RU2187065C1 - Cassette nose cone - Google Patents

Abstract

FIELD: rocketry, applicable in development of the cassette-type nose cones, mainly with large-sized warfare components for salvo-fire rocket projectiles. SUBSTANCE: cassette nose cone has an envelope with a bottom, positioned in it in succession are the warfare components with blasting devices, priming and bursting charges, boosting unit, piston and a timer, an annular bulge with radial slots is made on one of the end faces of the warfare components, the quantity of the slots corresponds to the quantity of the warfare components in the nose cone. The warfare components are turned relative to one another through an angle equal to the angle between the slots and provided with through gas conduits, positioned in their front part are powder charges and tapped orifice plates with throttling ducts, and accumulating spaces are formed between the warfare components, they are restricted by the inner surface of the sealing ring and the end faces of the warfare components, the priming, bursting and powder charges of the warfare components are gasdynamically coupled to the gas conduits with the nose cone accumulating spaces. EFFECT: enhanced density of packing of large-sized warfare components, reliably functioning at separation on the flight path. 2 dwg

Description

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при разработке разделяющихся головных частей кассетного типа (КГЧ), снабженных, преимущественно, крупногабаритными боевыми элементами (БЭ). The invention relates to rocketry and can be used in the development of separable warheads of the cluster type (KGCH), equipped mainly with large-sized combat elements (BE).

Важным направлением повышения боевой эффективности реактивных снарядов при действии у цели является разработка головных частей кассетного типа, разделяющихся в заданной точке траектории. При проектировании и отработке таких изделий разработчику необходимо решить ряд проблем, которые связаны, в первую очередь:
- с поиском конструктивного решения, обеспечивающего плотную укладку и надежную фиксацию боевых элементов в изделии, предотвращающих возникновение ударных нагрузок на элементы конструкции на всех участках функционирования головной части: при старте, движении по траектории и разделении головной части;
- с обеспечением надежного функционирования головной части при минимальных значениях силовых и тепловых нагрузок, действующих на уязвимые элементы конструкции.An important direction of increasing the combat effectiveness of rockets at the target is the development of warheads of the cluster type, separated at a given point on the trajectory. When designing and developing such products, the developer needs to solve a number of problems that are related, first of all:
- with the search for a constructive solution that provides a tight fit and reliable fixation of combat elements in the product, preventing the occurrence of shock loads on structural elements in all areas of the functioning of the warhead: during start, movement along the trajectory and separation of the warhead;
- ensuring reliable operation of the head with minimum values of power and thermal loads acting on vulnerable structural elements.

Эти требования особенно важны при создании КГЧ с использованием крупногабаритных БЭ, когда существует необходимость максимального заполнения поперечного сечения оболочки ГЧ, При этом, под надежным функционированием понимается отход БЭ на безопасное расстояние, при котором исключается догон и разрушение их конструктивными элементами реактивного снаряда. Одновременно должны быть обеспечены условия (импульсы давления и температуры продуктов сгорания), необходимые для надежного взведения взрывателей БЭ. These requirements are especially important when creating a cohesive hardener using large-sized BEs, when there is a need to maximize the filling of the cross section of the shell of the warhead. Moreover, reliable operation refers to the drift of the BE to a safe distance, which eliminates overtaking and destruction by their structural elements of a missile. At the same time, the conditions (pressure pulses and temperatures of the combustion products) necessary for reliable arming of the BE fuses must be provided.

По заявке Франции 2363077 (см. бюл. Изобретения в СССР и за рубежом, F 42, вып. 98, 9, стр.8, 1978 г.) известно устройство для отделения совокупности элементов, помещенных в оживальной или аналогичной ей части снаряда. Устройство имеет поршень, расположенный между пороховым зарядом и толкающим диском и соприкасающийся с последним. Поршень может перемещаться назад на небольшое расстояние и имеет канал для прохода пороховых газов в направлении толкающего диска. Это обеспечивает вскрытие боевых элементов за счет ускорения корпуса устройства и торможения блока БЭ. According to the application of France 2363077 (see the bulletin. Inventions in the USSR and abroad, F 42, issue 98, 9, p. 8, 1978), a device is known for separating a set of elements placed in an animated or similar part of a projectile. The device has a piston located between the powder charge and the pushing disk and in contact with the latter. The piston can move back a short distance and has a channel for the passage of powder gases in the direction of the pushing disk. This ensures the opening of combat elements by accelerating the device’s body and braking the BE unit.

Такое техническое решение не может быть использовано при разработке КГЧ для реактивных снарядов, поскольку не обеспечивает отхода БЭ от конструктивных элементов реактивного снаряда и, тем самым, не предотвращает возможность их разрушения. Such a technical solution cannot be used in the development of KGCH for rockets, because it does not ensure the departure of BE from the structural elements of a rocket and, therefore, does not prevent the possibility of their destruction.

Следовательно, задачей указанного технического решения являлось вскрытие блока боевых элементов без придания им относительной скорости. Consequently, the objective of the indicated technical solution was to open the block of combat elements without imparting relative speed to them.

Общим признаком с предлагаемой авторами КГЧ является наличие оболочки с дном, в которой последовательно размещены элементы с поршнем и пороховым зарядом. A common feature with the proposed KGH authors is the presence of a shell with a bottom in which elements with a piston and a powder charge are sequentially placed.

По патенту США 3938439 (см. бюл. Изобретения в СССР и за рубежом, F 42, вып. 42, 11, стр.7, 1976 г.) известна конструкция боевой части с вкладными поражающими элементами, расположенными в несколько рядов внутри корпуса боевой части, имеющего цилиндрическую форму. Ряды поражающих элементов отделены друг от друга перегородками. В боевой части имеется газогенератор, с которым соединена труба, проходящая по оси боевой части и имеющая отверстия по всей ее длине. К трубе крепятся эластичные диафрагмы, при этом каждому ряду элементов соответствует определенная диафрагма. Внутри трубы имеются перегородки с калиброванными отверстиями, диаметр которых последовательно увеличивается. According to US patent 3938439 (see the bulletin. Inventions in the USSR and abroad, F 42, issue 42, 11, page 7, 1976), the design of the warhead is known with embedded striking elements located in several rows inside the warhead housing having a cylindrical shape. The rows of damaging elements are separated from each other by partitions. In the warhead there is a gas generator, to which a pipe is connected, passing along the axis of the warhead and having openings along its entire length. Elastic diaphragms are attached to the pipe, with each row of elements corresponding to a certain diaphragm. Inside the pipe there are partitions with calibrated holes, the diameter of which is gradually increasing.

Указанное техническое решение реализует разброс БЭ в радиальном направлении за счет энергии газогенератора, аккумулируемой в эластичных диафрагмах. Однако в связи с тем, что эластичные диафрагмы крепятся к трубе, проходящей по оси боевой части, размещение крупногабаритных боевых элементов, занимающих практически все поперечное сечение, не представляется возможным. The specified technical solution implements the spread of BE in the radial direction due to the energy of the gas generator, accumulated in elastic diaphragms. However, due to the fact that the elastic diaphragms are attached to the pipe passing along the axis of the warhead, the placement of large-sized warheads occupying almost the entire cross section is not possible.

Таким образом, задачей данного технического решения являлся радиальный разброс малогабаритных боевых элементов, размещенных вокруг центральной трубы. Thus, the objective of this technical solution was the radial dispersion of small-sized combat elements placed around the central pipe.

Общими признаками с предлагаемой авторами конструкцией КГЧ является наличие оболочки, в которой последовательно размещены БЭ и пороховой заряд. The common features with the design of the KGCH proposed by the authors is the presence of a shell in which BE and a powder charge are sequentially placed.

Наиболее близкой по технической сути решения является кассетная головная часть, содержащая оболочку с последовательно расположенными боевыми элементами с взрывательными устройствами и сквозными газоводами, воспламенительный заряд, узел формирования, поршень, дно, временное устройство и вышибной заряд боевых элементов, связанный посредством газоводов с аккумулирующими полостями, расположенными между боевыми элементами (см. патент RU 2138007 С1, 20.09.1999). The closest solution in technical essence is a cluster head containing a shell with sequentially located combat elements with explosive devices and through gas ducts, an ignition charge, a formation unit, a piston, a bottom, a temporary device and an expelling charge of military elements connected by means of gas ducts to storage cavities, located between the combat elements (see patent RU 2138007 C1, 09/20/1999).

Основной причиной, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известного снаряда-носителя (принятого авторами за прототип) является то, что он не обеспечивает относительной скорости выбрасываемых тел и, тем самым, не создает условий, необходимых для нормального функционирования реактивных снарядов, разделяющихся в плотных слоях атмосферы. The main reason that impedes the achievement of the technical result indicated below when using a known projectile carrier (adopted by the authors for the prototype) is that it does not provide the relative velocity of the ejected bodies and, therefore, does not create the conditions necessary for the normal functioning of rockets, which are divided into dense layers of the atmosphere.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение надежного функционирования кассетной головной части при разделении с крупногабаритными боевыми элементами с высокой плотностью укладки. The objective of the invention is to ensure reliable operation of the cartridge head during separation with large combat elements with a high stacking density.

Технический результат достигается за счет того, что в кассетной головной части, содержащей оболочку с последовательно расположенными боевыми элементами с взрывательными устройствами и сквозными газоводами, воспламенительный заряд, узел форсирования, поршень, дно, временное устройство и вышибной заряд боевых элементов, связанный посредством газоводов с аккумулирующими полостями, расположенными между боевыми элементами, согласно изобретению на одном из торцев боевых элементов выполнен кольцевой выступ с радиальными щелевыми пазами, количество которых соответствует количеству боевых элементов, при этом последние провернуты относительно друг друга на угол, равный углу между радиальными щелевыми пазами, а в передней части сквозных газоводов размещены пороховые заряды и конические расходные шайбы с дроссельными каналами, аккумулирующие полости образованы внутренней поверхностью герметизирующего кольца и торцами боевых элементов, при этом с ними газодинамически связаны посредством газоводов воспламенительный и пороховые заряды боевых элементов. The technical result is achieved due to the fact that in the cluster head part containing the shell with sequentially located combat elements with explosive devices and through gas ducts, an ignition charge, a boosting unit, a piston, a bottom, a temporary device and an expelling charge of combat elements connected through gas ducts to the accumulating cavities located between the combat elements, according to the invention on one of the ends of the combat elements made an annular protrusion with radial slotted grooves, the number of which corresponds to the number of combat elements, while the latter are rotated relative to each other by an angle equal to the angle between the radial slotted grooves, and powder charges and conical consumable washers with throttle channels are placed in front of the through gas ducts, the accumulating cavities are formed by the inner surface of the sealing ring and the ends combat elements, while the igniter and powder charges of the combat elements are gasdynamically connected to them by means of gas ducts.

Выполнение на одном из торцев боевых элементов кольцевого выступа с радиальными щелевыми пазами, количество которых соответствует количеству БЭ в головной части, герметизирующих колец между боевыми элементами, обеспечивающих образование аккумулирующих полостей, ограниченными их внутренними поверхностями и торцами БЭ, позволяет:
- oбеспечить снижение пассивной массы снаряда за счет исключения из конструкции КГЧ кассет или контейнера для размещения боевых элементов;
- обеспечить высокую плотность укладки боевых элементов за счет максимального заполнения поперечного сечения головной части;
- уменьшить величину рабочих объемов КГЧ (в которые поступают продукты сгорания порохового заряда) за счет герметичности внутреннего силового контура, что исключает периферийную зону из активного процесса, сокращает суммарную массу пороховых зарядов, обеспечивает расталкивание БЭ внутренним давлением и сокращение зон перекрытия площадей поражения каждого БЭ в отдельности.The execution on one of the ends of the combat elements of the annular protrusion with radial slotted grooves, the number of which corresponds to the number of BE in the head, sealing rings between the combat elements, providing the formation of accumulating cavities, limited by their internal surfaces and ends of the BE, allows you to:
- to ensure a decrease in the passive mass of the projectile due to the exclusion from the design of the KGCH cartridges or container for the placement of combat elements;
- to provide a high packing density of combat elements due to the maximum filling of the cross section of the warhead;
- reduce the value of the working volumes of the OGC (into which the products of combustion of the powder charge enter) due to the tightness of the internal power circuit, which eliminates the peripheral zone from the active process, reduces the total mass of the powder charges, ensures repulsion of the BE by internal pressure and reduction of the areas of overlap of the lesion areas of each BE in separately.

Снабжение каждого боевого элемента сквозными газоводами, в передней части которых размещены пороховые заряды, конические расходные шайбы с дроссельными каналами, позволяет обеспечить газодинамическую связь соседних аккумулирующих полостей, для поддержания требуемого давления в них в процессе выхода БЭ из оболочки кассетной головной части, а также автономную запитку аккумулирующих полостей и, тем самым, повысить эффективность работы воспламенительной огневой цепи и надежность срабатывания теплоприемников взрывательных устройств КГЧ. Providing each combat element with through gas ducts, in the front part of which there are powder charges, conical washers with throttle channels, allows gas-dynamic communication of neighboring accumulating cavities to maintain the required pressure in them during the BE release from the cassette head shell, as well as autonomous power supply accumulating cavities and, thereby, increase the efficiency of the ignition fire chain and the reliability of the operation of the heat receivers of explosive devices K Ch

Поворот БЭ и соответственно расположенных в них газоводов относительно друг друга на величину угла, равного углу между щелевыми пазами, и газодинамическая связь пороховых зарядов боевых элементов с воспламенительным и вышибным зарядами посредством дроссельных каналов в расходных шайбах БЭ и поршне позволяет исключить прямую передачу огневого импульса и обеспечить дополнительную задержку внутрикамерного процесса в каждой аккумулирующей полости, и тем самым повысить надежность взведения взрывателей БЭ. The rotation of the BE and the corresponding gas ducts relative to each other by an angle equal to the angle between the slot grooves, and the gas-dynamic connection of the powder charges of the warheads with igniter and blow-out charges by means of throttle channels in the BE washer and piston eliminates direct fire impulse transmission and ensures additional delay of the intracameral process in each accumulating cavity, and thereby increase the reliability of cocking of fuses BE.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен продольный; на фиг.2 - поперечный разрез кассетной головной части. The essence of the invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a longitudinal; figure 2 is a cross section of a cassette head part.

Кассетная головная часть содержит оболочку 1 с доньями 2, 3, в которой последовательно расположены боевые элементы 4 с взрывательными устройствами 5, воспламенительный 6 и вышибной 7 заряды, узел форсирования 8, поршень 9 и временное устройство 10. The cassette head contains a shell 1 with bottoms 2, 3, in which combat elements 4 with explosive devices 5, igniter 6 and expelling 7 charges, forcing unit 8, piston 9 and temporary device 10 are sequentially located.

На одном из торцев БЭ выполнен кольцевой выступ 11 с радиальными щелевыми пазами 12, количество которых соответствует количеству БЭ в головной части. Боевые элементы повернуты относительно друг друга на угол α, равный углу между радиальными щелевыми пазами, и снабжены сквозными газоводами 13, В передней части газоводов размещены пороховые заряды 14 и конические расходные шайбы 15 с дроссельными каналами 16. At one of the ends of the BE made an annular protrusion 11 with radial slotted grooves 12, the number of which corresponds to the number of BE in the head part. Combat elements are rotated relative to each other by an angle α equal to the angle between the radial slotted grooves, and are equipped with through gas ducts 13. At the front of the gas ducts are placed powder charges 14 and conical washers 15 with throttle channels 16.

Между боевыми элементами образованы аккумулирующие полости 17, ограниченные внутренней поверхностью герметизирующего кольца 18 и торцами БЭ, а воспламенительный, вышибной и пороховые заряды БЭ газодинамически связаны посредством газоводов с аккумулирующими полостями. Between the combat elements accumulating cavities 17 are formed, limited by the inner surface of the sealing ring 18 and the ends of the BE, and the igniter, blow-out and powder charges of the BE are gasdynamically connected through gas ducts to the accumulating cavities.

Заявленная кассетная головная часть функционирует следующим образом. The claimed cluster head operates as follows.

В заданной точке траектории за счет подачи исполнительного импульса срабатывает временное устройство 10 и обеспечивает инициирование воспламенительного заряда 6. Продукты сгорания заряда через коническую расходную шайбу 15 поступают к пороховому заряду 14 первого БЭ 4 и воспламеняют его. Через сквозной газовод 13 продукты сгорания поступают в аккумулирующую полость 17 и создают силовой и тепловой импульсы, необходимые для задействования теплоприемного устройства взрывателя 5. At a given point in the trajectory, a temporary device 10 is triggered by the supply of an actuating pulse and ensures the initiation of an igniter charge 6. The products of charge combustion through a conical consumable washer 15 enter the powder charge 14 of the first BE 4 and ignite it. Through a through gas duct 13, the combustion products enter the storage cavity 17 and create the power and heat pulses necessary to activate the heat-receiving device of the fuse 5.

С некоторой задержкой, возникающей в связи с разворотом газового потока (газоводы смещены относительно друг друга) и наличием дроссельного канала 16 в расходной шайбе, регламентирующего подачу высокотемпературных продуктов сгорания к пороховому заряду 14 следующего элемента, происходит его воспламенение и внутрикамерный процесс, описанный выше, повторяется во всех аккумулирующих полостях 17. With a certain delay arising in connection with the turn of the gas flow (gas ducts are offset relative to each other) and the presence of a throttle channel 16 in the consumable washer regulating the supply of high-temperature combustion products to the powder charge 14 of the next element, it ignites and the intracamera process described above is repeated in all storage cavities 17.

В результате через некоторый промежуток времени, определяемый суммарной задержкой огневого импульса во всех конструктивных элементах КГЧ (расходных шайбах с дроссельными каналами, газоводах и аккумулирующих полостях), срабатывает вышибной заряд 7 и создает в зоне дна 3 условия, необходимые для разрушения узла форсирования 8. As a result, after a certain period of time, determined by the total delay of the fire pulse in all the structural elements of the KCH (consumable washers with throttle channels, gas ducts and accumulating cavities), the expelling charge 7 is activated and creates the conditions necessary for the destruction of the forcing unit 8 in the bottom zone 3.

Под действием давления на поршень 9 происходит отстрел БЭ из оболочки 1, который сопровождается дополнительным ускорением каждого боевого элемента в момент достижения его донного среза торца оболочки. Это обеспечивается за счет давления продуктов сгорания, накопленного в аккумулирующих зонах БЭ к моменту выхода изоболочки. Тем самым обеспечивается дополнительный (кроме аэродинамического) разброс БЭ на местности и повышение эффективности действия их у цели. Under the action of pressure on the piston 9, the BE is shot from the shell 1, which is accompanied by an additional acceleration of each combat element at the moment of reaching its bottom cut of the shell end. This is ensured by the pressure of the combustion products accumulated in the accumulating zones of the BE by the time the iso-shell exits. This ensures an additional (except aerodynamic) dispersion of BE on the ground and increase the efficiency of their action on the target.

Таким образом, перечисленные конструктивные особенности заявляемой кассетной головной части позволяют за счет максимального заполнения поперечного сечения и повышения надежности срабатывания взрывателей боевых элементов создать КГЧ с крупногабаритными БЭ, надежно функционирующую в процессе разделения. Thus, the listed design features of the claimed cluster head allow, due to the maximum filling of the cross section and increasing the reliability of the operation of fuses of warheads, to create KGCH with large BE, reliably functioning in the separation process.

Изложенный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов КГЧ, выполненных в соответствии с предлагаемым изобретением. The stated positive effect is confirmed by the tests of prototypes of OGC made in accordance with the invention.

Claims (1)

Кассетная головная часть, содержащая оболочку с последовательно расположенными боевыми элементами с взрывательными устройствами и сквозными газоводами, воспламенительный заряд, узел форсирования, поршень, дно и временное устройство и вышибной заряд боевых элементов, связанный посредством газоводов с аккумулирующими полостями, расположенными между боевыми элементами, отличающаяся тем, что на одном из торцов боевых элементов выполнен кольцевой выступ с радиальными щелевыми пазами, количество которых соответствует количеству боевых элементов, при этом последние повернуты относительно друг друга на угол, равный углу между радиальными щелевыми пазами, а в передней части сквозных газоводов размещены пороховые заряды и конические расходные шайбы с дроссельными каналами, аккумулирующие полости образованы внутренней поверхностью герметизирующего кольца и торцами боевых элементов, при этом с ними газотермически связаны посредством газоводов воспламенительный и пороховые заряды боевых элементов. Cassette warhead containing a shell with sequentially located combat elements with explosive devices and through gas ducts, an ignition charge, a boost assembly, a piston, a bottom and a temporary device and a knockout charge of combat elements connected through gas ducts with storage cavities located between the combat elements, characterized in that at one of the ends of the combat elements made an annular protrusion with radial slotted grooves, the number of which corresponds to the number of combat elements, while the latter are rotated relative to each other by an angle equal to the angle between the radial slotted grooves, and in the front of the through gas ducts there are powder charges and conical consumable washers with throttle channels, the accumulating cavities are formed by the inner surface of the sealing ring and the ends of the combat elements, while igniter and powder charges of combat elements are gas-thermally connected to them through gas ducts.

Images