РЕАКТИВНЫЙ СНАРЯД Российский патент 2024 года по МПК F42B15/00 

Изобретение относится к устройствам, преобразующим энергию взрыва в энергию электромагнитного импульса (ЭМИ) повышенной мощности для поражения радиоэлектронных средств противника.

В настоящее время классические виды оружия отходят на второй план, им на замену поступают новые, высокотехнологичные средства поражения. Меняются приоритеты: цель войн будущего - не население, а экономика противника. Большую часть боевых задач теперь будут решать роботы - от беспилотных летательных аппаратов до автоматических бронированных машин. Поэтому на первый план выходит электромагнитное, или, как его еще называют, микроволновое оружие, выжигающее компьютерный «мозг» противника. Первыми электромагнитными боеприпасами были и остаются обычные ядерные заряды, одним из поражающих факторов которых является электромагнитный импульс, выводящий из строя электронику на много километров вокруг. Действие электромагнитного излучения оказалось настолько эффективным, что сразу появилось желание создать неядерное электромагнитное оружие. Первой приходит мысль о направленном излучении, которое распространяется примерно в 40 тысяч раз быстрее, чем летит боеголовка баллистической ракеты. Такой пушке не потребуются снаряды, у нее не будет отдачи, стрельба ее беззвучна и бездымна. Несложные расчеты показывают: дальность поражения электроники не может превышать размер источника излучения более чем в 1000 раз, иначе излучение вызовет разряд в окружающем воздухе и вся его энергия уйдет на образование плазменного экрана. Из этого следует, что источники узких пучков электромагнитного излучения - микроволновые пушки - всегда будут проигрывать равным по габаритам артиллерийским системам в дальности и эффективности поражения. Пучок излучения не заставишь искривиться, поэтому нельзя стрелять с закрытых позиций. Если к этому добавить немалые габариты микроволновых пушек, то понятно, что шансов на современном поле боя у них нет. Список недостатков можно продолжить. Но это не значит, что у электромагнитного оружия нет будущего.

Другое дело, если источник ЭМИ срабатывает рядом с целью - тогда преимущество перед ударной волной или осколками очевидно. Например, радиус поражения крылатой ракеты 120-мм электромагнитным боеприпасом может составить 60 метров (та же тысяча радиусов боеприпаса), что в десять раз дальше, чем осколочно-фугасным снарядом аналогичного калибра.

Однако на данный момент в мире не существует компактных хранилищ электромагнитной энергии высокой плотности, которые можно было бы разместить внутри современных боеприпасов. Поэтому для ее генерации используется традиционное взрывчатое вещество, при детонации которого выделяется в тысячи раз больше энергии, чем может выдать в нагрузку лучший аккумулятор того же объема. Называются такие генераторы взрывомагнитными, и своим рождением они обязаны опять же ядерному оружию. Явление генерации ЭМИ при взрыве зарядов конденсированных взрывчатых веществ (ВВ) достаточно хорошо известно и описано в научно-технической литературе [1, 2].

На практике такие устройства, обеспечивающие преобразование энергии взрыва в энергию электромагнитного импульса нашли применение, хотя и ограниченное. Так, известны взрывные магнитокумулятивные (МК) генераторы [3], используемые для получения мощных электромагнитных импульсов.

Известен взрывной магнитокумулятивный генератор (патент RU №2044252 от 1995 г.) [4], содержащий заряд взрывчатого вещества, соленоид внешнего магнитного поля, внутренний и внешний электроды и изолятор, также он снабжен дополнительным электродом, размещенным в заряде по его оси и электрически соединенным с внутренним и внешним электродами посредством регулировочного сопротивления.

Основными недостатками этого устройства, ограничивающими применение этих генераторов в качестве источников энергии, являются сравнительно низкие коэффициенты усиления тока и энергии. Это обусловлено рядом причин, в качестве основных из которых можно выделить большие потери магнитного потока, обусловленные сравнительно большим временем компрессии.

Известен также взрывомагнитный генератор (патент RU №2516260 от 2020 г.) [5], содержащий подключенную к источнику питания деформируемую цилиндрическую спираль, размещенный соосно внутри нее обратный токопровод в виде трубы с зарядом взрывчатого вещества (ВВ), индуктивную нагрузку и замыкающий ключ, соединяющий деформируемую спираль и трубу, и размещенные вне деформируемой спирали со стороны, противоположной от нагрузки, причем деформируемая спираль выполнена в виде многозаходной спирали с четным числом заходов, при этом все заходы в каждой из этих спиралей с четным и соответственно с нечетным порядковым номерами соединены параллельно с образованием в каждой из спиралей двух равных по величине и электрически изолированных одна от другой частей, в то же время один из свободных концов деформируемой спирали соединен с другим концом трубы, а ко второму свободному концу деформируемой спирали подключена нагрузка, деформируемая спираль состоит из двух соосных, расположенных друг над другом и индуктивно связанных частей, при этом нижняя спираль является полностью деформируемой (полностью деформируема) и образует рабочую полость генератора, в то время как верхняя спираль образует частично деформируемую зону трансформации магнитного потока из рабочей полости генератора в индуктивную нагрузку, при этом все заходы полностью деформируемой нижней спирали включены согласно относительно друг друга, а заходы с четными и нечетными номерами частично деформируемой спирали зоны трансформации магнитного потока включены встречно друг с другом таким образом, что частично деформируемая спираль образует двухслойную структуру из четного числа элементов со встречными магнитными потоками по всем направлениям; в то же время нечетные заходы полностью деформируемой спирали и нечетные заходы частично деформируемой спирали соединены последовательно и согласно друг с другом, четные же заходы полностью деформируемой спирали и четные заходы частично деформируемой спирали зоны трансформации соединены между собой и индуктивной нагрузкой последовательно, при этом полностью деформируемая спираль с четными заходами и частично деформируемая спираль так же с четными заходами включены встречно друг с другом.

К недостаткам устройства можно отнести сложность конструкции, где используется частично деформируемая и деформируемая спирали соединенные между собой заходами с четными и нечетными номерами соответственно.

Для эффективного применения ЭМИ необходимо доставить взрывной генератор электромагнитных импульсов как можно ближе к объекту поражения и достаточно удаленно от своих радиоэлектронных средств для предотвращения их поражения. С этой задачей на наш взгляд лучше всего справится реактивная система залпового огня, с высокой точностью и минимальным физическим воздействием доставит боеприпас в точку применения.

Известен способ поражения цели вращающимся баллистическим реактивным снарядом (патент RU №2158411 от 2000 г.), старт или полет снаряда осуществляют со стабилизацией по крену его головного отсека, снабженного головкой самонаведения и соединенного с остальными отсеками снаряда через цилиндрический шарнир.

Данный способ способствует точному поражению цели только за счет фугасного и осколочного воздействия.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению является осколочный боеприпас Староверова (варианты) и устройство для его применения (варианты) (патент RU №2472098 от 2013 г.), содержащий заряд взрывчатого вещества (ВВ) и осколкообразующую рубашку, закрепленные на подшипниках на валу и имеет наклонные аэродинамические поверхности, приводящих его во вращение относительно его продольной оси. Боеприпас состоит из двух частей, вращающихся в противоположные стороны.

Недостатком этого устройства является использование для поражения объектов только осколков и фугасного действия боеприпаса.

Задачей изобретения является создание устройства, способного поражать радиоэлектронные компоненты вооружения и технических средств противника электромагнитным импульсом, наносить физическое поражение фугасным и осколочным действием боеприпаса, имеющего незаряженные источники питания при хранении, транспортировки и пуске.

Техническим результатом предложенного вида боеприпаса является расширение его боевых возможностей по видам поражения, повышающих эффективность поражения вооружения и технических средств противника, безопасного хранения и транспортировки.

Требуемый технический результат достигается тем, что реактивный снаряд, состоит из содержащих заряд взрывчатого вещества двух соединенных частей - носовой и кормовой ракетной, снабженных наклонными аэродинамическими поверхностями, приводящими эти части снаряда во вращение относительно его продольной оси в противоположные стороны. Снаряд снабжен электрогенератором, содержащим ротор и статор, причем статор электрогенератора расположен в носовой части, в ротор электрогенератора закреплен в кормовой ракетной части снаряда и соединяет носовую часть с кормовой ракетной заполненой высокоимпульсными зарядами смесевого твердого топлива. В носовой части снаряда расположены взрывомагнитный генератор, соединенный с электрогенератором через конденсаторную батарею, которая заряжается электрогенератором после старта, антенна, выполненная с возможностью распространения электромагнитного импульса от взрывомагнитного генератора, и блок системы управления, при этом наклонные аэродинамические поверхности выполнены складными.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на Фиг. 1 представлен реактивный снаряд, включающий в свой состав:

1 - антенна;

2 - ротор электрогенератора;

3 - кормовая ракетная часть;

4 - кормовые аэродинамические поверхности;

5 - носовые аэродинамические поверхности;

6 - электрогенератор;

7 - носовая часть.

На Фиг. 2 представлена схема носовой части реактивного снаряда, где:

I - антенна;

5 - носовые аэродинамические поверхности;

6 - электрогенератор;

7 - блок системы управления;

8 - конденсаторная батарея;

9 - взрывомагнитный генератор;

10 - электродетонатор.

На Фиг. 3 представлена схема взрывомагнитного генератора, где:

II - корпус взрывомагнитного генератора;

12 - медная обмотка;

13 - заряд взрывчатого вещества;

14 - медная трубка.

Изобретение работает следующим образом: реактивный снаряд заряжается установленным порядком в пусковую установку реактивной системы залпового огня и транспортируется к месту пуска. Система электропитания боеприпаса разряжена для безопасного хранения и транспортировки, предотвращая нештатное срабатывание.

После пуска реактивный снаряд выходит из направляющей, раскрываются сложенные носовые аэродинамические поверхности (5) и кормовые аэродинамические поверхности (4), приводящие во вращение относительно его продольной оси в противоположные стороны носовую часть (7) и кормовую ракетную часть (3).

Снаряд снабжен электрогенератором (6), содержащим ротор и статор. Причем статор электрогенератора расположен в носовой части (7), в ротор электрогенератора (6) закреплен в кормовой ракетной части (3) снаряда и соединяет носовую часть (7) с кормовой ракетной частью (3). В носовой части (3) снаряда расположены взрывомагнитный генератор, соединенный с электрогенератором (6) через конденсаторную батарею (8). Электрогенератор (6) заряжает конденсаторную батарею (8) в процессе полета.

Выбирая цели для поражения с использованием данного реактивного снаряд необходимо учитывать время и, соответственно, расстояние, необходимые для полного заряда конденсаторной батареи (8) электрогенератором (6). Соответственно, в систему управления (7) перед пуском вводятся рассчитываемые параметры полета, учитывающие координаты цели, время, необходимое для полного заряда конденсаторной батареи (8), высоту полета для эффективного применения поражающего воздействия взрывомагнитного генератора (9) и момент инициирования электродетонатора (10).

За мгновение до детонации заряда взрывчатого вещества (13) расположенного в медной трубке (12) после инициирования электродетонатора (10), ток от конденсаторной батареи (8) поступает на медную обмотку (12) и создает магнитное поле. Детонация заряда распространяется от заднего конца медной трубки (14) к переднему. Расширяющаяся медная трубка (14) касается края медной обмотки (12) и создает движущееся короткое замыкание. Движущееся замыкание сжимает магнитное поле и в то же время уменьшает индуктивность обмотки.

В результате взрывомагнитный генератор (9) создает быстрорастущий импульс тока, который обрывается до окончательного разрушения устройства. Согласно опубликованным результатам, время роста составляет десятки или сотни микросекунд, а пиковое значение силы тока - десятки миллионов ампер. По сравнению с мощностью создаваемого импульса разряд молнии выглядит как фотовспышка.

Электромагнитный импульс через антенну (1) выполненную с возможностью распространения электромагнитного импульса от взрывомагнитного генератора поражает радиоэлектронные средства противника в зоне поражения.

Реактивный снаряд позволит поражать радиоэлектронные средства противника - универсальное средство для поражения как воздушных, подвижных, так и стационарных объектов. Позволяет поражать радиоэлектронные средства, обладающие высокой

помехозащищенностью, использующие специальные устройства защиты от энергетических перегрузок, работающие в пассивном режиме. Его использование способствует выводу из строя различных объектов содержащих радиоэлектронные элементы, в том числе - средства обнаружения, связи, системы вооружения, транспортные средства и т.п.

Литература

1. Прищепенко А.Б. Взрывы и волны. Взрывные источники электромагнитного излучения радиочастотного диапазона. - М.: БИНОМ. Лабораторные знания, 2008.

2. Кобылкин И.Ф., Селиванов В.В., Соловьев B.C., Сысоев Н.Н. Ударные и детонационные волны. Методы исследования. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: ФИЗМАТ ЛИТ, 2004.

3. Кнопфель Г. Сверхсильные импульсные магнитные поля. - М.: Мир, 1972. с. 391.

4. Патент РФ №2044252 от 1995 г. Взрывной магнитокумулятивный генератор. / Малышев В.Г., Севрюков И.Т., Загарских В.И., Гришняев И.Н.

5. Патент RU №2516260 от 2020 г. Взрывомагнитный генератор. / Прокопьев B.C.

Изобретение относится к вооружению, а именно к реактивному снаряду. Реактивный снаряд состоит из содержащих заряд взрывчатого вещества двух соединенных частей - носовой и кормовой ракетной, снабженных наклонными аэродинамическими поверхностями, приводящими эти части снаряда во вращение относительно его продольной оси в противоположные стороны. Снаряд снабжен электрогенератором, содержащим ротор и статор. Статор электрогенератора расположен в носовой части. Ротор электрогенератора закреплен в кормовой ракетной части снаряда и соединяет носовую часть с кормовой ракетной. В носовой части снаряда расположены взрывомагнитный генератор, соединенный с электрогенератором через конденсаторную батарею, антенна, выполненная с возможностью распространения электромагнитного импульса от взрывомагнитного генератора, и блок системы управления. Наклонные аэродинамические поверхности выполнены складными. Технический результат заключается в расширении боевых возможностей реактивного боеприпаса по различным видам поражения. 3 ил.

Реактивный снаряд, состоящий из содержащих заряд взрывчатого вещества двух соединенных частей - носовой и кормовой ракетной, снабженных наклонными аэродинамическими поверхностями, приводящими эти части снаряда во вращение относительно его продольной оси в противоположные стороны, отличающийся тем, что снаряд снабжен электрогенератором, содержащим ротор и статор, причем статор электрогенератора расположен в носовой части, ротор электрогенератора закреплен в кормовой ракетной части снаряда и соединяет носовую часть с кормовой ракетной, в носовой части снаряда расположены взрывомагнитный генератор, соединенный с электрогенератором через конденсаторную батарею, антенна, выполненная с возможностью распространения электромагнитного импульса от взрывомагнитного генератора, и блок системы управления, при этом наклонные аэродинамические поверхности выполнены складными.