Облицовка для снарядоформирующего устройства Российский патент 2019 года по МПК F42B1/02 F42B1/28 

Изобретение относится к оборонной технике и может быть использовано для формирования удлиненного поражающего элемента для пробития преграды, методом взрывного выворачивания облицовки.

В снарядоформирующих устройствах применяют облицовки малого прогиба, работающие по принципу выворачивания, с целью создания удлиненного поражающего элемента [1].

Известна облицовка, выполненная в виде сферического сегмента с соотношением высоты сегмента к его диаметру 0,13…0,23 работающая по принципу выворачивания, изображенная в известном решении [2]. Облицовки с такими назначаемые параметры обычно выполняются из пластичных сталей.

Недостаток известного технического решения заключается в том, что в процессе взрывного формирования из пластичной стали удлиненного поражающего элемента, с соотношением длины к диаметру больше 5-ти, происходит образование удлиненного элемента практически без формирования стабилизирующей кормовой части, но с образованием шейки, ее локализации с последующим прогрессирующим развитием. Развитие шейки происходит вследствие разности скоростей головной и кормовой частей удлиненного поражающего элемента, что приводит к преждевременному его разрушению и последующему снижению пробивного действия.

Наиболее близким техническим решением является выбранная нами в качестве прототипа облицовка, изображенная в известном решении [3]. В известном техническом решении облицовка выполняется в виде сферического сегмента с измененной при торцовой поверхностью. При торцевая поверхность выполнена конической формы. Цель - образование конической юбки при выворачивании сферического сегмента в процессе формирования удлиненного элемента для стабилизации его в процессе полета.

Однако образующаяся коническая поверхность в результате взрывного выворачивания облицовки имеет не развитую форму, наружный диаметр ее приближается к миделевому сечению удлиненного элемента. Поэтому не оказывает существенного стабилизирующего эффекта на удлиненный элемент.

Для решения поставленной задачи в известном техническом решении форма облицовки, выполняется в виде сферического сегмента с измененной при торцевой поверхностью, при торцевая поверхность выполняется тороидальной, а геометрические параметры сферического сегмента определяются соотношениями: причем радиус образующей при торцевой тороидальной поверхности определяется пересечением перпендикуляра к касательной образующей окружности сферической поверхности в точке перегиба, с образующей цилиндрической поверхности облицовки.

где: R_сф - радиус внутренней поверхности сферического сегмента;

R_o - радиус облицовки;

Н - высота внутренней полости облицовки;

h - высота внутренней полости сферической части облицовки.

Предложенное техническое решение позволяет получить более развитый хвостовой участок удлиненного элемента при выворачивании сферического сегмента, что в свою очередь будет способствовать стабилизации удлиненного элемента, и как следствие позволит повысить точность попадания в преграду.

Сущность технического решения поясняется чертежом, где показано:

- на фиг. 1 контур оболочки;

- на фиг. 2 удлиненный элемент с развитой юбкой, у которой отношение высоты внутренней полости облицовки к радиусу внутренней сферической поверхности сегмента облицовки равно 0,13, а отношение равно 0,748;

- на фиг. 3 удлиненный элемент с развитой юбкой, отношение высоты внутренней полости облицовки к радиусу сферической части облицовки равно 0,18, а отношение равно 0,75;

- на фиг. 4 показан удлиненный элемент, созданный из облицовки с приторцевой частью, в которой выдержано соотношение равное 0,649;

- на фиг. 5 показан удлиненный элемент, созданный из облицовки с приторцевой частью, в которой выдержано соотношение равное 0,625;

- на фиг. 6 показан удлиненный элемент, созданный из облицовки с приторцевой частью, в которой выдержано соотношение равное 0,876;

- на фиг. 7 показан удлиненный элемент, созданный из облицовки с приторцевой частью, в которой выдержано соотношение равный 0,915.

Согласно предложенному техническому решению по выполнению облицовки центральная часть ее выполняется в виде сферического сегмента, внутренний радиус которого R_сф, а при торцевую часть его выполняют тороидальной, причем точка изменения кривизны определяется отношением высоты внутренней полости сферического сегмента к полной высоте внутренней полости облицовки и устанавливается соотношением равным а геометрические параметры облицовки находятся из соотношений устанавливающих взаимосвязь радиуса внутренней поверхности сферической части, R_сф высоты облицовки с радиусом ее основания R_o и равными причем радиус образующей при торцевой тороидальной поверхности определяется пересечением перпендикуляра к касательной образующей окружности сферической поверхности в точке перегиба, с образующей цилиндрической поверхности облицовки.

Где R_сф - радиус внутренней поверхности сферической части оболочки;

R_o - радиус основания оболочки;

Н - полная высота внутренней полости оболочки;

h - высота внутренней полости сферической части облицовки, от купола до начала (точки перегиба сферического участка) тороидального участка оболочки;

R_п - радиус перехода от сферической к при торцевой части облицовки.

Выполнение при торцевой части облицовки в виде тороидального участка, начинающегося в точке перегиба сферической поверхности, определяемой соотношением, равным а заканчивается на цилиндрической поверхности, образованной радиусом R_о основания оболочки. Центр радиуса образующей тороидальной поверхности определяется пересечением перпендикуляра к касательной образующей окружности сферической поверхности в точке перегиба сферической поверхности, радиус которой, равен R_cф с образующей цилиндрической поверхности, радиусом R_o. Выполнение облицовки с такой геометрией позволяет формировать в процессе выворачивания оболочки развитую стабилизирующую юбку на удлиненном элементе, а также сформировать большую массу удлиненного элемента. Стабилизирующая юбка на удлиненном элементе отличается от миделево сечения удлиненного элемента и позволяет стабилизировать удлиненный элемент в полете.

Создание облицовки, у которой отношение меньше 0,748 приведет к образованию стабилизирующей юбки на удлиненном элементе с увеличенными размерами, которые будут способствовать торможению удлиненного элемента, что в свою очередь и приведет к потере его скорости при подходе к преграде. На фиг. 4 и показан удлиненный элемент из облицовки с соотношением равным 0,649 и 0,625 соответственно.

Создание облицовки, у которой отношение больше 0,75 приведет образованию юбки, размеры которой будут сопоставимы с миделевым сечением удлиненного элемента, и, следовательно, приведет к потере стабилизации элемента в полете, а также к образованию шейки в зоне образования юбки ее локализации и в конечном итоге к отрыву юбки. На фиг. 6 и 7 показан удлиненный элемент из облицовки с соотношением равным 0,876 и 0,915 соответственно.

Диапазон значений, равных 1.48…1.75, отношения радиуса сферической части оболочки к радиусу его основания позволяет установить оптимальные значения радиуса сферической части оболочки. При значениях отношения больших 1.75 тороидальная поверхность может быть образована с малым радиусом и при выворачивании облицовки произойдет, отрыв при торцевой поверхности. Значения меньшие 1.48 приведут к увеличению размера при торцевой поверхности, что позволит сформировать стабилизатор, форма которого будет существенным образом создавать торможение оболочки в полете. Диапазон отношение высоты оболочки к радиусу сферической части оболочки находящийся в пределах от 0,13 до 0,18, позволяет оптимизировать форму низкопрофильной оболочки, для создания удлиненного поражающего элемента. На фиг. 3 показана низкопрофильная оболочка с соотношением высоты оболочки к радиусу сферической части равным 0,18. Моделирование процесса выворачивания оболочки показывает, что образуется удлиненный элемент, длиной 24.5 мм, с развитой юбкой, диаметр которой равен 27 мм. Выбор значений ниже нижнего предела, т.е. 0,13, приведет к уменьшению размеров при торцевой части облицовки, что сформирует юбку размеры которой будут приближаться к миделевому сечению удлиненного элемента. Значения выше верхнего предела приведут к увеличению размеров юбки удлиненного элемента, что окажет влияние на уменьшение скорости полета удлиненного элемента. Поэтому указанный диапазон значений позволит сформировать оптимальную юбку при формировании удлиненного элемента из низкопрофильной облицовки.

Для примера реализации предложенного технического решения рассмотрим облицовку диаметр основания, которой равен 64 мм, следовательно, радиус основания R_o равен 32 мм. Радиус сферической части устанавливаем из соотношения и его значение можно выбрать из диапазона равен 48…56 мм. Высоту Н облицовки устанавливаем из соотношения которое равно диапазону равного 0,13…0,18. Причем для R_сф равной 48 мм высоту облицовки H₄₈ определяем как произведение 48×0.18 и она равна 8,64 мм, а для радиуса 56 мм высоту облицовки H₅₆ определяем как произведение 56×0,13 и она равна 7,28 мм Расстояние от купола внутренней сферической полости до точки перегиба h, которая является началом тороидального участка при торцевой части оболочки определяем из предлагаемого диапазона 1.33…1,34, причем для R_сф=48 мм точка перегиба, определяется как Для радиуса 56 мм значение размера h₅₆, определяется

Полученная облицовка с приторцевой тороидальной частью начинающейся в точке перегиба, установленной как расстояние от купола сферической части облицовки, для сегмента с радиусом 48 мм, равной 6,64 мм, и заканчивающейся на пересечении плоскости основания оболочки с цилиндрической поверхностью, диаметр которой равен диаметру основания облицовки, то есть 2*R_o=2*32=64 мм. Причем значение радиуса образующей тороидальной поверхности определяется пересечением перпендикуляра к касательной образующей окружности сферической поверхности в точке перегиба с образующей цилиндрической поверхности облицовки радиусом 32 мм. Значение радиуса тороидальной поверхности будет равно 16 мм. Облицовка с такими геометрическими параметрами в процессе динамического выворачивания образует удлиненный элемент с кормовой частью, позволяющей стабилизировать его в полете без потери скорости при подходе к преграде.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет формировать удлиненный поражающий элемент со стабилизирующим коническим участком в кормовой его зоне, что позволит ему соударяться с преградой головной частью.

1. Боеприпасы, т. 1 под общей редакцией В.В. Селиванова, М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. 506 с

2. Снарядоформирующий заряд: патент RU 2355996 / В.И. Колпаков [и др.]; заявлено 15.11.2007; опубл. 20.05.2009. Бюлл. №14

3. Patent US 5559304/ Raimund Schweiger. 24.09.1996

Изобретение относится к оборонной технике для формирования удлиненного поражающего элемента для пробития преграды методом взрывного выворачивания облицовки. Облицовку выполняют сферической формы с тороидальной приторцевой частью, начинающейся в точке перегиба сферической поверхности и заканчивающейся на цилиндрическом торце облицовки. Изобретение позволяет повысить точность попадания в преграду. 7 ил.

Облицовка для снарядоформирующего устройства, выполненная в виде сферического сегмента с измененной приторцевой частью, отличающаяся тем, что приторцевую часть выполняют тороидальной, причем геометрические параметры сферического сегмента определяются соотношениями: причем радиус образующей приторцевой тороидальной поверхности определяется пересечением перпендикуляра к касательной образующей окружности сферической поверхности в точке перегиба с образующей цилиндрической поверхности облицовки, радиусом,

где: R_сф - радиус внутренней поверхности сферического сегмента;

R_о - радиус облицовки;

H - высота внутренней полости облицовки;

h - высота внутренней полости сферической части облицовки.