ОСКОЛОЧНАЯ ГРАНАТА Российский патент 2013 года по МПК F42B5/00 F42B12/22 F42B12/24 F42B12/26 F42B27/00 F42B30/04 

Изобретение относится к осколочным боеприпасам с корпусом заданного дробления и может быть использовано для изготовления осколочных боевых частей различного калибра, снарядов, боеголовок, ручных и винтовочных гранат, мин и т.п.

Из патентной литературы известные боеприпасы с корпусом заданного дробления, на поверхности которого выполнена сетка рифлений, создающих множество полуготовых осколков, размер и форма которых определяется толщиной оболочки и геометрией рифлений локализаторов (см., например, US-5157225, FP-2685077, ЕР-60985, заявки РФ на изобретение N 95108089).

Недостатком указанных конструкция является сложность технологии и уникальность оборудования для формирования сотовой внутренней поверхности осколочного корпуса с заданной геометрией выемок оболочки, что усугубляется в производстве боеприпасов мелкого калибра.

Отмеченный недостаток устранен в конструкциях, осколочная цилиндрическая оболочка которых образуется из протяженного пруткового, ленточного профиля, проволоки навивкой спирали с плотной аксиальной укладкой витков при ориентированном формировании поперечных рифлей номинальных поверхностей разлома под действием давления продуктов детонации взрывчатого вещества (ВВ) при растяжении оболочки (см. патенты US-5095821, DE-UI-84279621 и DE-UI-84277815). За счет разделения оболочки по продольным виткам спирали и разлома по поперечным рифлям получаются осколки заданной формы и веса.

Для предотвращения непродуктивной потери энергии продуктов детонации ВВ, прорывающихся сквозь прилегающие сопрягаемые витки спирального цилиндра из прутка квадратного сечения между собой спаяны (EP-DI-0030809, патент США N 4398467, кл. 109/491) или сварены (US-Н328). Это определяет дополнительные операции и повышает стоимость изделий.

Сформированные оболочки корпусов боеприпасов затем обжимаются по требуемому профилю и механически по штатной технологии: нарезаются резьба под взрыватель, закатные канавки для крепления в гильзе, канавка под ведущий поясок, обтачивается центрирующее утолщение и т.д.

Более совершенной является конструкция многослойного корпуса боеприпаса со сплошной аэродинамической оболочкой, внутри которой размещена осколочная часть, представляющая собой цилиндр, образованный плотно уложенными витками пруткового материала, снабженными поперечными рифлениями (заявка DE №3722023, кл. F42B 13/18, 1989).

Плотность осколочного поля в них регулируется за счет металлических перемычек, упорядочение размещенных между оболочками для локального изменения скорости детонационной волны на границах сред, разламывающей осколочную оболочку, или взаимно противоположного направления навивки спиралей в сопрягаемых слоях осколочных оболочек, соответственно.

Известен осколочный корпус боеприпаса, представленный в изобретении DE-OS-3722-23, осколочная оболочка которого помещена внутри тонких цилиндров корпуса гранаты или зафиксирована в корпусе артиллерийского 155 мм снаряда посредством гайки. Поперечные рифли на прутковой заготовке нанесены через равный промежуток, кратный диаметру формируемого спирального цилиндра, что обеспечивает технологией их совмещение в продольные канавки на корпусе, равномерно распределенные по его поверхности/поверхностям (встречно или со смещением).

Соотношение толщина прутка/шаг рифлений обеспечивает расчетные вес и геометрию формируемых при взрыве ВВ боеприпаса осколков с заданными параметрами боевого действия.

Недостатком конструкции является образование "мертвых зон" в поле разлета осколков напротив продольных по образующей оболочки канавок излома, сформированных поперечными рифлениями прутка спирали, что снижает эффективность осколочного действия боеприпаса. Эти радиально расширяющиеся при разлете осколков зоны достигают заметных величин в пределах убойного интервала, которые соизмеримы с целью, что отрицательно влияет на вероятность ее поражения. Кроме того, сплошная оболочка корпуса боеприпаса, раздуваясь под действием давления продуктов детонации ВВ, как бандаж сдерживает разлом, что повышает кинетику разлета осколков, но при этом оказывает экранирующее действие на полезные осколки, искажая диаграмму направленности разлета, снижая их начальную скорость и убойный интервал.

Известен корпус осколочного боеприпаса заданного дробления, содержащий как минимум две связанные между собой оболочки, внутренняя из которых выполнена в виде аксиальных сопряженных витков спирали из металлического прутка, снабженного поперечными рифлями, при этом толщина наружной сплошной оболочки составляет (0,45…0,60) толщины спирального прутка, а шаг рифлений на нем некратен диаметру осколочной оболочки (Патент РФ №2098743, МПК F42B 12/22, 27.05.1996 - прототип).

Указанный корпус применяется следующим образом.

Разрушение осколочной оболочки давлением продуктов детонации взрывчатого вещества происходит по ослабленным рифлями сечениям металлического прутка посредством действия на грани по схеме хрупкого отрыва по плоскостям сдвига, исключая образование блоков из 2-3 осколков. Корпус дробится на заданные фрагменты с оптимальными весовыми и геометрическими параметрами, имеющими максимальную скорость разлета при равномерной плотности осколочного поля на всем протяжении убойного интервала, что повышает вероятность поражения цели, т.е. эффективность боеприпаса.

Основными недостатками данного корпуса является то, что, в момент подрыва боеприпаса, наружная сплошная оболочка дробится на нерасчетные осколки разной массы и размера, что значительно снижает эффективность применения боеприпаса, т.к. примерно 25-30% осколков имеют нерасчетную массу и направление полета.

Задачей, на решение которой направлено предложенное изобретение, является повышение функциональной надежности и эффективности осколочного действия боеприпасов с корпусом заданного дробления, преимущественно гранат.

Решение поставленной задачи достигается тем, что предложенная осколочная граната, согласно изобретению, содержит, как минимум, корпус, на котором размещены гильза, головной взрыватель, капсюль-воспламенитель, пороховой заряд, причем внутри корпуса размещен заряд взрывчатого вещества, при этом корпус содержит, как минимум, три связанные между собой оболочки, причем внутренняя и наружная оболочка выполнены в виде аксиальных сопряженных витков спирали из металлического прутка, снабженного поперечными рифлями, при этом средняя оболочка выполнена сплошной.

В варианте выполнения толщина средней сплошной оболочки составляет (0,15…0,45) толщины спирального прутка.

Оптимизированный диапазон геометрических параметров оболочек корпуса создал новый эффект совокупности, не присущий признакам в их разобщенности.

При соотношении толщины средней сплошной оболочки и толщины спирального прутка меньше 0,15 теряется несущая прочность внутренней оболочки корпуса боеприпаса и не представляется конструктивно возможным силовое замыкание внутренней осколочной спиральной оболочки внутри нее посредством поджатия гайкой и сохранение устойчивости при динамическом нагружении. Также возможно нерасчетное разрушение оболочки без достаточного ее раздутия со снижением потенциальной энергии метания, что повлечет за собой уменьшение начальной скорости осколков ниже заданного уровня боевого поражающего действия.

При соотношении толщины внутренней оболочки и толщины спирального прутка более 0,45, искажаются первоначальная заданная форма осколка и поле разлета осколков из-за экранирующего действия мощной внутренней оболочки, при этом заметно снижается убойный интервал, уменьшается количество полезных осколков из ограниченной массы металла корпуса при заданном коэффициенте наполнения.

В варианте выполнения шаг рифлений на металлическом прутке не кратен диаметру сплошной средней оболочки.

Не кратный диаметру осколочной цилиндрической оболочки шаг между рифлями витков спирали формирует продольные канавки ступенчатой формы, что обеспечивает дополнительный момент разлома, улучшающий разрушение оболочки на отдельные фрагменты заданной формы и позволяет равномерно распределять осколки в сфере разлета.

Разрушение осколочной оболочки гранаты давлением продуктов детонации ВВ происходит по ослабленным рифлями сечениям посредством действия на грани по схеме хрупкого отрыва по плоскостям сдвига, исключая образование блоков из 2 -3 осколков. Корпус гранаты гарантированно дробится на заданные фрагменты с оптимальными расчетными весовыми и геометрическими параметрами, имеющими максимальную скорость разлета при равномерной плотности осколочного поля на всем протяжении убойного интервала, что повышает вероятность поражения цели, т.е. эффективность боеприпаса.

В варианте выполнения внутренняя и наружная оболочки выполнены с взаимно противоположным направлением навивки, что улучшает условия разлета осколков.

В варианте выполнения поперечные рифли выполнены с внутренней стороны металлического прутка, образующего внутреннюю и наружную оболочки, что улучшает условия образования осколков при меньшем давлении.

В варианте выполнения витки спирали наружной оболочки расположены с шагом, равным 1,1…1,25 толщины витка.

Оптимизированный диапазон геометрических параметров спирали наружной оболочки корпуса создал новый эффект совокупности, не присущий признакам в их разобщенности.

При шаге, меньше 1,1 толщины витка, эффект неподкрепленности витков наружной оболочки и снижение прочностных характеристик средней оболочки для получения оптимальных параметров ее разрушения практически не сказывается, что повлечет за собой уменьшение начальной скорости осколков ниже заданного уровня боевого поражающего действия.

При шаге, больше 1,25 толщины витка, происходит снижение упрочняющих свойств витков спирали, как бандажей внутренней оболочки, за счет образования между ними неподкрепленных промежутков, что приводит к потере устойчивости самой наружной оболочки и потере прочности средней оболочки, что снижает прочностные характеристики и эффективность боеприпаса в целом.

Выполнение корпуса осколочной гранаты, из трех связанных между собой оболочек, причем внутренняя и наружная оболочка выполняются в виде аксиальных сопряженных витков спирали из металлического прутка, снабженного поперечными рифлями, а средняя оболочка выполняется сплошной, позволило совместить противоположные качества: обеспечить максимальную прочность несущей оболочки корпуса при минимальном ее экранирующем действии на формируемые поражающие элементы внутренней осколочной оболочки по следующим причинам.

В момент подрыва заряда взрывчатого вещества осколочной гранаты продукты детонации действуют на достаточно тонкую среднюю оболочку и раздувают ее. В этом случае, какой-то заданный момент времени тонкая сплошная средняя оболочка и наружная оболочка, выполненная в виде аксиальных сопряженных витков спирали из металлического прутка, раздуваясь совместно, работают одновременно, как единая оболочка с бандажами жесткости, при этом средняя сплошная оболочка обеспечивает герметичность корпуса, а наружная - прочностные характеристики корпуса. В то же время за счет того, что наружная оболочка выполнена в виде спирали из металлического прутка, снабженного поперечными рифлями, ее витки выполняют роль силовых бандажей и до определенного момента времени препятствуют разрушению внутренней и средней оболочек, что повышает кинетику разлета осколков, но при этом, в отличие от известных технических решений, не оказывает дальнейшего экранирующего действия на полезные осколки.

Совокупность существенных признаков изобретения позволила гарантированно получить заданное дробление осколочной оболочки корпуса гранаты с полуготовыми поражающими элементами, имеющими необходимые технические характеристики их основного действия.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид осколочной гранаты, на фиг.2 - его поперечный разрез в увеличенном масштабе.

Примером выполнения изобретения может служить конструкция следующей гранаты, применительно к 30 мм осколочной гранате ВОГ-17М.

На несущем корпусе 1 смонтированы гильза 2, головной взрыватель 3 и медный ведущий поясок 4. Гильза 2, оснащенная капсюлем-воспламенителем 5 и пороховым зарядом 6, закреплена на корпусе 1. Головной взрыватель 3 ввернут в корпус 1 на резьбе. Стенка корпуса 1 выполнена состоящей из трех оболочек: внутренней 7, средней 8 и наружной 9. Внутренняя 7 и наружная 9 оболочки выполнены в виде спирали из стальной проволоки диаметром 3 мм, и спрессованной на оправке до квадратного сечения 2,7×2,7 мм с формированием призматических рифлений 10 при навивке глубиной 0,9 мм и углом при вершине рифля 80°, нанесенных на внутренней стороне каждой оболочки. Средняя оболочка 8 выполнена сплошной. Внутри оболочки 7 в полости корпуса 1 установлена шашка 11 взрывчатого вещества.

Предложенное устройство работает следующим образом.

При приведении в действие капсюля-воспламенителя 5, например при механическом воздействии, капсюль-воспламенитель срабатывает и воспламеняет пороховой заряд 6. От порохового заряда 6 срабатывает головной взрыватель 3 и затем шашка 11 взрывчатого вещества, образуя при этом продукты детонации. Продукты детонации воздействуют на витки внутренней оболочки 7, при этом большая их часть проходит сквозь витки внутренней оболочки 7 и начинает изнутри воздействовать на среднюю сплошную оболочку 8, стремятся ее раздуть.

В этом случае в определенный заданный момент времени тонкая сплошная средняя оболочка 8 и наружная оболочка 9, выполненная в виде аксиальных сопряженных витков спирали из металлического прутка, раздуваясь совместно, работают одновременно, как единая оболочка с бандажами жесткости, при этом средняя сплошная оболочка 8 обеспечивает герметичность корпуса, а наружная 9 - прочностные характеристики корпуса. В то же время, за счет того, что наружная оболочка 9 выполнена в виде спирали из металлического прутка, снабженного поперечными рифлениями 10, ее витки выполняют роль силовых бандажей и до определенного момента времени препятствуют разрушению внутренней 7 и средней 8 оболочек, что повышает кинетику разлета осколков. При достижении заданного давления продуктов детонации внутри корпуса 1, происходит разрушение стенки корпуса 1 с гарантированным дроблением осколочной оболочки корпуса боеприпаса на заданное количество полуготовых поражающих элементов, имеющих необходимые технические характеристики их основного действия.

Использование предложенного технического решения позволит повысить функциональную надежность и эффективность осколочного действия боеприпасов с корпусом заданного дробления.

Изобретение относится к осколочным боеприпасам, в частности к осколочным гранатам. Граната содержит корпус, на котором размещены гильза, головной взрыватель, капсюль-воспламенитель и пороховой заряд. Внутри корпуса размещен заряд взрывчатого вещества. Корпус содержит три связанные между собой оболочки. Внутренняя и наружная оболочки выполнены в виде аксиальных сопряженных витков спирали из металлического прутка, снабженного поперечными рифлями. Средняя оболочка выполнена сплошной. Достигается повышение функциональной надежности и эффективности осколочного действия гранаты. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Осколочная граната, характеризующаяся тем, что она содержит, как минимум, корпус, на котором размещены гильза, головной взрыватель, капсюль-воспламенитель, пороховой заряд, причем внутри корпуса размещен заряд взрывчатого вещества, при этом корпус содержит, как минимум, три связанные между собой оболочки, причем внутренняя и наружная оболочки выполнены в виде аксиальных сопряженных витков спирали из металлического прутка, снабженного поперечными рифлями, при этом средняя оболочка выполнена сплошной.

2. Осколочная граната по п.1, отличающаяся тем, что толщина средней сплошной оболочки составляет (0,15…0,45) толщины спирального прутка.

3. Осколочная граната по п.1, отличающаяся тем, что шаг рифлений на металлическом прутке некратен диаметру сплошной средней оболочки.

4. Осколочная граната по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя и наружная оболочки выполнены с взаимно противоположным направлением навивки.

5. Осколочная граната по п.1, отличающаяся тем, что поперечные рифли выполнены с внутренней стороны металлического прутка, образующего внутреннюю и наружную оболочки.

6. Осколочная граната по п.1, отличающаяся тем, что витки спирали наружной оболочки расположены с шагом, равным 1,1…1,25 толщины витка.