Снарядоформирующий заряд

Изобретение относится к устройствам формирования поражающих элементов боевых частей ракет. Сущность изобретения заключается в том, что снарядоформирующий заряд содержит помещенный в корпус заряд взрывчатого вещества (ВВ), систему его инициирования и разгоняемый взрывом ВВ лайнер, выполненный биметаллическим из материалов с разной плотностью, при этом слой материала с большей плотностью расположен перед слоем примыкающего к ВВ материала с меньшей плотностью. Геометрические размеры, материал слоев лайнера и размещение точек системы инициирования выбраны из условия обеспечения имплантации при взрыве ВВ материала с большей плотностью в головную часть формируемого поражающего элемента и возможности управления процессом формирования поражающего элемента за счет асимметрии выхода детонационной волны на поверхность лайнера. Техническим результатом изобретения является улучшение кинематических и аэродинамических характеристик поражающего элемента. 2 ил.

 

Изобретение относится к военной технике, а именно к устройствам формирования поражающих элементов (ПЭ) боевых частей ракет.

Существует три основных способа формирования ПЭ из осесимметричной сферообразной оболочки. Это:

1 - складывание периферийной части вперед (по ходу полета), например, Р.Фонг, Б.Райе и У.Нг "Расчеты неосесимметричных взрывоформируемых наконечников боевых головок при помощи программы 3D", 2-481, Баллистика, 1998;

2 - складывание периферийной части назад, например, R.Jach, M.Mroczkowski, A.Sarzynski, R.Swierczynski and E.Wlodarczyk "3D free particle computer modeling of explosive formation of projectiles", 16-th international symposium on ballistics, San Francisco, 1996;

3 - натекание материала оболочки на ось симметрии (там же).

Известен снарядоформирующий заряд по пат. US №5744747, опубл. 28.04.98 (ближе всего подходит по схеме исполнения), который состоит из заряда взрывчатого вещества (ВВ) в оболочке и металлического лайнера, приводимого в движение при детонации взрывчатого вещества. Металлический лайнер имеет толщину, уменьшающуюся от центральной части к периферийной и находится в контакте с оболочкой. Лайнер и заряд ВВ отделены друг от друга металлической пластиной, имеющей диаметр, равный внутреннему диаметру оболочки. Эта металлическая пластина находится в контакте по крайней мере с утоненной периферийной частью лайнера. Материал и геометрические параметры этой пластины выбирают таким образом, что она сокращает скорость, сообщаемую периферической части лайнера взрывчатым веществом при его детонации, относительно центральной части. Как следует из описания и рисунков здесь формирование поражающего элемента происходит по второму типу. После подрыва металлическая пластина отделяется от лайнера. Недостатком указанного снарядоформирующего заряда является потеря кинетической энергии ПЭ, вызванная тем, что дополнительная масса в виде металлической пластины, отделяющейся при метании, не является составной частью поражающего элемента, а участвует только в формировании его геометрии, не обеспечивающей устойчивого положения ПЭ при полете.

В качестве прототипа выбран снарядоформирующий заряд по патенту US 3025794 А, 20.03.1962, НКИ 102-24, с.4, содержащий помещенный в корпус заряд взрывчатого вещества (ВВ), систему его инициирования и разгоняемый взрывом ВВ снарядообразующий лайнер, который выполнен биметаллическим, из слоев разной плотности, при этом слой, прилегающий к заряду ВВ, выполнен из цинка или алюминия, а слой, контактирующий с упомянутым выше, выполнен из меди или стали (т.е. слой материала с большей плотностью расположен перед слоем материала с меньшей плотностью).

Решаемая техническая задача состоит в расширении возможностей управления процессом формирования поражающих элементов.

Ожидаемым техническим результатом от реализации изобретения является расширение диапазона форм получаемых поражающих элементов.

Указанный технический результат может быть получен снарядоформирующим зарядом, состоящим из помещенного в корпус заряда взрывчатого вещества (ВВ), системы его инициирования и разгоняемого взрывом ВВ снарядообразующего лайнера, выполненного биметаллическим из материалов с разной плотностью, при этом слой материала с большей плотностью расположен перед слоем примыкающего к ВВ материала с меньшей плотностью. Согласно изобретению предложено геометрические размеры, материалы слоев лайнера и размещение точек системы инициирования выбрать из условия обеспечения имплантации при взрыве ВВ материала с большей плотностью расположенного спереди, в головную часть формируемого снаряда и возможности управления процессом формирования поражающего элемента за счет асимметрии выхода детонационной волны на поверхность лайнера.

При этом толщина слоя из материала с большей удельной плотностью выполнена убывающей от центра к периферии. Биметаллический лайнер может быть выполнен таким образом, что слой материала меньшей удельной плотности контактирует с другим слоем, по крайней мере, по периферийной части. Размещение точек инициирования может быть выбрано из условия обеспечения асимметрии выхода детонационной волны на поверхность.

В предлагаемом нами снарядоформирующем заряде формирование поражающего элемента происходит по варианту три, когда наиболее сильное влияние на формообразование оказывают радиальные составляющие, в результате действия которых материал оболочки переходит в пластическое состояние. При этом материал с большей удельной плотностью, осаждаясь на материал с меньшей удельной плотностью, взаимодействует с ним (турбулентно перемешиваясь по линии раздела), образуя цельный биметаллический элемент.

Выполнение лайнера биметаллическим, с выбранным в соответствии с указанным условием, размерами и материалами, позволяет всю его массу перевести в состав поражающего элемента, то есть вся отобранная от заряда ВВ кинетическая энергия целиком передается поражающему элементу. Внесение же материала с большей удельной плотностью в головную часть ПЭ является стабилизирующим фактором, улучшающим аэродинамические характеристики ПЭ.

Размещение точек инициирования заряда ВВ, выбранное из условия обеспечения асимметрии выхода детонационной волны на поверхность лайнера, позволяет управлять процессом формирования ПЭ.

На фиг.1 изображен снарядоформирующий заряд с биметаллическим лайнером. Снарядоформирующий заряд содержит корпус 1, заряд ВВ 2, систему инициирования 3 и снарядообразующий биметаллический лайнер 4, состоящий из слоя материала с большой удельной плотностью 4, например тантала, сплавов вольфрама, обедненного урана, и слоя материала с меньшей удельной плотностью 5, например железа, меди. Слои 4 и 5 могут контактировать между собой либо по всей поверхности, либо по периферийной части. В последнем случае центральная часть слоя 5 может непосредственно контактировать с зарядом ВВ. Толщина слоя 5 может убывать от центральной части к периферийной. Точки инициирования могут быть размещены таким образом, что формируемый фронт детонационной волны будет способствовать опережающему перемещению более тяжелой центральной части лайнера в головную часть ПЭ, в том числе и формированию асимметричного ПЭ. Формирование снаряда (поражающего элемента) происходит следующим образом.

Производят подрыв заряда ВВ 2 с помощью системы инициирования 3. После прохождения детонационной волной лайнера 4 за счет разогрева и действующих нагрузок он переходит в пластическое состояние и принимает желаемую форму. Принимаемая форма ПЭ зависит от разномассности различных участков лайнера, их разнодинамичности, а также от формы фронта детонационной волны (его кривизны), определяемой размещением точек инициирования. В опережающем режиме в формирование головной части ПЭ (снаряда) вовлекается материал с большей удельной плотностью, находящийся в центральной зоне, масса которого больше массы периферийной зоны лайнера. Перемещение периферийной части лайнера происходит с меньшей скоростью из-за меньшей массы и в связи с задержкой момента выхода детонационной волны на поверхность этой зоны. В результате этого центр тяжести снаряда смещается в направлении его головной части, обеспечивая лучшие аэродинамические характеристики при полете.

Таким образом решается задача расширения диапазона форм получаемых поражающих элементов. Возможные расчетные варианты приведены на фиг.2.

Снарядоформирующий заряд, содержащий помещенный в корпус заряд взрывчатого вещества (ВВ), систему его инициирования и разгоняемый взрывом ВВ лайнер, выполненный биметаллическим из материалов с разной плотностью, при этом слой материала с большей плотностью расположен перед слоем примыкающего к ВВ материала с меньшей плотностью, отличающийся тем, что геометрические размеры, материал слоев лайнера и размещение точек системы инициирования выбраны из условия обеспечения имплантации при взрыве ВВ материала с большей плотностью в головную часть формируемого поражающего элемента и возможности управления процессом формирования поражающего элемента за счет асимметрии выхода детонационной волны на поверхность лайнера.