Стенобойная боеголовка
Изобретение относится к стенобойным боеголовкам для пробивания отверстий в кирпичной стене. Сущность изобретения заключается в том, что боеголовка включает в себя кумулятивный заряд из взрывчатого вещества, имеющий центральную ось, переднюю поверхность, состоящую из центральной части, через которую проходит центральная ось и которая имеет выпуклую форму, и кольцевой части, окружающей центральную часть, имеющей вогнутую форму, и металлический лайнер, покрывающий по меньшей мере кольцевую часть передней поверхности. Кольцевая часть и металлический лайнер сформированы таким образом, что при детонации заряда основная часть материала металлического лайнера концентрируется в расширяющейся конической области, образующая которой составляет с центральной осью угол в 30-60°. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности пробития преград. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.
Настоящее изобретение обносится к боеголовкам и, в частности, к стенобойным боеголовкам для пробивания отверстия в заграждении, диаметр которого достаточен для прохода через него людей.
Во время выполнения боевой операции на городской территории очевидна полезность способности быстрого проникновения в здание с минимальным риском для боевых действующих сил.
Пробивание заграждений, в частности стен, выстроенных из кирпича, плит или блоков (которые ниже в тексте обобщенно именуются "кирпичными стенами"), сопряжено со значительными трудностями. Более конкретно ударные взрывные волны проходят через передний слой (слои), вызывая разрушение последнего (заднего) слоя, но не причиняя значительного разрушения переднему слою. В результате этого обычная разрывная боеголовка оказывается эффективной лишь в том случае, если она содержит значительную массу взрывчатого вещества порядка 10-20 кг, прилагаемого непосредственно к стене. Такие большие заряды представляют большую опасность для участников операции и могут вызвать значительные повреждения близлежащих сооружений.
Другие известные способы включают закрепление рамы из прямолинейных зарядов на стене, подлежащей проламыванию, или использование кольцеобразного разрывного заряда, вставляемого в предварительно просверленное в стене отверстие для образования отверстия большего диаметра. Названные способы требуют выполнения трудоемких и продолжительных ручных операций в непосредственной близости от стены, что во многих случаях сопряжено с риском для жизни участников операции.
Следующий способ состоит в использовании расплющиваемого пластичного заряда, которым стреляют в стену. Расплющивание взрывчатого вещества увеличивает поверхность контакта между взрывчатым веществом и стеной, тем самым повышая эффективность передачи энергии взрыва стене. Однако поскольку детонация взрывчатого вещества происходит на стене, то оказывается пробитым сравнительно небольшое отверстие.
Ни один из названных выше способов не предполагает использование боеголовки, которая имеет достаточно небольшой вес, чтобы ею можно было оперативно выстрелить с удаленного расстояния, которая эффективна настолько, что способна пробить в кирпичной стене отверстие для прохода человека и которая не причинит серьезных повреждений находящимся поблизости сооружениям и не будет опасна для боевых сил.
Известна стенобойная боеголовка для пробивания отверстия в кирпичной стене (GB 1051407 А, 14.12.1966, F 42 B 12/10, с.6, (1) или RU 2079095 С1, 10.05.1997, F 42 B 2/02, с6, (2), которая включает в себя кумулятивный заряд взрывчатого вещества, имеющий центральную ось, переднюю поверхность, состоящую из центральной части, через которую проходит центральная ось и которая имеет выпуклую форму, и кольцевой части, окружающей центральную часть, имеющей вогнутую форму, и металлический лайнер, покрывающий по меньшей мере кольцевую часть передней поверхности.
Однако известная боеголовка выполнена с возможностью формирования взрывной волны с конической поверхностью с малым углом расходимости от центральной оси снаряда. При использовании такой боеголовки диаметр образованного в стене отверстия по существу равен диаметру расположенного сзади заряда.
В основу изобретения поставлена задача создать достаточно легкую боеголовку, которая была бы способна эффективно пробивать кирпичные стены с образованием в стене отверстия, достаточно большого для возможности прохода человека.
Краткое описание изобретения
Настоящее изобретение предлагает стенобойную боеголовку для пробивания отверстия в кирпичной стене, достаточного для прохода человека.
В соответствии с настоящим изобретением, предлагается стенобойная боеголовка для пробивания отверстия в кирпичной стене, которая включает в себя кумулятивный заряд взрывчатого вещества, имеющий центральную ось и переднюю поверхность и состоящий из центральной части, через которую проходит центральная ось и которая имеет выпуклую форму, и кольцевой части, окружающей центральную часть и имеющей вогнутую форму и металлический лайнер, покрывающий по меньшей мере кольцевую часть передней поверхности, при этом кольцевая часть и металлический лайнер сформированы таким образом, что при детонации заряда основная часть материала металлического лайнера концентрируется в расширяющейся конической области, образующая которой составляет с центральной осью угол в интервале 30-60°.
В соответствии с другим признаком настоящего изобретения, вогнутая часть имеет вогнутый профиль в разрезе по центральной оси кумулятивного заряда, причем по меньшей мере большая часть вогнутого профиля имеет такую кривизну, что вектор, представляющий собой направленный наружу перпендикуляр к передней поверхности, отклоняется от названной оси.
В соответствии со следующим признаком настоящего изобретения, кумулятивный заряд характеризуется тем, что если измерять его длину параллельно центральной оси и его наружный диаметр перпендикулярно названной оси, значение наружного диаметра по существу равно удвоенному значению длины.
В соответствии со следующим признаком настоящего изобретения, кумулятивный заряд содержит от 1/2 кг до 3 кг взрывчатого вещества. Наиболее предпочтительно, чтобы кумулятивный заряд содержал по существу менее 2 кг взрывчатого вещества.
В соответствии со следующим признаком настоящего изобретения, металлический лайнер покрывает по существу полностью переднюю поверхность.
В соответствии со следующим признаком настоящего изобретения, предусмотрено использование дистанционной детонаторной системы, включающей в себя устройство для определения расстояния от стены, на котором должна произойти детонация кумулятивного заряда. Предпочтительно, чтобы устройство для определения расстояния для дистанционной детонации включало в себя упорный стержень, выступающий из передней поверхности и по существу параллельный центральной оси.
В соответствии со следующим признаком настоящего изобретения, кумулятивный заряд имеет заднюю поверхность и боеголовка дополнительно имеет заднюю крышку, покрывающую по меньшей мере заднюю поверхность, причем задняя крышка изготовлена из непроникающего материала.
В соответствии со следующим признаком настоящего изобретения кольцевая часть составляет по меньшей мере половину общей площади передней поверхности, если смотреть вдоль центральной оси.
Краткое описание приложенных чертежей
Настоящее изобретение описано на конкретном примере со ссылками на приложенные чертежи, на которых:
фиг.1 изображает в изометрии стенобойную боеголовку согласно настоящему изобретению для пробивания отверстия в кирпичной стене;
фиг.2 - разрез по оси боеголовки, изображенной на фиг.1;
фиг.3 - схематически работу боеголовки, изображенной на фиг.1.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения
Настоящее изобретение предлагает стенобойную боеголовку для пробивания отверстия в кирпичной стене.
Принципы изготовления и работы боеголовок, соответствующих настоящему изобретению, изложены в нижеследующем описании, которое ведется со ссылками на приложенные чертежи.
На фиг.1-3 изображена стенобойная боеголовка, обозначенная позицией 10, для пробивания отверстия в кирпичной стене. Вообще говоря боеголовка 10 включает в себя кумулятивный заряд 12 взрывчатого вещества, имеющий центральную ось 14. Передняя поверхность кумулятивного заряда 12 включает в себя центральную часть 16, через которую проходит центральная ось 14 и которая имеет выпуклую форму, и кольцевую часть 18, окружающую центральную часть 16 и имеющую вогнутую форму. Металлический лайнер 20 покрывает по крайней мере кольцевую часть 18 передней поверхности заряда 12.
Работу боеголовки 10 иллюстрирует фиг.3. Вогнутой формы кольцевая часть 18 служит для существенной концентрации большей части материала, из которого изготовлен металлический лайнер 20, внутри конической области. В предпочтительных вариантах осуществления основная часть материала группируется в расширяющееся взрывное кольцо, схематично изображенное в виде кольца 20', которое движется со скоростью около 2000 м/с и прорезает отверстие в передних слоях стены. Дополнительно выпуклой формы центральная часть 16 создает сферическую взрывную волну, которая разрушает задние слои стены ударным действием. Комбинация эти двух действий позволяет очень эффективно проламывать кирпичные стены. Приход взрывной волны вместе с взрывным кольцом способствует пролому ослабленного переднего слоя.
Еще до знакомства с признаками настоящего изобретения следует принять утверждение, что настоящее изобретение предназначено обеспечивать проламывание стен разных типов в разнообразных обстоятельствах. Предполагается, что настоящее изобретение, в частности, и без ограничения пределов существа и объема чрезвычайно полезно для пролома кирпичных стен. Следует отметить, что термином "кирпичная стена" в описании и формуле именуется любая каменная кладка, сооруженная в один или несколько слоев из сравнительно небольших элементов, уложенных вертикальными рядами. Термин используется вне зависимости от конкретного материала, из которого изготовлены названные элементы, будь то "кирпичи", "камни" или "плиты" или "блоки" из любого конструкционного материала. Этот же термин используется для именования композиционных стен, в которых один или несколько слоев каменной кладки сопряжено с другими конструктивными или изолирующими элементами.
Одним из признаков новизны боеголовки 10 является вогнутая кольцевая часть 18, вогнутый профиль которой, изображенный на фиг.2, хорошо виден в разрезе кумулятивного заряда 12 по центральной оси 14. Предпочтительно, чтобы по крайней мере большая часть этого вогнутого профиля имела такую кривизну, при которой вектор ν, ν', направленный наружу и перпендикулярный передней поверхности, отклоняется от оси 14. В другом варианте, который не проиллюстрирован, другие участки профиля можно изготовить с такой кривизной, чтобы векторы были параллельны или составляли сравнительно небольшие углы сходимости с осью 14. Наличие этих сходящихся векторов, направленность которых по существу совпадает с направленностью взрывного удара, испытываемого различными частями крышки, обеспечивает фокусировку (осколков) крышки в концентрическое кольцо, тем самым формируя расширяющееся взрывное кольцо. Это кольцо может распадаться на осколки при расширении. Однако эти осколки по-прежнему в основном будут достаточно плотно скучены, что обеспечивает непрерывный вырез в стене.
Должно быть понятно, что взрывной удар, испытываемый крышкой, зависит от геометрического положения точки инициирования относительно фигурных поверхностей. В предпочтительном варианте, который проиллюстрирован, кумулятивный заряд 12 выполнен сравнительно плоским. Более конкретно значение наружного диаметра D кумулятивного заряда 12, измеренного перпендикулярно оси 14, в два раза больше, что предпочтительно значения длины L кумулятивного заряда, измеренной параллельно оси 14. Расположение точки инициирования в центре задней поверхности кумулятивного заряда 12 влечет к увеличению угла конусности (т.е. угла расходимости) расширяющегося взрывного кольца.
Разнообразные физические факторы, влияющие на формирование и свойства расширяющегося взрывного кольца, к которым относятся форма заряда, точка детонации, материал и распределение толщины лайнера и тип и количество используемого взрывчатого вещества, следует подбирать так, чтобы осколки металлического лайнера получали начальную скорость от 1000 до 4000 м/с, а в предпочтительном варианте около 2000 м/с. Образующая конической области движения расширяющегося взрывного кольца предпочтительно составляет угол θ с осью от 30 до 60°, а в наиболее предпочтительном варианте от 40 до 55° (фиг.3). Точной регулировкой относительных скоростей различных осколков лайнера можно получать необходимую конфигурацию профиля результативного расширяющегося взрывного кольца, которая может быть весьма различной, например круглой, V-образной (как на фиг.3) или ленточной.
Для того чтобы расширяющееся взрывное кольцо прорезало отверстие заданного диаметра, кумулятивный заряд 12 следует детонировать на предопределенном расстоянии от поверхности стены, подлежащей пролому. Для реализации этой цели в предпочтительных вариантах осуществления боеголовка 10 снабжена стержнем 22, выступающим из передней поверхности и по существу параллельным центральной оси 14. Стержень 22 служит для определения расстояния от стены, на котором должна произойти дистанционная детонация кумулятивного заряда 12, как это известно специалистам в данной области. Как было установлено, для пролома стены толщиной в два кирпича наиболее эффективным оказался стержень длиной 0,5 м. Для пролома стены толщиной в три кирпича предпочтительно использовать более короткий стержень, например 0,2 м. Должно быть ясно, что подобный результат может быть достигнут путем использования альтернативных способов детонации заряда на предопределенном расстоянии от стены. Среди возможных вариантов, однако не ограничивающих пределы существа и объема настоящего изобретения, можно назвать системы, использующие оптические или электромагнитные датчики.
Должно быть понятно, что совмещение режущего действия расширяющегося взрывного кольца и взрывного действия центральной части кумулятивного заряда обеспечивает высокоэффективное разрушение. Убедительным примером может служить тот факт, что вместо применения известного разрывного заряда массой 10-20 кг можно для достижения такого же результата использовать кумулятивный заряд, соответствующий настоящему изобретению, массой от 1/2 кг до 3 кг взрывчатого вещества и в предпочтительном варианте массой менее 2 кг. В результате полевых испытаний было установлено, что одиночный заряд, снабженный взрывчатым веществом массой 1 кг, весьма эффективен для пролома отверстия диаметром около одного метра в стене толщиной в два кирпича. Для создания пролома в стене толщиной в три кирпича надо применить два или три таких заряда. Поскольку заряд имеет незначительную массу, то его можно доставлять к стене ракетой или метательным снарядом, способным нести лишь несколько килограмм; это обстоятельство устраняет необходимость приближения боевых сил к стене.
Как сказано выше, металлический лайнер 20 покрывает по меньшей мере кольцевую часть 18 передней поверхности заряда 12. Площадь покрытия составляет предпочтительно по меньшей мере половину всей площади передней поверхности, если смотреть вдоль центральной оси 14. На практике предпочтительно изготавливать металлический лайнер 20 в виде сплошной облицовки, покрывающей по существу полностью переднюю поверхность и, как это показано в иллюстративном примере, периферийную кромку кумулятивного заряда 12. В таком случае центральная часть лайнера 20, покрывающая выпуклую часть 16, добавляет некоторое число осколков (фиг.3), которые усиливают действие взрывной волны при выталкивании вырезанной части стены. Задняя поверхность кумулятивного заряда 12 покрыта, что предпочтительно, задней крышкой 24, выполненной из непроникающего материала. В данном контексте определение «непроникающий» означает, что так характеризуемые материалы не разрушаются на обладающие высокой пробивной способностью осколки, разлетающиеся с высокой скоростью. В качестве иллюстративных, но не ограничивающих примеров, можно назвать пластмассовые и композиционные материалы. Использование задней крышки из непроникающего материала снижает вероятность возникновения осколков, летящих в заднем направлении, которые могли бы стать опасными для участников операции.
Должно быть понятно, что приведенное выше описание дает иллюстративные примеры осуществления настоящего изобретения и что возможны другие варианты его осуществления в пределах существа и объема настоящего изобретения.
1. Стенобойная боеголовка для пробивания отверстия в кирпичной стене, включающая в себя кумулятивный заряд из взрывчатого вещества, имеющий центральную ось, переднюю поверхность, состоящую из центральной части, через которую проходит центральная ось и которая имеет выпуклую форму, и кольцевой части, окружающей центральную часть, имеющей вогнутую форму, и металлический лайнер, покрывающий по меньшей мере кольцевую часть передней поверхности, при этом кольцевая часть и металлический лайнер сформированы таким образом, что при детонации заряда основная часть материала металлического лайнера концентрируется в расширяющейся конической области, образующая которой составляет с центральной осью угол в 30-60°.
2. Боеголовка по п.1, отличающаяся тем, что вогнутая кольцевая часть имеет профиль в поперечном разрезе кумулятивного заряда, выполненном по центральной оси по меньшей мере в большей части, такой кривизны, что вектор, направленный наружу и перпендикулярный к передней поверхности, отклонен от названной оси.
3. Боеголовка по п.1, отличающаяся тем, что величина наружного диаметра кумулятивного заряда равна, по существу, удвоенному значению длины в направлении центральной оси.
4. Боеголовка по п.1, отличающаяся тем, что кумулятивный заряд содержит от 1/2 кг до 3 кг взрывчатого вещества.
5. Боеголовка по п.1, отличающаяся тем, что кумулятивный заряд содержит менее 2 кг взрывчатого вещества.
6. Боеголовка по п.1, отличающаяся тем, что металлический лайнер покрывает, по существу, полностью переднюю поверхность.
7. Боеголовка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит дистанционную детонаторную систему, имеющую устройство для установки расстояния от стены, на котором должна произойти детонация кумулятивного заряда.
8. Боеголовка по п.7, отличающаяся тем, что устройство для установки расстояния, на котором должна произойти детонация, включает в себя стержень, выступающий из передней поверхности и, по существу, параллельный центральной оси.
9. Боеголовка по п.1, отличающаяся тем, что кумулятивный заряд имеет заднюю крышку, покрывающую по крайней мере часть задней поверхности кумулятивного заряда и изготовленную из непроникающего материала.
10. Боеголовка по п.1, отличающаяся тем, что кольцевая часть покрывает по меньшей мере половину общей площади передней поверхности, если смотреть вдоль центральной оси.
