БРОНЕБОЙНЫЙ СНАРЯД Российский патент 2014 года по МПК F42B12/04 

Описание изобретения

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области боеприпасов и является артиллерийским основным неуправляемым бронебойным стабилизируемым оперением снарядом кинетико-фугасно-осколочно-кумулятивного действия с обычным (конвенционным) ВВ с вариантами исполнения для танковой, противотанковой, самоходной, полевой и морской артиллерии среднего и крупного калибров, выстреливаемым из гладкоствольных и нарезных орудий унитарного, раздельно-гильзового и картузного заряжания. Снаряд содержит калиберный корпус с каморой и бронебойный сердечник. В каморе тандемно размещаются фугасная и кумулятивная боевые части. При действии по цели происходит комплексное поражение от последовательного действия боевых частей и эффективного использования ВВ.

Технический результат - поражение современной бронетехники, имеющей следующие средства защиты и бронирования:

- НДЗ (навесная динамическая защита);

- ВДЗ (встроенная динамическая защита);

- САЗ (система активной защиты), например «Арена-Э», «Trophy», «Iron Fist»; «KAPS», «AWISS» и другие;

- навесные резинотканевые и решетчатые экраны;

- комбинированное бронирование;

- разнесенное бронирование.

Задачи, на решение которых направлено изобретение:

1. Повышение огневой мощи танков за счет:

- преодоления с минимальным ущербом существующих и перспективных средств защиты бронетехники, таких как многоярусная динамическая защита и САЗ;

- эффективного поражения в бортовой проекции бронетехники с изолированными боевыми отделениями;

эффективного поражения бронетехники различных степеней бронирования (от практически незащищенного автомобиля до танка);

- повышения точности стрельбы и увеличения ДДС.

2. Повышение автономности действия САУ.

3. Унификация снарядов для большого числа 120/125 и 152/155-мм артиллерийских систем танковой, противотанковой, самоходной, полевой и морской артиллерии среднего и крупного калибров.

4. Отказ от применения противотанковой артиллерии в пользу вооружения предлагаемым снарядом полевых систем.

Уровень техники

Известен осколочно-фугасный снаряд, представляющий металлический цилиндр со взрывчатым веществом и взрывателем (смотри Латухин А.Н. Бог войны. М.: Молодая гвардия, 1979. С.183).

Известен кумулятивный снаряд, представляющий металлический цилиндр со взрывчатым веществом, кумулятивной воронкой и взрывателем (смотри Латухин А.Н. Бог войны. М.: Молодая гвардия, 1979. С.193).

Известен подкалиберный снаряд, состоящий из корпуса, обтекателя и сердечника (смотри Латухин А.Н. Бог войны. М.: Молодая гвардия, 1979. С.188; Баранюк В.А. Артиллерия и ракеты. Воениздат, 1968. С.128-129).

Известны следующие тандемные артиллерийские боеприпасы: НОТ-2 (Fr, Ger), TOW-2 (USA) (Высокоточное оружие зарубежных стран. Том 1. Противотанковые ракетные комплексы. КБП: 2008), «Метис-М», выстрел к РПГ ПГ-7 ВР и другие. Указанные боеприпасы являются ПТУР или гранатами к РПГ. В ПТУР и реактивных гранатах особых проблем сделать тандемную боевую часть нет. Принципиальные отличия снарядов от гранат, ракет и ПТУР - перегрузки при выстреле, особенности ведения в канале ствола артиллерийского орудия, толщина корпуса, габариты снаряда и боевой части и, как следствие, принципиально разные условия на согласование действий двух боевых частей.

Наиболее близким аналогом (прототипом) изделию является опытный кумулятивный снаряд ОАО «Институт прикладной физики» (Оружие и технологии России. XXI век. Энциклопедия. Том 12. Боеприпасы и средства поражения. М., 2006.). На сегодня это единственный известный в мире снаряд с тандемным расположением двух кумулятивных зарядов, обеспечивающий сложение пробития от каждого из зарядов для танковой артиллерии. Опытный кумулятивный снаряд предназначен для поражения бронетанковой техники, оснащенной встроенными и навесными блоками динамической защиты. Основная особенность снаряда - тандемное расположение двух основных кумулятивных зарядов, что увеличивает бронепробитие при их последовательном действии.

Раскрытие изобретения

В последнее время на бронемашинах и танках для защиты от кумулятивных боеприпасов стали применять резинотканевые и решетчатые экраны, которые, в частности, могут устанавливаться поверх НДЗ, ВДЗ и совместно с САЗ.

Применение экранов снижает к нулю эффективность лидирующего заряда тандемного боеприпаса, а наличие НДЗ за экранами снижает к нулю эффективность основного заряда.

Применение согласно последним тенденциям двухъярусной НДЗ также снижает эффективность указанного боеприпаса. Последние разработки в области многоярусных НДЗ (ВДЗ) позволяют уже достаточно эффективно бороться даже с БПС (ЗБМ 42), причем как с высокоскоростными, так и с низкоскоростными.

Слабые и чувствительные корпуса и боевые части штатных кумулятивных (ЗБК18М, ЗБК29М) и осколочно-фугасных (ЗОФ26) танковых снарядов способствуют близкой к 98% вероятности уничтожения боеприпаса еще на подлете к цели, оснащенной САЗ. Особенно это справедливо для реактивных гранат (ПГ-7 ВР) и ПТУР (9М119 М).

Помимо наращивания брони и комбинирования систем защиты бронетехники решаются вопросы компоновки боевых отделений. Частой стала практика изолирования боевых отделений друг от друга бронеперегородками для предотвращения одновременного поражения всего экипажа в случае пробития брони. Обычно таких отделений три (смотри рисунок 2): отделение управления, боевое отделение, отделение десанта (справедливо для бронемашин).

В случае стрельбы по такой цели в борт (даже «голый» борт - без дополнительных средств защиты, направления указаны на рисунке 2 стрелками) становится крайне затруднительным поражение всей бронемашины. При поражении отделения управления теряется подвижность, но способности вести ответный огонь и высадить десант остаются. При поражении десантного отделения сохраняются и подвижность, и огневая мощь. При поражении боевого отделения сохраняются либо подвижность, десант, либо вообще все члены экипажа, а теряется только огневая мощь, ведь в современных бронемашинах боекомплект защищен от детонации и (или) вообще находится вне корпуса бронемашины в боевом модуле (справедливо также для разрабатываемых танков).

Для решения рассматриваемого случая поражения в «голый» борт расход штатных снарядов составит минимум: БПС - 3 снаряда, БКС - 3 снаряда, ПТУР -2 снаряда, ОФС - 2 снаряда. Очевидны затраты времени, средств, опасность маневра цели и вероятность поражения ответным огнем; необходимость наличия у снаряда фугасной боевой части.

Учитывая, что все указанные средства защиты бронетехники применяются, как правило, совместно, то очевидны недостатки всех штатных и перспективных (прототипа) боеприпасов танковой артиллерии. Также стоит отметить непозволительно низкую (исходя из современных требований) ДДС (дальность действительной стрельбы) кумулятивными снарядами.

Основу боекомплекта современных танков (основные боеприпасы) составляют БПС и ОФС. Число БКС в боекомплекте уменьшено ввиду их относительно высокой стоимости и низкой точности стрельбы. В российских танках в боекомплект входят также ПТУР, самые дорогие в боекомплекте. Рассматривая на примере танков, можно заключить, что такое разнообразие в типах боеприпасов приводит к снижению скорострельности из-за необходимости селекции снарядов, длительному вращению конвейера и, соответственно, усложнению механизма заряжания (при его наличии), повышению трудоемкости и увеличению времени загрузки боекомплекта и усложнению системы управления огнем. Все это создает ненужные трудности для экипажа танка.

Краткое описание компоновочной схемы. Осуществление изобретения

Основной конструктивной особенностью снаряда, делающей его уникальным, является сочетание трех боевых частей: бронебойной (кинетической), фугасной и кумулятивной.

Предлагаемый снаряд, смотри рисунок 1, состоит из следующих основных частей: бронебойного сердечника 2 с возможностью перемещения, лидирующего фугасного заряда 25 и основного кумулятивного заряда 16.

Корпус снаряда выполнен сборным из двух частей: головной 3 и донной 5. На корпусе имеются: ведущий поясок 4, центрирующее утолщение 6 и лопасти стабилизатора 8. Указанный на рисунке пыж 10 с буферным диском 9 предназначены для улучшения обтюрации пороховых газов, равномерной передачи поступательного движения дну снаряда, увеличения ведущей базы и предупреждения смятия лопастей стабилизатора при выстреле.

Бронебойный сердечник состоит из баллистического наконечника 1, бронебойного наконечника 27 и бронебойного сердечника 2. Размещается в окне в головной части корпуса снаряда 3.

Бронебойный сердечник предназначен для инициирования лидирующего фугасного заряда и пробития экранов, элементов динамической защиты и тонкой брони цели.

Лидирующий фугасный заряд 25 размещен в головной части корпуса 3. Основной кумулятивный заряд 16 размещен в донной части корпуса 5.

Лидирующий фугасный заряд предназначен для придания дополнительной кинетической энергии (разгона) бронебойного сердечника, поражения (удаления, оголения брони бронированной машины или танка) НДЗ, ВДЗ, решетчатых и резинотканевых экранов, вооружения, повреждения/вывода из строя близрасположенных средств наблюдения и разведки, пробития тонкой и повреждения наружных слоев толстой брони за счет энергии и продуктов взрыва.

Основной кумулятивный заряд, несильно отличающийся по своим массогабаритным характеристикам от характеристик штатного кумулятивного снаряда, предназначен для пробития основной брони танков и бронемашин.

Для инициирования зарядов за бронебойным сердечником 2 установлен взрыватель 26.

К взрывателю 26 подведена огнепроводная трубка 24, на которую ложится кольцо 23. Кольцо 23 служит для предохранения инициирующего заряда 21, окруженного предохранительными кольцами 20 и 22.

С помощью диафрагмы 18 и уплотнителя 19 инициирующий заряд 21 и кольца 20, 22, 23 надежно прижимаются к основному заряду 25.

Диафрагма 18 прижимается кольцом 17, служащим для изолирования основного заряда 16.

Кумулятивная воронка 15 опирается на крышку 13 стакана 11 инициирующего заряда 7.

Прокладка 14 изолирует основной заряд 16 от инициирующего заряда 7.

Кинетическое действие снаряда достигается бронебойным сердечником, осколочное - дроблением корпуса на осколки, фугасное и кумулятивное - от соответствующих боевых частей.

Описание работы при действии по цели (смотри рисунок 3)

1. Преодолев заградительный огонь САЗ (в случае наличия), решетчатые и резинотканевые экраны снаряд двигается по траектории, близкой к начальной, до соударения с броневой защитой, достаточной для передачи тормозного импульса в инерционно-контактный взрыватель 26 (в случае легкобронированной цели) или для выбора зазора между взрывателем 26 и дном бронебойного сердечника 2 (в случае мощного бронирования цели).

2. В случае слабого бронирования цели наступает поражение (уничтожение) от взрывов зарядов 25 и 16 (минимум двух ее отделений при стрельбе в борт).

В случае мощного бронирования с использованием динамической защиты происходит следующее:

- наступает пробитие блока/блоков динамической защиты бронебойным сердечником 2 и создание незащищенной области в зоне контакта;

- баллистический наконечник сминается/разрушается от удара о навесную защиту;

- бронебойный сердечник упирается в толстую (основную) броню;

- сминается бронебойный наконечник, что способствует лучшему закусыванию снаряда;

- на бронебойный сердечник по инерции набегает корпус снаряда, преодолевая силу трения;

- выбирается зазор между накольным устройством взрывателя, смонтированным на донной части бронебойного сердечника, и инициирующим зарядом инерционно-контактного взрывателя;

- происходит накол, срабатывает взрыватель;

- форс пламени посредством огнепроводного канала передается к инициирующему заряду фугасного заряда, а далее, с небольшой задержкой, равной времени прохождения пламени, - ик инициирующему заряду кумулятивного заряда (возможно использование замедлителя);

- срабатывает инициирующий заряд фугасной боевой части;

- происходит направленный (вдоль оси снаряда в сторону цели) взрыв фугасного заряда. Часть энергии взрыва передается осколкам раздробленной головной части корпуса снаряда, часть увеличивает энергию бронебойного сердечника, часть наносит повреждение бронированию цели. Продукты взрыва создают благоприятную упругую среду для бронебойного сердечника (каркас высокого давления) и способствуют увеличению живучести сердечника и, соответственно, бронепробития;

- наступает пробитие/повреждение брони бронебойным сердечником 2, получившим свободу и дополнительную кинетическую энергию от взрыва фугасного заряда 25;

- подавление действия динамической защиты в зоне контакта за счет контрвзрыва фугасной боевой части (в случае срабатывания динамической защиты);

- удаление оставшихся «вредных» элементов динамической защиты за счет взрыва фугасной боевой части;

- повреждение/поражение соседних блоков динамической защиты и нанесение ущерба выступающим за основную броню и попавшим в зоны взрыва и убойного действия осколков навесные и стационарные блоки динамической защиты, приборы наблюдения, оборудование и вооружение цели, живая сила противника за счет энергии и продуктов взрыва (раскаленных газов и осколков корпуса) фугасной боевой части;

- возможное нанесение дополнительного ущерба за счет детонации соседних блоков динамической защиты;

- срабатывает инициирующий заряд кумулятивной боевой части;

- происходит взрыв кумулятивной боевой части;

- пробитие оголенной и поврежденной взрывом фугасного заряда зоны основной брони цели кумулятивной струей от взрыва кумулятивной боевой части;

- поражается продуктами взрыва забронированный объем.

Следовательно, толстый прочный корпус предлагаемого снаряда позволяет преодолевать решетчатые и резинотканевые экраны и САЗ без ощутимых последствий для его дальнейшего действия по цели. Более того, открывается возможность использования его в качестве бетонобойного снаряда, что делает этот снаряд универсальным (унифицированным).

Также предлагаемый снаряд позволяет эффективно поражать в бортовую проекцию бронетехнику с изолированными боевыми отделениями различных степеней бронирования и преодолевать с минимальным ущербом существующие и перспективные средства защиты бронетехники, такие как многоярусная динамическая защита и САЗ.

Снаряд вписывается в габариты штатных танковых снарядов (длина 670 мм, диаметр 120/125 мм; длина ПТУР 9М119М 690 мм), а значит может использоваться во всех состоящих на вооружении танков.

Большая центрирующая база и лучшие аэродинамические характеристики перед штатными танковыми снарядами призваны повысить точность и кучность боя и увеличить ДДС.

Значит при вооружении предлагаемым снарядом огневая мощь танков повышается.

В варианте исполнения:

- для нарезных систем достигается расширение номенклатуры вооружаемых орудийных систем;

- в сборе с переходником для использования в калибре 130/137 мм номенклатура вооружаемых орудийных систем расширяется морскими системами;

- в сборе с переходником для использования в системах калибра 152/155 мм расширяется номенклатура вооружаемых орудийных систем;

- в калибрах 130/137 мм и 152/155 мм расширяется номенклатура вооружаемых орудийных систем и повышается могущество снаряда;

- со стабилизатором с раскрывающимися лопастями увеличенной площади достигается повышение точности, но с некоторыми потерями в дальности стрельбы;

- с гайкой-трассером в донной части расширяются возможности по наблюдению за результатами и корректировки стрельбы;

с донным газогенератором улучшаются аэродинамические характеристики снаряда и, соответственно, увеличивается дальность стрельбы;

с реактивным двигателем (активно-реактивный) улучшаются аэродинамические характеристики снаряда и, соответственно, увеличивается дальность стрельбы;

- для систем с унитарным заряжанием достигается расширение номенклатуры вооружаемых орудийных систем;

- с оснащением неконтактным взрывателем и аэродинамическим тормозом повышается эффективность действия по цели путем увеличения угла встречи с броней (или даже атаки сверху);

- с оснащением индукционным взрывателем в донной части достигается поражение даже небронированной цели, причем подрывы боевых частей будут производиться внутри цели.

Следовательно, предлагаемый снаряд повышает автономность действия вооруженных им полевых систем и САУ, является средством унификации боеприпасов для большого числа 120/125 и 152/155-мм систем танковой, противотанковой, самоходной, полевой и морской артиллерии среднего и крупного калибров; в перспективе позволит отказаться от противотанковой артиллерии, которая признается специалистами маложизнеспособной в условиях современного боя (цель обязательно надо поражать с первого выстрела, иначе, особенно если целей несколько, расчет вероятнее всего будет уничтожен).

Эффективность снаряда вытекает и подтверждается из совокупности конструктивных особенностей снаряда и известных эффективностей действия по бронированным целям входящих в его состав боевых частей.

Все конструктивные элементы снаряда хорошо отработаны промышленностью, следовательно, снаряд является достаточно технологичным в производстве. Самыми затратными элементами станут бронебойный сердечник и кумулятивный заряд.

Используемый в снаряде тип взрывателя является самым простейшим и дешевым из всех существующих типов взрывателей. Даже в случае использования оригинальной конструкции взрывателя ее реализация не будет затратной.

Кумулятивный заряд выполнен по аналогии со штатным кумулятивным снарядом, но с несколько меньшими массогабаритными характеристиками. Следовательно, это должно положительно сказаться на снижении стоимости снаряда и незначительно отразиться на эффективности заряда.

Для снижения затрат при производстве предлагается, например, использовать корпуса БКС и бронебойные сердечники БПС, подлежащих утилизации. Тогда предлагаемый снаряд будет значительно дешевле ПТУР, несколько дороже штатных неуправляемых выстрелов, но по совокупности свойств значительно превосходить все указанные боеприпасы по критерию «эффективность-стоимость».

Таким образом, изобретение позволяет решать следующие задачи.

1. Повышение огневой мощи танков за счет введения в боекомплект снаряда, превосходящего штатные по боевой эффективности, в частности обеспечивающего:

- преодоление с минимальным ущербом существующих и перспективных средств защиты бронетехники, таких как многоярусная динамическая защита и САЗ посредством прочного корпуса и лидирующего заряда тандемной боевой части;

- эффективное поражение бронетехники с изолированными боевыми отделениями за счет проникающего действия снаряда и комплексного воздействия нескольких боевых частей;

эффективное поражение бронетехники различных степеней бронирования (от практически незащищенного автомобиля до танка) за счет сложение пробития от каждого из зарядов и свойств взрывателя;

- повышение точности стрельбы и увеличение ДДС посредством большей ведущей базы и лучших аэродинамических характеристик.

2. Повышение автономности действия САУ за счет включения в их боекомплект предлагаемого снаряда и соответственно расширение возможностей в борьбе с бронированными целями.

3. Унификация снарядов для большого числа 120/125 и 152/155-мм артиллерийских систем танковой, противотанковой, самоходной, полевой и морской артиллерии среднего и крупного калибров за счет универсальности и вариантов исполнения.

4. Отказ от применения противотанковой артиллерии в пользу вооруженных предлагаемым снарядом полевых систем за счет их превосходства по критерию «эффективность-стоимость».

Литература

1. Баранюк В.А. Артиллерия и ракеты. М.: Воениздат, 1968.

2. Латухин А.Н. Бог войны. М.: Молодая гвардия, 1979.

3. Советская военная энциклопедия. Том 1. М.: Воениздат, 1990.

4. Оружие и технологии России. XXI век. Боеприпасы и средства поражения. Энциклопедия. Том 12. 2006.

5. Список участников. Обзор продукции участников ВТТВ-Омск 99: ОАО «Институт прикладной физики», 1999.

6. Растопшин М. Техника и вооружение вчера, сегодня, завтра // Статья / Техника и вооружение. М., 07.1998 г.

7. Современная защита для бронированных машин, часть 1, 2// Статья / Информационный интернет-портал Army-Guide.

8. Чобиток В. Основы теории и история развития компоновки танка // Статья/ Техника и вооружение №4, 5, 7, 9, 10. М., 2004.

9. Патент РФ на изобретение № 2120103, МПК F42B 12/04. Бронебойный снаряд / Шпильчин Я.В. - № 97108921/02; заявл. 27.05.97; опубл. 10.10.98.

10. Патент РФ на изобретение №2251654, МПК F42B12/04. Снаряд / Горянин В.Н. - № 2003107556/02; заявл. 19.03.03; опубл. 10.01.05.

Изобретение относится к артиллерийским боеприпасам, в частности к бронебойным снарядам для гладкоствольных или нарезных артиллерийских систем среднего или крупного калибров унитарного, раздельно-гильзового или картузного заряжания. Бронебойный снаряд содержит тандемно размещенные в каморе заряды ВВ с контактными или неконтактными средствами подрыва. Перед основным зарядом ВВ и лидирующим зарядом ВВ в окне в головной части корпуса размещен бронебойный сердечник с возможностью перемещения. Основной заряд ВВ выполнен в виде кумулятивной боевой части. Лидирующий заряд ВВ выполнен в виде фугасной боевой части направленного действия. В донной части на корпусе имеется стабилизатор. Достигается повышение бронебойного действия снаряда. 3 ил.

Бронебойный снаряд для гладкоствольных и/или нарезных артиллерийских систем среднего и/или крупного калибров унитарного, раздельно-гильзового или картузного заряжания, содержащий тандемно размещенные в каморе заряды ВВ с контактными или неконтактными средствами подрыва, отличающийся тем, что перед основным зарядом ВВ в виде кумулятивной боевой части и лидирующим зарядом ВВ в виде фугасной боевой части направленного действия в окне в головной части корпуса размещен бронебойный сердечник с возможностью перемещения, а в донной части на корпусе имеется стабилизатор.