МЕТАТЕЛЬНЫЙ ЗАРЯД ДЛЯ ГРАНАТОМЕТНОГО ВЫСТРЕЛА Российский патент 2024 года по МПК F42B14/00 

Изобретение относится к боеприпасам унитарного заряжания, а более конкретно к метательному заряду для безгильзового гранатометного выстрела для подствольных и ручного гранатометов.

Уровень данной области техники характеризует артиллерийский патрон для гранатомета по патенту RU 2125226 C1, F42B 5/02,1999, содержащий боевую часть с ведущим пояском, камеру сгорания, в которой помещен метательный пороховой заряд, закрытую горизонтальной перфорированной диафрагмой с мембраной уплотнительную прокладку и капсюль-воспламенитель.

Отличается указанный патрон тем, что камера сгорания, с торца закрытая диафрагмой, несущей капсюль-воспламенитель, размещена в хвостовике корпуса боевой части, выполненном под диаметр форкамеры ствола с гарантированным минимальным зазором, уплотнительная прокладка представляет собой профильную пластинчатую пружину, сверху нагружающую метательный заряд, а ведущий поясок спрофилирован с параллельными оси боевой части готовыми выступами, ширина которых соизмерима с нарезами ствола.

Недостатком известного патрона является неудовлетворительная функциональная надежность, которая выражается в снижении баллистических показателей изделия из-за разрыва уплотнительной прокладки, зафиксированной на хвостовике корпуса боевой части гранаты, давлением пороховых газов, которые заполняют при этом объем камеры сгорания над ней. При выгорании порохового наполнения могут быть случаи, когда давлением газов сверху уплотнительная прокладка перемещается к мембране и перекрывает перфорации диафрагмы, что препятствует их кинетическому выбросу в канал ствола и достижению заданного метательного импульса боевой части.

Отмеченный недостаток устранен в хвостовике для боевой части артиллерийского патрона по патенту RU 2209387 C1, F42B 14/00, 2001 г., который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному метательному заряду.

Хвостовик для боевых частей артиллерийских патронов, калибр которого соизмерим с форкамерой ствола гранатомета при гарантированном минимальном зазоре, содержит закрепляемую на корпусе боевой части камеру сгорания порохового наполнения, сверху ограниченную уплотнительной прокладкой, представляющей собой профильную пластинчатую пружину, смонтированную внутри камеры сгорания, закрытую с торца диафрагмой, несущей капсюль-воспламенитель и перекрытую мембраной. Камера сгорания внутри снабжена ступенькой меньшего диаметра для запрессовки уплотнительной прокладки, а снаружи имеет, как минимум, два кольцевых конических поднутрения, наклоненных в противную диафрагме сторону.

Ступенька внутри камеры сгорания обеспечивает силовое замыкание уплотнительной прокладки при ее запрессовке, что гарантирует надежное крепление в натяг и стабильное функционирование метательного заряда.

Независимое крепление метательного заряда на хвостовике корпуса боевой части осуществляется с осевым зазором относительно уплотнительной прокладки, который позволяет последней в работе продольно перемещаться до упора в торец гранаты, создавая дополнительный объем для компенсации избыточного давления пороховых газов и предотвращая тем самым разрывы материала уплотнительной прокладки.

Поднутрения на наружной поверхности камеры сгорания, которая взаимосвязана с форкамерой ствола, выполняют функции газовой заслонки повышенного давления пороховых газов в зазоре между ними, завихрения которых создают барьер уплотнения, предотвращающий прорыв пороховых газов по каналу ствола к дульному срезу, исключая потерю расчетного метательного пульса.

Однако, недостатком прототипа является снижение функциональной надежности, которое выражается в возможности нештатного разрушения камеры сгорания и ее отделения от хвостовика боевой части гранаты. В конструкции гранатометного выстрела реализована двухкамерная безгильзовая баллистическая схема, при которой камера сгорания является камерой высокого давления, а в качестве камеры низкого давления используется загранатный объем форкамеры ствола, за хвостовиком с камерой сгорания. Практика использования гранатометных выстрелов показывает, что имеется вероятность разрушения тонкостенной камеры сгорания высокого давления, обусловленное естественным разбросом энергетических характеристик порохового заряда, сгорающего внутри нее, особенно в случае повышенных температур эксплуатации. Разрушение камеры сгорания приводит к резкому спаду давления в ней и затуханию процесса горения метательного заряда, что препятствует достижению заданных баллистических характеристик.

Кроме того, в случае разрушения камеры сгорания в месте крепления на хвостовик корпуса боевой части гранаты или по вершинам поднутрений на наружной поверхности камеры сгорания, отделившаяся ее донная часть застревает в форкамере ствола гранатомета и препятствует его дальнейшей работе по назначению.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение функциональной надежности метательного заряда гранатометного выстрела и обеспечение стабильности его баллистических характеристик.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном метательном заряде для гранатометного выстрела, калибр которого соизмерим с диаметром форкамеры ствола гранатомета при гарантированном минимальном зазоре, содержащий закрепляемую на корпусе боевой части камеру сгорания с пороховым наполнением, сверху ограниченным уплотнительной прокладкой, представляющей собой профильную пластинчатую пружину, запрессованную внутри камеры сгорания на ступеньку меньшего диаметра, закрытой с торца диафрагмой, несущей капсюль-воспламенитель, и перекрытой мембраной, а также, как минимум, двумя кольцевыми коническими поднутрениями камеры сгорания, наклоненными в противную диафрагме сторону, отличающийся тем, что общее количество выпускных отверстий в диафрагме, расположенных по окружности, определятся из соотношения:

n=k(D/ d), где

n - количество выпускных отверстий;

d - диаметр выпускных отверстий;

D - диаметр расположения выпускных отверстий;

k - эмпирический коэффициент,

а камера сгорания закреплена на хвостовике корпуса боевой части путем обжима на анаэробном герметике.

Другой особенностью предложенного технического решения является то, что на хвостовике корпуса боевой части выполнены два или три радиальных паза для выхода воздуха при установке метательного заряда.

Оптимальное количество выпускных отверстий в диафрагме, а также их геометрические размеры были рассчитаны согласно методике планирования эксперимента и проверены при стрельбовых испытаниях в баллистической трассе с измерением баллистических характеристик функционирования гранатометного выстрела. По результатам практических опытов числовое значение эмпирического коэффициента « к » было ограничено в диапазоне 1,5…2,75.

Отличительные признаки предложенного технического решения позволили простым расчетом однозначно определить конструктивные характеристики метательного заряда для гранатометного выстрела, тем самым повысив его надежность функционирования и обеспечив стабильность его баллистических характеристик.

В двухкамерной безгильзовой баллистической схеме, реализованной в гранатометном выстреле, камера сгорания является камерой высокого давления, а в качестве камеры низкого давления используется загранатный объем форкамеры ствола, за хвостовиком с камерой сгорания. Диафрагма камеры сгорания обеспечивает стабильное горение порохового заряда в камере сгорания при высоком давлении (100-150 МПа) и организацию газодинамического процесса струйного распределения продуктов горения в загранатный объем форкамеры ствола через выходные отверстия диафрагмы. Пороховые газы струйно по оси выбрасываются из камеры сгорания, что обеспечивает необходимый импульс метания, развиваемый на длине хвостовика.

При значениях эмпирического коэффициента «k» более 2,75 (большее количество выпускных отверстий) происходит снижение прочностных характеристик диафрагмы камеры сгорания, приводящее к возможности разрушения диафрагмы в области расположения выпускных отверстий из-за утонения перемычек между ними.

При значениях эмпирического коэффициента «k» менее 1,5 (меньшее количество выпускных отверстий) возможно разрушение камеры сгорания в месте крепления на хвостовик корпуса боевой части гранаты или по вершинам поднутрений на наружной поверхности камеры сгорания, обусловленное резким повышением давления из-за естественного разброса энергетических характеристик порохового заряда. Кроме того, возрастает значение индивидуальных допусков на изготовление выходных отверстий в условиях массового производства, приводящее к увеличению разбросу баллистических характеристик метательного заряда.

Предложенный метательный заряд является самодостаточной автономной единицей и устанавливается на хвостовик боевой части выстрела методом обжима на анаэробном герметике, при этом излишки воздуха из внутренней полости выходят через пазы хвостовика боевой части, предотвращая выдавливание анаэробного герметика избыточным давлением наружу. Дополнительная степень герметизации увеличивает стабильность баллистических характеристик метательного заряда при длительном хранении и надежность функционирования гранатометного выстрела по назначению.

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

Сущность изобретения поясняется чертежом, который служит чисто для иллюстрации и не ограничивает объема притязаний совокупности признаков формулы.

На чертеже изображены:

- на Фиг. 1 - выстрел для гранатомета;

- на Фиг. 2 - вид А на Фиг. 1;

- на Фиг. 3 - метательный заряд;

- на Фиг. 4 - вид Б на Фиг. 3;

Выстрел для гранатомета (Фиг. 1) состоит из головного взрывателя 1, осколочной боевой части 2, ведущего пояска с готовыми нарезами 3, камеры сгорания 4 метательного заряда, установленной при помощи неразъемного соединения обжимом на хвостовик 5 боевой части выстрела.

Метательный заряд (Фиг. 3 и 4) собирается отдельно в следующей последовательности. Камера сгорания 4 выполнена в виде стакана, дно которого представляет собой диафрагму 6. На наружной поверхности камеры 4 сгорания выполнены два кольцевых конической формы поднутрения 7, наклоненными в противную диафрагме сторону. В центре диафрагмы 6 соосно закреплен капсюль-воспламенитель 8. На дно камеры 4 сгорания приклеена мембрана 9, которая перекрывает калиброванные перфорации 10 диафрагмы 9. Далее на мембрану 9 внутрь камеры 4 сгорания мерно насыпают порох 11, который закрывают профилированной уплотнительной прокладкой 12. При осевой подаче запрессовки прокладка 12 с натягом уплотняется на кольцевой ступеньке 13 и прижимает навеску пороха 11 без разрушения его зерен за счет упругих свойств пластинчатой пружины-прокладки 12.

Предложенный метательный заряд (Фиг. 3 и 4) является самодостаточной автономной единицей структуры гранатометного выстрела (Фиг. 1). Герметичное изолирование порохового наполнения в камере 4 сгорания между уплотнительной прокладкой 12 и мембраной 9 позволяет сохранять порох 11 сухим длительное время с неизменными основными техническими характеристиками при складировании метательных зарядов по изобретению отдельно, до сборки с боевыми частями.

Метательный заряд в виде автономной сборочной единицы устанавливается на хвостовик 5 боевой части выстрела методом обжима (Фиг. 2) на анаэробном герметике, при этом излишки воздуха из полости 14 выходят через пазы 15 хвостовика 5 боевой части, предотвращая выдавливание герметика избыточным давлением.

При стрельбе импульс от капсюля-воспламенителя 8 поджигает порох 11 в камере 4 сгорания. Продукты горения пороха 11 прорывают материал мембраны 9 над перфорациями 10 диафрагмы 9 и выбрасываются в форкамеру ствола гранатомета, где накапливаются до давления метательного импульса.

Пороховые газы по кольцевому зазору между форкамерой и наружной поверхностью камеры 4 сгорания поступают в кольцевые поднутрения 7, где завихряются и уплотняются, образуя газовый клин с обтюрирующим эффектом, выполняя функции заслонки, препятствующей свободному прохождению пороховых газов в канал ствола.

Под действием давления накопленных в форкамере пороховых газов происходит поступательное движение выстрела с вращением от взаимодействия пояска 3 с нарезами ствола. Разгон и раскрутка гранаты происходит на длине камеры 4 сгорания, при этом достигаются заданные начальная скорость и число оборотов.

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

Предложенные отличия метательного заряда для гранатометного выстрела, которые прямо не следуют из постановки технической задачи, не являются очевидными для специалистов по артиллерийским боеприпасам.

Из вышесказанного можно сделать вывод о соответствии изобретения условиям патентоспособности.

Изобретение относится к вооружению, а именно к метательному заряду для гранатометного выстрела. Метательный заряд для гранатометного выстрела, калибр которого соизмерим с диаметром форкамеры ствола гранатомета при гарантированном минимальном зазоре содержит закрепляемую на хвостовике корпуса боевой части камеру сгорания с пороховым наполнением, сверху ограниченным уплотнительной прокладкой, представляющей собой профильную пластинчатую пружину, запрессованную внутри камеры сгорания на ступеньку меньшего диаметра, закрытой с торца диафрагмой, несущей капсюль-воспламенитель, и перекрытой мембраной, а также, как минимум, двумя кольцевыми коническими поднутрениями камеры сгорания, наклоненными в противную диафрагме сторону. Общее количество выпускных отверстий в диафрагме, расположенных по окружности, определятся из соотношения n = k(D/d), где n - количество выпускных отверстий, d - диаметр выпускных отверстий, D - диаметр расположения выпускных отверстий, k - эмпирический коэффициент. Камера сгорания закреплена на хвостовике корпуса боевой части путем обжима на анаэробном герметике. Технический результат заключается в повышении функциональной надежности метательного заряда гранатометного выстрела и обеспечении стабильности его баллистических характеристик. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Метательный заряд для гранатометного выстрела, калибр которого соизмерим с диаметром форкамеры ствола гранатомета при гарантированном минимальном зазоре, содержащий закрепляемую на хвостовике корпуса боевой части камеру сгорания с пороховым наполнением, сверху ограниченным уплотнительной прокладкой, представляющей собой профильную пластинчатую пружину, запрессованную внутри камеры сгорания на ступеньку меньшего диаметра, закрытой с торца диафрагмой, несущей капсюль-воспламенитель, и перекрытой мембраной, а также, как минимум, двумя кольцевыми коническими поднутрениями камеры сгорания, наклоненными в противную диафрагме сторону, отличающийся тем, что общее количество выпускных отверстий в диафрагме, расположенных по окружности, определятся из соотношения:

n = k(D/d), где

n - количество выпускных отверстий;

d - диаметр выпускных отверстий;

D - диаметр расположения выпускных отверстий;

k - эмпирический коэффициент, а камера сгорания закреплена на хвостовике корпуса боевой части путем обжима на анаэробном герметике.

2. Метательный заряд для гранатометного выстрела, по п. 1, отличающийся тем, что на хвостовике корпуса боевой части выполнены два или три радиальных паза для выхода воздуха при установке метательного заряда.