осколочно-пучковый снаряд с раздвиганием метательных блоков "рарог"

Формула изобретения

1. Осколочно-пучковый снаряд, содержащий корпус с размещенным в нем пороховым вышибным зарядом и набором последовательно расположенных вдоль оси снаряда метательных блоков, каждый из которых содержит корпус с зарядом взрывчатого вещества и уложенным на его торцевой поверхности, обращенной к голове снаряда, осколочным диском и ударно-траекторный взрыватель, отличающийся тем, что снаряд выполнен с возможностью раздвигания блоков без отделения их от снаряда, содержит полую осевую балку, скрепленную с дном корпуса и имеющую длину, большую длины корпуса, метательные блоки выполнены с осевым каналом, имеющим сечение, соответствующее сечению балки, во внутренней полости балки размещена система инициирования метательных блоков и устройство фиксации блоков на балке.

2. Снаряд по п.1, отличающийся тем, что метательные блоки выполнены с плоскими, вогнутыми или выпуклыми торцевыми поверхностями и обращены одноименными поверхностями в одну сторону.

3. Снаряд по любому из пп.1-2, отличающийся тем, что осколочный диск выполнен в виде однослойного или многослойного набора готовых поражающих элементов, изготовленных из стали или тяжелых сплавов на основе вольфрама.

4. Снаряд по п.3, отличающийся тем, что готовые поражающие элементы выполнены в форме, обеспечивающей их плотную укладку в осколочном диске.

5. Снаряд по любому из пп.1-2, отличающийся тем, что осколочный диск выполнен с заданным дроблением за счет нанесения рифления, в том числе скрытой подрезки, или структурных сеток, нанесенных лазерной, электронно-лучевой или локальной химико-термической обработкой.

6. Снаряд по любому из пп.1-2, отличающийся тем, что осколочный диск выполнен с естественным дроблением из высокоосколочной кремнистой или высокоуглеродистой стали.

7. Снаряд по п.1, отличающийся тем, что система инициирования выполнена с возможностью как синхронного подрыва блоков, так и подрыва в заданной последовательности.

8. Снаряд по п.1, отличающийся тем, что корпуса метательных блоков снабжены калиброванными каналами, проходящими параллельно оси блока.

9. Снаряд по п.1, отличающийся тем, что траекторный взрыватель выполнен или с временным, или с неконтактным, или с командным действием.

10. Снаряд по п.1, отличающийся тем, что относительное расстояние между блоками должно удовлетворять условию: /d(1+2/d)sin, где - расстояние между блоками, d - диаметр блока, - толщина дна из легкого сплава, - угол наклона образующей блока к радиусу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно - к осколочным боеприпасам, имеющим одновременно осевое и круговое поля поражения.

Известны осколочно-пучковые снаряды, в корпусах которых размещены заряд ВВ, донный траекторный взрыватель с детонатором и передний блок готовых поражающих элементов, выполненных из стали или тяжелых сплавов [1]. Недостатком этой конструкции является низкий КПД использования энергии заряда ВВ вследствие малой площади контакта заряда с блоком ГПЭ и, как следствие, невысокой скорости метания многослойного блока ГПЭ.

Этот недостаток устранен в конструкции кассетного осколочно-пучкового снаряда [2]. В корпусе снаряда содержится набор цилиндрических метательных блоков, последовательно расположенных по оси снаряда, траекторный взрыватель и пороховой вышибной заряд. Метательный блок состоит из корпуса, расположенного в нем заряда ВВ и детонатора. При подходе снаряда к цели блоки последовательно выбрасываются из корпуса вперед или назад по ходу движения, а затем происходит их подрыв и метание ГПЭ. Недостатками этой конструкции являются трудность надежной стабилизации полета метательных блоков после выброса их из корпуса, особенно для снарядов гладкоствольных танковых пушек, и реализации такого подрыва блоков, при котором не происходило бы разрушения блоков при первом подрыве одного из них.

Настоящее изобретение направлено на устранение указанных недостатков. Техническое решение состоит в том, что осколочно-пучковый снаряд содержит корпус с размещенным в нем пороховым вышибным зарядом и набором последовательно расположенных вдоль оси снаряда метательных блоков, каждый из которых содержит корпус с зарядом взрывчатого вещества и уложенным на его торцевой поверхности, обращенной к голове снаряда, осколочным диском и ударно-траекторный взрыватель. Снаряд выполнен с возможностью раздвигания блоков без отделения их от снаряда, содержит полую осевую балку, скрепленную с дном корпуса и имеющую длину, большую длины корпуса, метательные блоки выполнены с осевым каналом, имеющим сечение, соответствующее сечению балки, во внутренней полости балки размещена система инициирования метательных блоков и устройство фиксации блоков на балке.

Метательные блоки могут быть выполнены с плоскими, вогнутыми или выпуклыми торцевыми поверхностями и обращены одноименными поверхностями в одну сторону.

Осколочный диск может быть выполнен в виде однослойного или многослойного набора готовых поражающих элементов, изготовленных из стали или тяжелых сплавов на основе вольфрама.

Готовые поражающие элементы могут быть выполнены в форме, обеспечивающей их плотную укладку в осколочном диске.

Осколочный диск может быть выполнен с заданным дроблением за счет нанесения рифления, в том числе скрытой подрезки, или структурных сеток, нанесенных лазерной, электронно-лучевой или локальной химико-термической обработкой.

Осколочный диск может быть выполнен с естественным дроблением из высокоосколочной кремнистой или высокоуглеродистой стали.

Система инициирования может быть выполнена с возможностью как синхронного подрыва блоков, так и подрыва в заданной последовательности.

Корпуса метательных блоков могут быть снабжены калиброванными каналами, проходящими параллельно оси блока.

Траекторный взрыватель может быть выполнен или с временным, или с неконтактным, или с командным действием.

Относительное расстояние между блоками должно удовлетворять условию: /d(1+2/d)sin, где - расстояние между блоками, d - диаметр блока, - толщина дна из легкого сплава, - угол наклона образующей блока к радиусу.

На фиг.1 изображен снаряд для гладкоствольного орудия с головным взрывателем, на фиг.2-4 - примеры исполнения метательных блоков, на фиг.5 - положение блоков на осевой балке в раздвинутом состоянии, на фиг.6 - схема действия снаряда, на фиг.7 - схема разлета осколочного диска и корпуса метательного блока, на фиг.8 - вид снаряда в момент, предшествующий подрыву.

Общая схема снаряда для гладкоствольного орудия показана на фиг.1. Снаряд содержит корпус 1, соединенный резьбовым соединением с головным колпаком 2. В корпусе снаряда размещен пороховой вышибной заряд 3, осевая полая направляющая балка 4, скрепленная с дном снаряда, набор метательных блоков 5. В передней части колпака размещен головной ударно-траекторный взрыватель 6 с приемником команд 7. В полости осевой балки размещены электрический или пиротехнический канал 8 воспламенения вышибного заряда и система инициирования 9 метательных блоков. В донной части снаряда расположен раскрывающийся стабилизатор 10.

Схемы исполнения метательных блоков представлены на фиг.2-4. Представленный на фиг.2 блок включает в себя корпус 11, выполненный преимущественно из легких сплавов или армированной пластмассы, заряд ВВ 12 с взрывателем или детонатором 13 и осколочный диск 14. По оси блока расположен сквозной канал 15 с сечением, соответствующим сечению балки, например, круглым или квадратным. Осколочный диск 14 в данном случае выполнен в виде однослойной укладки готовых поражающих элементов (ГПЭ). На фиг.3 представлен метательный блок с составным корпусом конической формы. Дно корпуса 16 выполнено из легкого сплава или армированной пластмассы, а цилиндрическая часть корпуса 17 - из стали. Осколочный диск конической формы выполнен с заданным или естественным дроблением. Способы исполнения осколочных дисков подробно описаны в патенте №2194240 РФ. На фиг.4 представлен пример исполнения метательного блока с вогнутым диском, снабженным сферическими углублениями (менисками) 18.

На фиг.5 показано расположение блоков на осевой балке и система их инициирования. Блоки показаны в раздвинутом положении в момент, предшествующий подрыву. Фиксация блоков на балке производится с помощью устройств 19. Во внутренней полости балки размещены детонаторы 20, сопрягаемые с кольцевыми передаточными зарядами (детонаторами) 13. Возможно исполнение блоков с заменой детонаторов на автономные взрыватели, соединенные электрической связью с головным взрывателем 6. Для снарядов нарезного оружия предпочтительным является исполнение балки с сечением квадратной или многоугольной формы, что обеспечивает надежную передачу момента от корпуса на набор блоков.

Головной взрыватель является многофункциональным, т.е. может быть установлен через приемник команд на траекторный разрыв с выбросом метательных блоков, являющийся основным видом действия, а также на траекторный разрыв без выброса блоков (подрыв снаряда в сборе) и на ударный разрыв.

Действие снаряда осуществляется следующим образом. В расчетной точке траектории происходит срабатывание траекторного головного взрывателя (временного, неконтактного или командного типа). По пиротехническому или электрическому каналу поступает сигнал на воспламенение порохового вышибного заряда. Пороховые газы через калиброванные каналы 20 поступают в зазоры между метательными блоками и выталкивают их вперед. Передние метательные блоки выходят из корпуса со срезанием резьбы головного колпака. Блоки скользят по балке, и после, срабатывания стопорных устройств, фиксируются на ней в определенных положениях. После срабатывания пиротехнического или электрического замедлителя происходит подача команды на подрыв детонаторов 9, с передачей кольцевого детонационного импульса зарядам блоков. Порядок и временные интервалы между подрывами блоков, в частном случае синхронный подрыв всех блоков, устанавливаются из условия получения оптимального распределения ГПЭ по углу разлета. При подрыве блоков формируется направленный вперед поток ГПЭ. При подрыве метательного блока должно быть обеспечено минимальное воздействие разлетающегося назад дна блока на движущийся вперед осколочный диск следующего блока. Это обеспечивается выбором достаточной величины зазора между блоками, порядком подрыва блоков, материалом, толщиной и формой дна блока. Скорость осколков дна в 1,5-2 раза превышает скорость осколочного диска. Примерно такое же соотношение имеет место и для углов склонения осколочных потоков _т (углов Тэйлора). При правильном выборе всех параметров основная масса осколков дна должна проходить за пределами окружности осколочной пластины (фиг.7) и не оказывать заметного воздействия на осевой поток.

Процессы метания осколочных пластин и взаимодействия осколков блоков, выдвинутых из корпуса и находящихся внутри корпуса, имеют существенные различия. Компьютерное моделирование показало, что для заряда, находящегося вне корпуса, это выполняется при условии

где - расстояние между блоками, d - диаметр блоков, - толщина дна из легкого сплава, - угол наклона образующей блока к радиусу.

При правильно выбранных конфигурациях снижение скорости осколочного диска за счет торможения его ударом дна впереди расположенного блока для блока, находящегося вне корпуса, не превышает 10%, а для блока, находящегося в корпусе, - 30%.

В случае стрельбы на ударное действие ударный механизм головного взрывателя через систему инициирования вызывает детонацию набора блоков в сборе. Аналогичным образом снаряд действует при траекторном разрыве, осуществляемом без выброса метательных блоков. В этих случаях поражение целей осуществляется за счет компрессионного действия снаряда (действия воздушной ударной волны) и осколков, разлетающихся с боковой поверхности метательных блоков, а также осколков естественного дробления корпуса. Осколочные диски при этом виде действия имеют относительно небольшую радиальную скорость, но тем не менее вносят существенный вклад в общее осколочное действие боеприпаса.

Предлагаемый осколочно-пучковый снаряд весьма перспективен для легких вертолетотранспортабельных штурмовых орудий мобильных сил семейства "Тверь" [3]. По тактическим условиям региональных конфликтов для этих систем необходимы осколочно-компрессионные снаряды с увеличенным зарядом ВВ и снаряды осевого действия с большой глубиной поражения. Ввиду того что начальные скорости снарядов штурмовых орудий малы (250-300 м/с), возможность использования обычных пороховых шрапнелей и картечных снарядов отпадает, и наиболее перспективным является осколочно-пучковый снаряд предлагаемого или кассетного типа. Расчеты показывают, что при подавлении небольших маневренных групп противника в условиях настильной стрельбы кассетный осколочно-пучковый снаряд имеет значительное преимущество перед другими типами снарядов, в том числе и перед моноблочными осколочно-пучковыми снарядами по патентам №2018779, 2108538 РФ, №5661254, 5900580 США).

Значительные преимущества предлагаемой схемы проявляются при ее использовании в конструкции танкового снаряда, предназначенного для подавления танкоопасных наземных и воздушных целей. Предлагаемая схема перспективна также для боеприпасов с навесной траекторией, предназначенных для поражения целей в окопах, обваловках, на обратных скатах и т.п., в том числе снарядов дальнобойных орудий, ствольных мин, реактивных систем залпового огня, авиационных бомб и т.п.

Список литературы

1. Патент №2018779 РФ.

2. Патент №2194240 РФ.

3. Одинцов В.А. Оптимизация калибра артиллерийского комплекса ближнего действия "Тверь" // Оборонная техника. - 2002. - №11.