способ защиты объектов от средств поражения

Формула изобретения

1. Способ защиты объекта от средств поражения, основанный на воздействии защитной пластиной, установленной в контейнере с взрывчатым веществом, на средство поражения под действием детонации взрывчатого вещества, отличающийся тем, что преобразуют изменение магнитного поля, обусловленное движением средства поражения, в электрический сигнал, сравнивают полученный сигнал с пороговым уровнем и в момент превышения электрическим сигналом порогового уровня формируют электрический импульс, которым воздействуют на электродетонатор взрывчатого вещества контейнера.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что преобразование магнитного поля в электрический сигнал производят с помощью катушки индуктивности, которую размещают в зоне установки контейнера с защитной пластиной.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что пороговый уровень устанавливают в соответствии со скоростными и габаритно-массовыми характеристиками средств поражения.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к способам защиты объектов бронетехники от средств поражения.

Известен способ защиты объектов от средств поражения, основанный на воздействии защитных пластин, смонтированных в контейнеры, на средство поражения (СП) под действием детонации взрывчатого вещества (ВВ). Известный способ защиты объектов реализован в устройствах по заявке РСТ /WO 87/ 05994, кл. F 41 Н 5/04, 1987 и патенте США №5070764, кл. F 41 Н 5/00, 1991.

Недостаток известного способа защиты объектов - низкая надежность защиты. Обусловлено это тем, что при детонации ВВ ударная волна воздействует не только на средство поражения, но и на соседние контейнеры, ВВ которых может детонировать. Таким образом при одном попадании средства поражения могут быть уничтожены все контейнеры.

Наиболее близким к предлагаемому является способ защиты объектов от средств поражения, основанный на воздействии защитной пластиной, установленной в контейнер с ВВ, на средство поражения под действием детонации ВВ, размещенного в контейнере. Известный способ защиты объектов реализован в устройстве защиты от высокоскоростных средств поражения по патенту РФ №2060438, кл. F 41 Н 5/07, 1993.

Недостаток известного способа защиты - низкая эффективность защиты против высокоскоростных кинетических средств поражения типа бронсбойно-подкалиберных снарядов (БПС); поражающих элементов снарядоформирующих зарядов (ПЭ СФЗ) и кумулятивных струй (КС). Это обусловлено следующим. Детонация ВВ, размещенного в контейнере, происходит в момент контакта СП с пластиной при достижения определенных условий. При таком взаимодействии время детонации и набор скорости пластиной, при которой начинается процесс эффективного деструктивного воздействия на СП, составляет несколько десятков микросекунд. При скорости современных БПС 1700...1800 м/с, а перспективных более 2000 м/с; ПЭ СФЗ-2500 м/с; КС-8000 м/с средство поражения внедрится на глубину до 150 мм для кинетических СП и до 350 мм для кумулятивных струй. В этом случае защитная пластина активно взаимодействует только со средней частью СП, пропуская носовую часть СП не возмущенной, которая вносит значительный вклад в долю суммарного бронепробития. Это делает известный способ малоэффективным для защиты тонкобронных проекций тяжелых машин и легкобронной техники от высокоскоростных кинетических средств поражения. Указанные выше обстоятельства ограничивают применение известного способа защиты. Как показали результаты работ, проведенных в ОАО «НИИ стали», существенное снижение бронепробития достигается за счет реализации метода предварительного метания пластины, при котором деструктивное воздействие на СП осуществляют на расстоянии от защищаемого объекта пластиной, уже набравшей скорость.

Технической задачей данного изобретения является повышение эффективности противодействия средству поражения.

Технический результат достигается тем, что в способе защиты объекта от средств поражения, основанном на воздействии защитной пластиной, установленной в контейнер с ВВ, на средство поражения под действием детонации ВВ, преобразуют изменение магнитного поля, обусловленное движением средства поражения, в электрический сигнал, сравнивают полученный сигнал с пороговым уровнем и в момент превышения электрическим сигналом порогового уровня формируют электрический импульс, которым воздействуют на электродетонатор взрывчатого вещества контейнера. При этом преобразование магнитного поля в электрический сигнал производят с помощью катушки индуктивности, которую размещают в зоне установки контейнера с защитной пластиной, а пороговый уровень устанавливают в соответствии со скоростными и габаритно-массовыми характеристиками средств поражения.

На чертеже приведена структурная схема одного из возможных вариантов построения устройства защиты, реализующего предложенный способ защиты объектов от средств поражения.

Устройство защиты представляет собой контейнер 1, полость которого заполнена зарядом взрывчатого вещества 2. На чертеже показан продольный разрез контейнера. Контейнер 1 может иметь форму параллелепипеда, призмы или цилиндра. Противоположные стенки контейнера 1 выполнены в виде защитных пластин 3 и 4, способных двигаться одна относительно другой при детонации ВВ. Боковые стенки 5 контейнера 1 выполнены многослойными и состоят из четырех слоев 6, 7, 8 и 9. Материалы для изготовления слоев 6...9 выбраны так, чтобы соотношение их акустических жесткостей для соседних слоев 6, 7 и 8, 9 составляло не менее 2. Толщина каждого слоя 6...9 составляет 0,0005-0,4 расстояния между защитными пластинами 3 и 4. По периметру контейнера 1 расположена катушка индуктивности 10, выводы которой через экранированную линию связи 11 подключены к входу формирователя 12 управляющих импульсов. Катушка 10 выполнена в виде соленоида, толщина обмотки которого в радиальном направлении не превышает толщины слоев 6...9. В зоне установки катушки 10 действует магнитное поле, напряженность которого определяется действием геомагнитного поля и магнитного поля, обусловленного намагниченностью ферромагнитных масс защищаемого объекта и элементов контейнера 1.

Формирователь 12 размещается в заброневом пространстве защищаемого объекта, а контейнер 1 устанавливается на защищаемом объекте так, чтобы пластина 4 была обращена к корпусу объекта. Необходимое количество контейнеров 1 для защиты всего объекта определяется конструкцией корпуса защищаемого объекта.

В состав формирователя 12 входит усилитель 13, выход которого соединен с первым входом устройства сравнения 14, ко второму входу этого устройства подключен стабилизированный источник 15 порогового напряжения. Выход устройства сравнения 14 через формирователь 16 прямоугольных импульсов подключен к входу усилителя мощности 17. К выходу усилителя 17 через двухпроводную линию связи 18, 19 подключен вход электродетонатора 20, который расположен внутри взрывчатого вещества 2 контейнера 1.

Для передачи крутого переднего фронта импульсного сигнала на вход электродетонатора 20 и обеспечения тем самым его надежного срабатывания параметры линии связи 18, 19 выбраны так, чтобы ее волновое сопротивление было согласовано с выходным сопротивлением усилителя 17 и входным сопротивлением электродетонатора 20. Электропитание функциональных узлов формирователя 12 осуществляется от бортовой сети защищаемого объекта (цепи питания на чертеже не показаны).

Устройство защиты работает следующим образом.

В случае приближения средства поражения, например подкалиберного снаряда к защитной пластине 3, изменяется напряженность магнитного поля в зоне установки контейнера 1 и катушки индуктивности 10. Вследствие этого на выходе катушки 10 формируется нарастающий электрический сигнал, пропорциональный скорости изменения напряженности магнитного поля.

Амплитуда сигнала и скорость его изменения зависят от скорости движения средства поражения и его массы, что позволяет селектировать сигналы от высокоскоростных средств поражения от сигналов, обусловленных движением других средств поражения, не опасных для бронетехники.

Для определения количественных характеристик сигнала на выходе катушки 10 в ОАО «НИИ стали» проведены работы по изучению процесса преобразования изменений магнитного поля, обусловленные движением высокоскоростных средств поражения, в электрический сигнал. В частности, установлено, что при приближении подкалиберного снаряда к защитной пластине 3 по направлению нормали к плоскости катушки 10, имеющей 600 витков, напряжение на выходе катушки нарастает от 12 мВ до 1,1 В. При этом напряжение 12 мВ соответствует моменту движения, когда носовая часть снаряда находится на расстоянии 400 мм от плоскости катушки, а напряжение 1,1 В соответствует моменту прохождения носовой части снаряда плоскости катушки.

Сигнал с выхода катушки 10 усиливается усилителем 13, коэффициент усиления которого выбран в пределах 100-120. Выходной сигнал усилителя 13 сравнивается устройством 14 с пороговым уровнем, который формируется стабилизированным источником 15. Для селекции сигналов высокоскоростных средств поражения пороговый уровень источника 15 выбран так, чтобы сравнение входных сигналов устройства 14 происходило в тот момент, когда носовая часть средства поражения находится на расстоянии 400 мм от защитной пластины 3.

В момент равенства сигналов на входе устройства 14 на его выходе формируется положительный перепад напряжения, запускающий формирователь импульсов 16, который формирует одиночный прямоугольный импульс длительностью 0,3...0,5 сек с крутым передним фронтом. Временное положение переднего фронта одиночного импульса соответствует такому моменту движения подкалиберного снаряда, когда его носовая часть находится в точке, удаленной от контейнера 1 на расстояние 400 мм. Одиночный импульс, усиленный по мощности, с выхода усилителя 17 через двухпроводную линию 18, 19 поступает на вход электродетонатора 20 и ВВ контейнера 1 детонирует.

Под действием газообразных продуктов детонации защитная пластина 3 приходит в движение, направление которого близко к нормали к поверхности пластины 3. Траектория движения защитной пластины 3 пересекает траекторию движения подкалиберного снаряда, а встреча защитной пластины 3 с носовой частью подкалиберного снаряда происходит на расстоянии 200...250 мм от контейнера 1.

Удар пластины 3 по корпусу снаряда приводит к его частичному разрушению и дефрагментации на несколько частей, которые приобретают угловую скорость вращения, в результате чего снижается их бронепробивное действие.

Для кумулятивных боеприпасов применение такого способа защиты приводит к преждевременному срабатыванию взрывателя не на фокусном расстоянии, разрушению кумулятивной облицовки или заряда, что значительно ухудшит условия формирования кумулятивной струи.

Одновременно с перемещением защитной пластины 3 детонационная волна, распространяющаяся по заряду 2 взрывчатого вещества, достигает стенок 5 контейнера 1. При этом она пересекает последовательно разделы слоев 6...9, выполненных из материалов с различной акустической жесткостью. На границе раздела слоев происходит так называемый «распад разрыва»: в материале слоя с меньшей акустической жесткостью образуется проходящая ударная волна, а в материале с большей акустической жесткостью образуется волна разгрузки. В результате неоднократного перехода через границу раздела слоев с различной акустической жесткостью ударная волна, достигающая ВВ соседнего контейнера (на чертеже не показан), теряет способность инициировать детонацию ВВ соседнего контейнера.

Так как взаимодействие пластины 3 с подкалиберным снарядом происходит на расстоянии 200...250 мм от контейнера; когда пластина уже имеет скорость движения, равную V, на снаряд воздействует кинетическая энергия движущейся пластины, которая составляет m·V²/2; где m - масса движущейся пластины. В известном способе защиты, взятом за прототип, указанная составляющая энергии воздействия отсутствует, так как взаимодействие с пластиной происходит в момент, когда снаряд уже внедрился в нее по механизму срабатывания толщины пластины

Вследствие этого при реализации предложенного способа защиты объектов требуется меньшая, при адекватном защитном эффекте, масса ВВ, помещаемого в контейнер. Это, в свою очередь, обеспечивает уменьшение динамической ударной перегрузки, воздействующей на корпус защищаемого объекта при срабатывании устройства защиты, что существенно улучшает условия работы экипажа защищаемого объекта и позволяет эффективно защищать легкобронные проекции.

Таким образом, использование отличительных признаков предложенного способа защиты объектов обеспечивает увеличение эффективности противодействия СП за счет применения метода предварительного метания защитной пластины. Указанное обстоятельство позволяет использовать предложенный метод для защиты как тяжелой, так и легкобронной военной техники, что расширяет область применения предложенного способа защиты.