Кассетная головная часть Российский патент 2023 года по МПК F42B12/58 

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при разработке кассетных головных частей (КГЧ), укомплектованных преимущественно крупногабаритными боевыми элементами (БЭ).

При разработке кассетных головных частей различного назначения особое внимание уделяется проектированию газодинамической схемы разделения головной части, так как создаваемая цепью пороховых зарядов волновая структура течения газа по внутренним полостям КГЧ оказывает существенное влияние на теплоприемники взрывателей, на задействование вышибного заряда боевых элементов, а также определяет параметры прочностных свойств конструкции, что делает ее разработку актуальной задачей.

Известна кассетная головная часть, описанная в патенте РФ №2138007 МПК F42B 12/58, опубл. 20.09.1999. Конструкция головной части содержит корпус с тандемно расположенными боевыми элементами, снабженными взрывателями и сквозными газоводами, воспламенительный заряд, узел форсирования, поршень, дно, временное устройство и вышибной заряд, связанный посредством газоводов с аккумулирующими полостями, расположенными между боевыми элементами.

Задачей данного технического решения является обеспечение надежного разделения кассетной головной части и рассеивания боевых элементов.

Общими признаками с предлагаемой авторами конструкцией кассетной головной части является наличие корпуса, тандемно расположенных в нем боевых элементов с взрывателями и сквозными газоводами, аккумулирующих полостей между боевыми элементами, вышибного заряда, узла форсирования, поршня, дна, а в переднем отсеке воспламенительного заряда, газодинамически связанного с аккумулирующими полостями, и временного устройства.

Однако конструкция такой кассетной головной части определяет газодинамическую схему процесса разделения таким образом, что прямая передача огневого импульса от воспламенительного заряда к вышибному заряду не обеспечивает надежность взведения взрывателей боевых элементов, расположенных в средней зоне головной части.

Наиболее близкой по технической сути и достигаемому техническому результату к предлагаемой авторами техническому решению является кассетная головная часть по патенту РФ 2187065 МПК F42B 12/58 опубл. 10.08.2002 БИ №22, принятая авторами в качестве прототипа. Она содержит корпус, тандемно расположенные в нем боевые элементы с взрывателями и сквозными газоводами, в передней части которых смонтированы пороховые заряды и расходные шайбы с дроссельными каналами, аккумулирующие полости между боевыми элементами, вышибной заряд, узел форсирования, поршень, дно, а в переднем отсеке размещен воспламенительный заряд, газодинамически связанный с аккумулирующими полостями, и временное устройство.

Задачей данного технического решения является обеспечение надежного взведения взрывателей боевых элементов во время разделения КГЧ.

Однако эксплуатация такой конструкции кассетной головной в заданном температурном диапазоне при различных климатических условиях не исключает возможность деформации корпусных деталей боевых элементов, что снижает надежность выхода БЭ из корпуса ГЧ при разделении, и как следствие надежность функционирования изделия в целом.

Общими признаками с предлагаемой авторами конструкцией кассетной головной части является наличие корпуса, тандемно расположенных в нем боевых элементов с взрывателями и сквозными газоводами, в передней части которых смонтированы пороховые заряды и расходные шайбы с дроссельными каналами, аккумулирующих полостей между боевыми элементами, вышибного заряда, узла форсирования, поршня, дна, а в переднем отсеке воспламенительного заряда, газодинамически связанного с аккумулирующими полостями, и временного устройства.

В отличие от прототипа в предлагаемой авторами конструкции кассетной головной части между боевыми элементами и корпусом образованы демпферные камеры, сообщенные с аккумулирующими полостями посредством щелевых каналов сечением 0,15-0,30 сквозного газовода.

В частных случаях, то есть в конкретных формах выполнения изобретение характеризуется следующими признаками:

- объем демпферной камеры составляет не менее 0,6 суммарного объема аккумулирующей полости и сквозного газовода;

- суммарный объем аккумулирующих полостей, сообщенных с ними посредством щелевых каналов демпферных камер и сквозных газоводов выбирают равным 0,75-0,96 объема переднего отсека.

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 охраны, во всех случаях достаточны.

Поскольку использование кассетной головной части в широком температурном диапазоне при различных климатических условиях приводит к увеличению силовых и тепловых нагрузок, воздействующих на корпусные детали при процессе разделения, а их прочностные характеристики ограничены массогабаритными параметрами, то при эксплуатации кассетной головной части в условиях высоких температур (+50°С) возникают деформации корпусных деталей, контактирующих с высокоэнергитичными продуктами сгорания.

Учитывая, что полный процесс разделения головной части длится в десятки раз дольше процесса взведения взрывателей боевых элементов и за время взведения взрывателей боевых элементов деформация корпусных деталей не наблюдается, то задача снижения времени воздействия высокоэнергетичных продуктов сгорания на корпусные детали боевых элементов, образующих газодинамический тракт, требует тщательного подхода при выборе конструкции кассетной головной части.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности функционирования кассетной головной части в заданном температурном диапазоне при различных климатических условиях за счет обеспечения надежного выхода боевых элементов из корпуса ГЧ путем снижения времени воздействия высокоэнергетичных продуктов сгорания на корпусные детали БЭ посредством введения демпферных камер, сообщенных с аккумулирующими полостями.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной кассетной головной части, включающей корпус, тандемно расположенные в нем боевые элементы с взрывателями и сквозными газоводами, в передней части которых смонтированы пороховые заряды и расходные шайбы с дроссельными каналами, аккумулирующие полости между боевыми элементами, вышибной заряд, узел форсирования, поршень, дно, а в переднем отсеке размещен воспламенительный заряд, газодинамически связанный с аккумулирующими полостями, и временное устройство, а особенность заключается в том, что между боевыми элементами и корпусом образованы демпферные камеры, сообщенные с аккумулирующими полостями посредством щелевых каналов сечением 0,15-0,30 сквозного газовода.

Новая совокупность существенных признаков, а также наличие связей между ними позволяют, в частности, за счет образования между боевыми элементами и корпусом демпферных камер, сообщенных с аккумулирующими полостями посредством щелевых каналов сечением 0,15-0,30 сквозного газовода, обеспечить требуемое время воздействия продуктов сгорания для взведения взрывателей боевых элементов, а также исключить деформацию корпусных деталей боевых элементов, и тем самым обеспечить надежность выхода БЭ из корпуса КГЧ. При сечении щелевых каналов меньше 0,15 сквозного газовода растет время воздействия высокоэнергетичных продуктов сгорания на корпусные детали боевых элементов, образующих газодинамический тракт, что увеличивает риск их деформации, при сечении щелевых каналов выше 0,30 сквозного газовода время воздействия высокоэнергетичных продуктов сгорания недостаточно для взведения взрывателей боевых элементов.

Признаки, характеризующие изобретение в конкретных формах выполнения позволяют, в частности, за счет:

- объема демпферной камеры, составляющей не менее 0,6 суммарного объема аккумулирующей полости и сквозного газовода, обеспечить требуемые параметры давления, исключающие деформацию корпусных деталей боевых элементов;

- суммарный объем аккумулирующих полостей, сообщенных с ними посредством щелевых каналов демпферных камер и сквозных газоводов, равный 0,75-0,96 объема переднего отсека, обеспечить безотказное взведение взрывателей боевых элементов и исключить деформацию их корпусных деталей. При величине суммарного объема аккумулирующих полостей, сообщенных с ними посредством щелевых каналов демпферных камер и сквозных газоводов меньше 0,75 объема переднего отсека в аккумулирующих полостях создается избыточное давление, приводящее к деформации корпусных деталей боевых элементов, образующих газодинамический тракт, а при величине суммарного объема аккумулирующих полостей и демпферных камер больше 0,96 объема переднего отсека в аккумулирующих полостях не обеспечиваются давление и температура, необходимые для взведения взрывателей боевых элементов.

Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и не известны из уровня техники в процессе проведения патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизны».

Исследуя уровень техники в ходе проведения патентного поиска по всем видам сведений, доступных в странах бывшего СССР и зарубежных странах, обнаружено, что предлагаемое техническое решение явным образом не следует из известного на сегодня уровня техники, следовательно, можно сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения заключается в том, что между боевыми элементами и корпусом образованы демпферные камеры, сообщенные с аккумулирующими полостями посредством щелевых каналов сечением 0,15-0,30 сквозного газовода.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид кассетной головной части, на фиг. 2 показан вид А боевого элемента в корпусе головной части, на фиг. 3 показан вид Б места расположения щелевых каналов.

Кассетная головная часть содержит корпус 1, боевые элементы 2, аккумулирующие полости 3 между боевыми элементами, воспламенительный заряд 4, вышибной заряд 5, газодинамически связанный с аккумулирующими полостями 3, узел форсирования 6, поршень 7, дно 8, временное устройство 9, размещенные в переднем отсеке 10. Боевые элементы 2 включают взрыватель 11 и сквозной газовод 12, в передней части которого смонтирован пороховой заряд 13 и расходная шайба 14 с дроссельным каналом 15. Между боевыми элементами 2 и корпусом 1 образованы демпферные камеры 16, сообщенные с аккумулирующими полостями 3 посредством щелевых каналов 17.

Предлагаемая конструкция кассетной головной части функционирует следующим образом.

В заранее установленный момент времени срабатывает временное устройство 9, инициируя воспламенительный заряд 4. Образованные продукты сгорания заполняют передний отсек 10, оказывая силовое и тепловое воздействие на теплоприемники взрывателя 11 первого боевого элемента 2. Одновременно продукты сгорания через дроссельный канал 15 в расходной шайбе 14 подают к пороховому заряду 13 первого боевого элемента 2 и воспламеняют его. Продукты сгорания через сквозной газовод 12 подают в аккумулирующую полость 3, создавая силовое и тепловое воздействие на теплоприемники взрывателя 11 следующего боевого элемента и через дроссельный канал 15 в расходной шайбе 14 подают к пороховому заряду 13 следующего боевого элемента 2, и воспламеняют его. Одновременно через щелевые каналы 17 продукты сгорания подают в демпферную камеру 16 первого боевого элемента. Процесс, описанный выше, повторяется во всех аккумулирующих полостях 3.

В результате продукты сгорания заполняют объем за последним боевым элементом и через каналы в поршне 7 обеспечивают срабатывание вышибного заряда 5. В объеме между поршнем 7 и дном 8 создаются условия, необходимые для разрушения узла форсирования 6.

Под действием давления на поршень 7 боевые элементы 2 выходят из корпуса 1.

Под действием набегающего потока воздуха обеспечивается разведение БЭ, выход их на автономные траектории.

Выполнение кассетной головной части в соответствии с изобретением позволяет во время процесса разделения обеспечить взведение взрывателей боевых элементов, разделение кассетной головной части, а также сохранность элементов конструкции.

Указанный положительный эффект подтвержден предварительными испытаниями кассетной головной части, изготовленной по данному техническому решению.

В настоящее время разработана конструкторско-технологическая документация, проведены испытания и намечено производство кассетных головных частей в соответствии с предлагаемым изобретением.

Изобретение относиться к ракетной технике и может быть использовано при разработке кассетных головных частей, укомплектованных преимущественно крупногабаритными боевыми элементами. Кассетная головная часть, содержащая корпус (1), тандемно расположенные в нем боевые элементы (2) с взрывателями (11) и сквозными газоводами (12), в передней части которых смонтированы пороховые заряды (13) и расходные шайбы (14) с дроссельными каналами (15), аккумулирующие полости (3) между боевыми элементами (2), вышибной заряд (5), узел форсирования (6), поршень (7), дно (8), а в переднем отсеке (10) размещен воспламенительный заряд (4), газодинамически связанный с аккумулирующими полостями (3), и временное устройство (9). Между боевыми элементами (2) и корпусом (1) образованы демпферные камеры, сообщенные с аккумулирующими полостями (3) посредством щелевых каналов сечением 0,15-0,30 сквозного газовода (12). Обеспечивается повышение надежности функционирования кассетной головной части в заданном температурном диапазоне при различных климатических условиях за счет обеспечения надежного выхода боевых элементов из корпуса головной части путем снижения времени воздействия высокоэнергетичных продуктов сгорания на корпусные детали боевыми элементами посредством введения демпферных камер, сообщенных с аккумулирующими полостями. 3 ил.

1. Кассетная головная часть, содержащая корпус, тандемно расположенные в нем боевые элементы с взрывателями и сквозными газоводами, в передней части которых смонтированы пороховые заряды и расходные шайбы с дроссельными каналами, аккумулирующие полости между боевыми элементами, вышибной заряд, узел форсирования, поршень, дно, а в переднем отсеке размещен воспламенительный заряд, газодинамически связанный с аккумулирующими полостями, и временное устройство, отличающаяся тем, что между боевыми элементами и корпусом образованы демпферные камеры, сообщенные с аккумулирующими полостями посредством щелевых каналов сечением 0,15-0,30 сквозного газовода.

2. Кассетная головная часть по п. 1, отличающаяся тем, что объем демпферной камеры составляет не менее 0,6 суммарного объема аккумулирующей полости и сквозного газовода.

3. Кассетная головная часть по п. 1, отличающаяся тем, что суммарный объем аккумулирующих полостей, сообщенных с ними посредством щелевых каналов демпферных камер и сквозных газоводов, выбирают равным 0,75-0,96 объема переднего отсека.