Результат интеллектуальной деятельности: ЗАГРАДИТЕЛЬНЫЙ БОЕПРИПАС

Изобретение относится к военной технике, а именно к инженерным боеприпасам, предназначенным для минирования местности в целях поражения живой силы и техники противника.

По патенту ФРГ №4330414, МПК F42B 23/16 (ж. ИСМ, М., №10, вып.081, 1996 г., стр.4) известна конструкция мины с выталкиваемым суббоеприпасом, который установлен в чашеобразном стартовом устройстве и соединяется с приводным агрегатом суббоеприпаса на заданном участке по высоте. Приводной агрегат установлен на донной части чашеобразного стартового устройства и содержит камеру высокого давления, обращенную ко дну стартового устройства, в которой находится метательный заряд. Имеется также камера низкого давления, обращенная к суббоеприпасу. Камеры высокого и низкого давления отделены друг от друга общей дырчатой плитой, имеющей сопла (отверстия).

В известном конструктивном решении выталкивание боеприпаса из стартового устройства осуществляется за счет сгорания метательного заряда в камере высокого давления и перекачки продуктов сгорания его в камеру низкого давления, где и находится ускоряемый суббоеприпас.

Однако такой конструктивный подход оправдан лишь в том случае, когда метательный заряд не может работать при относительно низких рабочих давлениях. Поэтому при применении дымных порохов, наиболее часто используемых в разделяющихся боеприпасах, например, залпового огня, и устойчиво горящих при низких уровнях рабочего давления, рассмотренный подход к разработке стартового устройства представляется неактуальным.

Кроме того, в указанной конструкции представлены схемные решения, не освещающие важные практические вопросы, связанные с фиксацией выталкиваемого боеприпаса в стартовом устройстве, способами задействования и обеспечения безотказности применения суббоеприпаса в боевых условиях и т.д.

Таким образом, задачей данного технического решения являлась демонстрация одного из возможных конструктивных приемов, направленных на осуществление отстрела суббоеприпаса из стартового устройства при использовании метательного заряда, устойчиво работающего при высоких уровнях давлений в аккумулирующей камере.

Общими признаками мины с предлагаемым боеприпасом является наличие стартовой направляющей, боевого элемента и вышибного заряда, размещенного в рабочей камере.

Наиболее близкой по технической сути и достигаемому техническому результату является осколочная мина кругового поражения, известная из книги «Оружие России», каталог, том VII, «Высокоточное оружие и боеприпасы», АОЗТ «Военный парад», М., 1997 г., с.644. Мина состоит из направляющего стакана, корпуса, заряда ВВ, вышибного заряда, ударного механизма и центральной втулки.

Направляющий стакан изготовлен из стали, имеет в нижней части камеру, в которой закреплен и уложен вытяжной тросик ударного механизма.

Корпус представляет собой цилиндрическую обойму, состоящую из готовых осколков, залитых полиэтиленом. Сверху и снизу обойма закрыта стальными крышками, соединенными центральной втулкой и трубкой вышибного заряда. В центре верхней крышки имеется резьбовое отверстие, закрытое пробкой. Через это отверстие в мину устанавливается капсюль-детонатор. Сбоку от центрального отверстия закреплена втулка с капсюлем-воспламенителем. Верхняя крышка герметично соединена с направляющим стаканом.

Заряд ВВ заполняет полость внутри обоймы и имеет гнездо, в которое вставляется капсюль-детонатор.

Вышибной заряд упаковывается в холщовый мешочек и размещается в трубке под втулкой с капсюлем-воспламенителем.

Ударный механизм расположен в нижней части центральной втулки и имеет связь с тросиком, второй конец которого скреплен с направляющим стаканом.

Осколочная мина является одним из самых мощных инженерных боеприпасов, которые по поражающему действию превосходят многие зарубежные аналоги. Это обеспечивается достаточно высокой эффективностью боевого снаряжения мины, срабатывающей на заданной высоте. Однако мина имеет и некоторые недостатки, связанные в первую очередь:

- с отсутствием взрывателя комбинированного (нажимного и натяжного), а в лучшем случае, радиотехнического действия;

- с наличием демаскирующих признаков, а именно натяжных датчиков цели, установочных колышков, взрывателя, торчащего из земли;

- с размещением порохового заряда с капсюлем-детонатором во втулке, смещенной от центра, что, во-первых, снижает эффективность работы боеприпаса при срабатывании ВВ, а, во вторых, не дает возможности использовать другой тип боеприпаса, например, объемно-детонирующего действия;

- с неудачной герметизацией воспринимающего корпуса в направляющем стакане, что не исключает попадания продуктов сгорания вышибного заряда между разделяющимися элементами конструкции и требует изготовления направляющего стакана из прочных материалов (стали), утяжеляющих конструкцию;

- с постоянным стремлением разработчика повысить безопасность обращения с миной в процессе установки ее в полевых условиях.

Таким образом, задачей данного технического решения являлась разработка эффективного боеприпаса без предъявления жестких требований к габаритно-массовым характеристикам и безопасности применения боеприпаса, а также возможности размещения в конструкции другого типа поражающего боевого элемента, например, с объемно-детонирующим снаряжением.

Общими конструктивными признаками с предлагаемым боеприпасом является наличие поражающего боевого элемента с механизмом задействования и пускового механизма, выполненного в виде цилиндрической направляющей, зафиксированной в грунте и снабженной узлом фиксации боевого элемента, вышибным зарядом, а также гибкой связью требуемой длины, связывающим чеку детонатора предохранительно-исполнительного механизма боевого элемента с направляющей.

В отличие от прототипа в предлагаемом конструктивном решении введена новая совокупность конструктивных узлов и элементов, а именно:

- узел фиксации боевого элемента выполнен в виде узла форсирования, изготовленного путем закатки торцевой кромки направляющей в кольцевой проточке крышки боевого элемента, размещенной с внешней торцевой поверхности крышки и снабженной герметизирующим уплотнением;

- дно боевого элемента выполнено в виде поршня, взаимодействующего с кольцевым упором через обтюрирующую прокладку, фиксирующую одновременно гибкую связь, размещенную в периферийной кольцевой канавке поршня и скрепленную с боковой поверхностью кольцевого упора;

- вышибной заряд размещен в запоршневой зоне, образованной кольцевым упором между доньями боевого элемента и направляющей, и связан с воспламенителем посредством огневой цепи с флажковой перемычкой, снабженной узлом замедления, выполненным в виде двухсекционного цилиндрического тормозного блока с каучуковым наполнителем, имеющего подпружиненный подвижный шток с перфорированным поршнем;

- в механизме задействования боеприпаса радиоблок снабжен источником энергии и узлом самоликвидации боеприпаса, а предохранительно-исполнительный механизм имеет дополнительную ступень предохранения, выполненную в виде теплоприемного устройства, срабатывающего при обеспечении требуемого силового и теплового импульсов в процессе отстрела боевого элемента из направляющей.

Отмеченные отличительные признаки, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты, являются существенными и достаточными для достижения нового технического результата.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение качества, расширение практических возможностей (в первую очередь области применения), а также упрощение конструкции инженерного боеприпаса для устройства минно-взрывных заграждений в целях борьбы с подвижными целями противника.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в конструкции известной мины, содержащей поражающий боевой элемент, радиоэлектронный механизм задействования, выполненный в виде цилиндрической направляющей, зафиксированной в грунте и снабженной узлом фиксации боевого элемента, вышибным зарядом, а также гибкой связью требуемой длины, связывающей чеку детонатора предохранительно-исполнительного механизма боевого элемента с направляющей, введена новая совокупность конструктивных элементов и узлов, изменены их взаимное расположение и связи.

В частности, выполнение поршня с диаметральным герметизирующим уплотнением, взаимодействие поршня с кольцевым упором через обтюрирующую прокладку, фиксирующую одновременно гибкую связь в периферийной кольцевой канавке поршня, а также выполнение узла фиксации боевого элемента в виде узла форсирования, изготовленного путем закатки торцевой кромки направляющей в кольцевой проточке крышки боевого элемента, размещенной с внешней торцевой поверхности крышки, и снабженного герметизирующим уплотнением, позволяет решить следующие практические задачи:

- организовать надежный газодинамический затвор, исключающий перемещение продуктов сгорания вышибного заряда в радиальном и осевом направлениях и, тем самым, снять силовые нагрузки на цилиндрическую направляющую и боевой элемент, что, в конечном итоге, позволяет использовать менее прочные (легкие) сплавы, уменьшить массу и повысить качество конструкции;

- обеспечить более жесткую фиксацию боевого элемента в цилиндрической направляющей, исключающую нарушение герметичности боеприпаса;

- повысить стабильность срабатывания узла форсирования и внутрибаллистических параметров в процессе отстрела боевого элемента из направляющей, позволяющих рационализировать силовые нагрузки на элементы конструкции;

- обеспечить надежную фиксацию гибкой связи в кольцевой канавке, закрыть ее от возможных повреждений механического и газодинамического характера, удержать его в поршне в процессе транспортировки.

Выполнение дна боевого элемента в виде поршня позволяет совместить две различные функции дна, разместить в периферийной кольцевой канавке гибкую связь и закрепить ее на боковой поверхности кольцевого упора, что позволяет обеспечить:

- уменьшение габаритов и массы конструкции боеприпаса;

- развертывание гибкой связи из кольцевой канавки (как с цилиндрической катушки);

- разворот цилиндрической направляющей в грунте, более жесткую фиксацию ее в грунте и надежную расчековку предохранительно-исполнительного механизма БЭ, что особенно важно для сыпучих и влажных сред.

Размещение вышибного заряда в запоршневой зоне, образованной кольцевым упором между доньями боевого элемента и направляющей, наиболее полно соответствует функциональному назначению боеприпаса с вертикальным отстрелом БЭ, рациональной компоновке конструкции с радиоблоком и воспламенителем. При этом связь ВЗ с воспламенителем посредством огневой цепи с флажковой перемычкой, снабженной узлом замедления, выполненным в виде двухсекционного цилиндрического тормозного блока с каучуковым наполнителем, имеющего подпружиненный подвижный шток с перфорированным поршнем, позволяет серьезно повысить безопасность работы с боеприпасом в полевых условиях. Это обеспечивается за счет использования ручной расчековки, убирающей флажковую перемычку между воспламенителем и вышибным зарядом с необходимой задержкой, обусловленной замедленным перемещением перфорированного поршня в тормозном цилиндре с каучуковым наполнением под воздействием пружины (освобождение витков пружины осуществляется в момент расчековки).

Аналогичную функциональную нагрузку несет и дополнительная ступень предохранения, введенная в предохранительно-исполнительный механизм и выполненная в виде теплоприемного устройства. Срабатывание устройства обеспечивается в процессе отстрела боевого элемента из направляющей за счет формирования требуемых уровней силового и теплового воздействия продуктов сгорания вышибного заряда на исполнительные органы (мембрана, заряд) теплоприемника.

Практическую важность имеет также и тот факт, что в механизме задействования боеприпаса радиоблок снабжен источником энергии и узлом самоликвидации боеприпаса, срабатывающим после подачи исполнительной радиокоманды. Использование такого подхода исключает необходимость проведения инженерных операций по разминированию минных полей после выполнения поставленной боевой задачи.

Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях в процессе проведения патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизна».

Исследуя уровень техники в ходе проведения патентного поиска по всем видам сведений, доступных в странах бывшего СССР и зарубежных стран, установлено, что предлагаемое техническое решение явным образом не следует из известного уровня техники. Следовательно, можно сделать вывод о том, что предлагаемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения, представленная в ограничительной и отличительной частях формулы, поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображен общий вид заградительного боеприпаса; на фиг.2 - фрагмент узла форсирования боеприпаса; на фиг.3 - фрагмент донной части боевого элемента; на фиг.4 - фрагмент огневой цепи с флажковой перемычкой.

Предлагаемый боеприпас содержит поражающий боевой элемент 1 с радиоэлектронным механизмом задействования, пусковой механизм, выполненный в виде цилиндрической направляющей 2, зафиксированной в грунте 3 и снабженной узлом фиксации боевого элемента 4, вышибным зарядом 5, а также гибкой связью 6 требуемой длины, связывающей чеку детонатора 7 предохранительно-исполнительного механизма 8 боевого элемента с направляющей.

Узел фиксации боевого элемента выполнен в виде узла форсирования, изготовленного путем закатки торцевой кромки 9 направляющей в кольцевой проточке 10 боевого элемента, размещенной с внешней торцевой поверхности крышки 11 и снабженной герметизирующим уплотнением 31.

Дно боевого элемента выполнено в виде поршня 13 с диаметральным уплотнением 30, взаимодействующего с кольцевым упором 14 через обтюрирующую прокладку 15, фиксирующую одновременно гибкую связь, размещенную в периферийной кольцевой канавке 16 поршня и связанную с боковой поверхностью дна направляющей 18.

Вышибной заряд размещен в запоршневой зоне 17, образованной кольцевым упором между дном боевого элемента и дном направляющей 18, и связан с воспламенителем 19 посредством огневой цепи с флажковой перемычкой 20, снабженной узлом замедления, выполненным в виде двухсекционного цилиндрического тормозного блока 21 с каучуковым наполнителем 22, имеющего подпружиненный подвижный шток 23 с перфорированным поршнем 24.

В механизме задействования боеприпаса радиоблок снабжен антенной 26, источником энергии 27 и узлом самоликвидации боеприпаса 28, а предохранительно-исполнительный механизм имеет дополнительную ступень предохранения, выполненную в виде теплоприемного устройства 29, срабатывающего при обеспечении требуемого силового и теплового импульсов в процессе отстрела боевого элемента из направляющей.

Вышеописанное устройство работает следующим образом. Перед выполнением боевой задачи заградительный боеприпас располагается вертикально в грунте на заданной глубине. После установки в грунт путем выдергивания шнура флажковой перемычки 20 снимается механическая ступень предохранения боеприпаса. По радиоканалу посредством антенны 26 обеспечивается перевод боеприпаса в боевое положение, при котором снимаются все оставшиеся электрические ступени предохранения. Изделие готово к приему радиокоманды на боевую работу.

После подачи напряжения происходит срабатывание воспламенителя 19, продукты сгорания которого действуют на утонения в корпусе вышибного заряда 5, разрушают их и обеспечивают включение ВЗ в работу.

Продукты сгорания ВЗ поступают в запоршневую зону 17 и при величине давления на поршень 13, соответствующего давлению разрушения узла форсирования 4, начинается отстрел боевого элемента 1 из направляющей 2, сопровождающийся освобождением обтюрирующей прокладки 15 и развертыванием гибкой связи 6 с поршня 13. Одновременно продукты сгорания заряда действуют на теплоприемное устройство 29 и при обеспечении в запоршневом объеме требуемых значений силового и теплового импульсов производится снятие первой ступени предохранения предохранительно-исполнительного механизма БЭ 8.

При величине перемещения БЭ, равного длине гибкой связи, закрепленной на боковой поверхности кольцевого упора 14, происходит выдергивание чеки детонатора 7 ПИМа (снятие второй ступени предохранения) и срабатывание центрального разрывного заряда 32, сопровождающееся формированием ударных и тепловых волн.

В случае необходимости снятия заграждения на радиоблок 25 подается соответствующая исполнительная команда, в результате которой источник энергии 27 выдает инициирующий импульс на узел самоликвидации 28, обеспечивающий, в конечном итоге, уничтожение боеприпаса путем его срабатывания.

Выполнение заградительного боеприпаса в соответствии с изобретением позволяет значительно упростить конструкцию боеприпаса и расширить область его применения за счет совершенствования способа задействования вышибного заряда и возможности использования боевых элементов другого типа. При этом за счет надежной радиальной и осевой герметизации кольцевой полости между разделяющимися элементами конструкции (15, 30, 10) в процессе отстрела БЭ достигается снижение силовых нагрузок и, как следствие, уменьшение пассивной массы боеприпаса. Одновременно, использование радиотехнического способа задействования и введение дополнительных ступеней предохранения обеспечивает сведение к минимуму демаскирующих признаков и повышает безопасность обращения с боеприпасом в процессе его установки.

Положительный эффект подтвержден результатами стендовых и полевых работ, и поэтому изобретение может быть использовано при разработке боеприпасов с боевыми элементами различного целевого назначения.

На основе предлагаемого изобретения разработана конструкторская документация боеприпаса с использованием принципа объемной детонации.