Результат интеллектуальной деятельности: БОЕВОЙ ЭЛЕМЕНТ БОЕПРИПАСА

Изобретение относится к области взрывной техники, в частности к конструкции снарядоформирующих зарядов (СФЗ). предназначенных для поражения бронированных целей сформированным из облицовки поражающим элементом (ПЭ) с последующим запреградным осколочно-зажигательным действием.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в формирование ПЭ, способного поражать бронированные цели с последующим поддержанием реакции горения.

Известен осколочный боеприпас запреградного осколочно-зажигательного действия, формирующий одновременно осевое и круговое поля поражения (патент RU 2327948, 0публик. 27.06.2008). Боеприпас содержит корпус с монолитно выполненной головной частью и с зарядом взрывчатого вещества (ВВ), в котором установлен осколочный блок, расположенный впереди заряда ВВ и охватывающий головную часть корпуса снаружи, детонатор, расположенный в средней части заряда ВВ, головной взрыватель дистанционно-контактного типа, электрически соединенный с детонатором. Осколочный блок выполнен в виде композитной конструкции, содержащей элементы, выполненные из стали или тяжелых сплавов на основе вольфрама, и связующего материала. Компоновка с расположением осколочного блока снаружи корпуса позволяет обеспечить повышенную поражающую способность боеприпаса при проникновении в преграды. Предусмотрено использование в процессе боевого применения съемных осколочных блоков различного исполнения, в том числе с разной массой поражающих элементов (например, с массой 3-5 г для поражения небронированной техники, или с массой 20-30 г для поражения легкобронированных целей), с различными углами разлета за счет формы блока, вставок в нем и т.п., с различными свойствами, например с усиленным зажигательным действием.

Основным поражающим действием данного боеприпаса является запреградное действие, которое обеспечивается осколками, скорости которых направлены по оси и проникающими за преграду, при этом часть энергии тратиться на осколки, составляющие радиальный поток, создающий незначительное дополнительное поражающее действие перед преградой.

Известна облицовка СФЗ (патент RU 2522717, опублик. 20.07.2014), используемая для формирования ПЭ и предназначенная для пробития бронированных целей. Облицовка СФЗ выполнена из меди, тантала, стали и т.д. разнотолщинной, однослойной, с толщиной по центру, в 1,6-4 раза превышающей толщину периферийного участка. При этом ее поверхность образована четырьмя радиусами кривизны, а соотношение прогиба облицовки Н к ее диаметру D выбрано из соотношения . Достигается формирование ПЭ определенной формы, масса которого примерно равна массе облицовки.

При формировании ПЭ периферийная часть облицовки такой конструкции натекает на центральную часть, образуя шарообразную форму, обеспечивая пробитие бронированной цели, но не обеспечивая запреградного осколочно-зажигательного действия.

Известна конструкция боевого элемента кассетного осколочного боеприпаса с запреградным действием, которая обеспечивается за счет выполнения облицовки из другого материала, и подбора величины прогиба облицовки (патент RU 2497066, опублик. 27.10.2013). Данная конструкция выбрана в качестве ближайшего аналога. Известный боевой элемент боеприпаса включает в себя корпус, заряд ВВ, систему инициирования и металлическую облицовку, предназначенную для формирования из нее поражающего элемента, при этом облицовки выполнена из циркония при следующем соотношении размеров: 0.1<Н/D≤0.5, где Н - величина прогиба облицовки по оси, D - диаметр облицовки, из которой формируется поражающий элемент. Использование в качестве материала облицовки циркония позволяет увеличить фрагментацию поражающего элемента при взаимодействии с преградой за счет большей хрупкости (низкие упруго-пластические свойства), например, по сравнению с медью и сталью, а также обеспечить дополнительное зажигательное действие (за счет достаточного количества нагоняемой энтропии), благодаря его зажигательным свойствам, позволяющим образовывать в запреградном пространстве спектр горящих осколков, обладающих повышенным, по сравнению с обычным спектром осколков, зажигательным действием. Выполнение облицовки с соотношением 0.1<H/D≤0.5 позволяет обеспечить условия формирования ПЭ с достаточно высокой скоростью и максимальным использованием массы облицовки, что способствует увеличению диаметра пробоины за счет увеличения зоны формирования и разлета осколков.

Недостатком такой конструкции является то, что сформированный ПЭ не обладает оптимальной пробивной способностью, т.к. не имеет достаточного градиента скорости головной части относительно хвостовой, что в процессе формирования ПЭ не обеспечивает формирование достаточно вытянутой формы ПЭ, придающей достаточную кинетическую энергию, которая позволила бы обеспечить меньший диаметр пробоины, но при этом с минимальными потерями внести в запреградное пространство как можно большую массу облицовки и, тем самым, повысив запреградное действие.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение запреградного осколочио-зажигательного действия.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в боевом элементе боеприпаса, включающем корпус, заряд взрывчатого вещества, систему инициирования и циркониевую облицовку, предназначенную для формирования из нее поражающего элемента, новым является то, что облицовка выполнена разнотолщинной, и в случае использования облицовки конической формы ее выполняют с увеличением толщины Δ от центра Δ_центр к периферии Δ_периф в диапазоне 1<Δ_периф/Δ_центр<4, при этом отношение величины ее прогиба Н к диаметру D выбрано из соотношения 0.5<H/D≤2, а при использовании облицовки сферической формы ее выполняют с увеличением или уменьшением толщины Δ от центра к периферии в диапазоне 0.5<Δ_периф/Δ_центр<3, причем выбор массы облицовки m_обл и массы взрывчатого вещества m_вв осуществляют из следующего условия:

m_обл/m_вв=0,1-0,5.

Выполнение облицовки разнотолщинной позволяет управлять градиентом скорости между головной и хвостовой частями формирующегося из облицовки ПЭ.

Выбор формы облицовки в зависимости от толщины и типа преграды связан с необходимостью сквозного пробития преграды и заносом материала ПЭ в запреградное пространство.

Выполнение облицовки с увеличением толщины от центра Δ_центр к периферии Δ_периф в диапазоне 1<Δ_периф/Δ_центр<4, в случае использования облицовки конической формы, позволяет обеспечить оптимальную кинетическую энергию ПЭ при необходимом градиенте скорости между ее головной и хвостовой частями для пробития преграды, для которой предназначен заряд.

Выбор отношения величины прогиба Н облицовки к ее диаметру D из соотношения 0.5<Н/D≤2, при использовании облицовки конической формы, связан с необходимостью формирования ПЭ требуемой длины, обеспечивающей пробитие и занос в запреградное пространство материала облицовки вместе с материалом преграды.

При использовании облицовки сферической формы ее выполняют с увеличением или уменьшением толщины от центра к периферии в диапазоне 0.5<Δ_периф/Δ_центр<3, что также связано е необходимостью формирования ПЭ требуемой длины, обеспечивающей пробитие и занос в запреградное пространство материала облицовки вместе с материалом преграды.

Выбор массы облицовки m_обл и массы взрывчатого вещества m_вв, которое осуществляют из условия m_обл/m_вв=0.1-0.5, связан с обеспечением оптимальной кинетической энергии ПЭ в зависимости от толщины преграды.

Рассмотрим вариант реализации предлагаемого устройства, изображенного на фиг. 1, где 1 - корпус боевого элемента, 2 - заряд ВВ, 3 - система инициирования, 4 - кумулятивная облицовка. На фиг. 2 и фиг. 3 представлены возможные расчетные рентгенограммы поражающих элементов, облицовка которых удовлетворяет характеристикам, описанным в формуле. На фиг. 4 представлен экспериментальный видеокадр разлета осколков. На фиг. 5. 6 приведены фотографии лицевой и тыльной сторон пробитой броневой стальной преграды толщиной 70 мм. На фиг 7 представлен вид запреградного шита, пораженного вторичными осколками и располагавшегося на расстоянии 1 м за преградой.

Боевой элемент боеприпаса включает стальной корпус с зарядом ВВ, систему инициирования, кумулятивную циркониевую облицовку. Преградой является бронеплита толщиной 70 мм. При использовании сферической облицовки ее выполняют ее с увеличением толщины от центра к периферии, при этом Δ_периф/Δ_центр=1,5. При использовании конической облицовки - ее выполняют с увеличением толщины от центра к периферии, при этом Δ_периф/Δ_центр.=H/D=0.65. Массы облицовки и ВВ выбраны из условия m_обл/m_вв=0.2

Работает устройство следующим образом. На заряд взрывчатого вещества 2, размещенный в корпусе 1, через систему инициирования 3 подается детонационный импульс, где образуется симметричная взрывная волна, с помощью которой происходит формирование ПЭ путем «выворачивания» циркониевой кумулятивной облицовки 4 и последующего ее обжатия в радиальном направлении, с получением необходимой формы ПЭ, которая представляет собой среднее между формой ПЭ типа «ударное ядро» и кумулятивной струей. Была показана возможность формирования ПЭ расчетами (фиг. 2, 3) и экспериментально (фиг. 5, 6). Т.о показана возможность формирования ПЭ, способного с расстояния ~ 200 мм уверенно пробивать не менее 70 мм броневой стали средней твердости, и создавая в запреградном пространстве спектра горящих осколков, летящих со скоростью до 2.65 км/с.