Кассетная головная часть реактивного снаряда Российский патент 2021 года по МПК F42B12/58 F42B10/56 

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при разработке разделяющихся реактивных снарядов залпового огня с боевыми элементами.

Известна конструкция боеприпаса, описанная в патенте RU 2219481 С1, F42B 12/20 2002 г. Боеприпас содержит корпус, жидкотекучий наполнитель, оболочку с метательным зарядом. Плотность жидкотекучего наполнителя составляет 0,1-0,7 плотности оболочки, а диаметр, толщину оболочки и длину метательного заряда выбирают из соотношений d_об=(0,25-0,5)D, t_об=(0,2-2,0)Т, l_з≥0,65L_к, где d_об - диаметр оболочки, t_об - толщина оболочки, D - диаметр корпуса, Т - толщина корпуса, l_з - длина метательного заряда, L_к - длина корпуса. Для обеспечения комбинированного осколочного и фугасного действия в боеприпасе на наружной стороне оболочки метательного заряда или с внутренней стороны корпуса может выполняться сетка канавок.

Таким образом, задачей данного технического решения являлось обеспечение комбинированного осколочно-фугасного действия боеприпаса.

Недостатками описанной конструкции боеприпаса является использование жидкотекучего наполнителя для формирования ударной волны, обладающего низкими выходными энергетическими параметрами при функционировании, а также низкой метательной способностью осколков, особенно в случае формирования осколков на оболочке метательного заряда за счет нанесения насечки. Это обусловлено значительными потерями скорости элементов оболочки и их деформации при контакте с внешней оболочкой корпуса. Наполнение подобной конструкции боеприпаса высокоплотными составами (пастами) обладающими высокими энергетическими выходными параметрами по фугасному действию при функционировании значительно повышает массу боеприпаса и значительно снизит действие осколочного поля.

Общими признаками, с предлагаемой кассетной головной частью являются корпус, метательный заряд, наполнитель.

Известна кассетная головная часть, описанная в патенте RU 2280837 С1, F42В 12/58 2006 г. которая по технической сущности и числу совпадающих признаков выбрана в качестве наиболее близкого аналога предложенной кассетной головной части.

Кассетная головная часть реактивного снаряда, содержит оболочку с доньями, в которой размещены боевые элементы со взрывательными устройствами, воспламенительный, передаточные и вышибной пороховые заряды, а также поршень с узлом форсирования.

Особенностью конструкции является то, что разделяющиеся элементы конструкции жестко скреплены между собой посредством разъемных поршневых полуколец, снабженных боковыми захватами, взаимодействующими с ответными кольцевыми упорами, выполненными на смежных торцевых поверхностях разделяемых элементов, при этом наружный диаметр поршневых полуколец соответствует внутреннему диаметру оболочки, поршень зафиксирован в оболочке посредством осевого упора и узла форсирования, выполненного в виде разрывных болтов, стягивающих в единую кассету разделяемые элементы конструкции и донья головной части, зафиксированные в оболочке посредством радиальных упоров, при этом передаточные пороховые заряды с выполненными в них сквозными газоводами размещены в периферийных зонах боевых элементов с равномерным смещением относительно друг друга, а в дне головной части выполнен канал для обеспечения газодинамической связи запоршневой и задонной рабочих полостей.

Таким образом, задачей предлагаемого изобретения являлась разработка конструкции головной части кассетного типа, обеспечивающей надежную фиксацию элементов в оболочке, исключающую осевые, радиальные и угловые перемещения, а также эксцентриситет их в процессе эксплуатации снаряда (старта, траекторного движения и разделения). Одновременно рассматривалась возможность снижения силовых нагрузок, действующих на разделяемые элементы конструкции в процессе вскрытия снаряда.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании кассетной головной части, принятой авторами за прототип относится то, что в конструкции не учитывается конструктивная компоновка (и ее особенность) самих боевых элементов, обеспечивающая комбинированное осколочно-фугасное действие с высокими выходными параметрами при условии выполнения высокой надежности функционирования кассетной головной части и элемента.

Общими признаками, с предлагаемой кассетной головной частью являются наличие оболочки с доньями, элементы с взрывательными устройствами, воспламенительный, передаточные и вышибной пороховые заряды, а также поршень с узлом форсирования.

В отличие от прототипа в предлагаемой авторами кассетной головной части корпус каждого элемента выполнен тонкостенным, разделен на переднюю и заднюю наружную оболочку и содержит парашютный отсек, передний и задний фланец, на задней наружной оболочке корпуса элемента снаружи закреплены поражающие элементы, на переднем фланце каждого элемента коаксиально наружным оболочкам корпуса закреплена оболочка метательного заряда, жестко скрепленная другим концом с дном парашютного отсека и по боковой поверхности с фланцем, связующим переднюю и заднюю наружные оболочки корпуса элемента.

Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.

Указанные признаки, отличительные от прототипа, и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты во всех случаях достаточны.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является обеспечение надежного функционирования кассетной головной части и элементов при выполнении условия комбинированного осколочно-фугасного действия элементов с высокими выходными параметрами.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной кассетной головной части реактивного снаряда, содержащей оболочку с доньями, в которой размещены последовательно расположенные воспламенительный пороховой заряд, элементы, поршень с узлом форсирования и вышибной пороховой заряд, элементы включают взрывательное устройство и передаточный заряд, особенность заключается в том, что корпус каждого элемента выполнен тонкостенным, разделен на переднюю и заднюю наружную оболочку и содержит парашютный отсек, передний и задний фланец, на задней наружной оболочке корпуса элемента снаружи закреплены поражающие элементы, на переднем фланце каждого элемента коаксиально наружным оболочкам корпуса закреплена оболочка метательного заряда, жестко скрепленная другим концом с дном парашютного отсека и по боковой поверхности с фланцем, связующим переднюю и заднюю наружные оболочки корпуса элемента.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между ними позволяет, в частности, за счет:

- выполнения на переднем фланце элементов коаксиально наружным оболочкам корпуса закрепленной оболочки метательного заряда обеспечить размещение единого метательного заряда, обеспечивающего передачу детонационного импульса на состав обеспечивающий при функционировании ударное (фугасное) поле поражения и на состав конденсированного взрывчатого вещества, обеспечивающего осколочное поражение, повысив тем самым технологичность изготовления боеприпаса;

- выполнения оболочки метательного заряда, жестко скрепленной с дном парашютного отсека и фланцем связующим тонкостенные наружные переднюю и заднюю оболочку корпуса обеспечить жесткость конструкции снизив нагрузку на внешние сварные швы указанных оболочек с передним и задним фланцами элементов. При выполнении тонкостенных наружных оболочек корпуса в момент ввода парашютной системы на траектории создаются значительные перегрузки, происходит демонтаж корпуса в местах стыка оболочек корпуса с задним фланцем элементов и отрыв парашютного отсека от оболочки, что исключено при обеспечении дополнительных жестких связей в конструкции элемента, какими и являются скрепление переднего и заднего фланцев элемента через оболочку метательного заряда с парашютным отсеком, оболочки метательного заряда с фланцем, скрепленным с наружными тонкостенными оболочками корпуса элемента;

- выполнения фланца связующего тонкостенные переднюю и заднюю наружные оболочки корпуса элемента обеспечить размещение в переднем отсеке элемента высокоэнергетичного состава формирующего ударно-волновой фронт, а в донном отсеке элемента конденсированное взрывчатое вещество, обеспечивающее лучшее осколочное действие. Тем самым обеспечивается комбинированное действие боеприпаса с высокими выходными параметрами;

- выполнения тонкостенного корпуса (тонкостенных наружных оболочек элемента) обеспечить снижение пассивной массы, повышение выходных параметров при функционировании за счет исключения дополнительных значительных потерь на разрыв оболочек в момент детонации метательного заряда и разброса смеси;

- выполнения задней наружной оболочки корпуса элемента, на которой снаружи закреплены готовые поражающие элементы обеспечить высокое осколочное действие, за счет размещения поражающих элементов, которые в момент детонации конденсированного взрывчатого вещества разбрасываются с высокими скоростями, отрываясь от внешней стороны наружной оболочки корпуса элемента с наименьшими потерями. Одновременно с этим, размещение поражающих элементов на задней наружной оболочке корпуса повышает прочность и исключает возможность ее смятия, разгерметизации корпуса в момент вскрытия головной части и начального движения элементов при выходе из оболочки за счет прорыва пороховых газов высокого давления из-за поршневого пространства в предпоршневой, обтекая снаружи поршень под оболочкой кассетной головной части. Тем самым повышается надежность функционирования элемента в целом, за счет обеспечения его целостности, прочности при разделении головной части, при вводе парашютной системы, а также движении (полете) элементов к цели.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, неприсущего признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.

Сравнение предложенного технического решения с ближайшими аналогами уровня техники не выявило идентичного совпадения совокупности существенных признаков изобретения.

Изготовление кассетной головной части по изобретению возможно на действующем производстве серийно.

Из вышесказанного можно сделать вывод о соответствии изобретения условиям патентоспособности.

Сущность предложенного изобретения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративную цель и не ограничивает объема притязаний совокупности признаков формулы, где изображены:

на фиг. 1 - общий вид предложенной кассетной головной части, продольный разрез;

на фиг. 2 - общий вид элемента, продольный разрез.

Кассетная головная часть содержит оболочку 1, переднее дно 2, кольцо 3, последовательно расположенные воспламенительный пороховой заряд 4, элементы 5 с взрывательными устройствами 6 и передаточными пороховыми зарядами 7, вышибной пороховой заряд 8, поршень 9, узел форсирования 10, заднее дно 11. Переднее дно, элементы, поршень связаны между собой посредством полуколец 12 в один блок, соединенный с оболочкой через узел форсирования 10 и кольцо 3 резьбовым соединением.

Корпус каждого элемента 5 выполнен тонкостенным, разделен на переднюю 13 и заднюю 14 наружную оболочку и содержит парашютный отсек 15, передний 16 и задний 17 фланцы, на задней наружной оболочке корпуса 14 элемента снаружи закреплены поражающие элементы 18, на переднем фланце 16 каждого элемента коаксиально наружным оболочкам корпуса закреплена оболочка метательного заряда 19, жестко скрепленная другим концом с дном парашютного отсека 20 и по боковой поверхности с фланцем 21, связующим переднюю 13 и заднюю 14 наружные оболочки корпуса элемента 5.

В переднем дне 2 кассетной головной части закреплен ПИМ 22, задействующий воспламенительный пороховой заряд 4 по команде.

Предлагаемая конструкция кассетной головной части работает следующим образом.

Расположенный в переднем дне ПИМ 22 на траектории полета реактивного снаряда в ранее установленный момент времени выдает форс пламени на воспламенительный пороховой заряд 4. Продукты сгорания заряда создают в полости переднего дна 2 давление и температуру, необходимые для снятия ступени предохранения взрывательного устройства 6 и воспламенения передаточного заряда 7. Одновременно продукты сгорания передаточного заряда перемещаются по сквозному газоводу элемента 5, заполняют межэлементную полость и обеспечивают снятие ступени предохранения взрывательного устройства и срабатывание передаточного заряда следующего элемента. В конечном итоге, продукты сгорания зарядов поступают в предпоршневую зону, а затем через канал в поршне 9 обеспечивают срабатывание вышибного заряда 8.

При достижении в запоршневом объеме величины давления, необходимого для разрушения разрывных болтов узла форсирования 10, начинается выдвижение разделяемых элементов из оболочки 1. При достижении ими среза оболочки за счет наличия внутреннего давления обеспечивается отстрел полуколец 12 в радиальном направлении, а разделяемых элементов - в направлении стрельбы. В дальнейшем, под действием аэродинамических сил набегающего потока воздуха обеспечивается разведение разделяющихся элементов, продолжающих свое движение по автономным траекториям, и распределение их на местности.

После выброса элементов 5 из оболочки 1 и их аэродинамического разведения, задействуется парашютная система элементов 23, которая обеспечивает торможение, стабилизацию и угол подхода элемента к поверхности (90°±15°) при свободном падении.

Функционирование элемента обеспечивается взрывательным устройством 6.

Выполнение кассетной головной части в соответствии с изобретением позволяет повысить эффективность действия за счет конструктивных особенностей компоновки элементов и крепления осколочных элементов на наружной поверхности задней наружной оболочки корпуса элемента, а также обеспечить высокую надежность работы кассетной головной части и прочность конструкции элементов.

Изобретение может быть использовано при разработке различных боеприпасов с плотными высокоэнергетичными составами, указанный положительный эффект подтвержден испытаниями макетных образцов, выполненных в соответствии с изобретением.

На основании предполагаемого изобретения разработана конструкторская документация, ведется изготовление опытных образцов, планируется серийное изготовление.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при разработке разделяющихся реактивных снарядов залпового огня с крупногабаритными боевыми элементами. Кассетная головная часть реактивного снаряда содержит оболочку с доньями, в которой размещены последовательно расположенные воспламенительный пороховой заряд, элементы, поршень с узлом форсирования и вышибной пороховой заряд. Элементы включают взрывательное устройство и передаточный заряд. Корпус каждого элемента выполнен тонкостенным, разделен на переднюю и заднюю наружную оболочку и содержит парашютный отсек, передний и задний фланец. На задней наружной оболочке корпуса элемента снаружи закреплены поражающие элементы. На переднем фланце каждого элемента коаксиально наружным оболочкам корпуса закреплена оболочка метательного заряда, жестко скрепленная другим концом с дном парашютного отсека и по боковой поверхности с фланцем, связующим переднюю и заднюю наружные оболочки корпуса элемента. Техническим результатом является повышение эффективности поражения и надежности функционирования головной части при разделении на траектории. 2 ил.

Кассетная головная часть реактивного снаряда, содержащая оболочку с доньями, в которой размещены последовательно расположенные воспламенительный пороховой заряд, элементы, поршень с узлом форсирования и вышибной пороховой заряд, элементы включают взрывательное устройство и передаточный заряд, отличающаяся тем, что корпус каждого элемента выполнен тонкостенным, разделен на переднюю и заднюю наружную оболочку и содержит парашютный отсек, передний и задний фланец, на задней наружной оболочке корпуса элемента снаружи закреплены поражающие элементы, на переднем фланце каждого элемента коаксиально наружным оболочкам корпуса закреплена оболочка метательного заряда, жестко скрепленная другим концом с дном парашютного отсека и по боковой поверхности с фланцем, связующим переднюю и заднюю наружные оболочки корпуса элемента.