины окружности, проходящей через геометрические центры боевых элементов, контактирующих с гибкими оболочками, и шириной от 0,95 до 0,5 длины боевых элементов.

3. КБЧ по п.1, отличающаяся тем, что узел расстыковки бандажа выполнен в виде замка из двух пластин, раздельно соединенных со смежными звеньями бандажа, причем пластины имеют соосные отверстия, в которые входит грибовидный запирающий штифт, головка которого размещена в полости коробчатого захвата, установленного на корпусе.

4. КБЧ по п.1, отличающаяся тем, что упругий элемент бандажа выполнен в виде полосы из пружинной стали, расположенной между звеньями ленты бандажа.

5. КБЧ по п.1, отличающаяся тем, что пороховой газогенератор выполнен в виде тонкостенного корпуса, заполненного дымным ружейным порохом.

6. КБЧ по п.1, отличающаяся тем, что в одной из сборок элементы уложены в два ряда по радиусу КБЧ, при этом количество элементов внешнего ряда вдвое больше, чем количество элементов внутреннего ряда, и элементы внутреннего и внешнего рядов разделены фигурными вставками, входящими в зацепление с элементами.