Результат интеллектуальной деятельности: БОЕПРИПАС МНОГОФАКТОРНОГО И ЗАПРЕГРАДНОГО ДЕЙСТВИЙ

Изобретение относится к оборонной технике и может быть использовано в различных видах боеприпасов (БП) для поражения целей многофакторным, фугасным и оптическим действиями и кинетическим действием поражающих элементов, в том числе и для поражения объектов, расположенных в запреградном пространстве.

Известны различные виды боеприпасов, сочетающих поражение целей фугасным и кинетическим действиями (например, каталог «Оружие России», т.7 - М.: АОЗТ, Военный Парад, 1997). В этом каталоге представлены боеприпасы кинетического действия, которое осуществляется различными видами поражающих элементов, в том числе осколками естественного дробления с компактными поражающими элементами, кумулятивными струями, сформированными глубокими металлическими облицовками, ударными ядрами, сформированными металлическими воронками с малым прогибом. К недостатку известных боеприпасов относится преимущественно однофакторный характер запреградного действия, в основном, кинетическими поражающими элементами. Фугасный и оптический факторы воздействия вносят незначительный вклад в поражающий эффект запреградного действия.

Наиболее близким аналогом к сущности предлагаемого изобретения, выбранным в качестве прототипа, является техническое решение, описанное в патенте РФ №2453806, класс F42B «Боеприпас фугасно-осколочно-оптического действия». Указанный боеприпас существенно расширяет диапазон функциональных возможностей средств поражения, так как входящие в его устройство профилированные секции, заполненные энергоемким реакционным материалом, формируют мощные потоки реагирующих веществ, воздействующих на поражаемые объекты оптическим излучением, усиленным фугасным действием и потоками реакционно-способных частиц и осколками корпуса естественного дробления. К недостаткам прототипа относится пониженная эффективность действия по целям, расположенным в запреградном пространстве объектов средней и повышенной степени защищенности при траекторном подрыве боеприпаса или при его срабатывании на промахе, вследствие способности перечисленных объектов препятствовать прохождению за преграду потока реакционно-способных компонентов, создаваемых действием профилированных секций боеприпасов.

Целью данного изобретения является создание боеприпаса фугасно-осколочно-оптического действия, обладающего усиленным запреградным действием поражающих факторов различной физической природы, таких как поток реакционно-способных компонентов, осколочным действием поражающих элементов и вторичных осколков, фугасным и оптическим запреградными действиями.

Указанная цель решается тем, что в боеприпасе многофакторного и запреградного действий, содержащем корпус, взрыватель, основной заряд высокоэнергетического взрывчатого вещества с пониженной скоростью детонации и дополнительный заряд мощного взрывчатого вещества с высокой скоростью детонации, основной заряд содержит одну или несколько секций в виде воронок, выемок или желобов различных геометрических форм, заполненных горючими жидкими или порошкообразными веществами или их смесями различного агрегатного состояния и содержит в основном заряде поражающие элементы, обладающие запреградным действием, такие как компактные готовые осколочные элементы (ГПЭ) или металлические облицовки с малым прогибом, формирующие ударные ядра или глубокие облицовки кумулятивного действия, или различные сочетания перечисленных поражающих элементов, которые могут быть расположены в различных частях боеприпаса, а дополнительный разрывной заряд расположен во взаимосвязи с расположением секций и поражающих элементов в различных частях корпуса боеприпаса. Оболочки воронок, желобов, выемок и элементы кинетического запреградного поражающего действия могут быть также композитными и реакционно-способными порошковыми материалами с различной степенью уплотнения. Таким образом, отличительными признаками изобретения являются:

- сочетание в конструкции основного заряда одной или нескольких секций в форме воронок, выемок или желобов различной геометрической формы, заполненных горючими реакционно-способными веществами и поражающих элементов, обладающими запреградным действием, таких как компактные осколочные элементы или металлические облицовки с малым прогибом, формирующие ударные ядра или глубокие облицовки кумулятивного действия, или различные сочетания перечисленных поражающих элементов;

- возможность использования порошковых композитных и реакционно-способных материалов с различной степенью уплотнения в качестве корпусов воронок, желобов или выемок поражающих элементов.

Данные признаки изобретения в совокупности расширяют диапазон функциональных возможностей боеприпасов по поражению различных видов объектов, в том числе по поражению объектов, расположенных в запреградном пространстве, и могут быть реализованы как в боеприпасах наземного, так и средствах поражения траекторного приведения в действие, в том числе в корректируемых и адаптируемых БЧ.

Дифракционные волновые явления в основном заряде, обусловленные разницей в скоростях детонации основного и дополнительного зарядов, обеспечивают длительное ударно-волновое воздействие на снаряжение секций и, как следствие, их сжатие, разогрев и вязко-пластическое течение с большими скоростями в виде струй и протуберанцев, сгорающих с высокими скоростями, формируя при этом ударные волны и потоки оптического излучения. Одновременно с сжатием снаряжения секций происходит деформация пустотелых облицовок, формирующих ядра или кумулятивные струи, а также разгон ГПЭ.

Процессы формирования из пустотелых облицовок ударных ядер или кумулятивных струй, или разгона ГПЭ протекают значительно быстрее, чем процессы деформации снаряжения секций, поэтому кинетические поражающие элементы вылетают из корпуса боеприпаса раньше, опережая в своем движении к цели струи реагирующих компонентов. В результате попадания кинетических поражающих элементов в преградах образуются отверстия и проломы, через которые в запреградное пространство проникают реагирующие компоненты снаряжения секций, повышая эффективность запреградного действия боеприпаса.

Опережающее движение кинетических поражающих элементов вызывает дополнительную турбулизацию среды перед струями, увеличивая тем самым скорость и полноту сгорания снаряжения секций до и после его проникания в запреградное пространство и повышая тем самым эффективность действия боеприпаса в различных условиях функционирования. При замене в боеприпасе цельнотянутых облицовок и оболочек воронок на облицовки, изготовленные из порошковых материалов, усиливается запреградное поражающее действие боеприпасов по объектам, расположенным за малопрочными преградами или преградами средней прочности, так как материалы таких облицовок или ГПЭ, или материалы оболочек секций до и после проникновения в преграду также способны в результате горения усиливать фугасное и оптическое действия боеприпасов.

Различные варианты схем конструктивного исполнения боеприпаса представлены на фиг.1÷3. На фиг.1 представлен ряд схем вариантов исполнения боеприпасов с осевой направленностью движения поражающих элементов и струй реагирующих компонентов. Боеприпас фиг.1 состоит из корпуса-1, основного заряда-2, оболочки дополнительного заряда-4, дополнительного заряда-3, взрывателя-5, оболочки секций в форме полусферы в основном заряде-6, снаряжения секций - горючих веществ в виде порошка или гранул, или жидкостей различной вязкости, или смесей перечисленных компонентов в различных агрегатных состояниях-7, глубоких облицовок кумулятивного действия-8.

Другие варианты боеприпаса фиг.1 отличаются видом поражающих элементов, использованных в его устройстве. Варианты а и б, в которых используются облицовки для формирования кумулятивных струй-8 и ударных ядер-9, предпочтительны для применения по наиболее прочным и массивным преградам, варианты в и г, в которых используются ГПЭ-10 и сочетание ГПЭ с облицовками, предпочтительны для действия по крупномасштабным преградам. Вариант д с облицовками и оболочками секций из порошковых материалов обладает повышенной эффективностью действия до встречи и после попадания в преграды малой и средней прочности, вследствие дополнительного энерговыделения от взаимодействия материалов, используемых в качестве облицовок и оболочек, с материалами, использованными в качестве снаряжения секций.

Вариант боеприпаса фиг.2, сочетающий облицовки и секции радиального действия, обладает повышенной эффективностью при дистанционном подрыве БЧ или действии боеприпаса на промахе по одиночным или групповым объектам, в том числе и повышенной эффективностью запреградного действия.

Боеприпас фиг.3 отличается от боеприпасов фиг.1 и фиг.2 смещением относительно его продольной оси места расположения дополнительного заряда. Такое смещение дополнительного заряда обеспечивает направленность многофакторного действия боеприпаса, например, адаптированного действия по целям.

Боеприпас предложенной конструкции работает следующим образом. Взрыватель приводит в действие дополнительный разрывной заряд, который инициирует детонационный процесс в основном заряде. Профилированные детонационные фронты, возникающие в результате дифракции детонационных волн в основном заряде, осуществляют ударное воздействие на снаряжение секций, его сжатие, прогрев и вязкопластичное течение в виде струй из корпуса боеприпаса. Одновременно с сжатием снаряжения секций происходит деформация пустотелых облицовок, формирующих ядра и/или кумулятивные струи, а также происходит разгон ГПЭ. Кинетические элементы вылетают из корпуса боеприпаса раньше, чем снаряжение секций и раньше попадают в поражаемые объекты, формируя в них отверстия и проломы, через которые струи реагирующих компонентов проникают в запреградное пространство.

Опережающее движение кинетических поражающих элементов турбулизирует среду перед струями, интенсифицируя тем самым процесс горения снаряжения секций.

Сравнительную оценку эффективности многофакторного действия разработанного устройства с действием аналогов и прототипа проводили по двум типам объектов мишенной обстановки, установленных за стальными преградами - набору эквивалентных листов и по действию на приборы ночного видения. По листовым эквивалентам оценивали эффективность фугасного и осколочного действий макетов, а эффективность оптического излучения оценивали по его способности временно ослеплять приборы ночного видения. Критерием эффективности осколочного и фугасного действий является диаметр зоны, в которой происходит разрушение листовых эквивалентов, установленных на расстоянии 1 м за стальной преградой. Толщина стальной преграды составляла 14 мм, преграда от макета находилась на расстоянии 20 м. Критерием эффективности оптического излучения служило расстояние от преграды до приборов ночного видения, установленных за преградой. При исследовании эффективности оптического излучения использовали преграды с увеличенной площадью поверхности. В таблице 1 приведены результаты испытаний прототипа и аналогов вариантов макетов, разработанных боеприпасов, представленных на фиг.1а, фиг.1б, фиг.1в, фиг.1г по листовым эквивалентам, расположенным за преградой. В качестве аналогов испытаны макеты с расположением в торцевой части или только готовых поражающих элементов, или кумулятивных облицовок, или облицовок, формирующих ударные ядра, в качестве прототипа - макет с торцевым расположением полусферической воронки, заполненной горючими материалами.

Во всех опытах диаметр и длина цилиндричиских макетов составляли, соответственно, 150 и 200 мм. Наблюдаемое в отдельных случаях поражающее действие боеприпаса прототипа по листовым эквивалентам за преградой происходит, очевидно, в результате воздействия ударных волн, сформированных частью огибающего потока реагирующих частиц, затекающих за преграду. Поражающее действие кинетических элементов по листовым эквивалентам за преградой осуществляют «вторичные» осколки, образованные в результате откола слоя металла с тыльной стороны преграды, вызванного ударом поражающих элементов.

Как следует из данных, представленных в таблице 1 по относительным размерам запреградной зоны поражения листовых эквивалентов, варианты разработанного устройства существенно превосходят аналоги и прототип. Аналогичные данные, подтверждающие преимущество других вариантов разработанного устройства в эффективности действия, получены в ряде серий испытаний по листовым эквивалентам, установленным на различных расстояниях от преград разной толщины. Результаты испытаний эффективности оптического воздействия прототипа и вариантов разработанного устройства на приборы ночного видения, установленных на разных расстояниях за преградой размером 3×6 м, приведены в таблице 2.

Как следует из данных, представленных в таблицах 1 и 2, макеты, содержащие в своем устройстве воронки и кинетические поражающие элементы, изготовленные из порошковых материалов, не уступают по эффективности указанным элементам конструкции, изготовленным из листового материала или из прутка.

В целом материалы экспериментов подтверждают преимущества разработанного устройства перед аналогами и прототипом в эффективности многофакторного и запреградного действий.