Результат интеллектуальной деятельности: Бронебойный активно-реактивный снаряд

Изобретение относится к боеприпасам, а именно к бронебойным активно-реактивным снарядам (БАРС).

Наиболее дешевый и эффективный способ поразить бронированную цель - использование снарядов кинетического действия, обладающих высокой бронепробиваемостью, малой чувствительностью к воздействию активной защиты, меньшей зависимостью от естественных и искусственных помех, большей точностью поражения. Все эти преимущества обеспечивает высокая скорость встречи снаряда с целью. Для повышения скорости полета снаряда в его конструкции используют реактивные двигатели.

Из уровня техники известен принятый за прототип бронебойный снаряд по патенту РФ №2588287 (опубл. 27.06.2016 г.), содержащий боевой элемент, включающий сердечник и корпус, гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ГПВРД) с корпусом и камерой сгорания, воздухозаборное устройство для поддержания горения топливного элемента гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя, размещенное в его передней части, ведущее устройство, реактивное сопло.

Недостатками известной конструкции являются: наличие двух воздухозаборных устройств, приводящее к увеличенному аэродинамическому сопротивлению снаряда; нерациональная организация тракта движения воздушного потока, охлаждающего боевой элемент, исключающая его попадание в камеру сгорания двигателя и использование для создания реактивной тяги; размеры камеры дожигания продуктов сгорания в виде короткого сопла Лаваля (даже с выдвинутыми насадками) в совокупности с габаритно-массовыми характеристиками топливного элемента (шашки), сопоставимыми с аналогичными характеристиками боевого элемента, не позволяют обеспечить полноту сгорания топливного элемента; выполнение ведущего устройства без возможности отделения от снаряда, повышающее его пассивный вес в полете. Все указанные недостатки приводят к снижению скорости по мере увеличения дальности полета снаряда и, соответственно, к снижению эффективности бронепробиваемости, а также обусловливают увеличенное время движения снаряда, что приводит к уменьшению вероятности попадания в движущуюся цель из-за необходимости установления большой величины упреждения. Таким образом, есть все основания полагать, что заявленные в описании прототипа величины скоростей и их сохранение в полете не достижимы в силу конструктивных особенностей прототипа.

Задачей заявляемого технического решения является создание конструкции бронебойного активно-реактивного снаряда с повышенной эффективностью бронепробиваемости за счет создания условий, обеспечивающих повышение кинетической энергии путем роста скорости по мере увеличения дальности полета снаряда, при одновременном повышении точности попадания за счет достижения возможности установления меньшей величины упреждения по движущейся цели (выноса точки прицеливания на цель) путем сокращения времени движения в связи с ростом скорости снаряда.

Поставленная задача решается предлагаемым БАРСом, содержащим боевой элемент, включающий сердечник и корпус, ГПВРД с корпусом и камерой сгорания, воздухозаборное устройство для поддержания горения топливного элемента гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя, размещенное в его передней части, ведущее устройство, реактивное сопло. Особенность заключается в том, что хвостовая часть корпуса боевого элемента оснащена оперением, корпус боевого элемента между ведущим устройством и оперением имеет утолщение, оснащенное выступами, ведущее устройство выполнено с возможностью отделения от снаряда, топливный элемент ГПВРД выполнен в виде двух коаксиальных цилиндров, внутренняя поверхность корпуса ГПВРД оснащена выступами, ответными пазам в корпусе боевого элемента, корпус ГПВРД оснащен наружной коаксиальной оболочкой, удерживаемой ведущим устройством в исходном положении и выполненной с возможностью перемещения назад по полету, фиксации в выдвинутом положении относительно ГПВРД и образования реактивного сопла между ее внутренней поверхностью и поверхностью корпуса боевого элемента, причем в передней части корпуса боевого элемента размещен дополнительный топливный элемент, снабженный, по меньшей мере, одним каналом, заполненным воспламенительным составом, концевые участки которого выполнены с наклоном к внутренней поверхности корпуса ГПВРД, обеспечивающим газодинамическое сообщение канала с камерой сгорания ГПВРД, и направлены против вращения снаряда в полете.

Проведенный анализ уровня техники показывает, что заявляемый БАРС отличается от прототипа наличием оперения в хвостовой части корпуса боевого элемента; наличием утолщения корпуса боевого элемента между ведущим устройством и оперением, оснащеного выступами; иным выполнением ведущего устройства - с возможностью отделения от снаряда, снижающего пассивный вес снаряда в полете (в прототипе ведущее устройство представляет собой стационарно размещенные на корпусе снаряда обтюраторы); иным выполнением топливного элемента ГПВРД в виде двух коаксиальных цилиндров (в прототипе - в виде моноблока с центральным каналом); иным принципом формирования камеры дожигания продуктов сгорания топливных элементов - с помощью выдвигаемой после начала работы ГПВРД коаксиальной оболочки (в прототипе - камера дожигания в снаряде имеет изначально ограниченную длину, которая увеличивается за счет выдвижных насадок до начала работы ГПВРД); наличием в передней части корпуса боевого элемента дополнительного топливного элемента, снабженного, по меньшей мере, одним каналом, заполненным воспламенительным составом.

Выполнение топливного элемента в виде двух коаксиальных цилиндров, размещение дополнительного топливного элемента в передней части корпуса ГПВРД, стало целесообразным при формировании после начала работы ГПВРД камеры дожигания продуктов сгорания. В короткой камере дожигания, длина которой меньше длины топливного элемента даже после выдвижения насадков (в прототипе), два топливных элемента сгорят не полностью.

В уровне техники отсутствует БАРС, в котором бы имело место предложенное сочетание существенных признаков, но именно такое сочетание обусловило решение поставленной задачи.

Конструкция предлагаемого БАРСа иллюстрируется графическими изображениями.

На фиг. 1 представлен продольный разрез БАРСа в собранном виде.

На фиг. 2 представлен узел А на фиг. 1.

На фиг. 3 представлен узел Б на фиг. 1.

На фиг. 4 представлено сечение В-В на фиг. 1.

На фиг. 5 представлено сечение Г-Г на фиг. 1.

На фиг. 6 представлен продольный разрез БАРСа после формирования камеры дожигания.

На фиг. 7 представлен узел Д на фиг. 6.

На фиг 8 представлено сечение Е-Е на фиг. 6.

Бронебойный активно-реактивный снаряд содержит боевой элемент с сердечником 1 и корпусом 2, оснащенным выступами 3, ведущее устройство 4, ГПВРД с корпусом 5 и камерой сгорания 6, топливный элемент 7, дополнительный топливный элемент 8, воспламенительный состав 9, каналы 10 газодинамической связи топливных элементов 7 и 8, воздухозаборное устройство 11, наружную коаксиальную оболочку 12, фиксатор 13, например пружинный, формирующиеся в полете снаряда камеру дожигания 14 и кольцевое реактивное сопло 15 с критическим сечением 16, оперение 17.

Предлагаемый БАРС работает следующим образом.

После вылета снаряда из канала ствола орудия набегающий поток воздуха отбрасывает ведущее устройство 4 и смещает наружную коаксиальную оболочку 12 по корпусу 5 ГПВРД в крайнее выдвинутое положение, где она закрепляется фиксатором 13, опираясь на выступы 3, и формирует камеру дожигания 14, кольцевое реактивное сопло 15 с критическим сечением 16. В результате такой трансформации снаряда габариты камеры дожигания обеспечивают полноту сгорания топливных элементов. Под действием высокоскоростного высокотемпературного потока воздуха воспламеняются топливный элемент 7, воспламенительный состав 9, от которого воспламеняется дополнительный топливный элемент 8. Продукты неполного сгорания дополнительного топливного элемента 8, закручиваясь по спирали за счет конструктивного выполнения канала или каналов 10 (в соответствии с существующей потребностью), поступают на вход камеры сгорания 6. Под их действием происходит интенсивное перемешивание воздушного потока из воздухозаборного устройства 11 с продуктами сгорания топливного элемента 7. Продукты сгорания обоих топливных элементов 7 и 8 поступают в сформированную камеру дожигания 14, где происходит их полное сгорание.

Состав и скорость горения топливных элементов, габаритные характеристики и материалы конструктивных элементов БАРСа подбирают при проектировании конкретного снаряда таким образом, чтобы реактивная сила тяги ГПВРД превышала силу аэродинамического сопротивления БАРСа после формирования в полете камеры дожигания.

Предлагаемое техническое решение практически реализуемо. Создание таких конструкций актуально и перспективно, поскольку ориентировано на модернизацию существующих в отрасли бронебойных подкалиберных снарядов.