АРТИЛЛЕРИЙСКИЙ СНАРЯД Российский патент 2017 года по МПК F42B12/04 F42B30/08 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для поражения защищенных объектов, в частности к артиллерийским снарядам. В настоящее время традиционные средства и способы поражения объектов обеспечиваются за счет использования боеприпасов, в которых формируется, как правило, один поражающий фактор, что снижает эффективность процессов поражения различных защищенных объектов. При этом дульная энергия артиллерийской установки, сообщенная снаряду, расходуется с низкой эффективностью, поскольку используется для создания только одного поражающего фактора. Кроме того, возникают проблемы изготовления, хранения и транспортирования снарядов, снабженных взрывчатым веществом.

Все сказанное выше свидетельствует о необходимости использования дульной энергии артиллерийской установки для повышения поражающих свойств снарядов за счет создания дополнительных поражающих факторов.

Известен бронебойный подкалиберный снаряд с ведущим устройством магнитного типа (патент RU №2297592 С2, МПК F42B 14/06, бюл. №11, 20.04.2007), содержащий корпус, размещенные в нем неподвижные магниты, подвижные магниты с возможностью отделения от связанного с ними бронебойного сердечника и установленные своими полюсами навстречу одноименным полюсам неподвижных магнитов корпуса снаряда. При вылете снаряда из канала ствола за счет действия энергии магнитного поля (отталкивающих магнитных сил), пороховых газов и набегающего потока воздуха происходит плавный и симметричный выход сердечника из канала ствола, что снижает рассеивание снаряда.

К недостаткам указанного бронебойного подкалиберного снаряда следует отнести то, что он обладает одним поражающим фактором (бронебойной способностью), и дульная энергия артиллерийской установки не используется для создания дополнительного поражающего фактора.

Известен также кумулятивный кассетный боеприпас (патент RU №2243492 С2, МПК 7 F42B 12/10, F42B 10/16, бюл. №36, 27.12.2004), содержащий корпус, облицовку, кумулятивный заряд, датчик цели, предохранительно-исполнительный механизм и стабилизатор. Корпус выполнен цилиндрическим. С ним жестко механически и электрически соединены датчик цели, срабатывающий при столкновении с целью, с одной стороны и стабилизатор - с другой, причем датчик цели выполнен в виде пьезодатчика в форме цилиндра с осевым каналом. Выполнение кольцевого стабилизатора неразъемно и жестко соединенным с корпусом позволяет быстро стабилизировать боеприпас в свободном полете и обеспечить его подход к плоскости цели под углами, благоприятными для надежного срабатывания пьезодатчика. Механическое и электрическое соединение стабилизатора с корпусом и предохранительно-исполнительным механизмом создает надежную электрическую цепь, обеспечивающую срабатывание предохранительно-исполнительного механизма. При подлете к цели горячими газами снаряда-носителя через отверстия в стабилизаторе взводится предохранительно-исполнительный механизм. В момент достижения поверхности цели срабатывает пьезодатчик и передает электрический импульс по элементам конструкции боеприпаса предохранительно-исполнительному механизму. Образующаяся кумулятивная струя достигает поверхности цели. Техническим результатом является упрощение и повышение надежности малогабаритного боеприпаса.

К недостаткам указанного кумулятивного кассетного боеприпаса следует отнести то, что дульная энергия артиллерийской установки не используется для создания дополнительного поражающего фактора. Наличие взрывчатого вещества делает процесс изготовления, хранения и транспортирования боеприпаса небезопасным и дорогостоящим. Поражаемый объект может продолжать функционировать, если не будут выведены из строя его радиоэлектронные устройства.

Наиболее близким к заявляемому устройству является электромагнитный боеприпас (ЭМБП), описанный А.Б. Прищепенко в книге "Огонь! Об оружии и боеприпасах", глава 4 - "…Глазик выколю"!", Москва, издательство Моркнига, 2009, пригодный для ствольной артиллерии, включающий высоковольтный конденсатор, соединенный с медной трубой (снаряженной ВВ) и соосной трубе спиралью, а также ударное ядро в виде расположенной в торце медной трубы кумулятивной медной воронки. Взрыв расширяет трубу, образуя конус, который ударяет по обмотке, вызывая протекание тока от заранее заряженного конденсатора. Далее точка контакта на основании конуса движется по виткам спирали, продавливая их изоляцию и закорачивая виток за витком, усиливая при этом ток, который осциллирует, так как емкость контура существенна.

К недостаткам указанного ближайшего аналога следует отнести то, что он обладает недостаточно полным использованием дульной энергии артиллерийской установки, а также ограниченным сроком эксплуатации и хранения, обусловленным ограниченным сроком годности взрывчатого вещества. Наличие взрывчатого вещества делает процесс изготовления, хранения и транспортирования боеприпаса небезопасным и дорогостоящим.

Задачи, на решение которых направлено изобретение, заключаются в повышении использования дульной энергии артиллерийской установки и придании бронебойному стержню дополнительного ускорения, усиливающего бронебойное действие артиллерийского снаряда при отсутствии в нем взрывчатого вещества, а также увеличении срока эксплуатации и хранения артиллерийского снаряда.

Указанная цель достигается тем, что в заявляемом артиллерийском снаряде содержится цилиндрический корпус, обтекатель, поражающий элемент, катушка индуктивности, конденсатор, дополнительно введен пьезогенератор, расположенный в корпусе, корпус выполнен из электроизолирующего материала с наружным металлическим покрытием и снабжен обтекателем из радиопрозрачного материала, в корпус введен стакан, расположенный соосно с возможностью перемещения внутри корпуса, внутренний диаметр стакана больше или равен диаметру поражающего элемента с электроизолирующим покрытием, а внешний диаметр меньше или равен внутреннему диаметру корпуса, с передним краем стакана, покрытым электроизолирующим материалом, в корпусе выполнен кольцевой выступ, ограничивающий осевое перемещение стакана в сторону обтекателя, в стакане размещен с возможностью осевого перемещения поражающий элемент, катушка индуктивности выполнена без изоляции и свернута в кольцо в виде тора, расположенного между кольцевым выступом корпуса и передним краем стакана, внутренний диаметр тора больше или равен диаметру проходящего сквозь него поражающего элемента, а внешний диаметр меньше или равен внутреннему диаметру корпуса, пьезогенератор через конденсатор посредством проводников соединен с катушкой индуктивности, между днищем корпуса и стаканом врезано проводящее кольцо, а к стакану через электроизолирующую прокладку прикреплена подпружиненная проводящая пластина, образующая совместно с проводящим кольцом нормально разомкнутый электрический контакт, причем первый выход пьезогенератора через конденсатор и этот контакт соединен с первым входом катушки индуктивности, а второй вход катушки индуктивности через второй выход конденсатора соединен со вторым выходом пьезогенератора.

Поражающий элемент может быть выполнен в виде бронебойного стержня из ферромагнитного материала, размещенного соосно в корпусе.

Внутри обтекателя может быть расположена вышибная заглушка, прикрепленная посредством винта к переднему торцу бронебойного стержня, ограничивающая произвольное осевое передвижение бронебойного стержня внутри корпуса.

На днище корпуса может быть установлена капсула из электроизолирующего материала, в которую помещен пьезогенератор и конденсатор.

Между капсулой и стаканом может быть расположена упругая прокладка.

Снаружи стакана может быть выполнена продольная выточка, в которую уложены проводники, посредством которых пьезогенератор через конденсатор соединен с катушкой индуктивности.

Снаружи стакана может быть выполнен выступ, входящий в продольный паз внутри корпуса и ограничивающий радиальное перемещение стакана, длина выступа меньше длины стакана.

Таким образом, технический результат изобретения заключается в том, что повышено использование дульной энергии артиллерийской установки и бронебойному стержню придано дополнительное ускорение, усиливающее бронебойное действие артиллерийского снаряда при отсутствии в нем взрывчатого вещества, а также увеличен срок эксплуатации и хранения артиллерийского снаряда.

На Фиг. 1 изображена схема артиллерийского снаряда в продольном разрезе.

На Фиг. 2 изображена схема артиллерийского снаряда в продольном разрезе при ударе о поражаемый объект.

Заявляемое изобретение включает поражающий элемент, например, в виде бронебойного стержня 1 (см. Фиг. 1) из ферромагнитного материала с электроизолирующим покрытием, размещенный соосно в цилиндрическом корпусе 2 из электроизолирующего материала с наружным металлическим покрытием, обтекатель 3 из радиопрозрачного материала, кольцевой выступ 4 внутри цилиндрического корпуса 2, катушку индуктивности 5 тороидальной формы, охватывающую бронебойный стержень 1, расположенную между кольцевым выступом 4 цилиндрического корпуса 2 и передним краем стакана 6, размещенного соосно в цилиндрическом корпусе 2, передний край стакана 6 покрыт электроизолирующим материалом, пьезогенератор 7 и конденсатор 8, расположенные в капсуле 9, установленной на днище 10 цилиндрического корпуса 2, вышибную заглушку 11, прикрепленную к переднему торцу бронебойного стержня 1 посредством винта 12 и ограничивающую произвольное осевое передвижение бронебойного стержня 1 внутри корпуса 2, продольную выточку 13, выполненную в стакане 6, и выполненный на противоположной стороне стакана 6 выступ 14, и соответствующий этому выступу 14 продольный паз 15 внутри цилиндрического корпуса 2, упругую прокладку 16, в которую дном уперт стакан 6, подпружиненную проводящую пластину 17, прикрепленную, например, посредством винта 18 через электроизолирующую прокладку 19 ко дну стакана 6, и проводящее кольцо 20, врезанное в цилиндрический корпус 2 между капсулой 9 и стаканом 6, образующие совместно нормально разомкнутый электрический контакт, причем первый выход пьезогенератора 7 через конденсатор 8 и этот контакт соединен с первым входом катушки индуктивности 5, а второй вход катушки индуктивности 5 через второй выход конденсатора 8 соединен со вторым выходом пьезогенератора 7 посредством проводников, уложенных в продольную выточку 13 стакана 6.

Металлическое покрытие цилиндрического корпуса 2 из электроизолирующего материала совместно с катушкой индуктивности 5 является излучателем электромагнитной энергии (электромагнитным резонатором) при срабатывании устройства.

Радиопрозрачный материал обтекателя 3 обеспечивает свободное распространение электромагнитной энергии.

Электроизолирующее покрытие бронебойного стержня 1 служит для изоляции бронебойного стержня 1 от витков катушки индуктивности 5.

Электроизолирующее покрытие переднего края стакана 6 служит для изоляции стакана 6 от витков катушки индуктивности 5.

Вышибная заглушка 11 предназначена для ограничения осевого перемещения бронебойного стержня 1.

Кольцевой выступ 4 внутри цилиндрического корпуса 2 служит для ограничения осевого перемещения стакана 6 и для размещения в нем бронебойного стержня 1.

Стакан 6, передний край которого покрыт электроизолирующим материалом, служит для размещения в нем бронебойного стержня 1, для придания бронебойному стержню 1 дополнительного ускорения и сжатия катушки индуктивности 5, сжатия и вытеснения из нее электромагнитного потока.

Продольная выточка 13, выполненная в стакане 6, служит для прокладки проводников и электрических соединений первого и второго входов катушки индуктивности 5 с первым и вторым выходами конденсатора 8.

Выступ 14, выполненный на стакане 6, и соответствующий продольный паз 15 внутри цилиндрического корпуса 2 служат для ограничения радиального перемещения стакана 6.

Катушка индуктивности 5 служит для создания электромагнитного поля и последующего его сжатия, вплоть до превращения ее в кольцевой проводник (одновитковый соленоид), охватывающий бронебойный стержень 1.

Упругая прокладка 16, в которую уперт стакан 6, служит для осевой фиксации стакана 6.

Подпружиненная проводящая пластина 17 и проводящее кольцо 20, образующие совместно нормально разомкнутый электрический контакт, служат для замыкания электрической цепи при движении стакана 6.

Электроизолирующая прокладка 19, расположенная между стаканом 6 и подпружиненной проводящей пластиной 17, служит для электроизоляции стакана 6.

Капсула 9 из электроизолирующего материала служит для размещения в ней пьезогенератора 7 и конденсатора 8 и осевой фиксации стакана 6 совместно с упругой прокладкой 16.

Пьезогенератор 7 служит для генерации электрической энергии при возникновении колебаний в цилиндрическом корпусе 2 при выстреле и полете артиллерийского снаряда.

Конденсатор 8 служит для накопления заряда и энергии электрического поля с последующим его разрядом на деформируемую при ударе катушку индуктивности 5.

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии бронебойный стержень 1 зафиксирован в стакане 6 и уперт в вышибную заглушку 11, как это показано на Фиг. 1. Катушка индуктивности 5 расположена между кольцевым выступом 4 цилиндрического корпуса 2 и передним краем стакана 6. Конденсатор 8 находится в разряженном состоянии. При выстреле из артиллерийской установки и выходе артиллерийского снаряда из ствола в цилиндрическом корпусе 2 возникают колебания, под действием которых пьезогенератор 7, подключенный к конденсатору 8, генерирует электроэнергию, заряжая конденсатор 8 в течение всего полета до встречи с поражаемым объектом. Таким образом, артиллерийский снаряд готов к встрече с поражаемым объектом.

На Фиг. 2 представлена работа артиллерийского снаряда при ударе о поражаемый объект. Так, при встрече с целью артиллерийский снаряд затормаживается, обтекатель 3 разрушается, а бронебойный стержень 1 вместе со стаканом 6 продолжает движение по инерции, прорывая вышибную заглушку 11. При этом стакан 6 при движении к переднему торцу артиллерийского снаряда замыкает нормально разомкнутый электрический контакт, состоящий из подпружиненной проводящей пластины 17 и проводящего кольца 20, в результате чего конденсатор 8 начинает разряжаться на сжимаемую стаканом 6 катушку индуктивности 5, расположенную между кольцевым выступом 4 цилиндрического корпуса 2 и передним краем стакана 6. При сжатии катушки индуктивности 5 и одновременной разрядке на нее конденсатора 8 в катушке индуктивности 5 возникает значительный электрический ток, в результате происходит сжатие и вытеснение электромагнитного поля из катушки индуктивности 5, витки которой также сжимаются. В момент, когда стакан 6 закончит движение по инерции, катушка индуктивности 5 превращается в кольцевой проводник в виде одновиткового соленоида, в котором протекает электрический ток, придающий бронебойному стержню 1, охватываемому одновитковым соленоидом, дополнительное ускорение. Одновременно металлическое покрытие цилиндрического корпуса 2 и катушка индуктивности 5, превращаемая в одновитковый соленоид, образуют мощную рупорную антенну направленного действия. Электромагнитный импульс, излучаемый рупорной антенной, распространяется в сторону полета артиллерийского снаряда и отрицательно воздействует на все радиоэлектронные устройства поражаемого объекта. Тем самым не используемая ранее часть дульной энергии возвращается как для придания дополнительного ускорения бронебойному стержню 1, так и для создания поражающего фактора в виде электромагнитного импульса.

Таким образом, получен технический результат, а именно повышено использование дульной энергии артиллерийской установки и бронебойному стержню придано дополнительное ускорение, усиливающее бронебойное действие артиллерийского снаряда при отсутствии в нем взрывчатого вещества, а также увеличен срок эксплуатации и хранения артиллерийского снаряда.

Изобретение относится к области вооружения, а именно к артиллерийским снарядам. Включает цилиндрический корпус, обтекатель, поражающий элемент, катушку индуктивности, конденсатор. Дополнительно введен пьезогенератор, расположенный в корпусе. Корпус выполнен из электроизолирующего материала с наружным металлическим покрытием и снабжен обтекателем из радиопрозрачного материала. В корпус введен стакан, расположенный соосно с возможностью перемещения внутри корпуса. Передний край стакана покрыт электроизолирующим материалом. Внутренний диаметр стакана больше или равен диаметру поражающего элемента с электроизолирующим покрытием. Внешний диаметр стакана меньше или равен внутреннему диаметру корпуса. В корпусе выполнен кольцевой выступ, ограничивающий осевое перемещение стакана в сторону обтекателя. В стакане размещен с возможностью осевого перемещения поражающий элемент. Катушка индуктивности выполнена без изоляции и свернута в кольцо в виде тора, расположенного между кольцевым выступом корпуса и передним краем стакана. Внутренний диаметр тора больше или равен диаметру проходящего сквозь него поражающего элемента. Внешний диаметр тора меньше или равен внутреннему диаметру корпуса. Пьезогенератор через конденсатор посредством проводников соединен с катушкой индуктивности. Между днищем корпуса и стаканом врезано проводящее кольцо. К стакану через электроизолирующую прокладку прикреплена подпружиненная проводящая пластина, образующая совместно с проводящим кольцом нормально разомкнутый электрический контакт. Первый выход пьезогенератора через конденсатор и этот контакт соединен с первым входом катушки индуктивности. Второй вход катушки индуктивности через второй выход конденсатора соединен со вторым выходом пьезогенератора. Повышает использование дульной энергии артиллерийской установки. Усиливает бронебойное действие артиллерийского снаряда. Увеличивает срок эксплуатации и хранения артиллерийского снаряда. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Артиллерийский снаряд, включающий цилиндрический корпус, обтекатель, поражающий элемент, катушку индуктивности, конденсатор, отличающийся тем, что дополнительно введен пьезогенератор, расположенный в корпусе, корпус выполнен из электроизолирующего материала с наружным металлическим покрытием и снабжен обтекателем из радиопрозрачного материала, в корпус введен стакан, расположенный соосно с возможностью перемещения внутри корпуса, внутренний диаметр стакана больше или равен диаметру поражающего элемента с электроизолирующим покрытием, а внешний диаметр меньше или равен внутреннему диаметру корпуса, с передним краем стакана, покрытым электроизолирующим материалом, в корпусе выполнен кольцевой выступ, ограничивающий осевое перемещение стакана в сторону обтекателя, в стакане размещен с возможностью осевого перемещения поражающий элемент, катушка индуктивности выполнена без изоляции и свернута в кольцо в виде тора, расположенного между кольцевым выступом корпуса и передним краем стакана, внутренний диаметр тора больше или равен диаметру проходящего сквозь него поражающего элемента, а внешний диаметр меньше или равен внутреннему диаметру корпуса, пьезогенератор через конденсатор посредством проводников соединен с катушкой индуктивности, между днищем корпуса и стаканом врезано проводящее кольцо, а к стакану через электроизолирующую прокладку прикреплена подпружиненная проводящая пластина, образующая совместно с проводящим кольцом нормально разомкнутый электрический контакт, причем первый выход пьезогенератора через конденсатор и этот контакт соединен с первым входом катушки индуктивности, а второй вход катушки индуктивности через второй выход конденсатора соединен со вторым выходом пьезогенератора.

2. Артиллерийский снаряд по п. 1, отличающийся тем, что поражающий элемент выполнен в виде бронебойного стержня из ферромагнитного материала, размещенного соосно в корпусе.

3. Артиллерийский снаряд по п. 2, отличающийся тем, что внутри обтекателя расположена вышибная заглушка, прикрепленная посредством винта к переднему торцу бронебойного стержня, ограничивающая произвольное осевое передвижение бронебойного стержня внутри корпуса.

4. Артиллерийский снаряд по п. 1, отличающийся тем, что на днище корпуса установлена капсула из электроизолирующего материала, в которую помещен пьезогенератор и конденсатор.

5. Артиллерийский снаряд по п. 4, отличающийся тем, что упругая прокладка расположена между капсулой и стаканом.

6. Артиллерийский снаряд по п. 1, отличающийся тем, что снаружи стакана выполнена продольная выточка, в которую уложены проводники, посредством которых пьезогенератор через конденсатор соединен с катушкой индуктивности.

7. Артиллерийский снаряд по п. 6, отличающийся тем, что снаружи стакана выполнен выступ, входящий в продольный паз внутри корпуса и ограничивающий радиальное перемещение стакана, длина выступа меньше длины стакана.