Осколочно-фугасный боеприпас
Владельцы патента RU 2492416:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) (RU)
Изобретение относится к боеприпасам, в частности к осколочно-фугасным боеприпасам. Осколочно-фугасный боеприпас содержит корпус, взрыватель, основной заряд высокоэнергетического взрывчатого вещества с пониженной скоростью детонации и дополнительный заряд мощного взрывчатого вещества с высокой скоростью детонации. Дополнительный заряд выполнен в виде удлиненных шнуровых зарядов, равномерно размещенных на внутренней поверхности корпуса боеприпаса вдоль его оси. На внутренней поверхности корпуса выполнены винтовые пазы. Удлиненные шнуровые заряды размещены в этих пазах. Достигается повышение эффективности фугасного действия боеприпаса. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Область техники
Изобретение относится к оборонной технике и может быть использовано в различных осколочно-фугасных боеприпасах (ОФБП), предназначенных для поражения целей осколками и фугасным действием.
Уровень техники
В известном техническом решении [1] предлагается ОФБП, содержащий корпус, взрыватель, основной заряд высокоэнергетического взрывчатого вещества (ВВ) с пониженной скоростью детонации и дополнительный заряд мощного ВВ с высокой скоростью детонации. На боковой поверхности дополнительного заряда по всей его длине выполнены кумулятивные выемки, образуемые радиальными лучами с толщиной лучей больше критического диаметра детонации, при этом основной заряд размещен в объеме кумулятивных выемок, а число кумулятивных выемок N≥4. При срабатывании устройства в кумулятивных выемках возбуждается детонация основного заряда в пересжатом режиме с образованием маховских детонационных волн и высокоскоростных струй продуктов детонации (ПД), разлетающихся в воздух после разрушения корпуса.
Общими признаками с предлагаемым ОФБП является наличие разрушаемого корпуса, взрывателя, основного и дополнительного зарядов с разными скоростями детонации.
Реализация этого технического решения приводит к ряду преимуществ, однако, с увеличением толщины корпуса эти преимущества начинают нивелироваться. Действительно, в ОФБП с толстым и прочным корпусом (например, снаряде) разрушение последнего при выходе детонационной волны (ДВ) на его внутреннюю поверхность может затянуться настолько, что давление в ПД основного и дополнительного зарядов успеют выровняться, и тогда струйный разлет высокоскоростных ПД (основное преимущество) становится проблематичным.
В другом известном близком техническом решении [2], принятом за прототип, предлагается ОФБП, содержащий корпус, взрыватель, основной заряд высокоэнергетического ВВ с пониженной скоростью детонации и дополнительный заряд мощного ВВ с высокой скоростью детонации. Дополнительный заряд выполнен в виде удлиненных шнуровых зарядов (ШЗ) в количестве N≥4, равномерно размещенных на внутренней поверхности корпуса боеприпаса вдоль его оси. Погонная масса ШЗ находится в пределах (0,5…2,0)ρdh2, где ρd - плотность дополнительного заряда, h - толщина корпуса боеприпаса.
ШЗ могут быть выполнены из детонационных шнуров прямоугольного сечения с отношением высоты к ширине Н/b=0,1…0,5 и размещены на внутренней поверхности корпуса своей широкой гранью. Кроме того, в ОФБП вдоль оси корпуса может быть установлен дополнительный промежуточный заряд, выполненный из высокобризантного конденсированного ВВ.
Общими признаками с предлагаемым ОФБП является наличие корпуса, взрывателя, основного заряда высокоэнергетического ВВ с пониженной скоростью детонации и дополнительного заряда мощного ВВ с высокой скоростью детонации, выполненный в виде удлиненных ШЗ, равномерно размещенных на внутренней поверхности корпуса БП вдоль его оси.
Известный ОФБП [2] работает следующим образом.
По команде с взрывателя инициируются удлиненные ШЗ. В результате этого происходит формирование ударной волны (УВ) в основном заряде ВВ и взрывное нагружение корпуса БП в местах контакта с дополнительными зарядами. Схлопывание УВ на оси симметрии приводит к инициированию детонации основного заряда или же к инициированию промежуточного дополнительного заряда, расположенного на оси симметрии БП. Дополнительный заряд также может инициироваться от взрывателя. Образовавшаяся ДВ распространяется от оси симметрии к корпусу БП, нагружает его, дробит и метает с высокой начальной скоростью, а через щели в корпусе, выбитые удлиненными ШЗ, происходит струйное истечение высокоскоростных ПД, что приводит к увеличению фугасного действия взрыва в радиальном направлении.
Однако, как показывают результаты расчетов и экспериментов, даже в этом случае не вся энергия основного заряда ВВ (предполагаемого термобарическим) переходит в воздушную УВ. Достаточно большая ее часть (до 50%) остается в ПД основного заряда, поскольку ПД вовремя не смогли перемешаться и прореагировать с окружающим воздухом.
Раскрытие изобретения
Решаемой задачей настоящего изобретения является повышение эффективности фугасного действия БП путем дополнительной турбулизации разлетающихся ПД.
Указанная задача решается тем, что в известном техническом устройстве, содержащем корпус, взрыватель, основной заряд высокоэнергетического ВВ с пониженной скоростью детонации и дополнительный заряд мощного ВВ с высокой скоростью детонации, выполненный в виде удлиненных ШЗ, равномерно размещенных на внутренней поверхности корпуса боеприпаса вдоль его оси, на внутренней поверхности корпуса выполнены винтовые пазы, при этом удлиненные ШЗ размещены в этих пазах.
Возможно конструктивное исполнение ОФБП, в котором винтовые пазы выполнены с углом поворота вдоль оси корпуса не менее 360/N градусов, где N≥4 - число ШЗ.
Перечень чертежей
Фиг.1 - осевое сечение корпуса;
Фиг.2 - осевое сечение ОФБП;
Фиг.3 - радиальное сечение ОФБП с шестью удлиненными ШЗ.
Осуществление изобретения
На чертежах цифрами обозначены:
1 - корпус БП;
2 - винтовые пазы;
3 - дополнительный заряд ВВ в виде удлиненных ШЗ;
4 - основной заряд ВВ;
5 - ПВ дополнительного заряда;
6 - ПВ основного заряда;
7 - положения фронта ДВ в основном заряде в произвольный момент времени.
Выполнение ОФБП по предлагаемому техническому решению (Фиг.2) позволяет реализовать преимущества, присущие прототипу, в том числе и для очень толстых корпусов.
Действительно, при инициировании детонации удлиненных ШЗ 3 от взрывателя, размещенных в винтовых пазах 2 на внутренней поверхности корпуса БП 1 (Фиг.1), образуются ДВ 7 в массиве основного заряда ВВ 4, распространяющиеся к оси симметрии БП.
Погонная масса ШЗ выбирается из условия надежного инициирования основного заряда и разрушения корпуса БП при контактном взрыве в пазах 2. Она зависит от детонационных параметров ШЗ, толщины над пазами и прочностных характеристик корпуса БП, плотности и чувствительности основного заряда.
При движении ДВ 7 к оси симметрии БП (Фиг.3) параметры на фронте начинают увеличиваться и достигают больших значений в момент схлопывания на оси симметрии. При этом от оси симметрии в обратном направлении по ударно-сжатым ПД 6 основного заряда будут распространяться отраженные УВ с повышенными параметрами на фронте. В течение времени пробега ДВ 7 до оси и обратного движения УВ до внутренней поверхности корпуса произойдет разрушение толстого корпуса в пазах 2 по механизму выбивания пробки и начнется вытекание ПД 5 дополнительного заряда через образовавшиеся щели. Дополнительные нагружение, разгон и разрушение корпуса 1 на осколки обеспечит отраженная от центра УВ. При этом через выбитые проемы в корпусе начинается струйное истечение высокоскоростных потоков ПД 6 основного заряда, как в прототипе. Но, вследствие винтовой закрутки пазов, внутри ПД 6 основного заряда в сходственных точках двух близких нормальных сечений появляется окружная компонента скорости, которая обеспечит ПД 6 дополнительную турбулизацию при свободном их движении после разрушения корпуса. В свою очередь, турбулизация способствует интенсивному перемешиванию аэродисперсных (металлосодержащих) ПД 6 с окружающим воздухом, быстрому их горению и своевременной передачи выделившейся энергии в воздушную УВ, что приведет к уменьшению энергетических потерь и увеличению фугасного действия БП в целом.
Понятно, что влияние винтовой закрутки может оказаться заметным лишь при ее достаточно большой величине (будет заметной величина окружной скорости). Проведенный анализ показывает, что в качестве нижнего предела величины закрутки винтовых пазов по длине БП можно указать значение 2π/N, а верхнего - 2π, где N≥4 - число ШЗ. В этом случае закрученные струи ПД основного заряда полностью перекрывают все окружающее пространство по окружности БП.
Предлагаемый ОФБП работает следующим образом.
По команде с взрывателя инициируются удлиненные ШЗ. В результате этого происходит формирование ДВ в основном заряде ВВ и взрывное нагружение корпуса БП в винтовых пазах с удлиненными ШЗ. После отражения от оси симметрии, к корпусу БП распространяются отраженные УВ, которые нагружают его, додрабливают и метают с высокой начальной скоростью, а через щели в корпусе, выбитые удлиненными ШЗ, происходит струйное истечение высокоскоростных ПД. Вследствие винтовой закрутки пазов, происходит дополнительная турбулизация ПД основного заряда, их интенсивные перемешивание с окружающим воздухом и горение, увеличение величины выделяющейся энергии, передаваемой в воздушную УВ, что приводит к увеличению фугасного действия взрыва ОФБП.
Источники информации
1. Патент RU 2341760 от 29.03.2006, F42B 12/20. Осколочно-фугасный боеприпас по схеме «Звезда».
2. Патент RU 2413921 от 20.11.2009, F42B 12/20. Осколочно-фугасный боеприпас.
1. Осколочно-фугасный боеприпас, содержащий корпус, взрыватель, основной заряд высокоэнергетического взрывчатого вещества с пониженной скоростью детонации и дополнительный заряд мощного взрывчатого вещества с высокой скоростью детонации, выполненный в виде удлиненных шнуровых зарядов, равномерно размещенных на внутренней поверхности корпуса боеприпаса вдоль его оси, отличающийся тем, что на внутренней поверхности корпуса выполнены винтовые пазы, при этом удлиненные шнуровые заряды размещены в этих пазах.
2. Осколочно-фугасный боеприпас по п.1, отличающийся тем, что винтовые пазы выполнены с углом поворота вдоль оси корпуса, лежащим в интервале 2π/N…2π, где N≥4 - число шнуровых зарядов.
