Корпус осколочного боеприпаса и способ его изготовления
Изобретения относятся к осколочным боеприпасам, в которых источником поражающих элементов является осколочная оболочка заданного дробления. Корпус осколочного боеприпаса включает наружную стенку и осколочную оболочку, изготовленную из спирально навитого удлиненного элемента с небольшим поперечным сечением. На удлиненном элементе выполнены насечки, при этом хрупкость поверхностного слоя удлиненного элемента в зоне насечек больше, чем в его середине, при этом толщина хрупкого поверхностного слоя в зоне насечки составляет 0,15-0,36 толщины осколочной оболочки. Способ изготовления осколочной оболочки состоит в том, что на удлиненный элемент с небольшим поперечным сечением наносят насечки и навивают его на оправку, а затем полученную осколочную оболочку обжимают и подвергают цементации с последующей закалкой. Единым техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленных изобретений, является увеличение количества убойных осколков при сохранении прочностных характеристик, а также кучности и дальности стрельбы. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретения относятся к осколочным боеприпасам, в которых источником поражающих элементов является осколочная оболочка заданного дробления.
Конструкции некоторых осколочных боеприпасов предусматривают образование в момент разрыва из цельной осколочной оболочки поражающих элементов - осколков заданной формы и массы. Дробление осколочной оболочки таких боеприпасов достигается за счет нанесения на нее насечек, рисок, пропилов и других концентраторов напряжения, по которым происходит разрушение осколочной оболочки при подрыве основного заряда взрывчатого вещества.
Известен осколочный боеприпас (патент №4398467, США, НКИ 102-491, 1983 г.), корпус которого выполнен их двух слоев проволоки, расположенных перпендикулярно продольной оси боеприпаса. Витки проволоки с нанесенными на нее насечками соединены между собой с помощью пайки или сварки, что предотвращает выход взрывчатого вещества за корпус.
Однако такая конструкция не обеспечивает необходимой эффективности боеприпаса из-за значительного разброса осколков как по массе, так и по площади сечения. Такой разброс осколков при подрыве боеприпаса возможен из-за спайки прилегающих друг к другу осколков внешнего и внутреннего слоев корпуса боеприпаса в местах их соединения.
Вместе с тем, технологически сложно обеспечить предъявляемые к боеприпасу подобной конструкции отклонения по массе получаемых при его подрыве осколков. Чрезмерные отклонения по массе осколков, присущие конструкции боеприпаса рассматриваемого аналога, в конечном итоге скажутся на кучности стрельбы, например, из миномета или гранатомета.
Конструкция такого боеприпаса не сможет обеспечить и его прочностных характеристик от перегрузок, возникающих при выстреле, что может привести к деформации корпуса при выстреле и застреванию боеприпаса в стволе орудия.
Известен снаряд для поражения живой силы противника (патент №1346741, Великобритания, F 42 В 13/18, НКИ F 3 A, 1974 г.), принятый за прототип, корпус которого состоит из тонкостенной внешней оболочки и спирально навитого внутреннего корпуса, разделенного на отдельные зоны ослабляющими канавками.
Конструкция приведенного снаряда не может обеспечить требуемого количества убойных осколков, так как из-за некоторой пластичности металла разрыв внутреннего корпуса снаряда происходит не по всем насечкам, что приводит к образованию более крупных, чем требуется осколков.
Известен способ изготовления корпуса осколочного боеприпаса (патент №686286, Бельгия, F 42 B, 1970 г.), принятый за прототип. Изготовление корпуса осуществляют намоткой из насеченной проволоки, а для нанесения насечек используют волочильный станок с дополнительным оборудованием.
Из волочильного очка проволока поступает на навивочный барабан. Между волокой и навивочным барабаном расположены два ролика, один из которых опорный, а другой снабжен зубьями. Проволока, проходя из волоки на навивочный барабан, прокатывается между роликами, и зубья наносят на нее насечку с заданным шагом. Герметичные корпуса изготавливаются из проволоки квадратного или прямоугольного сечения с пропайкой прямоугольных витков.
Однако для изготовления осколочной оболочки методом намотки на оправку используется низкоуглеродистая проволока, обладающая пластичностью, необходимой для осуществления намотки, что в дальнейшем отрицательно сказывается на образовании осколков. Из-за пластичности проволоки разрыв осколочной оболочки происходит не по всем насекам, что приводит к образованию более крупных осколков, а следовательно, и уменьшению количества убойных осколков.
В основу изобретений поставлена задача разработать такой осколочный боеприпас, который позволил бы увеличить эффективность его действия за счет увеличения количества убойных осколков и сохранения основных технических характеристик боеприпаса, таких как обеспечение прочностных характеристик боеприпаса при выстреле из орудия, обеспечение кучности и дальности стрельбы и др.
Единым техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленных изобретений, является увеличение количества убойных осколков при сохранении прочностных характеристик, а также кучности и дальности стрельбы.
Для получения такого технического результата корпус осколочного боеприпаса включает наружную стенку и осколочную оболочку, изготовленную из спирально навитого удлиненного элемента с небольшим поперечным сечением, с насечками, при этом хрупкость поверхностного слоя удлиненного элемента в зоне насечек больше, чем в его середине.
Повышенная хрупкость поверхностного слоя удлиненного элемента с небольшим поперечным сечением, например проволоки, в зоне насечек является дополнительным концентратором напряжения, который позволяет уменьшить пластичность навитого элемента и обеспечить разрыв осколочной оболочки по всем насечкам, что приводит к увеличению количества убойных осколков.
Для наилучшего осуществления дополнительной концентрации напряжения толщина хрупкого поверхностного слоя в зоне насечки спирально навитого удлиненного элемента с небольшим поперечным сечением должна составлять от 0,15 до 0,36 толщины удлиненного элемента, выполненного, например, в виде проволоки.
Для достижения наибольшей эффективности применения боеприпаса и достижения максимального количества убойных осколков, получаемых при подрыве основного заряда боеприпаса, насечки на удлиненном элементе могут быть расположены навстречу друг другу на внешней и внутренней сторонах спирально навитого удлиненного элемента с небольшим поперечным сечением.
Для изготовления заявленного осколочного боеприпаса необходим был способ, который позволял бы осуществлять спиральную навивку удлиненного элемента с небольшим поперечным сечением, то есть обладал бы пластичностью и, в то же время, обеспечивал бы определенную хрупкость этого элемента при разрыве боеприпаса, что обеспечивало бы увеличение количества убойных осколков.
Ввиду того, что способ изготовления осколочной оболочки, взятый за прототип, не обеспечивает необходимую хрупкость удлиненному элементу с небольшим поперечным сечением, был разработан способ получения осколочной оболочки, при котором на удлиненный элемент с небольшим поперечным сечением наносят насечки и навивают его на оправку, а затем полученную осколочную оболочку обжимают и подвергают цементации с последующей закалкой.
Обжатие навитого удлиненного элемента с небольшим поперечным сечением обеспечивает плотное прилегание витков осколочной оболочки друг к другу, что не только предотвращает выход взрывчатого вещества за пределы осколочной оболочки и, следовательно, разрыв боеприпаса не по всем насечкам, но и позволяет увеличить удельную массу боеприпаса, что приводит к улучшению технических характеристик боеприпаса, таких как дальность и кучность стрельбы. При обжатии происходит плотное прилегание витков друг к другу по всей поверхности витков, что особенно важно в том случае, если удлиненный элемент с небольшим поперечным сечение представляет собой проволоку с круглым поперечным сечением. После обжатия такая проволока будет иметь прямоугольное сечение, что позволяет прилегать виткам друг к другу по всей поверхности.
Для наилучшей реализации обжатия осколочную оболочку можно обжимать в калибровочном штампе.
После обжатия осколочную оболочку подвергают цементации, при которой происходит насыщение поверхности осколочной оболочки углеродом, что повышает ее хрупкость. В результате в зоне насечек создается дополнительный концентратор напряжения - повышенная хрупкость поверхностного слоя удлиненного элемента. В результате действия такого двойного концентратора напряжения насечки и повышенной хрупкости поверхностного слоя удлиненного элемента с небольшим поперечным сечением в зоне насечки происходит разрыв осколочной оболочки по всем насечкам, что и позволяет добиться увеличения количества убойных осколков при сохранении технических характеристик боеприпаса.
Для закрепления достигнутой хрупкости поверхностного слоя осколочную оболочку подвергают закалке.
Насечки также могут нанесены с двух сторон с помощью двух опорных роликов с зубьями, установленных напротив друг друга.
Заявленные изобретения иллюстрируются чертежами.
На фиг.1 изображена конструкция осколочного боеприпаса с предлагаемым корпусом.
На фиг.2 - навивка пружины на оправку с одновременным нанесением насечек на ее витках.
На фиг.3 - профиль удлиненного элемента, получаемый перед обжатием.
На фиг.4 - корпус боеприпаса, получаемый после обжатия.
На фиг.5 - поперечное сечение удлиненного элемента после обжатия.
Осколочный боеприпас (см. фиг.1 - 3) содержит корпус, состоящий из наружной стенки 1 и внутренней осколочной оболочки 2, вставляемой в наружную стенку и имеющей насечки 3, заряд 4, взрыватель 5, огневая цепь которого состоит из основного капсюля-детонатора 6, размещаемого в ударопрочной втулке 7, и выходного детонатора 8, вынесенного за основной капсюль-детонатор.
Осколочная оболочка 2 изготовлена из спирально навитого удлиненного элемента 9 с небольшим поперечным сечением, например, из проволоки, навиваемой на оправку 10, заданных диаметра и формы и получаемой из стальной низкоуглеродистой заготовки, например из проволоки круглого сечения, на которую перед навивкой наносят насечки 3. Насечки 3 могут быть выполнены, встречными друг относительно друга на внутренней и внешней поверхности оболочки 2.
Удлиненный элемент 9 с небольшим поперечным сечением имеет хрупкость поверхностного слоя в зоне насечек 3 большую, чем в его середине. Толщина h поверхностного слоя с увеличенной хрупкостью в зоне насечек может составлять величину 0,15-0,36 от толщины s удлиненного элемента с небольшим поперечным сечением и выбрана из условия получения наибольшего технического результата.
После срабатывания элементов 6 и 8 взрывателя происходит подрыв заряда 4, при котором взрывчатое вещество частично проникает между витками осколочной оболочки 2, что приводит к одновременному разрыву как осколочной оболочки 2, так и наружной стенки 1. При этом благодаря наличию сразу двух концентраторов напряжения, а именно насечек и повышенной хрупкости поверхностного слоя осколочной оболочки 2 в зоне насечек 3, разрыв осколочной оболочки происходит практически по всем насечкам, что приводит к увеличению количества убойных осколков.
Заявленный способ изготовления осколочной оболочки боеприпаса осуществляют в следующей последовательности. На удлиненный элемент 9 с небольшим поперечным сечением, выполненный, например, в виде проволоки, наносят насечки 3 и навивают его на оправку 10, после чего полученную осколочную оболочку 2 обжимают и подвергают цементации с последующей закалкой.
Способ осуществляют следующим образом. Перед навивкой удлиненного элемента 9 с небольшим поперечным сечением на оправку 10 его протягивают между двумя роликами 11 с зубьями, установленными напротив друг друга, при этом один из роликов наносит насечки, а второй осуществляет опорную функцию. Насечки могут наноситься как на наружную, так и на внутреннюю сторону осколочной оболочки. При нанесении насечек с двух сторон насечки наносят оба ролика, выполняя при этом опорную функцию по отношению друг к другу.
В качестве исходного материала может быть использована низкоуглеродистая стальная проволока, полученная, например, из заготовки круглого сечения.
Затем полученную осколочную оболочку 2 обжимают в калибровочном штампе. После обжатия, для создания в зоне насечек осколочной оболочки поверхностного слоя с повышенной хрупкостью, осколочную оболочку подвергают цементации, проводимой любым известным в технике способом, например методом карбонизации. В результате чего поверхностный слой осколочной оболочки насыщается углеродом и приобретает повышенную хрупкость в зоне насечек, создавая дополнительный концентратор напряжения, что создает благоприятные условия для разрыва осколочной оболочки по всем насечкам. Глубина цементации, определяемая глубиной образующегося поверхностного слоя повышенной хрупкости, зависит от условий ее проведения, таких как температура и время цементации, выбирается исходя из требований, предъявляемых к прочности осколочной оболочки, и может составлять 0,15-0,36 от толщины s осколочной оболочки. Для закрепления полученной при цементации хрупкости поверхностного слоя осколочной оболочки ее подвергают закаливанию. Закалка может проводиться различными способами, например опусканием осколочной оболочки сразу после цементации в масло при температуре окружающей среды.
Пример
В качестве удлиненного элемента с небольшим поперечным сечением взята проволока диаметром 3 мм круглого сечения из стали марки 08к в отожженном состоянии. Перед намоткой на оправку проволоку протаскивают через два ролика, один из которых является опорным, а второй с зубьями для нанесения насечек. Насечки наносят на наружную поверхность проволоки. Ролики устанавливают непосредственно перед оправкой, поэтому операции нанесения насечек на проволоку и навивку насеченной проволоки на оправку совмещают. Полученную осколочную оболочку помещают в калибровочный штамп, а затем подвергают цементации. Для этого обжатую осколочную оболочку помещают в ящик и засыпают карбюризатором, состоящим из смеси твердого угля и карбоната калия. Затем ящик загружают в печь и выдерживают в течение 10 часов при температуре 890
-900С. Сразу после этого, не охлаждая, ящик опускают в масло, имеющее температуру окружающей среды.
Формула изобретения
1. Корпус осколочного боеприпаса, включающий наружную стенку и осколочную оболочку, изготовленную из спирально навитого удлиненного элемента с насечками, отличающийся тем, что хрупкость поверхностного слоя удлиненного элемента в зоне насечек больше, чем в его середине, при этом толщина хрупкого поверхностного слоя в зоне насечки составляет 0,15-0,36 толщины осколочной оболочки.
2. Корпус по п.1, отличающийся тем, что насечки расположены навстречу друг другу на внешней и на внутренней сторонах осколочной оболочки.
3. Способ изготовления осколочной оболочки, при котором на удлиненный элемент наносят насечки и навивают его на оправку, отличающийся тем, что полученную осколочную оболочку обжимают и подвергают цементации с последующей закалкой.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что осколочную оболочку обжимают в калибровочном штампе.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что насечки наносят с двух сторон с помощью двух опорных роликов с зубьями, установленных напротив друг друга.
РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5
