Осколочный модуль, осколочная облицовка и средство поражения с осколочным действием
Группа изобретений относится к средствам поражения с осколочным поражающим действием, включающим осколочную облицовку, содержащую осколочные модули. Средство поражения с осколочным действием содержит заряд взрывчатого вещества и осколочную облицовку в виде состыкованных между собой осколочных модулей, каждый из которых выполнен в виде ряда чередующихся в противоположных направлениях поражающих элементов. При срабатывании заряда взрывчатого вещества обеспечивается повышение начальной скорости разлета одинаковых по размеру и массе поражающих элементов, а также запреградное осколочное действие. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 9 ил.
Группа изобретений относится к средствам поражения с осколочным поражающим действием, включающим осколочную облицовку, содержащую осколочные модули.
Известна осколочная боевая часть снаряда, содержащая осколочную облицовку, выполненную из осколочных модулей (US 2798431, НПК 102-67, опубл. 09.07.1957), и заряд взрывчатого вещества. Каждый осколочный модуль представляет собой кольцо, верхняя и нижняя торцевые поверхности которого выполнены зигзагообразными, при этом кольца состыкованы между собой «в елочку» и соединены пайкой или сваркой. Образованная таким образом осколочная облицовка обеспечивает прочность при осевых нагрузках в канале ствола орудия в процессе выстрела и заданное дробление при срабатывании заряда взрывчатого вещества, но не обеспечивает прочность на изгиб при высоких перегрузках, возникающих как при стрельбе с начальными скоростями более 1700 м/с, особенно, если диаметр осколочной облицовки менее калибра и длина осколочной оболочки превышает ее пять диаметров, так и при контактном подрыве боевой части, особенно при углах подхода к цели, отличных от 90°, а также при необходимости обеспечения запреградного поражающего действия. В результате снижается регулярность дробления такой облицовки и падает начальная скорость осколков за счет прорыва газообразных продуктов детонации между кольцевыми модулями.
Заявляемая группа изобретений направлена на устранение вышеуказанных недостатков.
В одном аспекте настоящее изобретение представляет собой осколочный модуль, характеризующийся выполнением в виде ряда чередующихся в противоположных направлениях поражающих элементов, каждый из которых имеет лицевую, тыльную поверхность и плоские боковые поверхности, причем промежутки между однонаправленными поражающими элементами соответствуют поражающим элементам противоположного направления, а соседние противоположно направленные поражающие элементы соединены между собой вдоль их смежных плоских боковых поверхностей, при этом поражающие элементы расположены так, что любая нормаль к тыльной поверхности каждого поражающего элемента, пересекающая линию пересечения любой из его плоских боковых поверхностей с указанной тыльной поверхностью, не принадлежит указанной любой плоской боковой поверхности.
Поражающие элементы осколочного модуля могут быть выполнены с трапециевидным профилем.
Ряд чередующихся в противоположных направлениях поражающих элементов в осколочном модуле может быть выполнен прямолинейным или криволинейным, что обеспечивает простоту изготовления осколочного модуля из прутка.
Поражающие элементы осколочного модуля с прямолинейным рядом чередующихся в противоположных направлениях поражающих элементов могут быть выполнены призматической формы с трапециевидным профилем.
Осколочный модуль также может быть выполнен с кольцевым рядом чередующихся в противоположных направлениях поражающих элементов.
Любой осколочный модуль из вышеописанных может быть получен горячей объемной штамповкой, что упрощает технологию его производства.
В другом аспекте настоящее изобретение представляет собой осколочную облицовку, содержащую состыкованные между собой осколочные модули, каждый из которых выполнен в виде ряда чередующихся в противоположных направлениях поражающих элементов, имеющих лицевую поверхность, тыльную поверхность и плоские боковые поверхности, причем промежутки между однонаправленными поражающими элементами соответствуют поражающим элементам противоположного направления, а соседние противоположно направленные поражающие элементы соединены между собой вдоль их смежных плоских боковых поверхностей, при этом поражающие элементы расположены так, что любая нормаль к тыльной поверхности каждого поражающего элемента, пересекающая линию пересечения любой из его плоских боковых поверхностей с указанной тыльной поверхностью, не принадлежит указанной любой плоской боковой поверхности, а лицевые и тыльные поверхности поражающих элементов осколочных модулей образуют соответственно лицевую и тыльную поверхности осколочной облицовки.
Модули осколочной облицовки могут быть состыкованы путем горячей объемной штамповки, что позволяет упростить получение заданной формы осколочной облицовки в процессе ее производства.
Поражающие элементы осколочных модулей в осколочной облицовке могут быть выполнены с трапециевидным профилем.
Осколочная облицовка может быть выполнена с плоскими лицевой и тыльной поверхностями.
Лицевая и тыльная поверхности осколочной облицовки могут быть выполнены цилиндрическими, при этом осколочные модули располагаются по образующей цилиндрической поверхности.
Лицевая и тыльная поверхности осколочной облицовки могут быть выполнены цилиндрическими, при этом осколочные модули располагаются по направляющей цилиндрической поверхности.
Осколочные модули в осколочной облицовке могут быть выполнены кольцевыми и образовывать полый прямой круговой цилиндр.
Угловое положение поражающих элементов осколочных модулей в осколочной облицовке, имеющей форму полого прямого кругового цилиндра, может быть выбрано с учетом обеспечения прочности осколочной облицовки при ее ударном взаимодействии с заданной преградой.
В еще одном аспекте настоящее изобретение представляет собой средство поражения с осколочным действием, включающее любую осколочную облицовку из вышеописанных и заряд взрывчатого вещества, размещенный со стороны тыльной поверхности осколочной облицовки.
Сущность изобретений поясняется на чертежах, где функционально одинаковые элементы обозначены одинаковыми номерами позиций.
На фиг. 1 показан общий вид осколочного модуля с прямолинейным рядом чередующихся в противоположных направлениях поражающих элементов, при этом поражающие элементы имеют призматическую форму с трапециевидным профилем;
на фиг. 2 показан вид сверху осколочного модуля, показанного на фиг. 1;
на фиг. 3 показан общий вид осколочного модуля с криволинейным рядом чередующихся в противоположных направлениях поражающих элементов, имеющих трапециевидный профиль;
на фиг. 4 показан общий вид осколочного модуля с кольцевым рядом чередующихся в противоположных направлениях поражающих элементов, имеющих трапециевидный профиль;
на фиг. 5 показан общий вид средства поражения, имеющего осколочную облицовку с плоскими лицевой и тыльной поверхностями;
на фиг. 6 показан общий вид средства поражения, имеющего осколочную облицовку с цилиндрическими лицевой и тыльной поверхностями, при этом осколочные модули расположены по образующей цилиндрической поверхности;
на фиг. 7 показан общий вид средства поражения, имеющего вогнутую осколочную облицовку с цилиндрическими лицевой и тыльной поверхностями, при этом осколочные модули расположены по направляющей цилиндрической поверхности;
на фиг. 8 показан общий вид средства поражения, имеющего выпуклую осколочную облицовку с цилиндрическими лицевой и тыльной поверхностями, при этом осколочные модули расположены по образующей цилиндрической поверхности;
на фиг. 9 показан общий вид средства поражения, имеющего осколочную облицовку, в которой осколочные модули выполнены кольцевыми и образуют полый прямой круговой цилиндр.
На фиг. 1 показан пример выполнения осколочного модуля по настоящему изобретению в виде осколочного модуля 1, который имеет прямолинейный ряд поражающих элементов 2, чередующихся с поражающими элементами 3, имеющими противоположное направление. Поражающие элементы 2 и 3 имеют призматическую форму с трапециевидным профилем, что облегчает стыковку осколочных модулей 1 между собой. Каждый из поражающих элементов 2 имеет лицевую поверхность 4, т.е. поверхность, обращенную в сторону метания, тыльную поверхность 5 и плоские боковые поверхности 6 и 7. Каждый из поражающих элементов 3 имеет аналогичные лицевую поверхность 8, тыльную поверхность 9 и плоские боковые поверхности 10 и 11. Лицевые поверхности 4 и тыльные поверхности 5 поражающих элементов 2 и 3 являются в этом примере осуществления настоящего изобретения плоскими. Промежутки 12 между поражающими элементами 2 соответствуют поражающим элементам 3 противоположного направления, и наоборот, промежутки 13 между поражающими элементами 3 соответствуют поражающим элементам 2. Соседние противоположно направленные поражающие элементы 2 и 3 соединены между собой вдоль их смежных плоских боковых поверхностей 7 и 10 и вдоль их смежных плоских боковых поверхностей 6 и 11.
Осколочный модуль по настоящему изобретению может быть выполнен также с криволинейным рядом поражающих элементов 2 и 3, например в виде плоской кривой 14 (фиг. 3), или с кольцевым рядом 15 поражающих элементов 2 и 3 (фиг. 4). В этих случаях поражающие элементы 2 и 3 также предпочтительно выполнять с трапециевидным профилем, при этом лицевые и тыльные поверхности поражающих элементов являются соответственно криволинейными или цилиндрическими.
Как показано на фиг. 1-4, независимо от формы осколочного модуля любая нормаль n2 к тыльной поверхности 5 поражающего элемента 2 или любая нормаль n3 к тыльной поверхности 9 поражающего элемента 3, пересекающая линию пересечения любой из его плоских боковых поверхностей (6 или 7 для поражающего элемента 2, 10 или 11 для поражающего элемента 3) с тыльной поверхностью (5 или 9), не принадлежит соответствующей плоской боковой поверхности. Такое положение поражающих элементов 2 и 3 способствует их равномерному разделению при дроблении благодаря сдвиговым деформациям.
Осколочные модули изготавливают, например, из прутка, полученного из стали 60С2, путем штамповки, предпочтительно горячей объемной штамповки, причем большая шероховатость отштампованных осколочных модулей способствует их более прочному соединению встык при изготовлении из них осколочных облицовок различных форм также предпочтительно с помощью горячей объемной штамповки (фиг. 4-7).
При стыковке поражающие элементы 2 одного осколочного модуля плотно входят в промежутки 13 между поражающими элементами 3 другого осколочного модуля и т.д. Под действием температуры и нагрузки, прилагаемой к нагретым осколочным модулям в процессе горячей объемной штамповки, они сцепляются один с другим в матрице, образуя единую осколочную облицовку.
На фиг. 5 показано средство поражения с осколочным действием, содержащее корпус 16, осколочную облицовку 17 с плоскими лицевой и тыльной поверхностями, полученную из осколочных модулей с прямолинейными рядами поражающих элементов 2 и 3 согласно фиг. 1 и 2, и заряд взрывчатого вещества 18 (средство инициирования не показано). Таким средством поражения может быть такой боеприпас, как, например, наземная мина.
На фиг. 6 показано средство поражения с осколочным действием, имеющее, в отличие от средства поражения на фиг. 5, осколочную облицовку 19 с цилиндрическими лицевой и тыльной поверхностями, образованную осколочными модулями, расположенными по образующей цилиндрической поверхности и, следовательно, имеющими прямолинейные ряды поражающих элементов. Таким средством поражения может быть такой боеприпас, как, например, артиллерийский снаряд, боевая часть, авиабомба и т.д.
На фиг. 7 показано средство поражения с осколочным действием, имеющее вогнутую осколочную облицовку 20 с цилиндрическими лицевой и тыльной поверхностями, под которой находится заряд взрывчатого вещества (не показано), при этом осколочные модули указанной облицовки расположены по направляющей цилиндрической поверхности.
На фиг. 8 показано средство поражения с осколочным действием, имеющее выпуклую осколочную облицовку 21 с цилиндрическими лицевой и тыльной поверхностями, под которой находится заряд взрывчатого вещества (не показано), при этом осколочные модули указанной облицовки расположены по направляющей цилиндрической поверхности.
Как вогнутая осколочная облицовка 20, так и выпуклая осколочная облицовка 21 могут быть использованы в наземных минах направленного действия в зависимости от требуемого угла разлета поражающих элементов.
На фиг. 9 показано средство поражения с осколочным действием, имеющее осколочную облицовку 22, имеющую кольцевые осколочные модули согласно фиг. 4 и образующую полый прямой круговой цилиндр, являющийся корпусом этого средства поражения. Внутри корпуса размещен заряд взрывчатого вещества (не показано). Прочность такого корпуса на изгиб и на сжатие по существу лишь незначительно отличается от корпуса, выполненного сплошным.
Если осколочная облицовка 22 используется в средстве поражения, предназначенном для ударного взаимодействия с преградой, например в бронебойном снаряде с запреградным осколочным действием, то угловое положение поражающих элементов 2 и 3 выбирают с учетом обеспечения прочности осколочной облицовки 22 при ее ударном взаимодействии с заданной преградой.
При срабатывании заряда взрывчатого вещества газообразные продукты его детонации, имеющие высокое давление, воздействуют на тыльную поверхность осколочной облицовки (17, 19, 20, 21 или 22), за счет чего последняя начинает расширяться. Однако благодаря тому, что поражающие элементы 2 и 3 расположены так, что любая нормаль к тыльной поверхности каждого поражающего элемента, пересекающая линию пересечения любой из его плоских боковых поверхностей с указанной тыльной поверхностью, не принадлежит указанной любой плоской боковой поверхности, плоские боковые поверхности поражающих элементов 2 одного осколочного модуля прижимаются к плоским боковым поверхностям поражающих элементов 3 состыкованного с ним другого осколочного модуля под косым углом к направлению расширения осколочной облицовки, что, в свою очередь, приводит к задержке прорыва газообразных продуктов детонации заряда взрывчатого вещества и, следовательно, к повышению начальной скорости метания поражающих элементов 2 и 3. Таким образом, при дроблении осколочных модулей обеспечивается разлет одинаковых по размеру и массе поражающих элементов, эффективно действующих по различным целям.
Как подтвердило численное моделирование процесса разрушения осколочной облицовки по настоящему изобретению, выход кондиционных поражающих элементов заданной массы в процессе взрывного метания составляет 98%.
1. Осколочный модуль, характеризующийся выполнением в виде ряда чередующихся в противоположных направлениях поражающих элементов, каждый из которых имеет лицевую поверхность, тыльную поверхность и плоские боковые поверхности, причем промежутки между однонаправленными поражающими элементами соответствуют поражающим элементам противоположного направления, а соседние противоположно направленные поражающие элементы соединены между собой вдоль их смежных плоских боковых поверхностей, при этом поражающие элементы расположены так, что любая нормаль к тыльной поверхности каждого поражающего элемента, пересекающая линию пересечения любой из его плоских боковых поверхностей с указанной тыльной поверхностью, не принадлежит указанной любой плоской боковой поверхности.
2. Осколочный модуль по п.1, в котором поражающие элементы выполнены с трапециевидным профилем.
3. Осколочный модуль по п.1 или 2, в котором ряд чередующихся в противоположных направлениях поражающих элементов выполнен прямолинейным.
4. Осколочный модуль по п.3, в котором поражающие элементы выполнены призматической формы.
5. Осколочный модуль по п.1 или 2, в котором ряд чередующихся в противоположных направлениях поражающих элементов выполнен криволинейным.
6. Осколочный модуль по п.1 или 2, в котором ряд чередующихся в противоположных направлениях поражающих элементов выполнен кольцевым.
7. Осколочный модуль по п.1 или 2, в котором ряд чередующихся в противоположных направлениях поражающих элементов получен горячей объемной штамповкой.
8. Осколочная облицовка, содержащая состыкованные между собой осколочные модули, каждый из которых выполнен в виде ряда чередующихся в противоположных направлениях поражающих элементов, имеющих лицевую поверхность, тыльную поверхность и плоские боковые поверхности, причем промежутки между однонаправленными поражающими элементами соответствуют поражающим элементам противоположного направления, а соседние противоположно направленные поражающие элементы соединены между собой вдоль их смежных плоских боковых поверхностей, при этом поражающие элементы расположены так, что любая нормаль к тыльной поверхности каждого поражающего элемента, пересекающая линию пересечения любой из его плоских боковых поверхностей с указанной тыльной поверхностью, не принадлежит указанной любой плоской боковой поверхности, а лицевые и тыльные поверхности поражающих элементов осколочных модулей образуют соответственно лицевую и тыльную поверхности осколочной облицовки.
9. Осколочная облицовка по п.8, в которой осколочные модули состыкованы путем горячей объемной штамповки.
10. Осколочная облицовка по п.8, в которой поражающие элементы осколочных модулей выполнены с трапециевидным профилем.
11. Осколочная облицовка по п.8 или 9, в которой ее лицевая и тыльная поверхности выполнены плоскими.
12. Осколочная облицовка по п.8 или 9, в которой ее лицевая и тыльная поверхности выполнены цилиндрическими, при этом осколочные модули расположены по образующей цилиндрической поверхности.
13. Осколочная облицовка по п.8 или 9, в которой ее лицевая и тыльная поверхности выполнены цилиндрическими, при этом осколочные модули расположены по направляющей цилиндрической поверхности.
14. Осколочная облицовка по п.8 или 9, в которой осколочные модули выполнены кольцевыми и образуют полый прямой круговой цилиндр.
15. Осколочная облицовка по п.14, в которой угловое положение поражающих элементов осколочных модулей выбрано с учетом обеспечения прочности осколочной облицовки при ее ударном взаимодействии с заданной преградой.
16. Средство поражения с осколочным действием, включающее осколочную облицовку по любому из пп. 8-15 и заряд взрывчатого вещества, размещенный со стороны тыльной поверхности осколочной облицовки.
