Способ коррекции траектории дальнобойного артиллерийского снаряда с донным газогенератором и головным электромеханическим взрывателем с тормозным устройством Российский патент 2018 года по МПК F42B10/40 

Изобретение относится к оборонной технике и может быть использовано в различных осколочно-фугасных боеприпасах, предназначенных для поражения целей осколками и фугасным действием.

Создание боеприпасов для стрельбы на дальние расстояния является одной из основных задач при проектировании современного артиллерийского вооружения. При этом проводится модернизации всех элементов выстрела, в том числе формы снаряда, с целью снижения сопротивления воздуха его движению. Отдельное направление получили работы по установке в снаряд устройств, обеспечивающих уменьшение степени разряжения воздуха в донной части снаряда. В такие снаряды устанавливаются донные газогенераторы.

Например, в дальнобойном осколочно-фугасном снаряде типа «Алагез» (см. Википедия) газогенератор (заряд твердого топлива) работает на начальном участке движения снаряда примерно 20 секунд. Применение такой схемы создания противодавления в снаряде позволяет повысить дальность стрельбы более чем на 10%.

В тоже время, использование дополнительных устройств в снарядах приводит к ухудшению кучности стрельбы на дальние дистанции. Для компенсации этого предлагается проводить коррекцию движения снаряда с использованием тормозных устройств, устанавливаемых в головной взрыватель снаряда.

Для снарядов с донным газогенератором необходимо дополнительно учитывать время работы этого генератора.

Такое техническое решение приведено в работе автора (Научно-технический сборник ГНЦ РФ ФГУП «ЦНИИХМ» им. Д.И. Менделеева» «Боеприпасы», 2016 г., №2, с. 64-70). В данном техническом решении время работы газогенератора определяется, как время наличия высокой температуры в зоне горения твердого топлива в газогенераторе. Эта температура измеряется с помощью термопары, и в головной взрыватель информация передается по проводникам, проходящим через заряд взрывчатого вещества. Такая схема передачи является сложной из-за трудностей уплотнения взрывчатого вещества в корпусе снаряда при наличии каких-либо предметов (проводников), и, кроме того она обладает низкой точностью, так как в зоне корпуса после выгорания твердого топлива еще долгое время сохраняется высокая температура, что затрудняет точное измерение времени.

В предлагаемом изобретении этих недостатков нет.

Предложенное техническое решение поясняется фигурами.

Фиг. 1. Донная часть снаряда с газогенератором: 1 - корпус снаряда, 2 - взрывчатое вещество снаряда, 3 - шашка взрывчатого вещества, 4 - термоизолирующая вставка, 5 - трассер, 6 - термоизоляция, 7 - заряд твердого топлива, 8 - корпус заряда, 9 - сопло. Фиг. 2. Осциллограмма записи отклика акустического устройства, установленного в головной взрыватель при горении твердого топлива и взрыве шашки взрывчатого вещества.

Положительный эффект достигается тем, что в заряд твердого топлива, со стороны прижимаемой ко дну снаряда, устанавливается шашка взрывчатого вещества, например, тетрил. Шашка по размерам многократно меньше заряда твердого топлива. Например, заряд твердого топлива при плотности меньше чем плотность взрывчатого материала весит примерно один килограмм, а шашка весит, не более пяти грамм. Горение твердого топлива начинается в момент выхода снаряда из канала ствола, под действием высокой температуры газов вышибного заряда выстрела, и поддерживается в дальнейшем горением горючего вещества трассера, который, как правило, устанавливается в центральной части заряда твердого топлива. На фиг. 1 схематично показано расположение элементов донного газогенератора. От воздействия температуры горения этих веществ на основной стадии работы газогенератора шашка взрывчатого вещества (поз. 3 на фиг. 1) защищена самим твердым топливом (поз. 7 на фиг 1). Кроме того, между трассером (поз. 5 на фиг. 1) и шашкой 3, устанавливается термоизолирующая вставка (поз. 4 на фиг. 1). Горение твердого топлива газогенератора идет от свободной поверхности ко дну снаряда, т.е. в направление к шашке взрывчатого материала. Образующиеся в процессе горения твердого топлива газы выбрасывается через отверстие (сопло поз. 9 на фиг. 1) в донной части снаряда.

В момент подхода зоны горения твердого топлива газогенератора к шашке, последняя под воздействием высокой температуры горения топлива (более 1000°С) взрывается. Например, для шашки из тетрила температура начала детонации составляет примерно 230°С.При взрыве шашки, под действием ударной волны остатки несгоревшего твердого топлива выбрасываются из полости газогенератора, и его работа прекращается.

Возникшая в момент взрыва шашки ударная волна создает в металле корпуса упругие колебания, которые по законам акустики распространяются по корпусу снаряда во все стороны, в том числе в направлении его головной части, в которой с помощью резьбового соединения установлен головной электромеханический взрыватель. С помощью акустического приемника, установленного во взрывателе, например, с использованием пьезокерамики ЦТС19, эти акустические колебания регистрируются. Электронное устройство, также установленное во взрывателе, фиксирует время с момента вылета снаряда из ствола орудия до момента появления акустического импульса от взрыва шашки взрывчатого материала. Этот промежуток времени принимается за время работы газогенератора. На основании измерения такого фактического времени работы газогенератора вычислительное устройство головного электромеханического взрывателя вводит поправку во время начала работы тормозных устройств взрывателя. Если измеренное время работы газогенератора меньше расчетной, то расчетная величина увеличивается, и наоборот.

На фиг. 2 показан процесс регистрации акустических сигналов с помощью осциллографа, подключенного к акустическому устройству электромеханического головного взрывателя, ввернутого в корпус снаряда типа «Алагез», при горении заряда твердого топлива и взрыве шашки тетрила весом два грамма. Из приведенных данных видно, что импульс от взрыва шашки четко выявляется на фоне шума, от горения твердого топлива. После взрыва шашки процесс горения прекратился, и уровень шума существенно уменьшился. Данные эксперимента показывают техническую возможность реализации заявленного технического решения.

Изложенные сведения о заявленном изобретении, охарактеризованном в независимом пункте формулы, свидетельствуют о возможности его осуществления с помощью описанных в заявке и известных средств и методов. Следовательно, заявленный способ соответствует условию промышленной применимости.

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к способам коррекции области рассеивания осколочно-фугасных дальнобойных снарядов. Технический результат – повышение точности поражения. По способу вычисляют время включения тормозного устройства взрывателя. Вводят это значение времени в вычислительное устройство взрывателя. Измеряют время горения твердого топлива в донном газогенераторе снаряда с момента выхода снаряда из ствола орудия и до окончания процесса горения. В вычисленное время включения тормозного устройства взрывателя вносят поправку с учетом измеренного времени горения твердого топлива газогенератора. При этом горение топлива в газогенераторе останавливают подрывом шашки взрывчатого вещества, установленной в зоне догорания твердого топлива, массой, не приводящей к детонации взрывчатого вещества снаряда при его подрыве. Под действием ударной волны от взрыва шашки остатки несгоревшего твердого топлива выбрасывают из полости газогенератора. За момент окончания процесса горения твердого топлива принимают момент фиксации акустическим устройством, установленным в головном взрывателе, акустического импульса, сопровождающего взрыв шашки с взрывчатым веществом. 2 ил.

Способ коррекции траектории дальнобойного артиллерийского снаряда с донным газогенератором и головным электромеханическим взрывателем с тормозным устройством, заключающийся в том, что вычисляют время включения тормозного устройства взрывателя, вводят это значение времени в вычислительное устройство взрывателя, измеряют время горения твердого топлива в донном газогенераторе снаряда с момента выхода снаряда из ствола орудия и до окончания процесса горения, в вычисленное время включения тормозного устройства взрывателя вносят поправку с учетом измеренного времени горения твердого топлива газогенератора, отличающийся тем, что горение топлива в газогенераторе останавливают подрывом шашки взрывчатого вещества, установленной в зоне догорания твердого топлива, массой, не приводящей к детонации взрывчатого вещества снаряда при его подрыве, под действием ударной волны от взрыва шашки остатки несгоревшего твердого топлива выбрасывают из полости газогенератора, за момент окончания процесса горения твердого топлива принимают момент фиксации акустическим устройством, установленным в головном взрывателе, акустического импульса, сопровождающего взрыв шашки с взрывчатым веществом.