надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету, предназначенная для поражения вертолетов

Классы МПК:F42B8/18 ружейные гранаты
F42B12/32 с оболочкой или корпусом, содержащим множество отдельных элементов, например стальных шариков, заделанных в него
Автор(ы):
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-09-10
публикация патента:

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к надкалиберным пучковым гранатам к ручному гранатомету. Надкалиберная пучковая граната содержит калиберную часть с метательным зарядом и средством воспламенения, расположенную впереди нее надкалиберную пучковую боевую часть с зарядом взрывчатого вещества, траекторным взрывателем и металлическим поражающим блоком. Металлический поражающий блок выполнен в виде круглой пластины с выдавленными на ней углублениями, обращенными вершинами к заряду взрывчатого вещества. Взрыватель выполнен как неконтактный типа «дальномер». Углубления на пластине имеют форму шарового сегмента. Отношение диаметра надкалиберной боевой части к диаметру калиберной части находится в пределах 3надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 4,5.

Достигается повышение эффективности гранаты. 4 з.п. ф-лы, 8 ил. надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976

надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976

Формула изобретения

1. Надкалиберная пучковая граната к ручному гранатомету, предназначенная для поражения вертолетов, содержащая калиберную часть с метательным зарядом и средством воспламенения, расположенную впереди нее надкалиберную пучковую боевую часть с зарядом взрывчатого вещества, траекторным взрывателем и металлическим поражающим блоком, выполненным в виде круглой пластины с выдавленными на ней углублениями, обращенными вершинами к заряду взрывчатого вещества, отличающаяся тем, что взрыватель выполнен как неконтактный типа «дальномер», углубления на пластине имеют форму шарового сегмента, отношение диаметра надкалиберной боевой части к диаметру калиберной части находится в пределах 3надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 4,5.

2. Граната по п.1, отличающаяся тем, что металлический поражающий блок выполнен в виде набора пластин, при этом пластина, прилегающая к заряду взрывчатого вещества, выполнена с менисковыми углублениями, а остальные накладные пластины выполнены со сквозными отверстиями, диаметр которых равен диаметру менискового углубления и расположение которых совпадает с расположением углублений.

3. Граната по п.2, отличающаяся тем, что накладные пластины со сквозными отверстиями выполнены с применением мер заданного дробления или в виде набора готовых поражающих элементов.

4. Граната по п.1, отличающаяся тем, что боевая часть снабжена коническим обтекателем большого удлинения.

5. Граната по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена со следующими диапазонами пропорций и размеров:

отношение диаметра надкалиберной боевой части к диаметру калиберной части (калибру гранатомета) 3надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 4,5, диаметр мениска 25надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 35 мм, отношение толщины пластины к диаметру мениска 0,04надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 0,06, отношение прогиба мениска к диаметру мениска 0,2надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 0,3, масса взрывоформируемой пули 6надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 10 г, количество взрывоформируемых пуль 15надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 25, отношение толщины заряда взрывчатого вещества к диаметру мениска 0,6надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 0,8.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно - к надкалиберным пучковым гранатам ручных гранатометов.

Граната, описанная в [1] (фиг.7.10) и принятая в качестве прототипа изобретения, содержит калиберную часть с метательным зарядом и средством воспламенения, расположенную впереди нее надкалиберную пучковую боевую часть с зарядом взрывчатого вещества, выполненным в виде плоского диска, перпендикулярного оси гранаты, временным взрывателем и металлическим поражающим блоком, выполненным в виде круглой пластины с выдавленными на ней полусферическими углублениями, обращенными вершинами к заряду взрывчатого вещества, между взрывателем и зарядом взрывчатого вещества расположен плосковолновый генератор, величина отношения диаметра надкалиберной части к диаметру калиберной части находится в пределах 1,4надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 1,8.

Эта граната принята в качестве прототипа изобретения.

В настоящее время к ручным гранатометам пехоты выдвинулись принципиально новые требования по возможности их использования для борьбы с низколетящими воздушными целями, в первую очередь с боевыми вертолетами.

В свете этих требований выявляются очевидные недостатки прототипа. К ним, в первую очередь, относятся следующие:

- временной взрыватель, как правило, удовлетворяющий требованиям при стрельбе по неподвижной цели, непригоден при стрельбе по подвижной воздушной цели ввиду возможного значительного смещения цели после введения во взрыватель полетного времени до разрыва;

- не обоснована принципиальная возможность поражения боевого вертолета при типовых массах и размерах гранат ручных гранатометов, в первую очередь не определен требуемый диапазон массы поражающего элемента (взрывоформируемой пули), формируемого из углубления пластины (взрывоформируемой пули - ВФ-пули);

- заданная величина отношения диаметра надкалиберной части к диаметру калиберной части в пределах 1,4надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 1,8 недостаточна для обеспечения высокой вероятности поражения вертолета;

- схема, показанная на фиг.7 [1], не обеспечивает получение нужного угла разлета пучка пуль, обеспечивающего накрытие воздушной цели;

- на боевой части отсутствует обтекатель, что приводит к снижению дальности стрельбы.

Следует также отметить, что в [1] была допущена неточность в описании формы углубления, а именно, оно было определено как полусферическое. На самом деле, в подавляющем большинстве случаев углубление имеет форму шарового сегмента [2].

Настоящее изобретение направлено на устранение указанных недостатков.

Техническое решение состоит в том, что взрыватель выполняется как неконтактный типа «дальномер», углубления выполнены в форме шарового сегмента, отношение диаметра надкалиберной боевой части к диаметру калиберной части увеличено до 3надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 4, 5, определены основные параметры взрывоформируемых пуль (ВФ-пуль) и пропорции менисковых выемок, боевая часть снабжена коническим обтекателем большого удлинения, вводится вариант исполнения боевой части с накладными перфорированными пластинами заданного дробления.

Иллюстрации: фиг.1 - общий вид предлагаемой гранаты к гранатомету РПГ-7, фиг.2 - разрез боевой части, фиг.3 - конфигурация сегментной выемки, фиг.4 - конфигурация поражающего блока в случае применения накладных осколочных пластин, фиг.5 - исполнение накладных пластин с готовыми поражающими элементами, фиг.6 - пример исполнения плосковолнового генератора (генератора плоской детонационной волны), фиг.7 - схема действия гранаты, фиг.8 - вид пластины с выемками спереди в натуральную величину (пример).

Общий вид гранаты с надкалиберной пучковой боевой частью представлен на фиг.1. Граната показана на полете после сгорания стартового порохового заряда и раскрытия стабилизатора. Граната содержит следующие основные части: 1 - головной конический обтекатель, 2 - пучковая боевая часть, 3 - неконтактный взрыватель типа «Дальномер», 4 - реактивный двигатель с сопловым блоком 5, 6 - стержень с укрепленными на нем раскрывающимся стабилизатором 7 и турбинкой 8. На фиг.1 представлена граната с отношением диаметров надкалиберной и калиберной части dбч/ dств =4.

На фиг.2 представлен разрез пучковой боевой части гранаты. Боевая часть, выполненная в виде плоского диска, состоит из корпуса 9, содержащего заряд взрывчатого вещества (ВВ) 10, на переднем торце которого размещен металлический поражающий блок 11 в виде пластины с выдавленными на ней сегментными углублениями, обращенными вершинами к заряду ВВ.

На заднем торце заряда ВВ расположен детонатор 12, соединенный со взрывателем 3. На поверхности корпуса расположена антенна 13, соединенная проводником (на фиг.2 не показан) со взрывателем. Пластина изготовлена из стали или тяжелого сплава на основе вольфрами или тантала.

На фиг.3 изображена конфигурация сегментной выемки.

Значительное усиление действия гранаты может быть достигнуто путем изготовления поражающего блока в виде набора пластин, при этом пластина, прилегающая к заряду ВВ, выполнена с менисковыми углублениями, а остальные (накладные) пластины 14 выполнены со сквозными отверстиями, диаметр которых равен диаметру d менискового углубления и расположение которых совпадает с расположением углублений (фиг.4). При этом могут применяться как накладные пластины естественного дробления, изготовленные преимущественно из высокоосколочных сталей, например, стали 80С2[3], так и пластины заданного дробления или пластины 15, содержащие готовые поражающие элементы (фиг.5). При этом ГПЭ могут быть изготовлены из стали или тяжелых сплавов на основе вольфрама или тантала.

На фиг.6 представлена конструкция пучковой боевой части с использованием плосковолнового генератора, состоящего из выпуклой ударной тарели 16 и метающего ее заряда взрывчатого вещества 17.

Схема действия гранаты представлена на фиг.7. В момент пуска гранаты включается электронная схема неконтактного взрывателя типа «дальномер». При сближении гранаты с вертолетом на расчетное расстояние U взрыватель подает команду на подрыв боевой части. При падении детонационной волны на поверхность мениска происходит его обжатие с формированием высокоскоростной пули ВФП (в зарубежной литературе используется термин EFP-explosiveryformedprojectile). Пучок пуль накрывает вертолет, обеспечивая пробитие легкобронированных отсеков, в том числе кабины пилота и двигателей, а также обеспечивая разрушение лопастей несущего винта. При попадании в боеприпасы, расположенные на внешней подвеске вертолета, может быть вызвана их детонация.

При использовании конструкции по фиг.4, 5 с накладными пластинами при подрыве происходит их дробление с образованием дополнительно к пучку ВФП пучка мелких осколков, способных обеспечить поражение небронированных отсеков вертолета.

Исполнение пучковой боевой части с плосковолновым генератором существенно улучшает условия взрывного формирования пули. Методы исполнения генераторов освещены в [1]. При действии конструкции, представленной на фиг.5, детонатор выдает импульс на подрыв заряда 17, который метает тарель 16. В процессе движения тарель выпрямляется, приобретая форму плоского диска. Диск наносит удар по тыльной поверхности заряда ВВ 10, возбуждая в нем плоскую детонационную волну.

Увеличение диаметра надкалиберной части приведет к возрастанию сопротивления воздуха на полете и, как следствие, к снижению дальности стрельбы. Однако для гранат РПГ, учитывая дозвуковой режим их полета, это не приведет к неприемлемым последствиям. Расчет траекторий проводился с использованием таблиц внешней баллистики [4]. Входными величинами в них является начальная скорость гранаты Vо, угол бросания надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 о и баллистический коэффициент с. Последний определяется

надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976

Здесь i- коэффициент формы гранаты;

d - калибр, дм;

Q - масса, кг.

В качестве базового принят выстрел ТБГ-7В к гранатомету РПГ-7 (калибр ствола dств=40 мм, масса 4,5 кг).

Принято:

Диаметр надкалиберной части d=150 мм=4,5 дм (отношение dбч/dств=3,75);

Масса гранаты на полете Q=3 кг;

Коэффициент формы гранаты i=0,8 (аэродинамическая форма благоприятная).

В результате получаем

надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976

Принимая начальную скорость гранаты U о=250 м/с, угол бросания надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 о=5°, согласно [4] (стр.11) получаем максимальную дальность стрельбы 846 м, которая является вполне достаточной для оружия данного класса.

Параметры ВФП определяются характеристиками целей, т.е. боевых вертолетов. Современные боевые вертолеты обладают высокой живучестью. По различным оценкам максимальное значение стального эквивалента надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 может составлять 15...20 мм при величине уязвимой площади Sц=lнадкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 2 м2.

Скорость, требуемая для поражения цели (предел сквозного пробития Vпсп стального эквивалента), согласно [2] для стальной пули определится формулой

надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976

Vпсп, м/с; надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 , мм, m, г.

M - масса пули, надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 - параметр формы пули.

При надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 =20 мм, надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 =1,5, получаем

надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976

Значение Vпсп при различных значениях m представлены в таблице

m, г2 468 101214
Uпсп

м/с
369029252555 23252165 20301930

Масса взрывоформируемой пули (ВФП) определяется как

надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976

Здесь d - диаметр менисковой впадины (фиг.3);

надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 - относительная толщина пластины;

надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 0 - толщина пластины;

надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 0 - плотность материала пластины (для стали надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 0=7,85 г/см3).

При расчете оптимальных параметров боевой части в качестве опорной конструкции выбрана граната к штатному гранатомету РПГ-7 с диаметром калиберной части 40 мм. Расчеты проводились с использованием зависимостей для скорости метания пластины [2], экспоненциального закона затухания скорости пули на полете и соотношения до вероятности поражения цели

W1=l-exp(-ПSц )

П - плотность пуль в круге накрытия цели.

В результате расчетов определены следующие диапазоны для пропорций и размеров пучковой боевой части:

Отношение диаметров dбч/dств 3надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 4,5
Диаметр мениска d, мм 25надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 35
Относительная толщина пластины надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 0/d0,04надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 0,06
Относительный прогиб мениска h/d0,2надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 0,3
Масса ВФ-пули, г 6надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 10
Количество ВФ-пуль 15надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 25
Относительная толщина заряда ВВ, l/d0,6надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 0,8

Для схемы по фиг.4,5

Количество накладных пластин 1надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 3
Относительная толщина накладной пластины надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 0/d0,1надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 0,15

Ниже приводится пример исполнения противовертолетной пучковой гранаты к штатному ручному противотанковому гранатомету РПГ-7. Цель: боевой вертолет типа «Апач» со стальным эквивалентом 20 мм, уязвимой площадью 2м2. Накрытие вертолета пучком ВФ-пуль считается обеспеченным. Исполнение по фиг.2 (однослойный поражающий блок).

Диаметр ствола (калибр) dств, мм 40
Диаметр надкалиберной боевой части dбч, мм160
Отношение диаметров dбч/d ств4
Диаметр заряда ВВ, мм158
Толщина заряда надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 , мм20
Плотность заряда ВВ (окфол), г/см3 1,8
Скорость детонации, м/с 8800
Масса заряда ВВ, С, кг0,7
Толщина пластины надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 0, мм 1,5

Материал пластины - сталь.

Относительная толщина пластины надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 0/d0,05
Масса пластины М, кг0,23
Коэффициент нагрузки надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 =с/м3,0
Масса ВФ-пули, г8
Прогиб мениска h, мм6
Относительный прогиб мениска h/d0,2
Количество ВФ-пуль 19
Начальная скорость ВФ-пули, м/с2600
Баллистический коэффициент ВФ-пули, г/м 0,015
Угол полураствора пучка надкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 , град15
Дальность подрыва от цели U, м15
Площадь круга накрытия, м2 12,7
Плотность ВФ-пуль в круге накрытия, 1/м2 1,5
Предел сквозного пробития V псп, м/с2000
Убойный интервал Iуб, м17,5

Условие Iубнадкалиберная пучковая граната "торопа" к ручному гранатомету,   предназначенная для поражения вертолетов, патент № 2500976 U выполнено (17,5 м>15 м).

Вероятность поражения вертолета W 0,95

Вид боевой части спереди со снятым обтекателем в натуральную величину представлен на фиг.8. Технический результат: возможность использования штатных ручных противотанковых гранатометов для поражения боевых вертолетов.

Литература

1. RU № 2118788.

2. Физика взрыва. Под ред. Л.П.Орленко, изд. 3-5, исправл., в 2-х томах, Т. 2. ФИЗМАТЛИТ, 2004.

3. RU № 2368691.

4. Таблицы внешней баллистики. Ч. I, Военное изд-во Министерства вооруженных сил Союза ССР. М. 1949.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2500976

patent-2500976.pdf

Класс F42B8/18 ружейные гранаты

надкалиберная пучковая граната "елешня" к ручному гранотомету, собираемая перед выстрелом -  патент 2516871 (20.05.2014)
надкалиберная пучковая граната "осуга" к ручному гранатомету -  патент 2502040 (20.12.2013)
надкалиберная пучковая граната "дрезна" к ручному гранатомету -  патент 2502039 (20.12.2013)
практический выстрел -  патент 2326334 (10.06.2008)
выстрел для учебной стрельбы -  патент 2313059 (20.12.2007)
устройство для выламывания двери, защитный соединитель и способ минимизации отлета назад хвостового оперения -  патент 2237229 (27.09.2004)
надкалиберная граната -  патент 2118788 (10.09.1998)
граната к ручному гранатомету -  патент 2114381 (27.06.1998)

Класс F42B12/32 с оболочкой или корпусом, содержащим множество отдельных элементов, например стальных шариков, заделанных в него

легкий снаряд орудия ближнего действия (горного, пехотного) -  патент 2520191 (20.06.2014)
надкалиберная пучковая граната "елешня" к ручному гранотомету, собираемая перед выстрелом -  патент 2516871 (20.05.2014)
патрон -  патент 2512048 (10.04.2014)
граната "болотея" к ручному гранатомету, содержащая кассетную боевую часть с осколочными субснарядами -  патент 2510484 (27.03.2014)
пучковая граната "лужана" с устройством раскрытия боевой части к ручному гранатомету -  патент 2510483 (27.03.2014)
осколочно-фугасный снаряд -  патент 2506531 (10.02.2014)
надкалиберная пучковая граната "осуга" к ручному гранатомету -  патент 2502040 (20.12.2013)
надкалиберная пучковая граната "дрезна" к ручному гранатомету -  патент 2502039 (20.12.2013)
танковый осколочно-пучковый снаряд -  патент 2498204 (10.11.2013)
осколочно-пучковая ствольная мина "тверитянка-2" с отстреливаемым метательным блоком -  патент 2498202 (10.11.2013)
Наверх