Снаряд-невидимка Российский патент 2017 года по МПК F42B12/00 F42B12/76 F42B15/00 F41H3/00 H01Q15/00 

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к артиллерийским снарядам, выстреливаемым из ствола орудия и невидимым для радиорадаров. Изобретение относится, в том числе к управляемым ракетам с отделяемой боевой частью, боеголовку которых можно рассматривать как снаряд.

Известны классические снаряды, корпусы которых выполнены из металла (Патент РФ №2206053, F41B 5/02, 2002 г., Патент РФ №2086900, F42B 14/02, 1977 г.). В процессе полета такие снаряды отражают радиоволны, что позволяет их на подлете к цели обнаружить и уничтожить. Такая проблема стала актуальной в связи с развитием локаторов с фазированной решеткой, способных распознавать малоразмерные цели на больших дистанциях, и созданием боевых лазеров, способных уничтожать на лету даже малоразмерные цели. Поэтому возникла задача сделать снаряд невидимый для радиолокаторов.

Наиболее близким аналогом является снаряд, содержащий корпус, взрыватель и взрывчатое вещество, корпус которого выполнен из радиопрозрачного композитного материала (Патент России №2522342, F42B 12/00, 2014 г.). Необходимо отметить, что большинство композитных материалов хорошо работают на сжатие и очень плохо на растяжение. В этом случае фугасные характеристики такого снаряда будут весьма скромными, поскольку в первые же мгновения взрыва взрывчатого вещества корпус снаряда просто развалится. Корпус может растрескаться еще в момент самого выстрела.

Техническим результатом изобретения является создание артиллерийского снаряда, обладающего достаточной прочностью и высокими осколочно-фугасными характеристиками.

Технический результат достигается тем, что снаряд содержит корпус, взрыватель и взрывчатое вещество, при этом корпус выполнен из керамики, на которую намотаны концентричные слои растянутых параллельно лежащих волокон, ориентированных послойно под углом 0°, +45°, -45° к продольной оси снаряда, скрепленных между собой посредством полимерного связующего, волокна выполнены с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника, при этом площадь поперечного сечения волокон уменьшается послойно в направлении от оси снаряда, а соседние волокна контактируют между собой взаимообращенными гранями. Кроме того, корпус может быть выполнен из кварцевой, нитридной или оксидной керамики и могут использоваться стеклянные или базальтовые волокна.

Технический результат достигается за счет того, что во время выстрела обмотка из волокон контактирует с внутренней поверхностью ствола орудия и не дает корпусу снаряда разрушаться. Избыточное давление растянутых слоев волокон сжимает керамический корпус снаряда с большой силой. При полете снаряд невидим для радаров и не может быть замеченным. При встрече с целью происходит детонация взрывчатого вещества, размещенного в корпусе снаряда, но разрыв корпуса на осколки происходит только в последний момент, когда взрывчатое вещество взорвалось в полном объеме.

На рис. 1 представлен общий вид снаряда, на рис. 2 - разрез А-А на рис. 1.

Снаряд содержит корпус 1 с взрывателем 2. В корпусе 1 размещено взрывчатое вещество 3. На корпус 1 намотаны концентричные слои растянутых параллельно лежащих волокон 4, ориентированных послойно под углом 0°, +45°, -45° к продольной оси снаряда, скрепленных между собой посредством полимерного связующего, например эпоксидной смолы, полиэфирной и др. Волокна 4 выполнены с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника, при этом площадь поперечного сечения волокон 4 уменьшается послойно в направлении от оси снаряда, а соседние волокна контактируют между собой взаимообращенными гранями. Снаряд выполнен из радиопрозрачного материала. Взрывчатое вещество 3 может быть зажигательного, фугасного, объемно-детонирующего и др. действия.

Корпус 1 может быть выполнен из кварцевой, нитридной или оксидной керамики. В качестве волокон 4 используются стеклянные или базальтовые волокна.

Устройство работает следующим образом.

В момент выстрела может быть использовано как гладкоствольное, так и нарезное орудие. При необходимости снаряд может быть размещен в контейнере. Придание вращения снаряду вокруг своей продольной оси может быть осуществлено за счет нарезов ствола или за счет контейнера. На всем участке полета снаряд является невидимым для радаров и других средств обнаружения. Поскольку керамика имеет меньшую плотность по сравнению с металлом, то общий вес снаряда будет меньше стального и он гарантированно будет лететь со сверхзвуковой скоростью и обладать достаточно высокой кинетической энергией. При встрече с целью сработает взрыватель, который может быть мгновенного действия или с задержкой. Взрыватель мгновенного действия может быть использован, например, в зажигательных снарядах, когда подрыв взрывчатого вещества должен происходить в момент соприкосновения с целью. Взрыватель с задержкой позволяет активировать взрывчатое вещество после прохождения снарядом слоя брони. При встрече снаряда с легкобронированной целью (бронетранспортер, катер береговой охраны, ракетная пусковая установка, надстройка и корпус транспорта, корабля и др.) снаряд пробивает броню и взрывается внутри боевого отделения, нанося поражение керамическими осколками, фугасным и зажигательным действием взрывчатого вещества.

Слои волокон 4 с треугольным профилем поперечного сечения (в виде равностороннего треугольника), контактирующие между собой взаимообращенными гранями, позволяют создать «плотную упаковку» с минимальным содержанием связующего (не более 5% по весовому составу). Расположение слоев волокон поочередно послойно под углом 0°, +45°, -45° к продольной оси снаряда позволяет снаряду хорошо воспринимать продольные и касательные напряжения, создавая при этом колоссальное давление сжатия керамического корпуса 1, не позволяя ему преждевременно разрушиться в момент выстрела или при соприкосновении с целью. Разрушение снаряда возможно только при взрыве взрывчатого вещества 3 (при его полной детонации). Уменьшение площади поперечного сечения волокон послойно в направлении от оси снаряда позволяет наружную поверхность снаряда выполнить с высоким качеством с отсутствием геометрических погрешностей (волн на поверхности, некруглости и т.д.). Количество слоев зависит от калибра снаряда и может достигать от нескольких десятков до сотен. Толщина волокна может изменяться послойно от 24 до 7 мкм, поэтому на корпусе может быть размещено не менее ста слоев в зависимости от калибра снаряда. Корпус снаряда может быть выполнен из кварцевой, нитридной или оксидной керамики, которые по своим физико-механическим характеристикам превосходят металлы и обладают хорошей радиопрозрачностью. В качестве волокон могут быть использованы стеклянные или базальтовые, обладающие низкой стоимостью, радиопрозрачностью и высокими физико-механическими характеристиками. В качестве полимерного связующего может быть использована эпоксидная или полиэфирная смола. Взрыватель выполнен из радиопрозрачного материала (керамика, ситаллы, стеклопластик, органопластик и др.).

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к артиллерийским снарядам. Снаряд содержит корпус, взрыватель и взрывчатое вещество, при этом корпус выполнен из керамики, на которую намотаны концентричные слои растянутых параллельно лежащих волокон, ориентированных послойно под углом 0º, +45º, -45º к продольной оси снаряда, скрепленных между собой посредством полимерного связующего, волокна выполнены с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника, при этом площадь поперечного сечения волокон уменьшается послойно в направлении от оси снаряда, а соседние волокна контактируют между собой взаимообращенными гранями. Корпус может быть выполнен из кварцевой, нитридной или оксидной керамики и могут использоваться стеклянные или базальтовые волокна. Техническим результатом является создание снаряда, обладающего достаточной прочностью и высокими осколочно-фугасными характеристиками. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Снаряд-невидимка, содержащий корпус, взрыватель и взрывчатое вещество, выполненный из радиопрозрачного материала, отличающийся тем, что корпус выполнен из керамики, на которую намотаны концентричные слои растянутых параллельно лежащих волокон, ориентированных послойно под углом 0°, +45º, -45º к продольной оси снаряда, скрепленных между собой посредством полимерного связующего, при этом волокна выполнены с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника, площадь поперечного сечения которых уменьшается послойно в направлении от оси снаряда, а соседние волокна контактируют между собой взаимообращенными гранями.

2. Снаряд по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен из кварцевой, нитридной или оксидной керамики.

3. Снаряд по п. 1, отличающийся тем, что используют стеклянные или базальтовые волокна.