RU206148U1

RU206148U1 - Осколочно-зажигательный снаряд

Info

Publication number: RU206148U1
Application number: RU2021109224U
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Владимирович Козлов; Андрей Игоревич Чуприн; Александр Викторович Васильев; Татьяна Владимировна Зонтова; Михаил Юрьевич Мухин; Владислав Евгеньевич Янченко
Priority date: 2021-04-02
Filing date: 2021-04-02
Publication date: 2021-08-25

Abstract

Полезная модель относится к вооружению, а именно к боеприпасам осколочно-зажигательного действия. Осколочно-зажигательный снаряд содержит корпус с зарядом взрывчатого вещества, головной траекторно-контактный взрыватель, снабженный детонационным и пиротехническим каналами, осевую трубу с дном, скрепленную в задней части снаряда с донной втулкой со срезаемой резьбой, осколочный блок с готовыми поражающими элементами, пиротехнический вышибной заряд, примыкающий ко дну трубы и пиротехническому каналу, раскрывающийся стабилизатор. В донной втулке со срезаемой резьбой размещен пирозамедлитель-воспламенитель. В осколочном блоке размещены дополнительно перфорированная газоотводная трубка, примыкающая к донной втулке, воспламенительный состав. В качестве готовых поражающих элементов размещены зажигательные элементы с термитными зажигательными составами «Fe2O3+Al». Технический результат заключается в повышении эффективности действия осколочно-зажигательного снаряда. 5 ил.

Description

Полезная модель относится к многоцелевым боеприпасам (снарядам, боевым частям, авиабомбам) осколочно-фугасно-зажигательного действия с круговыми и осевыми полями поражения.

Известны зажигательные снаряды по принципу устройства похожие на шрапнель, и предназначенные для поражения личного состава, военной техники, имущества и транспорта (см. Третьяков Г.М. Боеприпасы артиллерии. - Москва: Воениздат, 1947 г. стр. 201). Зажигательный снаряд является снарядом дистанционного действия, состоящий из корпуса, привинтной головки, зажигательных элементов («сегментов»), диафрагмы, вышибного заряда и дистанционной трубки (взрывателя). Отличие от шрапнели заключается в том, что вместо пуль свободный объем между головкой и диафрагмой заполнен уложенными в несколько рядов зажигательными элементами. Каждый такой элемент представляет собой оболочку из листового железа с запрессованным в нее зажигательным веществом с температурой горения 2000…2500°С. В патенте США №3.669.020, кл. 102-G с приоритетом от 6.5.1970 г. в устройстве зажигательной бомбы в качестве зажигательного состава используется композиция, содержащая горючий металл и фторуглеродный полимер при следующем соотношении компонентов: 50-80% металла и 20-50% политетрафторэтилен. Как следует из материалов патента, в качестве горючего металла используется магний, алюминий или алюминиево-магниевый сплав. При действии боеприпаса, содержащего в своем устройстве указанный состав, образуются горящие частицы с временем горения 2 с.

Основным недостатком таких боеприпасов является отсутствие осколочного поля поражения, что существенно снижает и ограничивает боевые возможности данного снаряда ввиду низкой пробивной способности зажигательных элементов при действии по целям с горюче-насыщенными материалами с защитными экранами (цистерны и резервуары с топливом, самолеты и вертолеты на стоянках, автомобильная техника и др.).

Известен картечный снаряд по патенту РФ на изобретение №2353897 от 04.11.2004 г., который частично устраняет недостатки зажигательного снаряда, содержащий оболочку, выполненную из высокопрочного твердого топлива с поддоном, внутри которой расположен набор поражающих элементов (ПЭ).

По оси снаряда расположена перфорированная газоотводная трубка, соединенная с соплом, которым снабжен поддон.

Повышение эффективности картечного снаряда происходит за счет увеличения скорости поражающих осколочных элементов и дополнительного эффекта за счет их нагрева до температуры 600…800°С при проходе продуктов сгорания твердотопливной оболочки в зазорах между ними.

Следует отметить, что картечный снаряд имеет более низкие скорости ПЭ по сравнению с осколочными и осколочно-фугасными снарядами с круговыми полями поражения и в основном предназначен для поражения живой силы противника. Скорости осколочных ПЭ картечного снаряда 500-600 м/с не обеспечивают зажигательного действия при попадании их в отсеки и резервуары с топливом.

В патенте РФ на изобретение «Осколочно-пучковый снаряд» №2346231 от 06.10.2006 г. (прототип) предложено устранить эти недостатки. Осколочно-пучковый снаряд с круговым и осевым полем поражения содержит корпус с зарядом ВВ, осколочный блок с пиротехническим вышибным зарядом, размещенный в трубе с дном, расположенной по оси снаряда и траекторно-дистанционный взрыватель. Осколочный блок с пиротехническим вышибным зарядом размещены в трубе с дном, расположенной по оси снаряда, причем пиротехнический вышибной заряд помещен у дна трубы. Взрыватель выполнен траекторно-контактным с пиротехническим каналом, связанным с пиротехническим вышибным зарядом и с детонационным каналом, связанным с зарядом взрывчатого вещества.

Увеличение поражающего действия снаряда обеспечивается за счет задействования в образовании осколков его корпуса, имеющих более высокие скорости и формирования кругового и осевого полей поражения.

Однако, для создания зажигательной способности осколочным поражающим элементам необходимы более значительные скорости соударения по сравнению со скоростями, необходимыми для пробития стенок резервуаров и отсеков.

Вероятность воспламенения Р_в при попадании осколка в отсек с горючим зависит в первую очередь от массы m_o и скорости соударения осколка с целью ϑ_с, а также от толщины стенки δ_д [1].

На фиг. 1 представлены графики, определяющие скорости ϑ осколочного поражающего элемента (ОПЭ) в зависимости от его массы m, при которых происходит воспламенение топлива и пробитие отсека с топливом заданной толщины δ_д с соответствующими вероятностями воспламенения Р_в топлива и пробития Р_пр отсека с топливом [1]. В фиг. 1 - кривые а и b определяют скорости соударения ϑ ОПЭ с топливными отсеками с толщиной стенок δ_д 10 мм и 7 мм соответственно, при которых вероятность воспламенения Р_в=1; кривые с и d определяют скорости соударения ϑ ОПЭ с топливными отсеками с толщиной стенок δ_д=10 мм, при которых вероятность воспламенения Р_в=0,5; кривые е и ƒ определяют скорости соударения ƒ ОПЭ с топливными отсеками с толщиной стенок δ_д 10 мм и 7 мм соответственно, при которых вероятность пробития Р_пр=1;

На фиг. 2 представлены графические зависимости вероятности воспламенения Р_в топлива от скорости соударения ϑ_с для различных масс осколка m и толщин δ_д [1]. В фиг. 2 - кривые k и

определяют вероятности воспламенения Р_в топлива при заданных скоростях соударения ϑ_с ОПЭ массой 30 г со стенкой топливного отсека толщиной δ_д 7 мм и 9 мм соответственно; кривые t и n определяют вероятности воспламенения Р_в топлива при заданных скоростях соударения ϑ_c ОПЭ массой 10 г и 30 г со стенками топливного отсека толщиной δ_д 7 мм и 20 мм соответственно; кривая

определяет также вероятность воспламенения Р_в топлива при заданных скоростях соударения ϑ_с ОПЭ массой 20 г со стенкой топливного отсека толщиной δ_д 7 мм.

Из графика на фиг. 2 следует, что вероятность воспламенения Р_в топлива при попадании в отсек с топливом ОПЭ может быть повышена за счет увеличения начальных скоростей разлета V₀ осколков и массы m.

Применение же более мощных ВВ и увеличение коэффициента наполнения позволяет повысить начальную скорость V₀ осколка, но вместе с тем это приводит к уменьшению массы осколка и снижению вероятности воспламенения Р_в.

Таким образом, ОПЭ способен воспламенить топливо только после контакта со стенкой топливного бака (резервуара), но для воспламенения нужны достаточно высокие скорости соударения (более 1000 м/с), что приводит к уменьшению времени контакта, а, следовательно, и к уменьшению вероятности воспламенения топлива (паровоздушной фазы).

Задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа.

Технический результат, получаемый при реализации предложенного устройства, состоит в повышении эффективности действия и расширении боевых возможностей артиллерийских снарядов направленного действия за счет совмещенного осколочно-зажигательного поля поражения, воздействующего на типовые объекты с ГНМ (автомобили многоцелевого и фургонного типов, самолеты и вертолеты на стоянках, топливозаправщики, резервуары и цистерны с горючим и др.).

Техническое решение заключается в том, что в осколочном блоке, с пиротехническим вышибным зарядом, дополнительно размещены перфорированная газоотводная трубка, воспламенительный пиротехнический состав, а вместо готовых поражающих элементов в осколочном блоке размещены зажигательные элементы в металлических оболочках с термитными составами. Для обеспечения воспламенения пиротехнического воспламенительного состава в донной втулке со срезаемой резьбой размещен пирозамедлитель-воспламенитель.

В качестве возможного варианта можно использовать зажигательные элементы по патенту РФ на изобретение RU F42B 12/44 №2332632. Полезная модель иллюстрируется чертежами: на фиг. 3 - осколочно-зажигательный снаряд; на фиг. 4 - зажигательный элемент.

Осколочно-зажигательный снаряд, показанный на фиг. 3, содержит корпус 11 с зарядом ВВ 8 и головным траекторно-контактным взрывателем 1, снабженным пиротехническим 3 и детонационным 2 каналами. В задней части снаряда по его оси расположена труба 7 с дном 4, скрепленная с донной втулкой 13 со срезаемой резьбой. Внутри трубы расположен пиротехнический вышибной заряд 5, примыкающий к дну 4 трубы, блок с зажигательными элементами 9, воспламенительным составом 6 и перфорированной трубкой 10, примыкающей к донной втулке 13 вплотную к пирозамедлителю-воспламенителю 12. В задней части корпуса укреплен раскрывающий стабилизатор 14. Пиротехнический канал 3 соединяет головной взрыватель 1 с пиротехническим вышибным зарядом 5.

На фиг. 4 показан зажигательный элемент по патенту на изобретение RU F42B 12/44 №2332632, состоящий из кожуха 15, выполненного из сгораемого материала (сплав «электрон») с температурой кипения, превышавшей температуру кипения корпуса 16 (алюминиевого сплава АДО по ГОСТ 21488-76), а также зажигательного состава 17. В качестве зажигательного состава используются термитные составы, например, железо-алюминиевый термит «Fe₂O₃+Al».

При выстреле пороховые газы метательного заряда передают тепловой импульс на пирозамедлитель-воспламенитель 12 (фиг. 3), который обеспечивает временную задержку теплового импульса с последующей передачей его через перфорированную трубку 10 на воспламенительный состав 6. Образовавшиеся пороховые газы обеспечивают надежное воспламенение зажигательного состава 17 (фиг. 4) зажигательного элемента (ЗЭ). На заданном расстоянии от цели, происходит срабатывание временного устройства взрывателя и воспламенение по пиротехническому каналу 3 (фиг. 3) пиротехнического вышибного заряда 5, а затем выталкивание осколочного блока 9 с зажигательными элементами из трубы 7 назад, со срезанием резьбы донной втулки 13. Скорость выброса может изменяться в достаточно широких пределах (не превышая 100 м/с). После выброса осколочного блока из трубы зажигательные элементы получают незначительную радиальную скорость за счет боковой разгрузки из сжатого состояния, в результате чего формируется конический осевой поток с небольшим углом раствора ϕ (В.А. Одинцов «Конструкции осевого действия», изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1996 г.), что обеспечивает высокую плотность распределения зажигательных элементов на подстилающей поверхности вблизи цели с горюче-насыщенными материалами (самолет, вертолет на стоянке, автомобили, резервуары с топливом и т.д.). При контактном подрыве, после подлета снаряда в расчетную точку разрыва под углом γ, срабатывает детонационный канал взрывателя 2 (фиг. 3) и происходит взрыв заряда ВВ 8 с формированием кругового поля осколков корпуса.

Для зажигательного элемента вероятность поражения Р_пор агрегата (отсека) по типу «А» (уничтожение), при независимом действии, определяется вероятностью пробития преграды (стенки РДТТ, БЧ, отсека с топливом [Дорофеев А.Н., Морозов А.П., Саркисян Р.С. Авиационные боеприпасы. М. ВВИА им. Жуковского 1978 г. 446 с.]

где, Р_пр - вероятность пробития преграды; V^* - скорость ЗЭ, при которой обеспечивается пробитие преграды, м/с; V - скорость встречи ЗЭ с преградой, м/с.

На фиг. 5 показано действие снаряда при дистанционно-контактном подрыве. На фиг. 5а показаны области зажигательного поля поражения (ОЗПП), осколочного поля поражения (ООПП) и область совместного действия (ОСД) в вертикальной плоскости. На фиг. 5б - показаны ОЗПП, ООПП, ОСД и область растекания горючего (ОРГ) по подстилающей поверхности в горизонтальной плоскости. В фиг. 5 также D - упрежденная горизонтальная дальность выброса ЗЭ, ϕ - угол раствора осевого поля в динамике, L - горизонтальный путь, пройденный снарядом за интервал времени t между срабатыванием пиротехнического и детонационного каналов (L=V_c ⋅ t ⋅ cos γ, V_c - скорость снаряда). Дальность выброса D назначается по условию максимума вероятности поражения цели.

За счет первичного поля поражения (осколочно-фугасного) осуществляется общее разрушение цели и "вскрытие" (пробитие осколками) емкостей с топливом (резервуаров, топливных баков и т.п.), в результате чего происходит растекание горючего по подстилающей поверхности (фиг. 5б). Зажигательные элементы при взрыве распределяются в зоне действия осколочно -фугасного поля поражения и при контакте с горючей жидкостью воспламеняют ее, что приводит к возникновению отдельных очагов пожара и, в конечном итоге к поражению всей цели в целом.

Предлагаемый снаряд обеспечивает значительно более высокую эффективность поражения целей по сравнению с обычным осколочно-пучковым снарядом, так как увеличивается функция уязвимости целей (уязвимая площадь) с горюче-насыщенными материалами при непосредственном действии ЗЭ по отсекам с горючим, а также за счет «искусственного» увеличения уязвимой площади цели (образование пятна горючего с площадью S_г) в результате воздействия осколочного поля поражения на отсеки с горючим, с последующим воспламенением пятна горючего при его контакте с ЗЭ. При скоростях встречи 400…500 м/с (фиг. 1) ЗЭ способны пробивать, а, следовательно, поражать с высокой вероятностью отсеки и емкости с горючим, что в конечном итоге, приводит к поражению всей цели. В случае дистанционно-контактного подрыва повышение эффективности поражающего действия осуществляется за счет дополнительной уязвимой площади (пятна горючего).

Литература:

1. Дорофеев А.Н., Морозов А.П., Саркисян Р.С. Авиационные боеприпасы. М. ВВИА им. Жуковского, 1978 г. 446 с.

2. Третьяков Г.М. Боеприпасы артиллерии. - Москва: Воениздат, 1947 г. стр. 201.

3. Одинцов В.А. «Конструкции осевого действия», изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1996 г.

4. Одинцов В.А. Патент РФ на изобретение №2353897 от 04.11.2004 г.

5. Одинцов В.А. Патент РФ на изобретение «Осколочно-пучковый снаряд» №2346231 от 06.10.2006 г.

6. Патент США №3.669.020, кл. 102-G от 6.5.1970 г.

7. Терешин А.А., Кореньков В.В. и др. Патент на изобретение RU F42B 12/44 №2332632.

Claims

Осколочно-зажигательный снаряд, содержащий корпус с зарядом взрывчатого вещества, головной траекторно-контактный взрыватель, снабженный детонационным и пиротехническим каналами, осевую трубу с дном, скрепленную в задней части снаряда с донной втулкой со срезаемой резьбой, осколочный блок с готовыми поражающими элементами, пиротехнический вышибной заряд, примыкающий к дну трубы и пиротехническому каналу, раскрывающийся стабилизатор, отличающийся тем, что в донной втулке со срезаемой резьбой размещен пирозамедлитель-воспламенитель, а в осколочном блоке размещены дополнительно перфорированная газоотводная трубка, примыкающая к донной втулке, воспламенительный состав, а в качестве готовых поражающих элементов размещены зажигательные элементы с термитными зажигательными составами «Fe₂O₃+Al».