Результат интеллектуальной деятельности: ОБЛИЦОВКА СНАРЯДОФОРМИРУЮЩЕГО ЗАРЯДА

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к конструкциям облицовок снарядоформирующих зарядов, и может использоваться в устройствах формирования поражающих элементов (ПЭ) для пробития бронированных целей. Поражающий элемент формируется из облицовки заряда, имеющей определенную массу, геометрию и форму, в большинстве случаев - сфероподобную.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в формировании ПЭ требуемой формы, масса которого примерно равна массе облицовки, т.е. в создании конструкции, обеспечивающей передачу формирующемуся ПЭ практически целиком кинетической энергии, отобранной облицовкой от заряда взрывчатого вещества (ВВ).

Известна облицовка кумулятивного заряда по патенту RU 2253831 (публикация от 10.06.05 г.), которая содержит смесь порошка тяжелого металла и порошкообразного металлического связующего, причем указанная облицовка отформована в требуемую форму путем инжекционного формования и спекания. Предпочтительные формы облицовок включают в себя конические, двухконусные, тюльпанообразные, полусферические, круговые, линейные и воронкообразные.

Недостатком данного решения является то, что поскольку сходящаяся детонационная волна подходит к облицовке неодновременно по всей поверхности, то снижается отбор энергии облицовкой от заряда ВВ, что соответственно снижает поражающее действие заряда.

Из предшествующего уровня техники, в частности, из описания к патенту RU 2169897 (описание опубликовано 27.06.01 г.) известна конструкция снарядоформирующего заряда, частично устраняющая недостатки предыдущей и включающая сфероподобную равнотолщинную облицовку. Для создания определенного профиля детонационной волны применен формирователь многоточечного инициирования заряда ВВ, в котором длина детонационных каналов отвечает заданному условию. Данное решение позволяет увеличить кинетическую энергию ПЭ за счет формирования определенного профиля детонационной волны путем подбора длины детонационных каналов.

Недостатком данного решения является то, что равнотолщинная облицовка не обеспечивает оптимальную форму ПЭ.

Известен другой снарядоформирующий заряд (патент RU 2262059, описание опубликовано 10.10.05 г.), конструкция облицовки которого выбрана в качестве прототипа, как наиболее близкая по количеству сходных признаков и решаемой задачи. Облицовка данного снарядоформирующего заряда выполнена сфероподобной, многослойной, биметаллической из материалов с разной плотностью, при этом слой материала с большей плотностью расположен перед слоем примыкающего к заряду ВВ материала с меньшей плотностью. Геометрические размеры заряда, материалы слоев облицовки и размещение точек системы инициирования выбраны из условия обеспечения при взрыве заряда ВВ имплантации материала с большей плотностью, расположенного спереди, в головную часть формируемого ПЭ за счет асимметрии выхода детонационной волны на поверхность облицовки. При этом толщина слоя облицовки, выполненного из материала с большей удельной плотностью, убывает от центра к периферии. После выхода детонационной волны на облицовку за счет разогрева и действующих нагрузок она переходит в пластическое состояние и принимает желаемую форму, при этом материал с большей удельной плотностью, осаждаясь на материал с меньшей удельной плотностью, взаимодействует с ним (турбулентно перемешиваясь по линии раздела), образуя цельный биметаллический элемент. Выполненная таким образом облицовка позволяет всю ее массу перевести в состав поражающего элемента, то есть всю отобранную от заряда ВВ кинетическую энергию практически целиком передать поражающему элементу. Форма ПЭ зависит от разномассности различных участков облицовки, их разнодинамичности и формы фронта детонационной волны. В опережающем режиме в формирование головной части ПЭ вовлекается материал с большей удельной плотностью, находящийся в центральной зоне, масса которого больше массы периферийной зоны облицовки, которая в свою очередь перемещается с меньшей скоростью. В результате чего центр тяжести ПЭ смещается в направлении его головной части, обеспечивая лучшие аэродинамические характеристики при полете.

Однако следует отметить, что для дальнейшего расширения управления процессом формирования ПЭ и оптимизации формы ПЭ необходимо искать другие пути, упрощающие данный процесс.

Ожидаемым техническим результатом от реализации предлагаемого изобретения является упрощение конструкции и повышение технологичности изготовления облицовки снарядоформирующего заряда при оптимизации формы поражающего элемента (шарообразного или удлиненного), масса которого примерно равна массе снарядоформирующей облицовки.

Указанный технический результат достигается за счет того, что облицовка снарядоформирующего заряда, выполненная разнотолщинной с убыванием толщины от центра к периферии, и с поверхностью, включающей сферические участки,

выполнена однослойной и по центру толщиной, в 1,6-4 раз превышающей толщину периферийного участка, при этом ее поверхность образована четырьмя радиусами кривизны (Поверхность со стороны шашки взрывчатого вещества и противоположная поверхность образованы двумя сопряженными участками сферических поверхностей разных радиусов), а соотношение высоты облицовки Н к ее диаметру D выбрано из соотношения: .

Выполнение облицовки однослойной позволяет доступными средствами и более технологично обеспечить требуемые характеристики ПЭ для воздействия на бронетехнику.

Выполнение облицовки с поверхностью, образованной четырьмя радиусами кривизны, позволяет сформировать ПЭ наиболее компактной формы с наибольшей кинетической энергией при более простой конструкции по сравнению с прототипом.

Указанная разнотолщинность облицовки выбрана экспериментально и обеспечивает оптимальное формирование ПЭ с точки зрения его массы, скорости, целостности и формы.

Соотношение высоты облицовки Н к ее диаметру D выбрано экспериментально для обеспечения формирования ПЭ определенной длины и диаметра.

На фиг.1 схематично представлена снарядоформирующая боевая часть (СФБЧ) с облицовкой, с помощью которой осуществляют формирование шарообразного или удлиненного поражающего элемента, с массой, примерно равной массе облицовки заряда, где 1 - электродетонатор, 2 - система инициирования, 3 - заряд ВВ, 4 - снарядоформирующая облицовка, 5 - корпус.

На фиг.2 представлена геометрия снарядоформирующей облицовки (с четырьмя радиусами кривизны), на фиг.3 представлена расчетная форма ПЭ, на фиг.4 - рентгенограмма ПЭ, полученная в опыте.

Примером конкретного выполнения заявляемого изобретения может служить СФБЧ, включающая цилиндрический алюминиевый корпус, в котором размещена шашка ВВ диаметром 174 мм, с одного из торцов корпуса установлен детонатор с системой инициирования, с другой стороны расположена снарядоформирующая облицовка, выполненная из меди M1, но также может быть выполнена из тантала, стали или другого металла. Облицовка разнотолщинная, на оси симметрии ее толщина 7.65 мм. Высота облицовки составляет 18.1 мм. Поверхность облицовки со стороны заряда ВВ образована двумя сопряженными участками сферических поверхностей с радиусами R₃ и R₄ (277 и 106 мм, соответственно, см. фиг.2), противоположная поверхность облицовки образована двумя сопряженными участками сферических поверхностей с радиусами R₁ и R₂ (478 и 108 мм, соответственно). Сопряжение сферических поверхностей происходит на расстоянии Y₀ (58 мм) от оси симметрии. Система инициирования представляет собой диск из оргстекла, в котором выполнены каналы, заполненные ВВ, соединяющие электродетонатор с зарядом ВВ.

Формирование ПЭ происходит следующим образом. После срабатывания электродетонатора 1 инициирующий импульс по каналам системы инициирования 2(на рисунке не показаны) передается заряду ВВ 3, где происходит формирование квазиплоской детонационной волны, которая выходит на облицовку. В результате воздействия детонационной волны на облицовку 4 происходит ее разгон и формирование ПЭ требуемой формы (шарообразной), масса которого примерно равна массе облицовки. При формировании ПЭ периферийная часть облицовки 4 натекает на центральную часть, образуя шарообразный ПЭ.

Проведенные расчетные и экспериментальные исследования описанного устройства показали минимальность искажений рентгенограммы ПЭ, полученной в опыте (фиг.4) от представленной расчетной формы (фиг.3).

Т.о. заявляемое устройство позволяет оптимизировать форму ПЭ при технологичности и простоте конструкции.