Результат интеллектуальной деятельности: Кумулятивный боеприпас

Предлагаемое изобретение относится к военной технике, а именно к боеприпасам кумулятивного действия, и может быть использовано для поражения бронированных целей (танков, боевых машин пехоты и бронетранспортеров).

Известен кумулятивный боеприпас типа ПГ-29В (http://militaryrussia.ru/blog/topic-439.html). Он состоит из двух расположенных одна за другой кумулятивных боевых частей. Передняя боевая часть (предзаряд) срабатывает первой и обеспечивает пробитие защитных экранов и снятие динамической защиты. Основная боевая часть срабатывает второй и поражает непосредственно броню боевой машины. Передняя и основная боевые части пространственно отделены друг от друга.

Однако данная конструкция имеет недостатки. Главным недостатком является необходимость пространственного разнесения зарядов первой и второй ступени и обеспечение защиты основного заряда от действия предзаряда первой ступени.

Известен кумулятивный боеприпас (Патент РФ №2218546 F42B 12/18 от 10.12.13 г), содержащий тандемную боевую часть, имеющую лидирующий кумулятивный заряд (ЛКЗ) и основную боевую часть (БЧ), размещенные между ними блок рулевого привода (БРП) и устройство защиты основной БЧ, отличающийся тем, что устройство защиты выполнено в виде отдельного от корпуса управляемого снаряда замкнутого объема, образованного цилиндрическим стаканом с дном в виде усеченного конуса, направленного в сторону основной БЧ, и передней стенкой, выполненной в виде массивного цилиндрического диска, на котором установлен ЛКЗ, при этом стакан и диск выполнены из пластичного материала, а БРП размещен в замкнутом объеме.

Однако данная конструкция имеет недостатки. Главным недостатком является необходимость пространственного разнесения зарядов первой и второй ступени и обеспечение защиты основного заряда от действия предзаряда первой ступени.

Кроме того, известен боеприпас (боевая часть к неуправляемой авиационной ракете С8 КОМ, чертеж 9-ГЖ-4421 (см. фиг. 1)), являющийся прототипом, и состоящий из корпуса (1), заряда взрывчатого вещества (ВВ) (2) с медной кумулятивной облицовкой (3), взрывателя, состоящего из пьезогенератора (4) и предохранительно-исполнительного механизма (5).

Недостатком является то, что прототип обладает недостаточной эффективностью против брони, оснащенной динамической защитой.

Задачей (техническим результатом) предлагаемого изобретения является повышение эффективности при поражении целей, оснащенных динамической защитой.

Поставленная задача решается за счет того, что в кумулятивном боеприпасе, состоящем из корпуса, в котором размещен заряд взрывчатого вещества с медной кумулятивной облицовкой, взрывателя, состоящего из пьезогенератора и предохранительно-исполнительного механизма, между кумулятивной облицовкой и предохранительно-исполнительным механизмом размещена трубка, изготовленная из материала, имеющего скорость звука, превышающую скорость детонации заряда взрывчатого вещества. Трубка может быть выполнена, например, из керамики на основе окиси алюминия.

Также трубка может быть изготовлена двухслойной, при этом внутренний слой выполнен из материала с высокой температурой плавления и испарения, например, из ниобия. Температуры плавления и испарения ниобия равны соответственно 2477°С и 4744°С. Внутренний слой должен обеспечить формирование сплошной металлической высокоскоростной кумулятивной струи.

На фиг. 2 представлен общий вид и разрез предлагаемого кумулятивного боеприпаса: 1 - корпус; 2 - заряд взрывчатого вещества; 3 - медная кумулятивная облицовка; 4 - пьезогенератор взрывательного устройства; 5 - предохранительно-исполнительный механизм взрывательного устройства; 6 - трубка из материала со скоростью звука, превышающей скорость детонации заряда ВВ.

Для обоснования работоспособности предлагаемого кумулятивного боеприпаса были выполнены эксперименты по взрывному обжатию керамических трубок из керамики на основе окиси алюминия.

На фиг. 3 приведена схема экспериментальной сборки: 7 - электродетонатор; 8 - инициирующий заряд; 9 - основной заряд; 10 - керамическая трубка; 11 - мишень; 12 - основание.

На фиг. 4. представлены лицевые стороны образцов-свидетелей, подвергнутых воздействию кумулятивных струй, сформированных из керамических трубок различной толщины: 13-δ=0,5 мм; 14-δ=1,0 мм, 15-δ=1,5 мм.

Устройство работает следующим образом (см. фиг. 2). При ударе пьезогенератора взрывательного устройства (4) о целевую преграду (танк, БМП, БТР) импульс высокого напряжения передается к предохранительно-исполнительному механизму взрывательного устройства (5) и инициирует детонацию в заряде взрывчатого вещества (2). Детонационный фронт, распространяясь по заряду ВВ, обжимает трубку (6) из материала с высокой скоростью звука на ось боеприпаса, что приводит к формированию гиперскоростной кумулятивной струи. Поскольку скорость звука в материале трубки превышает скорость детонации заряда ВВ, соблюдаются условия струеобразования в соответствии с теорией кумуляции. В частности в работе [Генерация гиперскоростных потоков частиц при взрывном обжатии керамических трубок / И.А. Балаганский, Л.А. Мержиевский, В.Ю. Ульяницкий, И.А. Батаев, А.А. Батаев, А.В. Виноградов [и др.] // Физика горения и взрыва. - 2018. - Т. 54, №1. - С. 132-138.] описаны эксперименты по формированию гиперскоростных струй керамических частиц из корундовых трубок и их воздействию на мишени из высокоуглеродистой стали. Схема экспериментов приведена на фиг. 3, результаты воздействия на мишени показаны на фиг. 4. Максимальная скорость лидирующей части струи ~ 23 км/с, скорость основной струи равна 14 км/с. Такая струя пробивает экраны и нейтрализует динамическую защиту бронемашины. Затем детонационный процесс достигает основной кумулятивной облицовки (3) и производит ее обжатие с формированием медной кумулятивной струи, которая производит пробитие основной броневой защиты. При этом из-за сверхвысокой скорости лидирующей струи от трубки происходит согласование по времени действия первой и второй ступени тандема.

Возможно изготовление трубки (6) двухслойной. При этом внешняя часть трубки выполняется из материала с высокой скоростью звука, а внутренняя часть из пластичного материала с высокой температурой плавления и испарения. Численное моделирование показало, что в этом случае формируется сплошная кумулятивная струя из материала внутреннего слоя. При этом необходимо обеспечить высокую температуру плавления и испарения материала внутреннего слоя трубки [Balagansky I.A. Modelling of fast jet formation under explosion collision of two-layer alumina/copper tubes / I.A. Balagansky, A.V. Vinogradov, L.A. Merzhievsky // The International Journal of Multiphysics. - 2017. - Vol. 11, №3. - P. 265-275. - DOI: 10.21152/1750-9548.11.3.265.].

Технический результат заключается в повышении эффективности поражения бронированных целей, оснащенных динамической защитой.