СПОСОБ СТРЕЛЬБЫ ПОДКАЛИБЕРНЫМ АКТИВНО-РЕАКТИВНЫМ СНАРЯДОМ И ПОДКАЛИБЕРНЫЙ АКТИВНО-РЕАКТИВНЫЙ СНАРЯД Российский патент 2016 года по МПК F42B14/06 

Изобретения относятся к артиллерийским боеприпасам, а именно к подкалиберным активно-реактивным снарядам, то есть подкалиберным снарядам, выстреливаемым из орудия с помощью метательного заряда и имеющим реактивный двигатель, работающий на траектории полета такого снаряда.

Известен способ стрельбы подкалиберным активно-реактивным снарядом, содержащим подкалиберный корпус с реактивным двигателем, стабилизатор и отделяемое ведущее устройство, включающий метание снаряда пороховыми газами метательного заряда из нарезного орудия с обеспечением заданной начальной скорости, отделение ведущего устройства под действием газовой струи реактивного двигателя, раскрытие стабилизатора и ускорение снаряда на заданном участке траектории полета снаряда с помощью реактивного двигателя для повышения дальности полета снаряда (US 6234082, МПК⁷ F42B 13/16, опубл. 2001).

Также в указанном источнике информации описан подкалиберный активно-реактивный снаряд, включающий подкалиберный корпус с реактивным двигателем в его хвостовой части, имеющим камеру сгорания с размещенным в ней топливным зарядом, закрытую дном с сопловым отверстием; раскрывающийся стабилизатор с гибким оперением, закрепленный на подкалиберном корпусе, и отделяемое ведущее устройство, содержащее центрирующее устройство в виде секторов и поддон с дном и проворачивающимся ведущим пояском, закрепленный на корпусе реактивного двигателя и закрывающий стабилизатор, при этом поддон выполнен с обеспечением поступления пороховых газов метательного заряда в камеру сгорания и с возможностью отделения поддона от подкалиберного корпуса под действием продуктов горения топливного заряда.

При выстреле из нарезного ствола орудия снаряд получает заданную начальную скорость и пониженную за счет проворачивающегося ведущего пояска скорость вращения, при этом пороховые газы метательного заряда поступают в камеру сгорания через отверстие в дне поддона для воспламенения топливного заряда. На траектории от подкалиберного снаряда под действием набегающего потока воздуха отделяются сектора центрирующего устройства, а под действием продуктов горения топливного заряда - поддон, в результате отделения которого раскрывается гибкое оперение стабилизатора. В известном снаряде его подкалиберный корпус и реактивный двигатель способствуют снижению аэродинамического сопротивления и увеличению дальности полета снаряда, однако, поскольку гибкое оперение стабилизатора содержит несколько отдельных перьев, то при их раскрытии, происходящем в самом начале движения по траектории полета, снаряд получает возмущения из-за их неодновременного раскрытия, особенно с учетом вращения снаряда, что отрицательно сказывается на устойчивости снаряда и точности стрельбы и не позволяет использовать такой снаряд для гладкоствольного орудия.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение способа стрельбы подкалиберным активно-реактивным снарядом и подкалиберного активно-реактивного снаряда для реализации такого способа, которые позволяют не только снизить аэродинамическое сопротивление снаряда, но и повысить его устойчивость и точность стрельбы при использовании для гладкоствольного орудия.

Решением задачи является способ стрельбы подкалиберным активно-реактивным снарядом, содержащим подкалиберный корпус, стабилизатор с жестким оперением, реактивный двигатель и отделяемое ведущее устройство, включающий метание снаряда пороховыми газами метательного заряда из гладкоствольного орудия с обеспечением заданной начальной скорости; отделение ведущего устройства с одновременным увеличением расстояния между центром масс снаряда и его центром давления на заданную величину путем осевого перемещения указанного стабилизатора; фиксацию указанного стабилизатора; поддержание или замедление падения указанной скорости снаряда на заданном участке траектории полета снаряда посредством реактивного двигателя.

Для повышения устойчивости снаряда по настоящему изобретению фиксацию указанного стабилизатора предпочтительно осуществлять в положении, обеспечивающем воздействие струи газов реактивного двигателя на жесткое оперение стабилизатора.

Решением задачи также является подкалиберный активно-реактивный снаряд, включающий подкалиберный корпус с хвостовой частью; реактивный двигатель для поддержания или замедления падения начальной скорости снаряда на заданном участке траектории полета, содержащий корпус с камерой сгорания и дном с отверстием, и топливный заряд, размещенный в камере сгорания, причем корпус реактивного двигателя соединен с хвостовой частью подкалиберного корпуса; стабилизатор с жестким оперением и отделяемое ведущее устройство, содержащее центрирующее устройство в виде секторов, установленных на жестком оперении стабилизатора, и поддон с дном и обтюрирующим пояском, закрепленный на корпусе реактивного двигателя; при этом указанный стабилизатор выполнен с возможностью осевого перемещения вдоль подкалиберного корпуса и корпуса реактивного двигателя с последующей фиксацией на корпусе реактивного двигателя; поддон выполнен с возможностью обеспечения поступления пороховых газов метательного заряда в камеру сгорания реактивного двигателя, с возможностью разделения поддона и корпуса реактивного двигателя под действием продуктов горения топливного заряда и имеет средство соединения с указанным стабилизатором для обеспечения упомянутого перемещения указанного стабилизатора с последующим отделением поддона от указанного стабилизатора.

Указанный стабилизатор может иметь установленное на подкалиберном корпусе по скользящей посадке малое кольцо, на котором закреплены передние участки перьев стабилизатора, и большое кольцо, скрепляющее снаружи задние участки перьев стабилизатора и соединенное с поддоном с возможностью отделения.

Корпус реактивного двигателя может быть выполнен диаметром, равным диаметру подкалиберного корпуса, и иметь выступ для фиксации указанного стабилизатора по малому кольцу.

Для обеспечения воспламенения топливного заряда реактивного двигателя после вылета снаряда из ствола орудия в камере сгорания корпуса реактивного двигателя может быть образован свободный объем над топливным зарядом, при этом топливный заряд выполнен с осевым каналом, в котором установлена трубка, имеющая участок с критическим сечением и сообщающаяся со стороны одного своего конца с указанным свободным объемом, а другим концом закрепленная в отверстии дна корпуса реактивного двигателя.

Указанный другой конец трубки может быть выполнен с расширением, а в дне поддона выполнено дроссельное отверстие и концентрично дроссельному отверстию закреплена втулка, внутренний диаметр которой больше диаметра дроссельного отверстия, причем втулка установлена в указанном расширении по скользящей посадке.

Для обеспечения равномерного распределения усилия взаимодействия поддона и корпуса реактивного двигателя в канале ствола орудия при выстреле поверхности корпуса реактивного двигателя и поддона, обращенные одна к другой, могут быть выполнены ответными.

При этом указанные ответные поверхности могут иметь цилиндрический участок большего диаметра, радиально сужающийся участок и плоский участок меньшего диаметра.

Для повышения обтюрации в канале ствола орудия при выстреле, особенно в случае изношенного канала ствола, на поддоне со стороны воздействия пороховых газов метательного заряда может быть выполнена выемка с образованием кольцевого выступа под обтюрирующим пояском, при этом в выемке размещена резиновая манжета, поджатая металлическим диском, выполненным с возможностью деформации под действием давления пороховых газов метательного заряда.

Каждый из секторов центрирующего устройства может быть выполнен с пазом для размещения на переднем участке соответствующего пера указанного стабилизатора. В этом случае передние участки перьев указанного стабилизатора могут быть выполнены сужающимися в продольном сечении, а пазы секторов центрирующего устройства выполнены с ответной поверхностью для обеспечения возможности радиально-осевого перемещения секторов в канале ствола орудия при выстреле, при этом каждый сектор имеет средство фиксации на соответствующем пере указанного стабилизатора.

Для повышения сохранности в процессе выстрела каждый сектор центрирующего устройства может быть снабжен металлической пластиной, расположенной вдоль дна паза сектора, при этом поперечный размер металлической пластины превышает толщину пера указанного стабилизатора.

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где

- на фиг. 1 показан общий вид подкалиберного активно-реактивного снаряда до выстрела;

- на фиг. 2 показан общий вид подкалиберного активно-реактивного снаряда на траектории полета;

- на фиг. 3 показан частичный разрез подкалиберного активно-реактивного снаряда до выстрела;

- на фиг. 4 показан частичный разрез подкалиберного активно-реактивного снаряда на траектории полета;

- на фиг. 5 показан вид А подкалиберного активно-реактивного снаряда, представленного на фиг. 3;

- на фиг. 6 показан вид Б подкалиберного активно-реактивного снаряда, представленного на фиг. 3;

- на фиг. 7 показан вид Г подкалиберного активно-реактивного снаряда, представленного на фиг. 4;

- на фиг. 8 показан разрез В-В подкалиберного активно-реактивного снаряда, представленного на фиг. 3;

- на фиг. 9 показан общий вид сектора центрирующего устройства.

Подкалиберный активно-реактивный снаряд по настоящему изобретению (фиг. 1-4) содержит подкалиберный корпус 1, отделяемое ведущее устройство в виде центрирующего устройства 2 и поддона 3, стабилизатор 4 с жестким оперением и реактивный двигатель 5.

Как показано на фиг. 3 и фиг. 4, подкалиберный корпус 1 имеет хвостовую часть 6, отделенную перегородкой 7 от реактивного двигателя 5. Реактивный двигатель 5 содержит корпус 8 с камерой сгорания 9 и дном 10 с отверстием 11. В камере сгорания 9 размещен топливный заряд 12, при этом над топливным зарядом 12 образован свободный объем 13. В топливном заряде 12 выполнен осевой канал 14, в котором установлена трубка 15. Трубка 15 имеет участок с критическим сечением 16, образованный, например, металлической втулкой 17 из жаропрочного металла, преимущественно молибдена, поджатой к упору 18 на внутренней поверхности трубки 15 резьбовой втулкой 19. Со стороны одного своего конца трубка 15 сообщается со свободным объемом 13, а другой конец трубки 15 выполнен с расширением 20 и закреплен в отверстии 11 дна 10 корпуса 8 реактивного двигателя 5.

Стабилизатор 4 имеет перья 21, передние участки 22 которых жестко закреплены на малом кольце 23, установленном на подкалиберном корпусе 1 по скользящей посадке, а задние участки 24 снаружи жестко скреплены большим кольцом 25.

Корпус 8 реактивного двигателя 5 имеет диаметр, равный диаметру подкалиберного корпуса 1, при этом на корпусе 8 выполнен выступ 26 (фиг. 6 и 7) для упора малого кольца 23 в конечном положении стабилизатора 4 с жестким оперением.

Как показано на фиг. 3, 5, 8 и 9, центрирующее устройство 2 содержит сектора 27, каждый из которых установлен на соответствующем пере 21 стабилизатора 4. Каждый из секторов 27 выполнен с углублением 28 спереди, способствующим отделению сектора 27 под действием набегающего потока воздуха, и пазом 29 для размещения на переднем участке 22 соответствующего пера 21. Передние участки 22 перьев 21 стабилизатора 4 выполнены сужающимися в продольном сечении, а пазы 29 секторов 27 выполнены с ответной поверхностью. Каждый сектор 27 закреплен на соответствующем пере 21 с помощью зацепов 30 (фиг. 5, фиг. 8 и фиг. 9), выполненных в пазу 29 и охватывающих перо за малым кольцом 23 стабилизатора 4. Кроме того, каждый сектор 27 снабжен металлической пластиной 31, расположенной вдоль дна паза 29 сектора 27, при этом поперечный размер металлической пластины 31 превышает толщину пера 21. Между собой сектора 27 могут быть в случае необходимости скреплены полипропиленовой лентой 32, обматывающей их по выточке 33 на внешней поверхности.

Как показано на фиг. 3 и 6, поддон 3 имеет дно 34 и обтюрирующий поясок 35. В дне 34 выполнено дроссельное отверстие 36 для обеспечения поступления пороховых газов метательного заряда (не показан) в камеру сгорания 9 реактивного двигателя 5. Концентрично дроссельному отверстию 36 в дне 34 закреплена втулка 37, внутренний диаметр которой больше диаметра дроссельного отверстия 36, за счет чего на дне 34 поддона 3 со стороны, обращенной к дну 10 корпуса 8 реактивного двигателя 5, образуется кольцевой участок 38. Втулка 37 установлена по скользящей посадке в расширении 20 трубки 15. На поддоне 3 со стороны воздействия пороховых газов метательного заряда выполнена выемка 39, благодаря чему под обтюрирующим пояском 35 образован кольцевой выступ 40, при этом в выемке 39 размещена резиновая манжета 41, поджатая металлическим, например стальным, диском 42, прикрепленным к дну 34 поддона 3.

Обращенные одна к другой поверхности корпуса 8 реактивного двигателя 5 и поддона 3 выполнены ответными, что способствует равномерности распределения усилия взаимодействия корпуса 8 реактивного двигателя 5 и поддона 3 в канале ствола орудия при выстреле. Ответные поверхности предпочтительно имеют цилиндрический участок большего диаметра 43, радиально сужающийся участок 44 и плоский участок 45.

Поддон 3 приклеен к корпусу 8 реактивного двигателя 5, а также соединен с ним по меньшей мере одним крепежным элементом, например срезным штифтом 46. Вместо срезного штифта 46 поддон 3 и корпус реактивного двигателя могут быть связаны срезаемым резьбовым соединением, выполненным на цилиндрическом участке 43 их ответных поверхностей. Кроме того, поддон 3 скреплен с большим кольцом 25 стабилизатора 4 по меньшей мере одним срезным крепежным элементом, например срезным винтом 47.

При выстреле в процессе прохождения подкалиберного активно-реактивного снаряда по каналу гладкого ствола орудия давление пороховых газов метательного заряда (не показан) действует на поддон 3, при этом стальной диск 42 деформируется, что вызывает деформацию резиновой манжеты 41, которая приводит к тому, что кольцевой выступ 40, на котором закреплен обтюрирующий поясок 35, отгибается и увеличивает усилие прижатия обтюрирующего пояска 35 к стенкам гладкого канала ствола орудия (не показано). Кроме того, резиновая манжета 41, сжимаясь, сама предохраняет от прорыва пороховых газов. В результате повышается надежность обтюрации пороховых газов и обеспечивается дополнительное самоцентрирование снаряда, что особенно важно при стрельбе из орудия с изношенным каналом ствола. Через дроссельное отверстие 36 и втулку 37 поддона 3 и трубку 15 в осевом канале 14 топливного заряда 12 пороховые газы поступают в свободный объем 13 камеры сгорания 9 реактивного двигателя 5. Параметры реактивного двигателя 5 рассчитывают так, чтобы в свободном объеме 13 обеспечивалось давление пороховых газов, достаточное для воспламенения топливного заряда 12 с торца, обращенного к свободному объему 13.

В начале движения по каналу ствола подкалиберный корпус 1 со стабилизатором 4, реактивным двигателем 5 и поддоном 3 «обгоняет» сектора 27, что вызывает воздействие на перьев 21 на сектора 27. Металлические пластины 31 обеспечивают распределение силы воздействия плоскости пера 21 по большей площади секторов 27 и поэтому повышается сохранность секторов 27. Под действием этой силы сектора 27 разжимаются и сильнее прижимаются к стенкам канала ствола, центрируя снаряд. Если сектора 27 приобретают скорость относительно снаряда в направлении движения, то они смещаются в направлении малого кольца 23 стабилизатора 4 и разжимаются еще больше, поскольку пазы 29 секторов 27 выполнены с тем же наклонным профилем, что и сужающиеся передние участки 22 перьев 21. Тем самым также обеспечивается правильность ведения снаряда даже по изношенному каналу ствола. Таким образом, радиально-осевое перемещение секторов 27 обеспечивает центрирование снаряда независимо от индивидуальной конфигурации изношенного канала ствола орудия.

После выхода снаряда из канала ствола при достижении заданного уровня превышения силы давления газов работающего реактивного двигателя 5, поступающих через трубку 15, на кольцевой участок 38 дна 34 поддона 3, над уровнем как силы давления пороховых газов, истекающих из канала ствола, так и силы прочности срезного штифта 47, последний срезается, и поддон 3 под действием силы струи истекающих из реактивного двигателя 5 газов и силы набегающего потока воздуха отходит от реактивного двигателя 5, одновременно стягивая за собой стабилизатор 4. Набегающий поток воздуха воздействует также на углубления 28 секторов 27, и последние сбрасываются с перьев 21, при этом разрывается скрепляющая сектора 27 полипропиленовая лента 32 и срезаются зацепы 30. Вышеупомянутый заданный уровень превышения силы давления определяется площадью кольцевого участка 38, благодаря чему обеспечивается расстояние от дульного среза ствола орудия, на котором, с одной стороны, происходит надежное разделение поддона 3 и реактивного двигателя 5, а с другой стороны, предотвращается задержка перемещения стабилизатора 4 в рабочее положение, отрицательно влияющая на точность стрельбы. Во время разделения поддона 3 и реактивного двигателя 5 втулка 37 служит направляющей для расширения 20 трубки 15, что способствует осесимметричному смещению стабилизатора 4 вместе с поддоном 3. Такому смещению также способствует цилиндрический участок большего диаметра 43 ответных поверхностей корпуса 8 реактивного двигателя 5 и поддона 3. Стабилизатор 4 перемещается вместе с поддоном 3 до тех пор, пока его малое кольцо 23 не застопорится на выступе 26 на внешней поверхности корпуса 8 реактивного двигателя 5 посредством сцепления упругопластически деформирующейся консольной части 48 малого кольца 23, образованной за счет вырезов 49 на перьях 21, с выступом 26. В этот момент под действием сил инерции срезается винт 47, который скрепляет большое кольцо 25 стабилизатора 4 с поддоном 3, и под действием газовой струи реактивного двигателя 5 поддон 3 сбрасывается, не оказывая возмущающего воздействия на снаряд. При этом обеспечивается положение центра давления снаряда, максимально удаленное от центра массы снаряда, и тем самым обеспечивается устойчивость снаряда на траектории полета. Кроме того, устойчивость снаряда повышается благодаря воздействию струи истекающих газов реактивного двигателя 5 на перья 21 стабилизатора 4.

Параметры топливного заряда 12 рассчитаны так, чтобы реактивный двигатель 5 обеспечивал тягу, при которой на заданном участке траектории полета снаряда либо поддерживается начальная скорость, полученная снарядом за счет метательного заряда, или замедляется ее падение, что приводит к снижению рассеивания снаряда под действием бокового ветра.

Кроме того, благодаря тому, что подкалиберный активно-реактивный снаряд по настоящему изобретению имеет меньшую длину в служебном обращении и при заряжании, он может быть использован для выстрела раздельно-гильзового заряжания к гладкоствольной танковой пушке.

Изобретения относятся к боеприпасам, а именно к подкалиберным активно-реактивным снарядам для гладкоствольных орудий и способу стрельбы ими. Подкалиберный активно-реактивный снаряд включает подкалиберный корпус с хвостовой частью, реактивный двигатель, стабилизатор с жестким оперением и отделяемое ведущее устройство. Реактивный двигатель содержит корпус с камерой сгорания и топливный заряд. Корпус реактивного двигателя соединен с хвостовой частью корпуса. Отделяемое ведущее устройство содержит центрирующее устройство, установленное на оперении стабилизатора, поддон с дном и обтюрирующим пояском. Поддон выполнен с возможностью обеспечения поступления пороховых газов метательного заряда в камеру сгорания реактивного двигателя. Способ стрельбы активно-реактивным снарядом заключается в метании снаряда пороховыми газами из гладкоствольного орудия, отделении ведущего устройства в заданный момент, фиксации стабилизатора и поддержании или замедлении падения скорости снаряда посредством реактивного двигателя. Достигается повышение эффективности снаряда. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ стрельбы подкалиберным активно-реактивным снарядом, содержащим подкалиберный корпус, стабилизатор с жестким оперением, реактивный двигатель и отделяемое ведущее устройство, включающий:
- метание снаряда пороховыми газами метательного заряда из гладкоствольного орудия с обеспечением заданной начальной скорости;
- отделение ведущего устройства в заданный момент с одновременным увеличением расстояния между центром масс снаряда и его центром давления на заданную величину путем осевого перемещения указанного стабилизатора;
- фиксацию указанного стабилизатора;
- поддержание или замедление падения указанной скорости снаряда на заданном участке траектории полета снаряда посредством реактивного двигателя.

2. Способ по п. 1, в котором фиксацию указанного стабилизатора осуществляют в положении, обеспечивающем воздействие струи газов реактивного двигателя на жесткое оперение стабилизатора.

3. Подкалиберный активно-реактивный снаряд, включающий:
- подкалиберный корпус с хвостовой частью;
- реактивный двигатель для поддержания или замедления падения начальной скорости снаряда на заданном участке траектории полета, содержащий корпус с камерой сгорания и дном с отверстием, и топливный заряд, размещенный в камере сгорания, причем корпус реактивного двигателя соединен с хвостовой частью подкалиберного корпуса;
- стабилизатор с жестким оперением и
- отделяемое ведущее устройство, содержащее центрирующее устройство, установленное на жестком оперении стабилизатора, и поддон с дном и обтюрирующим пояском, закрепленный на корпусе реактивного двигателя; при этом
- указанный стабилизатор выполнен с возможностью осевого перемещения вдоль подкалиберного корпуса и корпуса реактивного двигателя с последующей фиксацией на корпусе реактивного двигателя;
- поддон выполнен с возможностью обеспечения поступления пороховых газов метательного заряда в камеру сгорания реактивного двигателя, с возможностью разделения поддона и корпуса реактивного двигателя под действием продуктов горения топливного заряда и имеет средство соединения с указанным стабилизатором для обеспечения упомянутого перемещения указанного стабилизатора с последующим отделением поддона от указанного стабилизатора.

4. Снаряд по п. 3, в котором указанный стабилизатор имеет установленное на подкалиберном корпусе по скользящей посадке малое кольцо, на котором закреплены передние участки перьев стабилизатора, и большое кольцо, скрепляющее снаружи задние участки перьев стабилизатора и соединенное с поддоном с возможностью отделения.

5. Снаряд по п. 4, в котором корпус реактивного двигателя выполнен диаметром, равным диаметру подкалиберного корпуса, и имеет выступ для фиксации указанного стабилизатора по малому кольцу.

6. Снаряд по п. 3, в котором в камере сгорания корпуса реактивного двигателя образован свободный объем над топливным зарядом, при этом топливный заряд выполнен с осевым каналом, в котором установлена трубка, имеющая участок с критическим сечением и сообщающаяся со стороны одного своего конца с указанным свободным объемом, а другим концом закрепленная в отверстии дна корпуса реактивного двигателя.

7. Снаряд по п. 6, в котором указанный другой конец трубки выполнен с расширением, а в дне поддона выполнено дроссельное отверстие и концентрично дроссельному отверстию закреплена втулка, внутренний диаметр которой больше диаметра дроссельного отверстия, причем втулка установлена в указанном расширении по скользящей посадке.

8. Снаряд по п. 3, в котором поверхности корпуса реактивного двигателя и поддона, обращенные одна к другой, выполнены ответными.

9. Снаряд по п. 8, в котором указанные ответные поверхности имеют цилиндрический участок большего диаметра, радиально сужающийся участок и плоский участок меньшего диаметра.

10. Снаряд по любому из пп. 3-9, в котором на поддоне со стороны воздействия пороховых газов метательного заряда выполнена выемка с образованием кольцевого выступа под обтюрирующим пояском, при этом в выемке размещена резиновая манжета, поджатая металлическим диском, выполненным с возможностью деформации под действием давления пороховых газов метательного заряда.

11. Снаряд по п. 3, в котором центрирующее устройство выполнено в виде секторов, каждый из которых имеет паз для размещения на переднем участке соответствующего пера указанного стабилизатора.

12. Снаряд по п. 11, в котором передние участки перьев указанного стабилизатора выполнены сужающимися в продольном сечении, а пазы секторов центрирующего устройства выполнены с ответной поверхностью для обеспечения возможности радиально-осевого смещения секторов в канале ствола орудия при выстреле, при этом каждый сектор имеет средство фиксации на соответствующем пере указанного стабилизатора.

13. Снаряд по п. 11 или 12, в котором каждый сектор центрирующего устройства снабжен металлической пластиной, расположенной вдоль дна паза сектора, при этом поперечный размер металлической пластины превышает толщину пера указанного стабилизатора.