Осколочно-фугасный боеприпас
Изобретение относится к области боеприпасов осколочно-фугасного действия. Боеприпас включает корпус и разрывной заряд из мощного бризантного взрывчатого вещества, в котором выполнен центральный осевой канал, заполненный высокоэнергетической композицией на основе минеральных окислителей и металлов, при этом минимальная толщина δ разрывного заряда и его предельный диаметр dпр связаны между собой следующим соотношением: δ=dпр-dпр+Δ, где Δ - технологический допуск на обеспечение толщины разрывного заряда из мощного бризантного взрывчатого вещества. Технический результат - повышение фугасного действия без снижения осколочного действия. 3 ил., 4 табл.
Изобретение относится к области боеприпасов и может быть использовано для повышения могущества фугасного действия.
Известны конструкции осколочно-фугасных боеприпасов, основными элементами которых являются корпус и разрывной заряд из мощного бризантного взрывчатого вещества [1, 2].
В качестве прототипа выбран осколочно-фугасный боеприпас [2] (фиг.1), включающий корпус 1 и разрывной заряд 2 из мощного бризантного взрывчатого вещества. Недостатком указанного боеприпаса является ограниченность возможности повышения параметров, определяющих могущество фугасного действия. Этот недостаток является следствием невозможности существенного повышения теплоты взрыва бризантных взрывчатых веществ на основе нитро- и нитратных соединений, от которой зависят параметры, определяющие могущество фугасного действия [1].
Увеличить параметры, определяющие могущество фугасного действия, возможно за счет применения взрывчатых составов с более высокой удельной теплотой взрыва, например высокоэнергетических композиций на основе минеральных окислителей и металлов [3]. Для разрывного заряда, выполненного из такой высокоэнергетической композиции, характерны высокое значение удельной теплоты взрыва (порядка 10000 Дж/кг) и низкая скорость детонации (не более 2000 м/с) [3]. Поэтому применение разрывного заряда из высокоэнергетической композиции на основе минеральных окислителей и металлов обеспечит высокие параметры, определяющие могущество фугасного действия и низкие значения начальных параметров взрывного нагружения корпуса боеприпаса, а следовательно, и малое значение количества осколков, образующихся в процессе взрывного разрушения корпуса [2, 5, 7] и определяющих могущество осколочного действия. Таким образом, задача повышения параметров, определяющих могущество фугасного действия осколочно-фугасного боеприпаса, при применении высокоэнергетических композиций на основе минеральных окислителей и металлов входит в противоречие с необходимостью сохранения на достаточно высоком уровне параметров, определяющих могущество осколочного действия.
Техническим результатом является повышение параметров, определяющих могущество фугасного действия осколочно-фугасного боеприпаса без существенного снижения параметров, определяющих могущество осколочного действия.
Для достижения указанного технического результата в известном осколочно-фугасном боеприпасе, включающем корпус и разрывной заряд из мощного бризантного взрывчатого вещества, в разрывном заряде из мощного бризантного взрывчатого вещества выполнен центральный осевой канал, который заполнен высокоэнергетической композицией на основе минеральных окислителей и металлов. Минимальная толщина δ разрывного заряда из мощного бризантного взрывчатого вещества и его предельный диаметр dпр связаны между собой следующим соотношением:
δ=dпр-dпр+Δ,
где Δ - технологический допуск на обеспечение толщины разрывного заряда из мощного бризантного взрывчатого вещества.
Конструкция заявляемого осколочно-фугасного боеприпаса (фиг.2) включает корпус 1, разрывной заряд 2 толщиной δ из мощного бризантного взрывчатого вещества, в котором выполнен центральный осевой канал, наполнитель из высокоэнергетической композиции 3.
При инициировании детонации разрывного заряда из мощного бризантного взрывчатого вещества заявляемого боеприпаса детонирует в первую очередь мощное бризантное взрывчатое вещество, обеспечивая высокую скорость детонации разрывного заряда в целом. Это приводит к сохранению высоких начальных параметров взрывного нагружения корпуса, определяющих интенсивность его дробления [7]. Детонация наполнителя из высокоэнергетической композиции на основе минеральных окислителей и металлов обеспечивает большое значение количества выделяемой тепловой энергии, а следовательно, и параметров, определяющих могущество фугасного действия боеприпаса [2, 5].
При уменьшении значения δ толщины разрывного заряда бризантного взрывчатого вещества относительно величины предельного диаметра для бризантного взрывчатого вещества скорость его детонации будет снижаться, а при уменьшении значения δ относительно величины критического диаметра детонация вообще прекратится [4, 5, 6]. Вследствие этого разрывной заряд в целом будет детонировать с низкой скоростью детонации (соответствующей скорости детонации высокоэнергетической композиции на основе минеральных окислителей и металлов), что приведет к уменьшению параметров, определяющих могущество осколочного действия [7].
При увеличении значения δ относительно величины предельного диаметра для мощного бризантного взрывчатого вещества высокие начальные параметры взрывного нагружения корпуса, от которых зависят параметры, определяющие могущество осколочного действия, сохранятся. Однако масса высокоэнергетической композиции на основе минеральных окислителей и металлов будет уменьшаться, а это приведет к уменьшению количества выделяемой тепловой энергии, которая обеспечивает повышение параметров, определяющих могущество фугасного действия боеприпаса.
Таким образом значение δ толщины разрывного заряда бризантного взрывчатого вещества должно гарантированно превышать значение величины предельного диаметра бризантного взрывчатого вещества и быть возможно ближе к его значению. В таком случае диапазон изменения значения δ определяется технологическими погрешностями изготовления разрывного заряда.
Реализация заявляемого осколочно-фугасного боеприпаса проводилась на макетах (фиг.3). Макет включает корпус 1, разрывной заряд 2, резьбовую крышку 4. Корпус макета изготавливался из стали С60. Геометрические характеристики корпуса макета представлены в табл. 1.
| Таблица 1 Геометрические характеристики корпуса макета | ||
| № п/п | Характеристика | Значение |
| 1. | Калибр, мм | 60 |
| 2. | Высота корпуса, мм | 200 |
| 3. | Толщина крышки и дна, мм | 20 |
| 4. | Толщина стенки корпуса, мм | 10 |
| 5. | Диаметр каморы, мм | 40 |
Испытания проводились на двух вариантах макетов:
1. Со сплошным разрывным зарядом из мощного бризантного взрывчатого вещества. Разрывной заряд выполнялся из окфола [1].
2. С разрывным зарядом, соответствующим заявляемому осколочно-фугасному боеприпасу. В разрывном заряде из окфола выполнялся центральный осевой канал, который заполнялся высокоэнергетической композицией. Толщина δ разрывного заряда из окфола составляла 5,0 мм, что соответствует величине его предельного диаметра [6]. Высокоэнергетическая композиция включала следующие ингредиенты (мас.%):
- перхлорат аммония - 70
- алюминий - 30.
Взрывчато-энергетические характеристики составов, такие как плотность - ρ; скорость детонации - D; удельная теплота взрыва - Q, представлены в табл. 2.
| Таблица 2 Взрывчато-энергетические характеристики составов | |||
| Состав | ρ, г/см3 | D, м/с | Q, кДж/кг |
| Окфол | 1,75 | 8600 | 5100 |
| Высокоэнергетическая композиция | 2,05 | 1460 | 9720 |
Характеристики снаряжения макетов представлены в табл. 3.
| Таблица 3 Характеристики снаряжения макетов | ||
| Параметр | № варианта | |
| 1 | 2 | |
| Диаметр центрального осевого канала, мм | 0,0 | 30,0 |
| Полная масса разрывного заряда, Г | 348 | 378 |
| Масса центрального заряда из высокоэнергетической композиции, Г | 0,0 | 215,5 |
Испытания проводились по совмещенной схеме [8]. При проведении испытаний оценивались следующие параметры осколочности:
Количество осколков с массой более 0,25 г – N0,25;
Средняя масса осколков - mср;
Максимальная скорость разлета осколков - Vmax.
Параметры, определяющие могущество фугасного действия, оценивались по величине относительного импульса продуктов взрыва (Iотн) с помощью баллистического маятника [4]. Результаты, осредненные по трем испытаниям для каждого из двух вариантов, представлены в табл. 4.
| Таблица 4 Результаты испытаний | ||
| Параметр | Вариант | |
| 1 | 2 | |
| N0,25, шт. | 642 | 520 |
| mср, г. | 2,85 | 3,47 |
| Vmax, м/с. | 1460 | 1660 |
| Iотн, % | 100 | 138 |
Из представленных в табл. 4 результатов следует, что применение заявляемого осколочно-фугасного боеприпаса позволяет повысить на 38% по сравнению с прототипом значение параметра Iотн, определяющего могущество фугасного действия. При этом не наблюдается существенного снижения параметров, определяющих могущество осколочного действия. Так величина N0,25 количества осколков, характеризующая интенсивность дробления корпуса, снижается не более чем на 19%, а скорость их разлета Vmax увеличивается на 13%.
Источники информации
1. Горбушин А.Т. Инициирующие и бризантные взрывчатые вещества. - Пенза: ВАИУ, 1978, 263 с.
2. Аблов В.С., Орлов В.Г., Степанов П.П. Конструкция, теория и расчет снарядов и головных частей. - Пенза: ВАИУ, 1979, 503 с.
3. Шидловский А.А. Основы пиротехники. - М.: Оборонгиз, 1954, 284 с.
4. Демидов Г.А. Основы теории горения и взрыва. - Пенза: ВАИУ, 1968, 206 с.
5. Алферов К.Д. Взрывчатые вещества. Часть I. Теория взрыва. Пенза: ВАИУ, 1964, 196 с.
6. Кобылкин И.Ф., Соловьев B.C. Критические условия распространения детонационных процессов. - М.: МГТУ, 1991, 52 с.
7. Кузнецов В.А. О дроблении корпусов авиационных боеприпасов на осколки при взрыве - М.: Труды ВВА им. Жуковского, 1956, вып.612. 198 с.
8. А.С. № 271445 (СССР) Камера для подрыва макетов осколочных боеприпасов./Пичугин А.К., Краснов М.Н., Козлов Г.В.
Осколочно-фугасный боеприпас, включающий корпус и разрывной заряд из мощного бризантного взрывчатого вещества, отличающийся тем, что в разрывном заряде из мощного бризантного взрывчатого вещества выполнен центральный осевой канал, который заполнен высокоэнергетической композицией на основе минеральных окислителей и металлов, при этом минимальная толщина δ разрывного заряда из мощного бризантного взрывчатого вещества и его предельный диаметр dпр связаны между собой следующим соотношением: δ=dпр-dпр+Δ, где Δ - технологический допуск на обеспечение толщины разрывного заряда из мощного бризантного взрывчатого вещества.
