Способ поражения групповым действием боеприпасов

 

Изобретение относится к оборонной технике и может быть использовано для повышения эффективности поражающего действия минного вооружения, комплексов реактивных систем залпового огня, кассетных авиационных боеприпасов и других видов средств поражения. В состав заряда взрывчатого вещества вводят каучук, обеспечивающий адгезию заряда боеприпаса к стенкам корпуса и скорость детонации, не превышающую 6000 м/с, а инициирующий заряд со скоростью детонации не ниже 7600 м/с располагают в центре боеприпаса, при этом боеприпасы располагают на местности на приведенном расстоянии друг от друга (где R - расстояние между боеприпасами, м; m - масса заряда, кг), которое обеспечивает взаимодействие газодинамических потоков реагирующих веществ и дожигание смеси активных продуктов кислородом воздуха. Существенное повышение эффективности группового взрыва имеет место, когда инициирующий боеприпас устанавливают в геометрическом центре группового подрыва. Достигаемый технический результат - повышение энерговыделения при взрыве боеприпасов, наполненных взрывчатыми системами с увеличенным содержанием металлических горючих, путем активизации процессов инициирования, диспергирования и сгорания в воздухе компонентов композиций. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к оборонной технике и может быть использовано для повышения эффективности поражающего действия минного вооружения, комплексов реактивных систем залпового огня, кассетных авиационных боеприпасов и других видов средств поражения.

Анализ патентных источников показывает, что одним из основных способов повышения эффективности боеприпасов является использование для их снаряжения взрывчатых композиций с повышенным содержанием металлических горючих (более 20% по массе). Известен целый ряд патентов, посвященных созданию таких составов и способов. Например, в патенте Великобритании №1411822, кл. С 1 D, 1975 г., представлено описание взрывчатой системы, включающей 50% (по массе) металлических порошков, а также гексоген и воск. В патенте США №3713915, кл. 149-2, 1973 г., дано описание характеристик взрывчатой композиции, состоящей из 25% порошка алюминия и 75% жидкого взрывчатого вещества.

Наиболее близким к существу предлагаемого изобретения является способ поражения групповым действием боеприпасов, включающий снабжение корпусов боеприпасов компонентами зарядов на основе взрывчатых веществ, каучуков и металлических горючих составляющих с суммарным содержанием более 20% по массе, установку боеприпасов на местности, установку инициирующего боеприпаса, приведение в действие боеприпасов зарядом инициирующего боеприпаса и обеспечение взаимодействия компонентов заряда установленных боеприпасов в режиме детонации и дожигания с выделением энергии /Патент RU 2024820, МПК 7 F 42 В, 1994 г./.

Одним из основных недостатков данного способа является применение для его осуществления каучуков, не способных обеспечивать адгезию снаряжения к корпусу боеприпасов и обеспечивать необходимый уровень скоростей детонации взрывчатой композиции. По этой причине полностью исключается возможность протекания стадии взаимодействия металлов, входящих в состав композиции, с кислородом воздуха, хотя такое взаимодействие и определяет, в основном, высокую эффективность действия композиций с повышенным содержанием металлов.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа поражения групповым действием боеприпасов. Технический результат - повышение энерговыделения при взрыве боеприпасов, наполненных взрывчатыми системами с увеличенным содержанием металлических горючих, путем активизации процессов инициирования, диспергирования и сгорания в воздухе компонентов композиций.

Технический результат достигается тем, что в состав заряда взрывчатого вещества вводят каучук, обеспечивающий адгезию заряда боеприпаса к стенкам корпуса и скорость детонации, не превышающую 6000 м/с, а инициирующий заряд со скоростью детонации не ниже 7600 м/с располагают в центре боеприпаса, при этом боеприпасы располагают на местности на приведенном расстоянии друг от друга (где R - расстояние между боеприпасами, м; m - масса заряда, кг), которое обеспечивает взаимодействие газодинамических потоков реагирующих веществ и дожигание смеси активных продуктов кислородом воздуха.

Одним из наиболее предпочтительных вариантов реализации указанного способа является распределение боеприпасов по кругу. Кроме того, существенное повышение эффективности группового взрыва имеет место, когда дополнительно один боеприпас устанавливают в геометрическом центре группового подрыва.

Для осуществления разработанного способа значительный интерес представляют композиции на основе жидких взрывчатых веществ, например композиция РВХН-103. На указанную композицию дается ссылка в патенте США №5467714. Она состоит из 27% порошка алюминия, жидких взрывчатых веществ - триметилолтринитрата, триэтиленгликольдинитрата, а также прехлората аммония и нитроцеллюлозы. Введением в композиции подобного типа некоторых видов каучуков, например таких, как дивинильные, бутадиеннитрильные или полиизобутилена, обеспечивается адгезия заряда к корпусу боеприпаса, приемлемый уровень скоростей детонации и высокая температура горения за счет наличия в системе перхлората аммония.

Одним из основных факторов, определяющих высокую эффективность разработанного способа, является групповое применение боеприпасов с зарядами, оптимизированными путем введения каучуков.

Как известно, групповой способ поражения реализован в минном вооружении, различных видах кассетных боеприпасов, системах залпового огня. Системы минирования, кассетные боеприпасы и различные виды систем залпового огня подробно описаны в книге Оружие России, М.: Издательский дом “Военный парад”, 2000 г. В этом каталоге подробно описаны устройства для реализации указанного способа. Из представленных материалов следует, что, например, используя миноукладчики, можно в определенных пределах регулировать порядок установки мин на местности. Например, универсальный минный заградитель позволяет установить минные поля на глубине 15-240 м, количество устанавливаемых мин, в зависимости от предназначения, составляет 180-11520 шт.

Основным преимуществом существующих способов группового поражения является то, что они исключают возможность принятия дополнительных мер защиты или передислокации поражаемых объектов в зоне группового действия боеприпасов.

Однако известные способы поражения, основанные на групповом действии боеприпасов в снаряжении традиционными видами взрывчатых веществ, а также высокоэнергетическими композициями с повышенным содержанием металлических горючих, не имеют преимуществ в эффективности использования энергии взрыва по сравнению с действием одиночных боеприпасов ввиду отсутствия методов воздействия на взрывные процессы, позволяющие исключить влияние выброса грунта на полноту реагирования компонентов, а также отсутствия подходов к ускорению процессов взаимодействия в смесях продуктов взрыва с кислородом воздуха. В тоже время групповой подрыв боеприпасов в сочетании с другими операциями, характерными для данного изобретения, обеспечивает возможность активного воздействия на взрывные процессы.

Характерным отличием группового применения боеприпасов при реализации разработанного способа является размещение боеприпасов в диапазоне приведенных расстояний друг от друга , что обеспечивает оптимальные режимы взаимодействия газодинамических потоков реагирующих веществ в смесях с кислородом воздуха и высокие степени превращения энергии компонентов в энергию ударных волн.

Композиции с повышенным содержанием металлических горючих, как правило, инициируют и диспергируют воспламенительно-разрывным устройством, расположенным в донной или головной части боеприпаса. В тоже время в ряде патентов последних лет просматривается тенденция приведения боеприпасов в действие центральным (осесимметричным) воспламенительно-разрывным зарядом (например, патент Российской Федерации №2024820). Центральный воспламенительно-разрывной заряд обеспечивает более равномерное дробление корпуса и снаряжения боеприпасов и поэтому более предпочтителен для применения в боеприпасах, наполненных металлизированными взрывчатыми композициями. Обеспечивая уровень скоростей детонации центрального воспламенительно-разрывного заряда, превышающий 7600 м/с, и уровень скорости детонации основного заряда, не превышающий 6000 м/с, разработанным и предлагаемым способом не только осуществляют равномерное дробление корпуса и снаряжения, но и создают режимы интенсивного перемешивания активных веществ с кислородом воздуха.

Одним из наиболее предпочтительных вариантов реализации указанного способа является размещение боеприпасов по кругу. Кроме того, существенное повышение эффективности группового взрыва имеет место, когда дополнительно один боеприпас устанавливают в геометрическом центре группового подрыва.

Новая совокупность операций, характерных для разработанного способа, а также наличие связей между ними позволяют:

- введением каучуков обеспечить адгезию взрывчатой системы к стенкам корпуса боевых частей, а сочетание хороших адгезионных свойств с высокой степенью наполнения композиций металлами приводит к тому, что химическое превращение частиц наполнителя, расположенных на поверхности корпуса в неровностях, свойственных металлическим корпусам, протекает в режиме горения с температурой, превышающей 2000°С, обеспечивая прогрев осколков. Поэтому такие осколки способны ускорить процессы химического превращения в смесях продуктов взрыва с воздухом.

- создавая разницу скоростей детонации основного снаряжения и воспламенительно-разрывного заряда, обеспечивают разрушение корпуса боеприпаса до завершения процесса формирования продуктов взрыва, способствуя ускорению и турбулезации процесса перемешивания продуктов взрыва с кислородом воздуха.

- размещением боеприпасов в диапазоне приведенных расстояний друг от друга обеспечивают оптимальные режимы взаимодействия газодинамических потоков реагирующих веществ в смесях с кислородом воздуха, создавая при этом высокие степени превращения химической энергии компонентов в энергию ударных волн.

- при распределении группы боеприпасов по кругу и при установке одного дополнительного боеприпаса в центре симметрии группы подрыва степени реализации химической энергии в энергию ударных волн возрастают вследствие дополнительной турбулезации течения волнами сжатия и разрежения, распространяющимися от центра области группового взрыва.

При одновременном применении большого количества боеприпасов они могут быть распределены между двумя и большим количеством концентрических кругов, при этом приведенное расстояние между такими кругами соответствует оптимальному приведенному расстоянию между изделиями .

Помимо обеспечения повышенного уровня энерговыделения достоинством разработанного метода группового действия боеприпасов является отсутствие необходимости жесткой привязки по времени срабатывания боеприпасов относительно друг друга, учитывая активную роль горячих осколков в сжигании смесей продуктов взрыва с кислородом воздуха.

Для определения параметров группового взрыва боеприпасов в соответствии с разработанным способом выполнена серия экспериментальных работ по замеру параметров ударных волн. Для замера давления и импульса использовали пьезодатчики ножевого типа и датчики фирмы “Брюль и Къер”. Датчики устанавливали в различных точках поля взрыва. Расчеты энергетики единицы массы снаряжения макетов боеприпасов осуществляли в соответствии с известными формулами Садовского.

Для проведения экспериментальных работ использовали стальные макеты осколочно-фугасного боеприпаса диаметром 130 мм. Масса взрывчатой смеси в корпусе макета составляла 5,0 кг. Проводили одиночные и групповые испытания макетов. При проведении групповых подрывов в одном опыте использовали от 4 до 20 макетов. Часть корпусов макетов наполняли взрывчатой системой, в состав которой входят 27% алюминия, жидкие взрывчатые вещества, перхлорат аммония, ряд технологических добавок и полимеры, не способные обеспечить адгезию заряда к корпусу.

Для проведения основной серии испытаний макеты наполняли аналогом указанной композиции, введением каучуков в которую обеспечивали способность композиции прилипать к внутренней поверхности корпуса боеприпаса и уменьшать скорость детонации (менее чем 6000 м/с). Для достижения указанной цели вводили от 0,5 до 10% по массе таких каучуков, как бутадиеннитрильный или дивиниловый, или полиизобутиленовый каучуки.

Основную часть макетов переводили в боевое состояние воспламенительно-разрывными зарядами, скорость детонации которых была равна или превышала 7600 м/с. Ряд макетов задействовали воспламенительно-разрывными зарядами со скоростью детонации ниже 7600 м/с. В качестве критерия, характеризующего эффективность разработанного способа поражения, использовали тротиловый эквивалент взрыва.

Результаты испытаний различных вариантов реализации разработанного способа (см. таблицу) свидетельствуют, что максимальные уровни энерговыделения имеют место при наличии всей совокупности операций, свойственных разработанному способу, обеспечивающих повышение эффективности, а именно при введении в состав взрывчатой системы каучуков приведение в действие боевой части разрывным зарядом со скоростью детонации, превышающей 7600 м/с, распределением боеприпасов в диапазоне расстояний, обеспечивающих взаимодействие газодинамических потоков реагирующих в воздухе компонентов, и дожигание активных веществ разогретыми осколками.

Распределение боеприпасов по кругу и приведение в действие дополнительного боеприпаса, установленного в геометрическом центре группового подрыва, обеспечивают увеличение доли реализованного энергетического потенциала взрывчатой системы.

Для экспериментальной апробации разработанного способа в качестве снаряжения макетов использовали различные композиции на основе жидких нитратов и нитросоединений с повышенным содержанием металлических горючих.

Повышение эффективности группового действия имело место во всех случаях, когда введением каучуков в наполнение обеспечивали адгезию снаряжения к корпусу БЧ и скорости детонации композиций менее 6000 м/с и когда скорости детонации воспламенительно-разрывного заряда превышали 7600 м/с, а боеприпасы распределяли на местности в диапазоне приведенных расстояний 2,7-15,0 друг от друга. Кроме того, указанный эффект подтвержден групповыми подрывами различных типов натурных боеприпасов, отличающихся конструкцией и габаритно-массовыми характеристиками.

Во всех проведенных опытах разработанный способ обеспечивает существенное повышение параметров ударных волн, энергетических показателей взрыва и уровней поражения типовых объектов.

Формула изобретения

1. Способ поражения групповым действием боеприпасов, включающий снаряжение корпусов боеприпасов компонентами зарядов на основе взрывчатых веществ, каучуков и металлических горючих с суммарным содержанием более 20% по массе, установку боеприпасов на местности, установку инициирующего боеприпаса, приведение в действие боеприпасов зарядом инициирующего боеприпаса и обеспечение взаимодействия компонентов заряда установленных боеприпасов в режиме детонации и дожигания с выделением энергии, отличающийся тем, что в составе зарядов используют каучук, обеспечивающий адгезию заряда боеприпаса к стенкам корпуса и скорость детонации, не превышающую 6000 м/с, боеприпас с инициирующим зарядом со скоростью детонации не ниже 7600 м/с располагают в центре расположения боеприпасов, при этом боеприпасы устанавливают на местности на приведенном расстоянии друг от друга, определяемом из выражения

где R - расстояние между боеприпасами, м; m - масса заряда, кг), которое обеспечивает взаимодействие газодинамических потоков реагирующих веществ и дожигание смеси активных продуктов кислородом воздуха.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что боеприпасы равномерно распределяют по кругу.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что один инициирующий боеприпас устанавливают в центре симметрии группового подрыва.