Результат интеллектуальной деятельности: АРТИЛЛЕРИЙСКИЙ МАЛОКАЛИБЕРНЫЙ СНАРЯД

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно к артиллерийским малокалиберным снарядам осколочно-фугасного типа.

Уровень данной области техники характеризует артиллерийский малокалиберный снаряд к автоматическому гранатомету по патенту RU 2196294, F42B 12/24, 2003 г., который имеет аэродинамическую форму, образованную головным взрывателем обтекаемой конфигурации и запоясковой частью корпуса, выполненной в виде усеченного сужающегося кзади конуса, протяженность которого составляет 0,7-0,9 от калибра гранаты. Угол наклона образующей конического хвостовика, имеющего открытую донную полость, оптимизирован в диапазоне 8-10.

Донная полость сообщается с атмосферой посредством сквозных щелей на конической поверхности хвостовика, через которые воздух набегающего потока проникает вовнутрь, снижая аэродинамическое торможение снаряда на траектории полета к цели.

Описанные усовершенствования конструкции и формы снаряда обеспечили на дозвуковых скоростях полета приращение по дальности на 20%.

Наполненный взрывчатым веществом корпус снаряда снабжен ведущим пояском, который запрессован в радиальную канавку на центрирующем утолщении.

Характерной особенностью известного снаряда является регулированное дробление утолщенного корпуса посредством сетки рифлей, выполненных на внутренней его поверхности. Пересекающиеся рифли образуют ослабленные сечения стенки корпуса и, выполняя функции газового клина, служат концентраторами напряжений, вдоль которых, в основном, происходит его разрушение с формированием осколков заданной массы и формы.

Недостатком известного снаряда является неудовлетворительное фугасное действие из-за относительно большой толщины стенки осколочного корпуса, лимитируемой конструкционной прочностью при запрессовке в радиальную канавку центрирующего утолщения ведущего пояска. При этом объем взрывчатого наполнения дополнительно снижается наличием в корпусе донной полости.

Кроме того, для заданного дробления толстостенного корпуса на мерные осколки вынужденно формируют сетку рифлей дополнительной механической обработкой поверхности каморы, что усложняет технологию и повышает затраты на изготовление боеприпаса.

Другим недостатком описанного снаряда является отсутствие трассирующего устройства для визуальной корректировки залпового ведения огня.

Отмеченные недостатки устранены в артиллерийском малокалиберном снаряде HS 820 (20×139 мм), описанном в журнале "Jane's Ammunition Handbook", 2003-2004, с.92, HEI-T, который по большинству совпадающих признаков является наиболее близким аналогом предложенному снаряду.

Известный осколочно-фугасный трассирующий снаряд содержит обтекаемой формы головной взрыватель и наполненный взрывчатым веществом тонкостенный корпус, в радиальной канавке которого запрессован медный ведущий поясок, а в донной открытой полости установлено трассирующее устройство, причем хвостовик снаряда выполнен в форме сужающегося кзади усеченного конуса.

Трассирующее устройство, воспламеняемое тепловым импульсом от метательного порохового заряда гильзы, обеспечивает целеуказание для мобильной корректировки огня.

Медный ведущий поясок напрессован на тонкостенный корпус над поперечной перемычкой между каморой и донной полостью под трассирующее устройство, что практически исключает деформации стенки при радиальном нагружении запрессовки.

Форс продуктов горения пиротехнического состава трассирующего устройства, струйно истекающих из донной полости корпуса снаряда, служит дополнительным аэродинамическим стабилизатором продольной устойчивости снаряда на полете, при изменившемся соотношении масс структурных его составляющих.

Недостатком известного снаряда является неудовлетворительное фугасное действие из-за ограниченного объема взрывчатого вещества в каморе, дно которой расположено под радиальной канавкой для запрессовки ведущего пояска, что дополнительно снижает полезную нагрузку взрывчатого наполнения каморы, ограниченного длиной ее объема.

Кроме того, протяженность конического хвостовика для снаряда, оснащенного трассером, с углом наклона образующей 8-10° к продольной оси, равная 0,7-0,9 калибра, является неоптимальной при скорости полета выше скорости звука.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является усовершенствование конструкции снаряда для обеспечения технологичности изготовления и сборки, а также расширения функциональных возможностей при повышении показателей назначения.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном артиллерийский малокалиберном снаряде, содержащем оснащенный ведущим пояском корпус, в котором выполнена камора, наполненная взрывчатым веществом, и донная полость, в которой размещен трассер, и головной взрыватель, установленный в резьбовом очке корпуса, согласно изобретению трассер выполнен в виде тонкостенного стакана с запрессованным в него пиротехническим составом, который укреплен в донной полости через слой анаэробного герметика и продольно зафиксирован разрезной пружинной шайбой, размещенной в кольцевой проточке донной полости, при этом между трассером и задним торцом снаряда образован свободный объем глубиной, составляющей 0,15-0,25 калибра снаряда, а камора выполнена с поднутрением, превышающим по диаметру резьбовое очко под взрыватель, и с возможностью запрессовывания в него взрывчатого вещества.

Отличительные признаки обеспечили повышение функциональной надежности и показателей назначения боеприпаса, более технологичного в изготовлении и сборке.

Выполнение трассера в виде тонкостенного стакана с запрессованным в него пиротехническим составом, что производится в массивной матрице, исключая его механические деформации, сообщает трассеру новое качество - автономность сборочной единицы, которая монтируется в донной полости через слой анаэробного герметика (унигерм У-9, ТУ-01-1326-86).

Унигерм У-9 после полимеризации и отверждения обеспечивает адгезионное крепление трассера с корпусом, выдерживающее давление пороховых газов метательного заряда гильзы, и предотвращает их несанкционированный прорыв через соединение, которое герметизировано по всему периметру. Как показали испытания стрельбой практическими снарядами, соединение стакана трассера с корпусом снаряда сохраняет монолитность после термодинамического нагружения пороховыми газами метательного заряда при выстреле.

Размещение в кольцевой проточке донной полости, со стороны открытого торца, разрезной пружинной шайбы обеспечивает продольное фиксирование смонтированного трассера относительно корпуса. Это полностью исключает возможность выталкивания трассера из донной полости при стрельбе в казенную часть ствола под действием высокого давления газообразных продуктов горения порохового метательного заряда.

Пружинный стопор технологически просто устанавливается в кольцевой канавке, а его извлечение без специального инструмента не представляется практически возможным, то есть трассер надежно фиксируется в донной полости.

Выполнение трассера в виде автономного сборочного элемента позволило наполнение взрывчатым веществом проводить прямым прессованием большой массы в корпус с поднутрением, до установки готового трассера в оболочке тонкостенного стакана в его донную полость.

При свободной установке запрессованного в стакан автономного трассера не требуется усилий механического нагружения корпуса, как это было в прототипе (давление прессования пиротехнического состава трассера втрое превышало давление пороховых газов при стрельбе), что позволило использовать обычную сталь 50 взамен легированной стали 35ХГСА, упрочняемую дополнительной термообработкой. В результате улучшилось дробление корпуса на поражающие элементы требуемых массы и формы, то есть повысилось осколочное действие боеприпаса.

Кроме того, сталь 50 пластична при холодном деформировании, что позволило формировать очко под взрыватель обжимом головной части корпуса при формообразовании поднутрения каморы, повышающего объем и, следовательно, массу взрывчатого вещества в 2,5 раза, увеличивая фугасное действие снаряда.

Формирование, за счет взаимного расположения структурных элементов, между трассером и задним торцом снаряда свободного объема служит в качестве диффузора, где происходит расширение газов центрального потока подсасываемого воздуха, скорость которого падает, что предотвращает образование завихрений в истекающих из этой торцевой полости потоках, циркуляционно примыкающих к расширяющемуся конусу приграничного слоя, способствуя повышению дистанции стрельбы.

Обжатая головная часть корпуса снаряда, имеющего линейную скорость, кратно превышающую скорость звука, сопряженная с головным взрывателем, образует аэродинамическую форму головной части, которую набегающий поток обтекает плавно. При этом за прямым торцом снаряда, в задонном пространстве, создается разрежение, снижающее аэродинамическое торможение на полете.

Центральный поток воздуха, сформированный реверсивным движением приграничных слоев в зону задонного разряжения, направляется в свободный объем полости над трассером, где происходит разворот и реактивный выброс на периферию.

Оптимизированная глубина свободного объема в донной полости над трассером в диапазоне 0,15-0,25 калибра снаряда выбрана экспериментально, исходя из теории проектирования аэродинамической формы снарядов, имеющих сверхзвуковую скорость полета.

Выполнение каморы с поднутрением, превышающим по диаметру резьбовое очко под взрыватель, создает возможность запрессовывания в нее взрывчатого вещества, обеспечив повышение коэффициента наполнения и, следовательно, боевого могущества снаряда.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи является достаточной для достижения новизны качества, то есть поставленная в изобретении техническая задача решается не суммой эффектов, а новым эффектом совокупности признаков.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по боеприпасам, показал, что оно не известно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления артиллерийских малокалиберных снарядов можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

Сущность изобретения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративное значение и не ограничивает объем притязаний формулы. На чертеже изображен 30-мм осколочно-фугасный трассирующий снаряд к автомату АО-18.

Корпус 1 изготовлен из стали 50 с двумя соосными полостями 2 и 3, разделенными перемычкой 4, в которых соответственно помещены взрывчатое вещество 5 и трассер 6.

Заполненная взрывчатым веществом 5 камора 2 корпуса 1 имеет поднутрение книзу и по торцу - резьбовое очко 7, где установлен головной взрыватель 8, детонатор 9 которого размещен внутри взрывчатого наполнения 5.

Цилиндрический корпус 1 обжимом головной части деформируется вовнутрь редуцированием стенки без ее утонения, после чего резанием формируется очко 7 под взрыватель 8, в котором нарезается резьба.

Взрывчатое вещество 5 массой 28 г прессуется непосредственно в корпус 1 с давлением, соизмеримым с расчетным давлением, развиваемым пороховыми газами метательного заряда. Штатный снаряд А 3-УОР-84 имеет массу взрывчатого наполнения 11,5 г.

Корпус 1 оснащен ведущим пояском 9 и закатными канавками 10 для крепления в дульце гильзы (условно не показано).

В донной полости 3 на слое 11 анаэробного герметика закреплен тонкостенный стакан 12, в котором запрессован пиротехнический состав трассера 6 на отдельной операции в массивной матрице при давлении 9 т/см².

Продольное положение стакана 12 зафиксировано разрезной пружинной шайбой 13, которая установлена в кольцевой проточке 14. При этом между трассером 6 и задним торцом корпуса 1 сформирован свободный объем, предназначенный для предотвращения турбулентности циркуляционных потоков, подсасываемых в зону задонного разрежения при движении снаряда на траектории полета.

Этот свободный объем формируется технологически в стакане 12 при прессовании пиротехнического состава над трассером 6 высотой 2-3 мм и донной перемычкой корпуса 1, удерживающей пружинную шайбу 13, высотой 2,5 мм, расположенной за кольцевой проточкой 14. Высота описанной конструктивной перемычки выбрана из условия прочности на срез рабочим давлением пороховых газов метательного заряда.

Таким образом, в донной части корпуса 1 образован свободный объем цилиндрической полости 3, в которой установлен трассер 6, глубиной 4,5-5,5 мм, что составляет 0,15-0,18 калибра снаряда, то есть глубина свободного объема в открытом торце снаряда находится в заявленном диапазоне 0,15-0,25 калибра снаряда.

Функционирование снаряда происходит следующим образом. При выстреле тепловым импульсом пороховых газов метательного заряда, горящего в гильзе, воспламеняется пиротехнический состав трассера 6.

Возросшим давлением пороховых газов метательного заряда снаряд извлекается из закатных рифлей дульца, геометрически замкнутых при сборке обжимом в закатных канавках 10 корпуса 1, и с усилием проталкивается в нарезной ствол оружия.

Посредством ведущего пояска 9, врезаемого в спиральные канавки канала ствола, снаряд получает радиальное ускорение для стабилизации вращением при продольном движении к дульному срезу.

На траектории полета горение пиротехнического состава трассера 6 в течение 10 с образует хорошо визуально различимый светящийся след, необходимый для корректировки огня.

При встрече с преградой срабатывает инерционно-реакционный взрыватель 8 и детонационным импульсом инициируется взрывчатое наполнение 5, ударная и детонационная волны подрыва которого воздействуют на цель и дробят на осколки корпус 1, дополняющие поражающее действие боеприпаса.

Положительные результаты испытания стрельбой опытной партии артиллерийских снарядов предложенной конструкции дали основание на проведение госиспытаний с целью постановки на вооружение.