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 №2685610 (опубл. 22.04.2019 г.), содержащий воздухозаборное устройство, боевой элемент, включающий сердечник и корпус с утолщением, оснащенным выступами, аэродинамические стабилизаторы, гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ГПВРД), корпус которого оснащен наружной коаксиальной оболочкой, удерживаемой ведущим устройством в исходном положении и выполненной с возможностью перемещения назад по полету, фиксации в выдвинутом положении относительно двигателя и образования реактивного сопла между ее внутренней поверхностью и поверхностью корпуса боевого элемента.

Известный снаряд обладает недостаточно высокой эффективностью, обусловленной расположением аэродинамических стабилизаторов на корпусе сердечника в зоне, свободной от сердечника, следом за сформированной в полете камерой дожигания. Такое позиционирование аэродинамических стабилизаторов не позволяет распространить камеру дожигания на конечный участок снаряда и тем самым, за счет увеличения полноты сгорания топлива, повысить удельный импульс реактивной тяги ГПВРД, и, соответственно, увеличить скорость полета снаряда, кроме того не представляется возможным увеличить длину сердечника (ударную массу) при сохранении общей длины снаряда. Все это приводит к невозможности дополнительно повысить бронепробиваемость. При этом аэродинамические стабилизаторы прототипа находятся в потоке газообразных продуктов сгорания топлива ГПВРД, а не воздуха, что приводит к недостаточной устойчивости снаряда в полете, и, соответственно, к снижению точности попадания в цель, особенно движущуюся.

Задачей заявляемого технического решения является создание конструкции бронебойного активно-реактивного снаряда с повышенной эффективностью в части бронепробиваемости за счет создания условий, позволяющих повысить удельный импульс реактивной тяги ГПВРД и увеличить ударную массу сердечника путем дополнительного увеличения длины камеры дожигания и длины сердечника при сохранении общей длины снаряда, а также одновременно повысить точность попадания даже в движущуюся цель посредством увеличения устойчивости полета снаряда за счет исключения воздействия продуктов сгорания топлива ГПВРД на аэродинамические стабилизаторы.

Поставленная задача решается предлагаемым БАРСом, содержащим воздухозаборное устройство, боевой элемент, включающий сердечник и корпус с утолщением, оснащенным выступами, плоские неподвижные аэродинамические стабилизаторы, ГПВРД, корпус которого оснащен наружной коаксиальной оболочкой, удерживаемой ведущим устройством в исходном положении и выполненной с возможностью перемещения назад по полету с последующей необратимой фиксацией в выдвинутом положении относительно двигателя и образования реактивного сопла между ее внутренней поверхностью и поверхностью корпуса боевого элемента. Особенность заключается в том, что аэродинамические стабилизаторы размещены на концевом по полету снаряда участке оболочки, а длина снаряда превышает длину сердечника на конструктивно минимально возможную величину.

Проведенный анализ уровня техники показывает, что заявляемый БАРС отличается от прототипа иным расположением аэродинамических стабилизаторов - на концевом по полету снаряда участке оболочки (в прототипе - на хвостовой части корпуса сердечника), возможностью перемещения в процессе полета снаряда вместе с оболочкой относительно корпуса сердечника (в прототипе - стационарное относительно корпуса сердечника положение); возможностью перераспределения продольных размеров элементов снаряда в пределах общей неизменной, относительно прототипа, длины снаряда: в сторону уменьшения - длина аэродинамических стабилизаторов; в сторону увеличения - длина оболочки (и, соответственно, длина образующейся камеры сгорания), длина сердечника; иное соотношение длин снаряда и сердечника: длина снаряда превышает длину сердечника на конструктивно минимально возможную величину, т.е. сердечник простирается практически на всю длину снаряда таким образом, что любое поперечное сечение снаряда в зоне размещения стабилизаторов проходит через сердечник (в прототипе длина снаряда превышает длину сердечника на длину аэродинамического стабилизатора таким образом, что любое поперечное сечение снаряда в зоне размещения стабилизаторов не проходит через сердечник).

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

При этом известно техническое решение из патента РФ №2522699 (опубл. 20.07.2014 г.), в котором артиллерийский снаряд оснащен подвижной оболочкой и аэродинамическими стабилизаторами. В этом решении оболочка оснащена соплом изначально (конструктивный элемент), а не образует его после перемещения в полете, как исполнено в заявляемом БАРСе. Стабилизаторами оснащено именно указанное сопло, причем стабилизаторы не плоские и подвижные, раскрываются после выхода снаряда из ствола орудия. Известное техническое решение направлено на увеличение дальности полета снаряда за счет наиболее полного извлечения энергии топливного заряда газогенератора и последующего рационального ее использования на траектории благодаря дважды проводимой в полете трансформации корпуса снаряда. Технические результаты, которые получают при воплощении заявляемого изобретения, невозможно достичь известным техническим решением. После второй трансформации оболочки точность попадания в цель, особенно движущуюся, может только ухудшится, а в связи с отсутствием в конструкции снаряда такого элемента, как сердечник, достичь высокой степени бронепробиваемости не представляется возможным.

Конструкция предлагаемого БАРСа иллюстрируется графическими изображениями.

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

На фиг. 2 представлен продольный разрез БАРСа после формирования камеры дожигания.

На фиг. 3 представлен узел А на фиг. 2.

На фиг. 4 представлено сечение Б-Б на фиг. 2

Бронебойный активно-реактивный снаряд содержит боевой элемент с сердечником 1 и корпусом 2, оснащенным выступами 3, центрирующими наружную коаксиальную оболочку 4 в выдвинутом положении после сбрасывания ведущего устройства 5, ГПВРД с корпусом 6, топливными элементами 7 и камерой сгорания 8, формирующиеся в полете снаряда камеру дожигания 9, критическое сечение 10 и реактивное сопло 11, аэродинамические стабилизаторы 12, размещенные на оболочке 4, баллистический колпак 13, закрепленный на сердечнике 1 и образующий с корпусом 6 ГПВРД воздухозаборное устройство 14, подпружиненный фиксатор (шарик) 15, фиксирующий и удерживающий от проворачивания в выдвинутом положении подвижную оболочку 4.

Предлагаемый БАРС работает следующим образом.

После вылета снаряда из канала ствола орудия набегающий поток воздуха отбрасывает ведущее устройство 5 и смещает наружную коаксиальную оболочку 4, движение которой до выстрела ограничивалось ведущим устройством 5, по корпусу 6 ГПВРД в крайнее выдвинутое положение, где она закрепляется фиксатором 15, опираясь на выступы 3, и формирует камеру дожигания 9, кольцевое реактивное сопло 11 с критическим сечением 10. В результате такой трансформации снаряда габариты камеры сгорания 8 дополняются габаритами камеры дожигания 9. Под действием высокоскоростного высокотемпературного потока воздуха воспламеняются топливные элементы 7, происходит интенсивное перемешивание воздушного потока из воздухозаборного устройства 14 с продуктами сгорания топливных элементов 7, что способствует их более полному сгоранию в камере дожигания 9. Истечение продуктов сгорания через образованное сопло 11 не оказывает влияния на работу аэродинамических стабилизаторов 12.

Состав и скорость горения топливных элементов 7, габаритные характеристики и материалы конструктивных элементов БАРСа определяют 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.