осколочный боеприпас

Формула изобретения

Осколочный боеприпас, включающий корпус и разрывной заряд, отличающийся тем, что разрывной заряд разделен по высоте стальной диафрагмой на две равные части, при этом толщина стальной диафрагмы и толщина стенки корпуса боеприпаса ₀ связаны между собой следующим соотношением: (0,5-2,5) ₀.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к осколочным боеприпасам и может быть применено для повышения могущества их действия.

Могущество осколочного действия боеприпасов во многом определяется параметрами осколочного поля, одними из наиболее важных среди которых являются количество осколков и их форма. Эти параметры определяются интенсивностью дробления корпуса при взрыве в осевом и тангенциальном направлениях.

Известен осколочный боеприпас, основными элементами которого являются корпус и разрывной заряд [1].

В качестве прототипа выбран известный осколочный боеприпас традиционной конструктивной схемы [2] (фиг.1). Он включает корпус (1) и разрывной заряд (2).

Недостатком известного осколочного боеприпаса является нерациональное использование металла корпуса вследствие образования при взрыве, так называемых “сабель”- осколков с большим удлинением и длиной, практически равной длине корпуса. Их масса может составлять более 100 граммов [2]. Это особенно ярко выражено для осколочных боеприпасов, корпус которых изготовлен из стали, склонной к сдвиговому характеру разрушения. Повышение физико-энергетических характеристик взрывчатого вещества разрывного заряда не всегда может обеспечить желаемый технический результат.

Техническим результатом является увеличение количества осколков и улучшение их формы за счет увеличения интенсивности дробления корпуса в осевом направлении без повышения физико-энергетических характеристик взрывчатого вещества разрывного заряда.

Для достижения указанного технического результата в известном осколочном боеприпасе, включающем корпус и разрывной заряд, разрывной заряд разделен по высоте стальной диафрагмой на две равные части. Толщина стальной диафрагмы определяется экспериментально и в зависимости от характеристик взрывчатого вещества разрывного заряда составляет

где ₀- толщина стенки корпуса боеприпаса.

На фиг.2 представлен заявляемый осколочный боеприпас. На фиг.3 представлен макет, соответствующий прототипу. На фиг.4 представлен макет, соответствующий заявляемому осколочному боеприпасу. На фиг.5а и фиг.5б представлены осколки корпуса макетов прототипа и предлагаемого осколочного боеприпаса соответственно.

Заявляемый осколочный боеприпас (фиг.2) включает корпус (1) и разрывной заряд, разделенный по высоте на две равные части (2) и (3) стальной диафрагмой (4).

При инициировании разрывного заряда заявляемого осколочного боеприпаса детонирует в первую очередь часть (2) разрывного заряда. Инициирование части (3) разрывного заряда осуществляется с некоторой задержкой ударной волной, формируемой в стальной диафрагме (4) при детонации части (2) разрывного заряда. В результате этого параметры ударно-волнового нагружения участка стенки корпуса, находящегося в зоне стальной диафрагмы, существенно отличаются от параметров ударно-волнового нагружения участков стенки корпуса, расположенных как выше, так и ниже стальной диафрагмы.

Таким образом обеспечивается условие неравномерного приложения нагрузки по длине корпуса боеприпаса. Это приводит к увеличению интенсивности дробления корпуса (1) в осевом направлении. Следствием чего является увеличение количества осколков и улучшение их формы.

Минимальное значение толщины стальной диафрагмы должно быть достаточным для обеспечения условия неравномерного приложения ударно-волнового нагружения по длине корпуса боеприпаса. В противном случае желаемый технический результат достигнут не будет.

Максимальное значение толщины стальной диафрагмы ограничивается, во первых, условием рационального использования металла, так как стальная диафрагма не участвует в формировании осколочного поля. Во вторых, возможно уменьшение амплитуды ударной волны в металле диафрагмы до критических значений с увеличением ее толщины. Следствием этого будет большая длина участка нестационарной детонации части (3) разрывного заряда (фиг.2), для которого характерны низкие параметры взрывного нагружения корпуса [3]. Вследствие этого интенсивность взрывного разрушения части корпуса, расположенной ниже стальной диафрагмы может резко уменьшиться [4]. В этом случае будет достигнут технический результат, противоположный желаемому.

Таким образом при значениях толщины стальной диафрагмы в диапазоне 2,55 ₀<<0,5 ₀ желаемый технический результат достигнут не будет.

Реализация заявляемого осколочного боеприпаса проводилась на макетах. Макет (фиг.3) включает корпус (1), разрывной заряд (2), резьбовую крышку (3). Корпус макета изготавливался из стали 45. Геометрические характеристики макета представлены в табл. 1.

Таблица 1 Геометрические характеристики макета
№ п/п	Характеристика	Значение
1.	Калибр, мм	42
2.	Высота корпуса, мм	150
3.	Толщина крышки и дна, мм	15
4.	Толщина стенки корпуса, мм	6
5.	Диаметр разрывного заряда, мм	30

Разрывной заряд осколочных макетов выполнен из прессованного тротила (плотность - 1560 кг/м³; скорость детонации - 6700 м/с).

Испытания проводились на двух вариантах образцов:

1. Вариант, соответствующий прототипу (фиг.3). Масса разрывного заряда составляла 0,1305 кг.

2. Вариант, соответствующий заявляемому осколочному боеприпасу (фиг 4). Части (2) и (4) разрывного заряда разделены стальной диафрагмой (3) диаметром 30 мм и толщиной 10 мм. Масса разрывного заряда составляла 0,1189 кг.

Испытания проводились по совмещенной схеме [4]. В качестве улавливающей среды использовались древесные опилки. Оценивались следующие параметры осколочности:

- количество осколков с массой более 0.25 г. - N_0.25;

- средняя масса осколков - m_cp;

- среднее удлинение осколков - cp;

- максимальная скорость разлета осколков - V_mах

Результаты испытаний представлены в табл. 2.

Таблица 2 Результаты испытаний
№	N0.25	mcр,		Vmax,
варианта	шт	Г	ср	м/с
1	129	4,86	5,3	870
2	237	2,47	2,5	866

Осколки корпуса макетов прототипа и предлагаемого осколочного боеприпаса показаны соответственно на фиг.5а и фиг.5б.

Из представленных результатов испытаний следует, что применение заявляемого осколочного боеприпаса в тротиловом снаряжении позволяет повысить на 83% количество осколков и на 53% уменьшить их удлинение относительно прототипа за счет увеличения интенсивности дробления корпуса в осевом направлении.

Источники информации

1. Г.В.Ермаков, В.Г.Орлов. Устройство и действие боеприпасов артиллерии. - Пенза: ВАИУ, 1968, 272 с.

2. В.С.Аблов, В.Г.Орлов, П.П.Степанов. Конструкция, теория и расчет снарядов и головных частей. - Пенза: ВАИУ, 1979, 503 с.

3. Баум Ф.А., Станюкович К.П., Шехтер Б.И. Физика взрыва. - М.: Физматгиз, 1959, 797 с.

4. Кузнецов В.А. О дроблении корпусов авиационных боеприпасов на осколки при взрыве: - Труды ВВА им. Жуковского. 1956, вып. 612, 198 с.

5. Пичугин А.К., Краснов М.Н., Козлов Г.В. Камера для подрыва осколочных боеприпасов. Заявка на изобретение. Авторское свидетельство № 271445, 1987 (СССР).