Результат интеллектуальной деятельности: КАССЕТНАЯ ГОЛОВНАЯ ЧАСТЬ

Изобретение относится к военной технике, а именно к кассетным головным частям, и предназначено для использования в кассетных головных частях ракет и реактивных снарядов, в том числе кассетных головных частях снарядов систем залпового огня.

Одним из основных направлений повышения эффективности образцов вооружения является применение кассетных головных частей.

Известны кассетные головные части, содержащие корпус (оболочку), боевые элементы и источник энергии разделения, в качестве которого используется струя газов, истекающих из аккумулирующей зоны в кассетной головной части (см., например, "Боевая часть" патент 3938439 США, МКИ F 42 B 25/16, опубл. 17.02.76).

Задачей данного технического решения являлась разработка кассетного боеприпаса.

Общими признаками с предлагаемой авторами кассетной головной частью является наличие оболочки, боевых элементов и источника энергии разделения.

Такое техническое решение позволяет обеспечить раскрытие оболочки и выброс боевых элементов, однако не может быть применено в современных реактивных снарядах ввиду значительного незакономерного рассеивания боевых элементов при данном способе вскрытия.

Наиболее близкой по технической сути и достигаемому техническому результату является кассетная головная часть, содержащая оболочку, контейнер, боевые элементы и пиротехнические заряды снятия ступеней предохранения взрывателей боевых элементов и разделения кассетной головной части в виде одного или нескольких импульсных зарядов из дымного ружейного пороха (см. патент РФ 2166177, МПК F 42 B 12/58, "Кассетная головная часть", заявка № 2000107506/02, заявл. 29.03.00, опубл. 27.04.01, бюлл. № 12), принятая авторами за прототип.

Как видно из этого технического решения, такая конструкция кассетной головной части позволяет обеспечить воспроизводимость процесса выброса боевых элементов и улучшить характеристики рассеивания боевых элементов.

Известная кассетная головная часть (прототип) работает следующим образом. После подачи импульса на пиротехнические заряды снятия ступеней предохранения взрывателей боевых элементов происходит их срабатывание с образованием высокотемпературных газов, что обеспечивает силовое (за счет давления газов) и тепловое воздействие на взрыватели боевых элементов, необходимое для срабатывания механизмов снятия ступеней предохранения. После задействования пиротехнических зарядов разделения кассетной головной части происходит вскрытие кассетной головной части в заданной точке траектории путем выхода контейнера с боевыми элементами из оболочки кассетной головной части, что позволяет реализовать возможность эффективного разброса боевых элементов по площади цели. Вместе с тем, при отработке кассетных головных частей больших калибров и больших относительных удлинений с повышенной плотностью укладки боевых элементов отмечена низкая надежность обеспечения требуемых параметров силового и теплового воздействия на взрыватели боевых элементов в кассетной головной части при применении импульсных пиротехнических зарядов снятия ступеней предохранения. Это объясняется ограничениями по максимальному давлению в кассетной головной части, малым временем работы импульсных зарядов и значительными разбросами тепловых потерь в различных местах размещения боевых элементов.

Таким образом, задачей данного технического решения (прототипа) являлось создание конструкции кассетной головной части, обеспечивающей эффективный разброс боевых элементов, без обеспечения требуемой надежности функционирования.

Общими признаками с предлагаемым устройством является наличие в кассетной головной части оболочки, боевых элементов, пиротехнических зарядов снятия ступеней предохранения боевых элементов и разделения кассетной головной части.

В отличие от прототипа в предлагаемой кассетной головной части в корпусах боевых элементов выполнены газодинамические каналы общей площадью проходного сечения, составляющей 0,006÷0,017 площади поверхности внутренней полости боевых элементов, боевые элементы заглублены в полости предыдущих боевых элементов на 0,4÷0,5 длины, пиротехнический заряд снятия ступеней предохранения взрывателей боевых элементов выполнен в виде газогенератора, снабженного охладителем, масса которого составляет 0,6÷1,4 массы заряда газогенератора, причем время работы газогенератора в 1,5÷2 раза превышает время, необходимое для снятия ступеней предохранения взрывателей боевых элементов, а объем заряда газогенератора составляет 0,015÷0,07 свободного объема кассетной головной части.

Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.

Указанные признаки, отличительные от прототипа, и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, во всех случаях достаточны.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности кассетной головной части и надежности ее функционирования.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой кассетной головной части, содержащей оболочку, боевые элементы, пиротехнические заряды снятия ступеней предохранения взрывателей боевых элементов и разделения кассетной головной части, в корпусах боевых элементов выполнены газодинамические каналы общей площадью проходного сечения, составляющей 0,006÷0,017 площади поверхности внутренней полости боевых элементов, боевые элементы заглублены в полости предыдущих боевых элементов на 0,4÷0,5 длины, пиротехнический заряд снятия ступеней предохранения взрывателей боевых элементов выполнен в виде газогенератора, снабженного охладителем, масса которого составляет 0,6÷1,4 массы заряда газогенератора, причем время работы газогенератора в 1,5÷2 раза превышает время, необходимое для снятия ступеней предохранения взрывателей боевых элементов, а объем заряда газогенератора составляет 0,015÷0,07 свободного объема кассетной головной части.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между ними позволяют, в частности, за счет:

- того, что боевые элементы содержат газодинамические каналы общей площадью проходного сечения, составляющей 0,006÷0,017 площади поверхности внутренней полости боевых элементов, обеспечить требуемый уровень силового и теплового воздействия на механизмы снятия ступеней предохранения взрывателей боевых элементов. Уменьшение общей площади проходного сечения газодинамических каналов менее 0,006 площади поверхности внутренней полости боевых элементов снижает надежность снятия ступеней предохранения взрывателей боевых элементов, при увеличении общей площади проходного сечения газодинамических каналов более 0,017 площади поверхности внутренней полости боевых элементов происходит перегрев деталей и узлов, расположенных во внутренней полости боевых элементов, а также снижается их прочность;

- заглубления боевых элементов в полости предыдущих боевых элементов на 0,4÷0,5 длины значительно увеличить плотность укладки боевых элементов в кассетной головной части и, следовательно, повысить эффективность кассетной головной части. При заглублении боевых элементов в полости предыдущих боевых элементов менее чем на 0,4 длины уменьшается плотность укладки боевых элементов в кассетной головной части и снижается эффективность кассетной головной части, заглубление боевых элементов в полости предыдущих боевых элементов более чем на 0,5 длины затрудняет выход боевых элементов из полости предыдущих боевых элементов при вскрытии кассетной головной части, что снижает надежность функционирования кассетной головной части.

- выполнения пиротехнического заряда снятия ступеней предохранения взрывателей боевых элементов в виде газогенератора, снабженного охладителем, масса которого составляет 0,6÷1,4 массы заряда газогенератора, существенно снизить тепловое воздействие на элементы конструкции кассетной головной части, что позволяет повысить надежность функционирования кассетной головной части. При уменьшении массы охладителя газогенератора менее 0,6 массы заряда газогенератора возрастает уровень теплового воздействия на элементы конструкции кассетной головной части, что сказывается на их целостности и, следовательно, снижает надежность функционирования кассетной головной части, при увеличении массы охладителя газогенератора более 1,4 массы заряда газогенератора нерационально возрастает масса газогенератора;

- выполнения пиротехнического заряда снятия ступеней предохранения в виде газогенератора, время работы которого в 1,5÷2 раза превышает время, необходимое для снятия ступеней предохранения взрывателей боевых элементов, обеспечить требуемое время силового воздействия на механизмы снятия ступеней предохранения боевых элементов, а также обеспечить равномерность силового воздействия продуктов сгорания газогенератора на указанные механизмы в поперечных сечениях кассетной головной части и снизить влияние разбросов силовых потерь в различных местах размещения боевых элементов, что в совокупности повышает надежность функционирования кассетной головной части. При уменьшении времени работы газогенератора менее чем в 1,5 раза от времени, необходимого для снятия ступеней предохранения взрывателей боевых элементов, снижается надежность снятия ступеней предохранения, при увеличении свыше чем в 2 раза - нерационально возрастает масса газогенерирующего заряда;

- применения газогенератора с объемом заряда, составляющим 0,015÷0,07 свободного объема кассетной головной части, обеспечить требуемый уровень силового и теплового воздействия на механизмы снятия ступеней предохранения взрывателей боевых элементов. При уменьшении объема заряда газогенератора менее 0,015 свободного объема кассетной головной части снижается надежность функционирования кассетной головной части, увеличение объема заряда газогенератора более 0,07 свободного объема кассетной головной части приводит к нерациональному повышению давления в полостях кассетной головной части.

Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и не известны из уровня техники в процессе проведения патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

Исследуя уровень техники в ходе проведения патентного поиска по всем видам сведений, доступных в странах бывшего СССР и зарубежных странах, обнаружено, что предлагаемое техническое решение явным образом не следует из известного уровня техники, следовательно, можно сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения заключается в том, что в кассетной головной части, содержащей оболочку, боевые элементы, пиротехнические заряды снятия ступеней предохранения взрывателей боевых элементов и разделения кассетной головной части, в корпусах боевых элементов выполнены газодинамические каналы общей площадью проходного сечения, составляющей 0,006÷0,017 площади поверхности внутренней полости боевых элементов, боевые элементы заглублены в полости предыдущих боевых элементов на 0,4÷0,5 длины, пиротехнический заряд снятия ступеней предохранения взрывателей боевых элементов выполнен в виде газогенератора, снабженного охладителем, масса которого составляет 0,6÷1,4 массы заряда газогенератора, причем время работы газогенератора в 1,5÷2 раза превышает время, необходимое для снятия ступеней предохранения взрывателей боевых элементов, а объем заряда газогенератора составляет 0,015÷0,07 свободного объема кассетной головной части.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена предлагаемая кассетная головная часть с частичным продольным разрезом.

Предлагаемая кассетная головная часть содержит оболочку 1, боевые элементы 2 с выполненными на их корпусах газодинамическими каналами 3 общей площадью проходного сечения, составляющей 0,006÷0,017 площади поверхности внутренней полости боевых 4 элементов 2, пиротехнический заряд снятия ступеней предохранения боевых элементов, выполненный в виде газогенератора 5 с охладителем 6, масса которого составляет 0,6÷1,4 массы заряда газогенератора, с зарядом газогенератора 7 объемом, составляющим 0,015÷0,07 свободного объема кассетной головной части, и временем работы, в 1,5÷2 раза превышающим время необходимое для снятия ступеней предохранения взрывателей боевых элементов 2, пиротехнический заряд разделения кассетной головной части 8.

Предлагаемая кассетная головная часть работает следующим образом. После подачи импульса на газогенератор 5 происходит зажигание заряда газогенератора 7, продукты сгорания которого проходят через охладитель 6 и через газодинамические каналы 3 заполняют внутренние полости 4 боевых элементов 2, воздействуя на механизмы снятия ступеней предохранения боевых элементов. После подачи импульса на пиротехнический заряд 8 разделения кассетной головной части и его срабатывания под воздействием давления продуктов сгорания осуществляется выход боевых элементов 2 в осевом направлении из оболочки 1 и разброс боевых элементов. За счет выбранной величины заглубления боевых элементов 2 в полости 4 предыдущих боевых элементов обеспечивается большая плотность укладки боевых элементов в кассетной головной части, а за счет выбранных величин площади газодинамических каналов 3 в корпусах боевых элементов, массы охладителя 6 газогенератора, объема заряда 7 газогенератора и времени работы газогенератора 5 обеспечивается требуемый уровень силового и теплового воздействия на механизмы снятия ступеней предохранения боевых элементов 2, что в целом обеспечивает высокую эффективность и надежность функционирования кассетной головной части.

Выполнение кассетной головной части в соответствии с изобретением позволило увеличить плотность укладки боевых элементов в кассетной головной части и обеспечить требуемый уровень силового и теплового воздействия на механизмы снятия ступеней предохранения боевых элементов, что повысило эффективность и надежность функционирования кассетной головной части.

Изобретение может быть использовано при разработке различных видов кассетных головных частей, в том числе кассетных головных частей реактивных снарядов систем залпового огня.

Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов кассетных головных частей, выполненных в соответствии с изобретением.

В настоящее время разработана конструкторская документация и намечено серийное производство предложенной кассетной головной части.