патрон

Формула изобретения

1. Патрон, содержащий гильзу с размещенным в ней метательным зарядом, снаряд с кумулятивным зарядом, установленным в корпусе без зазора, носовой полый жесткий упор и донное взрывательное устройство инерционного типа, отличающийся тем, что кумулятивный заряд выполнен из реактопласта с взрывчатым веществом в качестве наполнителя, корпус снаряда выполнен из пластмассы или резины, а дно снаряда выполнено в виде прокладки, скрепленной с кумулятивным зарядом.

2. Патрон по п.1, отличающийся тем, что носовой полый жесткий упор установлен на большем основании облицовки кумулятивного заряда.

3. Патрон по п.1, отличающийся тем, что прокладка выполнена из эластичного материала, преимущественно резины, в виде стакана, обращенного дном к кумулятивному заряду, при этом корпус выступает за срез кумулятивного заряда на высоту прокладки.

4. Патрон по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен с выступами под нарезы ствола.

5. Патрон по п.1, отличающийся тем, что гильза выполнена из пластмассы.

6. Патрон по п.1, отличающийся тем, что снаряд закреплен в гильзе посредством клеевого соединения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области военной техники и может быть использовано при проектировании малогабаритных кумулятивных патронов.

Известны артиллерийские боеприпасы, содержащие гильзу с метательным зарядом, снаряд с кумулятивным зарядом и пьезоэлектрический взрыватель, например [1] Такие боеприпасы эффективны, надежны, но имеют относительно большие габариты, массу и сложные взрывательные устройства, которые нельзя использовать в малогабаритных патронах.

Указанный недостаток частично устранен в патроне, содержащем гильзу с размещенным в ней метательным зарядом, снаряд с кумулятивным зарядом, установленным в корпусе без зазора, носовой полый жесткий упор, донное взрывательное устройство инерционного типа [2] Надежную работу взрывательного устройства инерционного типа в этой конструкции обеспечивает носовой полый жесткий упор, который при встрече с преградой передает перегрузку на взрывательное устройство (обеспечивает связь между донным взрывательным устройством и преградой).

Наличие несущего корпуса, как правило, металлического, обуславливает относительно большой вес такого патрона, а следовательно, большие перегрузки и малую эффективность кумулятивного действия из-за того, что при ограниченных весе и габаритах патрона вес кумулятивного заряда невелик.

Задачей изобретения является повышение эффективности кумулятивного действия при сохранении габаритов, уменьшении массы и упрощении конструкции.

Это достигается за счет того, что в патроне, содержащем гильзу с размещенным в ней метательным зарядом, снаряд с кумулятивным зарядом, установленным в корпусе без зазора, носовой полый жесткий упор и донное взрывательное устройство инерционного типа кумулятивный заряд выполнен из реактопласта со взрывчатым веществом в качестве наполнителя, корпус снаряда выполнен из пластмассы или резины, а дно снаряда в виде прокладки, скрепленной с кумулятивным зарядом.

В частном варианте за счет того, что упор установлен на большем основании облицовки кумулятивного заряда.

В частном варианте за счет того, что прокладка выполнена из эластичного материала, преимущественно резины, в виде стакана, обращенного дном к кумулятивному заряду, при этом корпус выступает за срез кумулятивного заряда на высоту прокладки.

В частном варианте за счет того, что гильза выполнена из пластмассы.

В частном варианте за счет того, что снаряд закреплен в гильзе посредством клеевого соединения.

Изобретение поясняется чертежом, где 1 корпус, 2 кумулятивный заряд, 3 кумулятивная облицовка, 4 взрывательное устройство, "а" большее основание кумулятивной облицовки, 5 носовой полый жесткий упор, 6 гильза, 7 метательный заряд, 8 прокладка, 9 клеевое соединение.

Предлагаемая конструкция работает следующим образом.

После инициирования метательного заряда 7 пороховой газ выталкивает снаряд из гильзы 6. Снаряд летит к цели.

При взаимодействии с преградой носовой упор 2 выполняет роль контактного датчика цели, т.е. передает на взрыватель 5 сигнал о контакте с преградой. Сигнал передается в виде волны возмущения, движущейся вначале по жесткому новому упору 2, затем по кумулятивной облицовке 4, затем по кумулятивному заряду 3 и, наконец, по взрывательному устройству 5.

В зоне за фронтом детонационной волны происходят торможение попавших в нее конструктивных элементов снаряда и возрастание напряжений в их материале. Т. е. механизм аналогичен действию на снаряд обратной перегрузки (перегрузки, направленной в сторону носовой части снаряда). Под воздействием этой перегрузки происходит срабатывание взрывательного устройства 5, подрыв взрывчатого вещества 3 и образование из облицовки 4 кумулятивной струи.

Так как вся конструкция патрона нагружена как прямой, так и обратной перегрузкой, все элементы, кроме жесткого упора, должны выдерживать действие обеих перегрузок, не деформируясь. Жесткий упор может деформироваться в зоне непосредственного контакта с преградой, однако суммарная величина деформации за все время от начала контакта до подрыва должна рассчитываться из условия уменьшения фокусного расстояния до приемлемой с точки зрения эффективности кумулятивного действия величины. Жесткость упора обеспечивается соответствующим выбором материала и толщины упора. При этом толщину t и необходимую прочность материала _р при динамическом нагружении выбирают в соответствии с законом сохранения энергии



где m масса снаряда;

V максимальная скорость снаряда;

максимально допустимая деформация при встрече снаряду с преградой под углом 0 от нормали к броне (наихудшие условия, т.к. составляющая скорости V, направленная по нормали к преграде, равна V),

Rk средний радиус пятна контакта



где R наружный диаметр радиус полусферы.

Например для снаряда калибра 40 мм и веса 200 г, начальной скорости 100 м/с и толщине упора 1,5 мм максимальная деформация 5 мм, а материал должен иметь _р=100 кг/мм, что соответствует стали 45 [3]

При этом возникающую обратную перегрузку можно рассчитать по формуле:

,

где l длина гранаты.

При l= 100 мм, длительности n=5000 ед, т.е. перегрузка сравнима со стартовой.

При опоре упора на большее основание кумулятивной облицовки последняя выполняет роль дна при действии обратной перегрузки. Это обеспечивает надежность ее крепления, а также надежность крепления опирающихся на нее заряда взрывчатого вещества и взрывательного устройства.

При выполнении жесткого упора в виде полусферической оболочки удается добиться максимального радиуса пятна контакт в широком диапазоне углов подхода, что приводит к уменьшению толщины упора, а значит и массы снаряда [см формулу (1)] Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет использовать преимущества инерционного взрывателя малую массу, габариты и простоту конструкции при обеспечении нормального функционирования кумулятивного снаряда.

Кумулятивный заряд выполнен из реактопласта со взрывчатым веществом в качестве наполнителя. Реактопласты полимеризуются после снаряжения и приобретают в результате практически все свойства пластмасс, в том числе вполне определенный механические свойства, что важно для данного технического решения. Выбор взрывчатого вещества с определенными в зависимости от перегрузки, действующей на патрон при выстреле, механическими свойствами, позволяет выполнить заряд взрывчатого вещества несущим, отказавшись от использования корпуса в качестве несущего элемента конструкции.

Для обеспечения безопасности в служебном обращении заряд покрыт пластмассовой оболочкой толщиной 0,5.1 мм.

Прокладка, скрепленная (например, приклеенная) с кумулятивным зарядом, представляет собой дно снаряда. Для этого, чтобы горение метательного заряда не привело к срабатыванию кумулятивного заряда в стволе, толщина прокладки рассчитывается из условия ее несгорания за время прохождения снаряда по каналу ствола.

Выполнение прокладки из эластичного материала, например резины, в виде стакана, обращенного дном к кумулятивному заряду, позволяет за счет пластичной оболочки и пластичной прокладки разжать давлением газов при выстреле оболочку, создавая дополнительный обтюратор, т.е. упростить конструкцию о облегчить вес.

Так как реактопласты имеют достаточно высокую температуру возгорания, то толщина прокладки невелика (1.1,5 мм).

Так как патрон имеет небольшую (200.400 г) массу, то вес метательного заряда также невелик, а значит давление пороховых газов от его сгорания низкое. Следовательно, для гильзы можно применить материал с низким пределом прочности, например пластмассу, а снаряд закрепить в гильзе на клеевом соединении.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет создать малогабаритный патрон, преимущественно для гранатомета, имеющий высокую эффективность кумулятивного действия, за счет обеспечения необходимой массы взрывчатого вещества при уменьшении габаритов и массы взрывателя.