Разделяющая головная часть кассетного типа Российский патент 2024 года по МПК F42B12/58 

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при разработке или модернизации кассетных головных частей (КГЧ) преимущественно для реактивных систем залпового огня.

Одной из важных практических задач, стоящих перед разработчиками боеприпасов такого типа, является поиск рациональной конструкции изделия, обеспечивающей надежное взведение взрывателей БЭ и разделение ГЧ при минимальных силовых нагрузках на составные элементы конструкции, а также сохранности боевых элементов в процессе разделения КГЧ на траектории. Это связано, в первую очередь, с тем фактом, что в качестве источников энергии для разделения ГЧ используются, преимущественно, зерненные пороховые заряды марки ДРП, которые, обладая хорошей воспламенительной способностью, имеют серьезный недостаток, обусловленный развитой поверхностью горения в начале процесса разделения. В результате, в зонах размещения ДРП возникают мощные локальные пиковые нагрузки, приводящие, в конечном счете, к увеличению пассивного веса конструкции.

На практике такие неприятности частично устраняются посредством грамотного распределения пороховых зарядов по длине головной части и обеспечения плотной укладки и надежной фиксации БЭ в кассете или корпусе ГЧ. Так, например, по патенту RU 2202760 C1 F42B 12/62 известна конструкция КГЧ, которая имеет в своем составе оболочку с обтекателем и доньями, крупногабаритные боевые элементы с взрывательными устройствами, диафрагмы, узел форсирования, поршень, воспламенительный и вышибной заряды, временное устройство и форсажную трубу. Воспламенительный заряд снабжен крышкой с разрывными винтами и смонтирован на переднем дне, в котором выполнено центральное отверстие и диаметральный щелевой канал. Боевые элементы снабжены симметрично расположенными продольными выштамповками и зафиксированы между передним дном и поршнем посредством головного и донного демпфирующих вкладышей.

Характерной особенностью указанной конструкции КГЧ является наличие на боевых элементах осевых выштамповок и демпфирующих вкладышей, которые позволяют без использования специальных конструктивных материалов зафиксировать БЭ в оболочке и предотвратить их перемещение в радиальном и осевом направлении, что особенно важно для изделий, вращающихся на траектории.

Использование изобретения позволяет создавать несложные конструкции кассетных головных частей с высокой плотностью укладки крупногабаритных поражающих элементов, надежно функционирующие без резких всплесков давления в рабочих зонах при разделении на траектории. Однако практическая реализация такого конструктивного решения не всегда бывает возможной и рациональной для решения поставленной технической задачи.

Общими признаками с предлагаемой конструкцией КГЧ является наличие воспламенительного временного механизма, оболочки с дном, в которой размещены крупногабаритные поражающие элементы, пороховые заряды и поршень с узлом форсирования.

Наиболее близкой по технической сути решения является конструкция КГЧ, известная по патенту RU №2280837, 27.07.2006 г. Кассетная головная часть реактивного снаряда содержит оболочку с доньями, в которой размещены крупногабаритные боевые элементы с взрывательными устройствами, воспламенительный, передаточные и вышибной пороховые заряды и поршень с узлом форсирования. Разделяющиеся элементы конструкции жестко скреплены между собой посредством разъемных поршневых полуколец. 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. Передаточные пороховые заряды с выполненными в них сквозными газоводами размещены в периферийных зонах боевых элементов с равномерным смещением относительно друг друга.

Указанная конструкция, принятая авторами за прототип, может быть положена в основу разработки предлагаемой авторами конструкции, но требует размещения газоводов и источников энергии непосредственно в поражающем элементе. Это существенно усложняет конструкцию БЭ и при использовании некоторых жидких наполнителей представляется нецелесообразным.

Задачей рассмотренной выше конструкции являлась разработка работоспособной конструкции головной части кассетного типа, обеспечивающей надежное взведение взрывателей БЭ и разделение ГЧ при минимальных силовых нагрузках на составные элементы конструкции.

Общими признаками с предлагаемой конструкцией КГЧ является наличие оболочки с дном, в которой размещены крупногабаритные поражающие элементы (кассетные боевые блоки), рабочие полости с головным и донным пороховыми зарядами (заряды взведения и разделения), поршень с узлом форсирования и временное устройство воспламенения.

В отличие от прототипа в предлагаемом конструктивном решении разделяющейся головной части кассетного типа, содержащей оболочку с доньями, кассетные блоки с БЭ и узлами фиксации, заряды взведения и разделения с устройством воспламенения, и поршень с узлами форсирования, ГЧ дополнительно снабжена передаточными зарядами, выполненными в виде проточных трубок с утоненными крышками, размещенными в начале и конце кассетных блоков и газодинамически связанными с зарядами взведения и разделения соответственно.

Заряд разделения выполнен в виде двух равноценных секций, размещенных в едином запоршневом пространстве и снабженных утонениями. При этом первая секция, закрепленная на поршне, газодинамически связана с полостью оболочки воспламенительным каналом в поршне, а вторая секция, закрепленная на дне оболочки, газодинамически ориентирована утонением на периферийный кольцевой зазор между поршнем и оболочкой.

Одновременно, в дне оболочки выполнены радиальные проточные зоны и центральный сбросовый канал, газодинамически связывающие полость разделения с задонным пространством головной части.

Указанные отличительные признаки, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты, являются существенными и достаточными для достижения нового технического результата.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка рациональной конструкции КГЧ, обеспечивающей повышение надежности взведение взрывателей боевых элементов и работоспособности головной части в процессе разделения при снижении силовых и тепловых нагрузок на разделяемые элементы и отсутствии газоводов, проходящих непосредственно через поражающие элементы. Это позволяет снизить пассивную массу ГЧ, существенно упростить технологию и снизить стоимость изготовления КГЧ.

Требуемый технический результат достигается за счет того, что в известной конструкции головной части, содержащей оболочку с доньями, кассетные блоки с боевыми элементами и узлами фиксации, заряды взведения и разделения с устройством воспламенения и поршень с узлами форсирования, введена новая совокупность конструктивных узлов и элементов, изменены их взаимное расположение и связи.

При этом, снабжение ГЧ передаточными зарядами, выполненными в виде проточных трубок с утоненными крышками, размещенными в начале и конце кассетных блоков и газодинамически связанными с зарядами взведения и разделения соответственно, позволяет (за счет задержки в задействовании и пробросу пороховых элементов по проточным корпусам передаточных зарядов) увеличить продолжительность силового и теплового воздействия на теплоприемники взрывательных устройств кассетных блоков и на корпус заряда разделения, и, тем самым, повысить эффективность и стабильность срабатывания их в процессе разделения. Причем, наличие утоненных крышек и проточность трубок способствует повышению надежности воспламенения передаточных зарядов и снижению возможности разрушения корпусных деталей при протекании внутрикамерного процесса в ГЧ.

Выполнение заряда разделения в виде двух равноценных секций, размещенных в едином запоршневом пространстве и снабженных утонениями, приводит к неодновременному включению секций в процесс разделения и способствует снижению силовых и тепловых нагрузок в зоне разделения ГЧ.

При этом закрепление на поршне первой секции, газодинамически связанной с полостью оболочки воспламенительным каналом в поршне, а второй секции на дне оболочки, и ориентированной утонением на периферийный кольцевой зазор между поршнем и оболочкой, снижает вероятность отказа секционных зарядов в процессе воспламенения и повышает работоспособность ГЧ в процессе разделения.

Выполнение в дне оболочки центрального и радиального сбросовых каналов, газодинамически связывающих полость разделения с задонным пространством головной части, обеспечивает сброс продуктов сгорания (газопороховой смеси) из запоршневой в задонную полость. Это снижает пиковые нагрузки, действующие на конструктивные элементы ГЧ в процессе разделения и, тем самым, уменьшает пассивную массу разделяемого объекта. Одновременно, в процессе спада давления в запоршневом пространстве обеспечивается возвратная подпитка зоны разделения из задонного пространства, что способствует увеличению относительной скорости разделяемых элементов.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена конструктивная схема разделяющейся головной части, а на фиг 2-5 показаны ее поперечные сечения.

Разделяющаяся головная часть кассетного типа, содержит оболочку 6 с доньями 4,10, кассетные блоки 5 с узлами фиксации 13, заряды взведения 7 и разделения 16 с устройством воспламенения 1 и поршень 14 с узлом форсирования 12.

Головная часть дополнительно снабжена передаточными зарядами 8, выполненными в виде проточных трубок 21 с утоненными крышками 22, 23, размещенными в начале и конце кассетных блоков и газодинамически связанными с зарядами взведения 7 и разделения 16 соответственно.

Заряды разделения 16 выполнены в виде двух равноценных секций, размещенных в едином запоршневом пространстве и снабженных утонениями в крышках корпусов. При этом первая секция, закрепленная на поршне, газодинамически связана с полостью оболочки воспламенительным каналом 17 в поршне, а вторая секция, закрепленная на дне оболочки 10, газодинамически ориентирована утонением на периферийный кольцевой зазор между поршнем и оболочкой.

В дне оболочки выполнены радиальные проточные зоны 18 и центральный сбросовый канал 15, газодинамически связывающие полость разделения с задонным пространством головной части 11.

Функционирование головной части на траектории начинается с подачи устройством воспламенения 1 в требуемое время инициирующего импульса на заряд взведения. Продукты сгорания заряда заполняют аккумулирующую полость и через периферийные щелевые каналы в опорном дне переходника 4 поступают в кольцевой зазор между внутренней поверхностью оболочки и наружной поверхностью блоков. Двигаясь по кольцевому каналу, продукты сгорания достигают зон взведения теплоприемников 20 и через зазор между торцами блоков БЭ взводят их.

Одновременно, продукты сгорания перемещаются в сторону донного отсека и через воспламенительный канал 17 в поршне воспламеняют первую секцию заряда разделения. Начинается процесс заполнения запоршневой зоны.

Второй этап заполнения рабочих зон КГЧ начинается с некоторой задержкой, связанной с необходимостью создания условий, необходимых для срабатывания головного передаточного заряда, который повышает силовые и тепловые параметры в кассете и донном пространстве и, тем самым, повышает надежность включения первой и второй секций донного заряда. Причем, реализация второго факта связана с формированием дополнительного газового потока, поступающего через кольцевой зазор между поршнем и оболочкой и направленного на утонение в крышке корпуса второй секции заряда.

После срабатывания второй секции заряда начинается более эффективное заполнение запоршневой зоны, сопровождающееся резким возрастанием давления. При величине давления, соответствующего усилию форсирования, происходит его разрушение и начинается процесс разделения.

В процессе разделения благодаря наличию радиальных проточных зон и центрального сбросового канала в дне оболочки происходит сначала сброс давления в задонное пространство, а затем (в процессе спада давления в зоне разделения) возвратная подпитка, что обеспечивает снижение давления и перегрузок, действующих на разделяемые элементы конструкции.

Практическая реализация совокупности представленных выше конструктивных отличий в заявляемом изобретении позволяет решить поставленную задачу по разработке простой и компактной конструкции кассетной головной части, обеспечивающей надежное взведение взрывателей БЭ и разделение ГЧ при минимальных силовых нагрузках на составные элементы конструкции. Это, в конечном итоге, позволяет существенно снизить пассивную массу создаваемого изделия.

Изобретение использовано при создании новых конструкций головных частей с блоками мин для дистанционного минирования местности системами залпового огня, что существенно сократило сроки и стоимость отработки разработанных образцов.

Изобретение относится к области вооружения, а именно к разделяющейся головной части. Разделяющаяся головная часть содержит оболочку с доньями, кассетные блоки с боевыми элементами и узлами фиксации, заряды взведения и разделения с устройством воспламенения и поршень с узлами форсирования. Разделяющаяся головная часть дополнительно снабжена передаточными зарядами, выполненными в виде проточных трубок с крышками, размещенными в начале и конце кассетных блоков и газодинамически связанными с зарядами воспламенения и разделения соответственно. Заряд разделения выполнен в виде двух равноценных секций, размещенных в едином запоршневом пространстве и снабженных утонениями. Первая секция, закрепленная на поршне, газодинамически связана с полостью оболочки воспламенительным каналом в поршне. Вторая секция, закрепленная на дне оболочки, газодинамически ориентирована утонением на периферийный кольцевой зазор между поршнем и оболочкой. В дне оболочки выполнены радиальные проточные зоны и центральный сбросовой канал, газодинамически связывающие полость разделения с задонным пространством головной части. Технический результат заключается в обеспечении повышении надежности взведение взрывателей боевых элементов и работоспособности головной части в процессе разделения при снижении силовых и тепловых нагрузок на разделяемые элементы. 5 ил.

Разделяющаяся головная часть, содержащая оболочку с доньями, кассетные блоки с боевыми элементами и узлами фиксации, заряды взведения и разделения с устройством воспламенения и поршень с узлами форсирования, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена передаточными зарядами, выполненными в виде проточных трубок с крышками, размещенными в начале и конце кассетных блоков и газодинамически связанными с зарядами воспламенения и разделения соответственно, причем заряд разделения выполнен в виде двух равноценных секций, размещенных в едином запоршневом пространстве и снабженных утонениями, при этом первая секция, закрепленная на поршне, газодинамически связана с полостью оболочки воспламенительным каналом в поршне, а вторая секция, закрепленная на дне оболочки, газодинамически ориентирована утонением на периферийный кольцевой зазор между поршнем и оболочкой, одновременно в дне оболочки выполнены радиальные проточные зоны и центральный сбросовой канал, газодинамически связывающие полость разделения с задонным пространством головной части.