Инженерная осколочная мина с использованием артиллерийского снаряда

 

Изобретение относится к боеприпасам, а именно к инженерным осколочным минам, взрывающимся после вылета из земли. Мина содержит артиллерийский снаряд и узел подброса и инициирования, включающий вышибной пороховой заряд и средство инициирования. В мине, установленной в грунте, ось снаряда расположена параллельно поверхности земли. Узел подброса надет на корпус снаряда с помощью хомута. Узел подброса и инициирования может содержать кумулятивный заряд, направленный выемкой в сторону корпуса снаряда. На полете снаряд поворачивается и при достижении вертикального положения подрывается, образуя круговое поле поражения. В варианте с поворотом снаряда вокруг шарнира штыря, установленного в грунте, подрыв снаряда при достижении им вертикального положения обеспечивается головным взрывателем, соединенным с шарниром. Предусмотрено использование в мине шрапнелей. 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно к инженерным осколочным минам, взрывающимся после вылета из земли.

Известны осколочные выпрыгивающие противопехотные мины, например, мина ОЗМ-4. Мина включает в себя цилиндрический корпус, являющийся одновременно вышибным стаканом, вложенную в него собственно осколочную мину, состоящую из корпуса, слоя готовых поражающих элементов и заряда ВВ, а также взрывателя, соединенного тросиком с дном вышибного стакана. Мина выбрасывается вышибным пороховым зарядом, приводимым в действие капсюлем-воспламенителем, срабатывающим от натяжения проволочной растяжки.

Основным недостатком мины является слабое действие по целям, защищенным индивидуальной бронезащитой.

Этот недостаток устранен в осколочной заградительной мине ОЗМ-152, принятой в качестве прототипа изобретения [1] Эта мина включает в себя корпус артиллерийского снаряда, к дну которого приварена вышибная камера, имеющая заряд пороха и электровоспламенитель, соединенный электрическим проводом с командным пунктом подрыва. Мина устанавливается вертикально в специально открытый колодец.

Недостатками прототипа следующие.

1. Конструкция мины не позволяет использовать при изготовлении снаряженные артиллерийские снаряды, так как операция присоединения к ним вышибной камеры сваркой является опасной.

2. Вертикальная установка мины требует отрывки достаточно глубокого колодца, что затруднительно для твердых, в том числе и мерзлых грунтов.

3. Мина имеет только командный электрический подрыв и не способна функционировать автономно.

Изобретение направлено на устранение указанных недостатков.

Техническое решение задачи состоит в том, что изменяется положение снаряда в мине относительно поверхности земли, а именно вертикальное положение заменяется горизонтальным, и мина снабжается взрывателем натяжного действия. Указанные существенные признаки являются новыми по отношению к прототипу, таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "новизна".

На фиг. 1 изображена мина с подбросом; на фиг. 2 блок подброса и инициирования; на фиг. 3 мина с шарнирным узлом; на фиг. 4 схема действия мины с подбросом; на фиг. 5 схема действия мины с шарнирным узлом.

В варианте подброса мина содержит артиллерийский снаряд 1, снабженный узлом 2 подброса и инициирования, закрепленным на корпусе снаряда и соединенным с натяжным тросом 3. Узел подброса в общем случае расположен со смещением относительно центра массы снаряда 4. В головное очко корпуса в зависимости от схемы исполнения ввернуты холостая пробка или взрыватель натяжного действия 5. Вариант исполнения узла подброса, содержащего инициирующее устройство, показан на фиг. 2. Он состоит из корпуса 6, соединенного с корпусом снаряда с помощью хомута 7. Ударно-воспламенительное устройство 8, приводимое в действие натяжным тросом 3, с помощью канала 9 соединено с пороховым зарядом 10, закрытым крышкой 11. В корпусе расположен кумулятивный заряд 12 с выемкой, направленной в сторону снаряда, и детонатором 13, соединенным через замедлитель 14 с камерой порохового заряда. При использовании блока подброса и инициирования (фиг. 2) в очко взрывателя снаряда ввернута холостая пробка 5.

Другой вариант исполнения мины с подбросом содержит взрыватель натяжного действия 5, размещенный в очке корпуса. В этом варианте кумулятивный заряд в блоке 2 отсутствует.

На фиг. 3 показана мина с шарнирным устройством. Устройство подброса выполнено без кумулятивного заряда. В очко снаряда ввернут инициирующий узел 15, соединенный шарниром 16 со штырем 17.

Функционирование мины в варианте подброса происходит следующим образом.

После срабатывания ударно-воспламенительного устройства 8 луч пламени подается по каналу 9 к пороховому заряду 10. Крышка 11 отстреливается, и снаряд подбрасывается вверх, причем вследствие того, что сила приложена на плече S относительно центра масс снаряда, снаряд получает вращательное движение. После выгорания замедлителя 14 срабатывают детонатор 13 и кумулятивный заряд 12, кумулятивная струя которого пробивает стенку корпуса снаряда 1 и вызывает детонацию заряда ВВ. Время горения замедлителя 14 рассчитано таким образом, чтобы подрыв снаряда произошел в момент прихода его оси в вертикальное положение, что обеспечивает создание площади поражения в форме круга. Схема действия показана на фиг. 4. В другом варианте мины с подбросом узел 2 выполняет только функцию подброса, а срабатывание заряда происходит от детонатора натяжного действия 5, связанного тросом со штырем, укрепленным в грунте.

Схема действия мины, изображенной на фиг. 3, показана на фиг. 5. После срабатывания узла 2 происходит вращение снаряда вокруг оси шарнира 16. Инициирование заряда взрывателем 15 происходит в момент совмещения оси снаряда с осью штыря.

Преимуществом схемы с подбросом является возможность осуществления подрыва на любой заданной высоте над поверхностью земли, недостатком - возможность отклонения оси снаряда от вертикали в момент подрыва. Схема с шарнирным узлом обеспечивает строго вертикальное положение снаряда в момент разрыва, но высота подрыва мала. Малость высоты подрыва частично компенсируется поднятием осколочного потока над поверхностью земли за счет склонения его в сторону распространения детонации, т.е. в данном случае вверх.

При определенных условиях, например при сложном рельефе местности, максимальное осколочное действие достигается при высоте подрыва 5 10 м. В этом случае оптимальным в момент подрыва является не вертикальное, а горизонтальное положение оси снаряда.

Основным преимуществом предлагаемой мины является возможность использования для ее производства артиллерийских снарядов, как состоящих на вооружении (при наличии их сверхнормативных запасов), так и снятых с вооружения (см. "Справочник артиллерийских боеприпасов, подлежащих утилизации и уничтожению", под ред. А. А. Каллистова, Изд. Росс. Герм. СП "Нова", 1993 г.). Ввиду того, что нагрузки при функционировании мины существенно ниже ствольных нагрузок, допустимым является также использование снарядов с израсходованным гарантийным сроком хранения, а также некондиционных снарядов, например, с обнаруженными в процессе производства пористостью металла дна, увеличенными разностенностью и дисбалансом корпуса и т.п. а также снарядов партий, не удовлетворивших некоторым требованиям (например по кучности стрельбы) при проведении полигонных испытаний. Наиболее перспективными для использования в минах являются калибры снарядов в диапазоне 57-152 мм. Наряду с артиллерийскими снарядами могут быть использованы ствольные мины, боевые части реактивных снарядов, авиационные бомбы небольших калибров. При этом может быть использован блок подброса и инициирования, имеющий сменные хомуты 7 разных размеров. Поступательное метание снаряда (без вращения) достигается совмещением оси хомута с центром массы снаряда (S 0). Операция установки блока на снаряд является простой, безопасной и может осуществляться непосредственно на месте минирования. При наличии в районе минирования больших запасов снарядов или других пригодных для этой цели боеприпасов необходима транспортировка только блоков, что обеспечит значительную экономию средств.

При разработке новых артиллерийских снарядов и других боеприпасов должна предусматриваться возможность их использования в инженерных осколочных минах, для чего целесообразно осуществить изменения закона распределения осколков по массе в сторону увеличения относительной массы мелкой фракции, осуществляющей противопехотное действие. При правильном подборе закона общее многоцелевое действие артиллерийского снаряда, в том числе и по легкобронированным целям, не снизится. Улучшение закона распределения осколков может быть достигнуто за счет применения сталей с повышенной дробимостью (так называемых высокоосколочных сталей), в том числе высокоуглеродистых и кремнистых. Высокоуглеродистые стали, например, марганцовисто-кремниевая сталь 11012 С (американский аналог-сталь Н-1) обладают достаточно сложной термообработкой. Кремнистые стали, в том числе рессорно-пружинная сталь 60С2, являются наиболее перспективными. Экспериментально показано, что оптимальное дробление стали 60С2 имеет место при отсутствии термообработки, а не при термообработке на отпускную хрупкость, обычно применяемой при использовании этой стали по прямому назначению, т.е. для изготовления пружин и рессор. Высокие осколочные свойства стали 60С2 были подтверждены испытаниями в стандартных цилиндрах N 12 (см. пособие В.А. Одинцова "Моделирование процессов фрагментации с помощью унифицированных цилиндров", Изд. МГТУ, 1991 г.). По числу осколков с массой более 0,25 г и относительному содержанию средней фракции (1<m≅4 г) сталь 60С2 существенно превосходит стандартную снарядную сталь С-60. Осколки цилиндров из стали 60С2 имеют также более благоприятную форму.

Улучшение осколочного действия может быть также достигнуто за счет применения мер заданного дробления корпуса, в том числе лазерной обработки корпуса по внутренней поверхности с целью получения сетки зон с повышенной хрупкостью. Другим путем является включение в состав корпуса слоя готовых поражающих элементов, изготовленных из тяжелого сплава, например, на основе вольфрама.

Вариант исполнения мины с головным блоком подброса и инициирования, ввернутым в очко снаряда (на фигурах не показан) предназначен только для подброса с вращением. Головной блок содержит ударно-воспламенительное устройство натяжного действия, две камеры с пороховыми зарядами, снабженные соплами, соединяющий их замедлитель, замедлитель подрыва, соединяющий ближнюю к снаряду камеру с капсюлем-детонатором. Сопло дальней от снаряда камеры (камеры двигателя вращения) при установке мины направлено вертикально вниз, сопла ближней камеры (камеры двигателя подъема) расположены по окружности торца блока, обращенного к снаряду. При срабатывании натяжного устройства воспламеняется заряд первой камеры и снаряд приходит во вращение вокруг точки опоры. Замедлитель, установленный между камерами, рассчитан таким образом, чтобы воспламенение заряда второй камеры произошло в момент, близкий к моменту прихода оси снаряда в вертикальное положение. В результате действия заряда второй (ближний) камеры происходит подъем снаряда по вертикали, а затем после выгорания второго замедлителя его подрыв.

Рассмотренные выше варианты исполнения относились к снарядам с разрывными зарядами, создающим круговое осколочное поле поражения. Для получения инженерных мин направленного действия могут быть использованы шрапнельные снаряды. В этом случае ось блока подброса должна быть совмещена с центром массы снаряда, снаряд совершает поступательное движение вверх. Блок подброса приводится в действие натяжным тросом большой длины (20 50 м), направленныv от блока в направлении носика снаряда вдоль его оси. После выброса снаряда от грунта второй натяжной трос, соединенный с головным взрывателем снаряда, вызывает срабатывание вышибного порохового заряда, выталкивающего в направлении цели блок готовых поражающих элементов (ПЭ). ПЭ могут быть как компактными, так и стреловидными.

Основная трудность при использовании шрапнелей связана с малой величиной скорости выброса ПЭ относительно неподвижного снаряда (обычно не более 200 м/с). Поэтому в отличие от осколочного снаряда шрапнельный снаряд при использовании в мине требует некоторой доработки. Она заключается в удалении передней части блока с целью уменьшения его массы, при этом скорость метания блока готовых ПЭ может быть повышена до необходимой величины 300-500 м/с. При разработке новых шрапнельных снарядов целесообразно введение блоков, состоящих из двух частей, одна из которых извлекается из снаряда при включении его в состав мины.

При большой скорости готовых ПЭ можно повысить эффективность осевого действия мины, вводя небольшое смещение S оси блока от центра масс к дну снаряда, что обеспечит в момент выброса блока готовых ПЭ небольшой наклон оси снаряда к поверхности земли и получение площади накрытия в форме эллипса.

Формула изобретения

1. Инженерная осколочная мина с использованием артиллерийского снаряда, содержащая артиллерийский снаряд и узел подброса и инициирования, включающий вышибной пороховой заряд и средство инициирования, отличающаяся тем, что в мине, установленной в грунте, ось снаряда расположена параллельно поверхности земли.

2. Мина по п. 1, отличающаяся тем, что средство инициирования узла подброса и инициирования выполнено в виде взрывателя натяжного действия.

3. Мина по п. 2, отличающаяся тем, что узел подброса и инициирования надет на корпус снаряда при помощи хомута со смещением оси узла относительно центра масс снаряда.

4. Мина по п.3, отличающаяся тем, что в узле подброса и инициирования размещен кумулятивный заряд, направленный выемкой в сторону корпуса снаряда и соединенный с пороховым вышибным зарядом детонационной цепью с замедлителем.

5. Мина по п.2, отличающаяся тем, что узел подброса и инициирования надет на корпус при помощи хомута с совмещением оси узла с центром масс снаряда.

6. Мина по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена взрывателем натяжного действия, размещенным в головной части снаряда.

7. Мина по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена шарнирным устройством, содержащим головной взрыватель с проушиной, штырь и соединяющую их ось, причем головной взрыватель снабжен устройством, обеспечивающим его срабатывание при совмещении оси снаряда с осью штыря.

8. Мина по п.1, отличающаяся тем, что корпус снаряда изготовлен из кремнистой стали 60С2 без термообработки.

9. Мина по п.1, отличающаяся тем, что корпус снаряда выполнен с заданным дроблением.

10. Мина по п.9, отличающаяся тем, что корпус снаряда имеет на внутренней поверхности сетку зон с повышенной хрупкостью, нанесенную лазерным лучом.

11. Мина по п. 1, отличающаяся тем, что корпус снаряда содержит слой готовых поражающих элементов, изготовленных из тяжелых сплавов, например, на основе вольфрама.

12. Мина по п.6, отличающаяся тем, что в качестве артиллерийского снаряда использована шрапнель, при этом ось узла подброса и инициирования совмещена с центром масс снаряда и имеет небольшое смещение от центра масс к дну снаряда, узел подброса и инициирования соединен натяжным тросом, направленным от узла в направлении головной части снаряда вдоль его оси, а головной взрыватель снаряда соединен вторым натяжным тросом со штырем, установленным в грунте.

13. Мина по п.12, отличающаяся тем, что в шрапнели блок готовых поражающих элементов заполняет донную часть каморы снаряда.

14. Мина по п.1, отличающаяся тем, что снаряд снабжен неконтактным взрывателем.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5