Танковый осколочно-пучковый снаряд "пыль" с высокоплотным пучком готовых поражающих элементов
Владельцы патента RU 2374600:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени Н.Э. Баумана" (RU)
Изобретение относится к боеприпасам, создающим осевое и круговое поля поражения. Снаряд содержит корпус, в передней части которого размещен блок готовых поражающих элементов или блок заданного дробления, а в остальной части корпуса размещен заряд взрывчатого вещества с донным детонатором. Масса одного готового поражающего элемента или осколка заданного дробления составляет от 0,2 г до 0,4 г, при этом количество готовых поражающих элементов или осколков заданного дробления в блоке составляет 6000-25000. Резко повышается выживаемость танка на поле боя. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл.
Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно - к осколочно-пучковым снарядам, в первую очередь, танковым, создающим осевое и круговое поля поражения.
В статье [1] описан 125 мм танковый осколочно-пучковый снаряд и его характеристики. Снаряд содержит корпус, в передней части которого размещен блок готовых поражающих элементов (ГПЭ), а в остальной части - заряд взрывчатого вещества (ВВ) с донным детонатором. Блок ГПЭ имеет массу 2,5 кг, содержит 500 шт. ГПЭ, каждый из которых имеет массу 5 г. При взрыве снаряда в 20 м от цели радиус поражаемого круга составляет по уточненным данным 7 м, а его площадь 154 м2, что дает среднюю плотность ГПЭ 3,25 шт./м2.
Наиболее близким аналогом является танковый осколочно-пучковый снаряд, известный из RU 2309375 С1, опубл. 27.10.2007.
Основным недостатком прототипа является низкая плотность осевого потока (пучка) и, как следствие, малая вероятность поражения цели. Основной целью для осколочно-пучковых снарядов является танкоопасная живая сила (например, гранатометчик с ручным противотанковым гранатометом или расчет установки противотанковой управляемой ракеты (ПТУР)), имеющая достаточно малую площадь проекции на площадку, перпендикулярную осевому потоку ГПЭ (0,3-0,4 м2). При статистически неизбежных больших расстояниях между целью и точкой подрыва плотность потока становится недопустимо низкой. Разброс дальности современных систем траекторного подрыва оценивается как ±10 м, т.е. при номинальной дальности подрыва 15 м диапазон дальностей составляет 5…25 м. В таблице 1 приводятся значения средней плотности поля, имеющего динамический угол полураствора 20° и вероятности попадания в цель площадью 0,3 м2 хотя бы одного ГПЭ, распределение ГПЭ в поперечном сечении пучка предполагается равномерным, вероятность подсчитывается по формуле: p=11-e-<п
| Таблица 1 | |||||
| Дальность подрыва, м | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
| Средняя плотность ГПЭ в поперечном сечении пучка, 1/м2 | 48,1 | 12,0 | 5,3 | 3,0 | 1,9 |
| Число ГПЭ, попавших в цель площадью 0,3 м2 |
14,4 | 3,6 | 1,59 | 0,9 | 0,576 |
| Вероятность поражения | 1,0 | 0,97 | 0,80 | 0,59 | 0,44 |
Для больших дальностей подрыва вероятности совершенно неприемлемы и не обеспечивают выживание танка в бою. По данным [2] для 125 мм танковых осколочно-пучковых снарядов, в частности для снарядов типа «Тверич», необходимо ориентироваться на значение вероятности поражения цели одним выстрелом, равное 0,7 (рис.7). При этом вероятность поражения цели двумя выстрелами составит 0,91.
Настоящее изобретение направлено на устранение указанного недостатка. Техническое решение состоит в том, что танковый осколочно-пучковый снаряд содержит корпус, в передней части которого размещен блок готовых поражающих элементов или блок заданного дробления, а в остальной части корпуса размещен заряд взрывчатого вещества с донным детонатором, отличается тем, что масса одного готового поражающего элемента или осколка заданного дробления составляет от 0,2 до 0,4 г, при этом количество готовых поражающих элементов или осколков заданного дробления в блоке составляет 6000-25000.
Таким образом, резко (в 15…50 раз) уменьшается масса ГПЭ, за счет чего в это же число раз увеличивается плотность поля ГПЭ. Масса ГПЭ составит 0,2…0,4 г. При этой величине массы обеспечивается вполне удовлетворительное действие по незащищенным частям живой силы, учитывая высокую начальную скорость снаряда (850 м/с) и относительно небольшие дальности танковой стрельбы по танкоопасным целям (1…3 км).
Иллюстрации: фиг.1 - танковый осколочно-пучковый снаряд, фиг.2 - схема действия снаряда, фиг.3, 4 - снаряды с блоками заданного дробления.
Снаряд по фиг.1 содержит в общем случае головной контактный узел 1, головной колпак 2 с легким заполнителем 5, блок ГПЭ 4, опирающийся на диафрагму 5, расположенную в корпусе 6 снаряда. В остальной части корпуса расположены заряд взрывчатого вещества (ВВ) 7, донный траекторный взрыватель 8, оптическое окно 9 для ввода установки после вылета снаряда из канала ствола и раскрывающийся стабилизатор 10. Головной контактный узел электрически связан с донным взрывателем и обеспечивает возможность стрельбы с разрывом снаряда при ударе о грунт. Различные схемы осколочно-пучковых снарядов рассмотрены в патентах [4].
Действие снаряда показано на фиг.2. Здесь Д - дальность до цели в момент выстрела, определяемая лазерным дальномером, S - путь, пройденный снарядом до момента подрыва, определяемый временной установкой, U - упрежденная дальность подрыва. Показан случай стрельбы с минимальной проекцией цели.
В таблице 2 представлены значения баллистического коэффициента, рассчитываемого по формуле
скорости подхода ГПЭ к цели, рассчитываемой как
V=Voexp[-Ax],
Vo - начальная скорость, принятая равной 1000 м/с,
x - пройденный путь, в данном случае 25 м, кинетической энергии ГПЭ, площади его и удельной кинетической энергии.
| Таблица 2 | |||
| Масса ГПЭ, г | |||
| 0,2 | 0,3 | 0,4 | |
Баллистический коэффициент,
|
0,034 | 0,030 | 0,027 |
| Скорость подхода ГПЭ к цели, м/с | 427 | 472 | 509 |
| Кинетическая энергия ГПЭ, Дж | 18,2 | 33,4 | 51,8 |
| Площадь миделя ГПЭ, мм2 | 9,5 | 13,7 | 16,6 |
Удельная кинетическая энергия, 
|
1,92 | 2,44 | 3,12 |
По данным [3] (стр.189, табл.16.57) критическое значение удельной кинетической энергии для незащищенных «мягких» целей составляет 1 Дж/мм2, таким образом, при массе 0,2 г и более условие поражения выполняется с избытком.
Среднераккурсная площадь незащищенного сектора живой силы составляет 0,1 м, уязвимая площадь - 0,5 этой величины. В таблице 3 приведены величины чисел ГПЭ, попадающих в незащищенный сектор цели и вероятностей поражения (масса блока 2,5 и 5,0 кг, угол полураствора пучка 20°, дальность подрыва максимальная 25 м, площадь сечения пучка 260 м2.
| Таблица 3 | ||||
| Масса блока, кг | Масса ГПЭ, г | |||
| 0,2 | 0,3 | 0,4 | ||
| Число ГПЭ в блоке | 2,5 | 12500 | 8333 | 6250 |
| 5,0 | 25000 | 16666 | 12500 | |
| Средняя плотность ГПЭ в поперечном сечении пучка, 1/м2 | 2,5 | 48,1 | 32,0 | 24,0 |
| 5,0 | 96 | 64 | 48 | |
| Математическое ожидание числа ГПЭ, попадающих в уязвимую площадь незащищенного сектора цели | 2,5 | 2,4 | 1,6 | 1,2 |
| 5,0 | 4,8 | 3,2 | 2,4 | |
| Вероятность поражения | 2,5 | 0,909 | 0,798 | 0,699 |
| 5,0 | 0,992 | 0,959 | 0,909 |
Из таблицы следует, что математическое ожидание числа ГПЭ, попадающих в уязвимую площадь незащищенного сектора живой силы, составляет не менее одного.
Величины вероятностей поражения при массе блока 2,5 кг превышают 0,69, а при массе блока 5 кг превышают 0,9. Это подтверждает тот факт, что высокоплотные потоки с малой массой ГПЭ являются вполне эффективными. Отметим, что в данном случае мы заведомо отказываемся от поражения осевым потоком секторов цели, защищенных средствами индивидуальной защиты (СИЗ), а также от поражения небронированной техники и легких бронецелей. Эти цели могут быть поражены круговым полем осколков естественного дробления корпуса. Вероятность этого поражения увеличивается в шрапнельно-осколочных снарядах схемы «Тверич» [2].
На фиг.3, 4 показаны исполнения снаряда с заменой блока ГПЭ блоком заданного дробления (ЗД). Блок ЗД 11 в виде сплошного тела изготовлен методом последовательного осаждения на поверхность корпуса капель расплавленного металла, образующихся при воздействии на подаваемый в зону плавления электрод лазерного или электронного луча. Изменение массы капли производится путем изменения диаметра электрода, скорости его подачи и мощности луча. Сцепление затвердевающих капель между собой обеспечивается за счет взаимодействия полужидких внешних слоев капель. На фиг.3 показана конструкция с размещением блока снаружи головной части корпуса. Такая схема, но для блока ГПЭ предложена в патенте №2327948 РФ. На фиг.4 показано исполнение указанным методом головной части корпуса совместно с блоком ЗД, Предлагаемое изобретение основано на принципиально новом взгляде на способы поражения танкоопасной живой силы. По современным отечественным нормативам [3] для артиллерийских снарядов средних и крупных калибров осколок или ГПЭ с массой менее 0,5 г считается неубойным и не включается в осколочный спектр. Техническим результатом изобретения является резкое повышение выживаемости танка на поле боя.
Литература
1. Одинцов В.А. Новый снаряд для танков. // Военный парад, 1996, ноябрь-декабрь.
2. Одинцов В.А. Новые виды осколочно-пучковых снарядов. //Оборонная техника - 2007, №3-4.
3. Физика взрыва. / Под ред. Л.П.Орленко. В 2-х томах, т.2, ФИЗМАТЛИТ, 2004.
4. RU 2018779, RU 2095739, RU 2108538, RU 2137085, RU 2148244, RU 2158408, RU 2194240, RU 2208759, RU 2237231, RU 2247929, RU 2300073, RU 2309371, RU 2309372, RU 2309373, RU 2309374, RU 232794.
1. Танковый осколочно-пучковый снаряд, содержащий корпус, в передней части которого размещен блок готовых поражающих элементов или блок заданного дробления, а в остальной части корпуса размещен заряд взрывчатого вещества с донным детонатором, отличающийся тем, что масса одного готового поражающего элемента или осколка заданного дробления составляет от 0,2 до 0,4 г, при этом количество готовых поражающих элементов или осколков заданного дробления в блоке составляет 6000-25000.
2. Снаряд по п.1, отличающийся тем, что блок заданного дробления изготовлен методом последовательного осаждения на поверхность корпуса капель расплавленного металла, образующихся при воздействии на подаваемый в зону плавления электрод лазерного или электронного луча.
