ВЫПРЫГИВАЮЩИЙ БОЕПРИПАС С УПРАВЛЯЕМОЙ ДИСТАНЦИЕЙ ПОДРЫВА И ПУСКОВАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ НЕГО
JUMPING MUNITION WITH GUIDED DEMOLITION DISTANCE AND LAUNCHER FOR IT

Заявляемые изобретения относятся к области боеприпасов, в частности - выпрыгивающих боеприпасов.
Выпрыгивающие боеприпасы осколочного действия используются, например, при создании минных полей. Осколочный боеприпас, подорванный над уровнем земли, обладает большей эффективностью действия, чем сработавший на уровне земли, так как подстилающая поверхность экранирует до половины осколков.
В практике борьбы с проявлениями терроризма, такими как захват потенциально опасных объектов и заложников, при подготовке и в начальной стадии штурма захваченного объекта возникает необходимость психофизиологического воздействия на террористов, например, боеприпасами светозвукового действия. Максимальной эффективности действия таких боеприпасов можно достичь, если подрывать их точно напротив окон захваченных помещений, иллюминаторов самолета и т.п. Таким образом, одним из необходимых условий эффективного применения таких боеприпасов в различных боевых ситуациях является обеспечение возможности управления дистанцией (или высотой) их срабатывания с высокой точностью, поскольку оконные проемы и иллюминаторы могут находиться на разной высоте, а их размеры могут быть малы.
Известна выпрыгивающая осколочная мина ОЗМ-72 («Оружие России». Каталог. T. VII. «Высокоточные оружие и боеприпасы». ЗАО «Военный парад». М., - 1997). Взрыватель для подрыва боевой части мины над поверхностью земли включает в себя ударный механизм, соединенный с дном направляющего стакана мины натяжным тросом, длина которого определяет высоту подрыва мины. Трос уложен на дно направляющего стакана мины и закрыт сверху боевой частью, поэтому доступ к нему отсутствует. Таким образом, указанное техническое решение не обеспечивает возможность изменения оператором высоты срабатывания боеприпаса. Кроме того, в ударном механизме ОЗМ-72 ударник и пятка ударника, расположенные во втулке, соединены разъемным замком. При вылете корпуса мины на высоту, равную длине натяжного троса, трос выдергивает пятку ударника из втулки. Пятка замком тянет за собой ударник, который при этом сжимает боевую пружину. При выходе замка из втулки ударник освобождается и под действием боевой пружины накалывает капсюль-воспламенитель.
Конструкция разъемного замка такова, что при приложении выдергивающей силы возникает сила, раздвигающая пятку ударника и ударник в направлении, перпендикулярном оси втулки, в которой они расположены. Это обуславливает возникновение существенных сил трения, препятствующих нормальной работе механизма, и приводит к необходимости использования стального вытяжного троса, усилие на разрыв которого во много раз больше усилия, необходимого для сжатия боевой пружины.
В противопехотном осколочном боеприпасе (RU 2408837, 2011 г.) часть недостатков ОЗМ-72 преодолена, но возможность изменения оператором высоты срабатывания боевой части по-прежнему невозможна. Кроме того, во взрывателе этого боеприпаса боевая пружина все время находится в сжатом (взведенном) состоянии, что существенно снижает уровень безопасности боеприпаса в служебном обращении.
Оба рассмотренных выше боеприпаса должны быть при установке заглублены в грунт и могут выбрасывать боевую часть только вдоль оси направляющего стакана.
Известна выпрыгивающая мина по патенту US 5279229, 1994 г. Она размещается на поверхности земли и выбрасывает боевую часть под углом к горизонту, однако угол этот задан конструктивно и не может изменяться в процессе эксплуатации.
Задача, на решение которой направлены заявляемые изобретения, заключается в создании выпрыгивающего боеприпаса, позволяющего на этапе подготовки к применению с высокой точностью задавать различные дистанции и направления подрыва.
Такое решение обеспечивается пусковым комплексом, содержащим боеприпас и пусковую установку.
Боеприпас содержит гильзу (направляющий стакан) с метательным зарядом и средством его воспламенения, боевую часть, взрыватель, содержащий корпус с дном, ударник с пружиной, втулку, разъемно соединенную с ударником, и тягу, один конец которой подвижно соединен с втулкой, а другой предназначен для соединения с натяжным элементом заданной длины, расположенным на пусковой установке, при подготовке боеприпаса к применению. Взрыватель может быть расположен с той стороны боевой части, которая обращена к метательному заряду, при этом его тяга может быть выполнена в виде жесткого стержня, один конец которого подвижно соединен с втулкой, а другой конец выведен из гильзы, причем тяга размещена в канале, образованном внутренней поверхностью гильзы и продольным пазом, выполненным на наружной поверхности корпуса взрывателя и/или боевой части.
Разъемное соединение втулки с ударником может выполняться из условия обеспечения минимальных сил трения, препятствующих движению ударника при перемещении ударника силой, приложенной к тяге. Втулка может выполняться из условия невозможности перемещения ударника в сторону начального элемента огневой цепи до момента разъединения втулки и ударника.
Разъемное соединение втулки с ударником может быть выполнено в виде не менее чем двух шариков, каждый из которых имеет диаметр, превышающий толщину стенки втулки, и зафиксирован в соответствующем отверстии, выполненном во втулке, и проточке на наружной поверхности ударника посредством кольцевого выступа, выполненного изнутри на дне корпуса взрывателя, при этом места расположения шариков равномерно распределены по окружности втулки.
Пусковая установка для боеприпаса может включать основание, имеющее гнездо для установки боеприпаса и выполненное с возможностью получения пускового сигнала, как минимум один сменный натяжной элемент заданной длины, расположенный на основании и предназначенный для соединения с тягой боеприпаса. Сменный натяжной элемент может быть выполнен из проволоки заданной длины в виде спиральной винтовой пружины растяжения, снабжен амортизатором и размещен в съемном контейнере. Основание пусковой установки может быть снабжено средством изменения угла его наклона.
Пусковая установка может быть снабжена предохранительным устройством, содержащим датчик, блокирующим прохождение пускового сигнала к гнезду, если на всей совокупности возможных траекторий полета боевой части с взрывателем до точки подрыва, обусловленных случайными отклонениями, находятся какие-либо предметы.
Датчик, обнаруживающий расположенные таким образом предметы, может быть построен по принципу излучения ультразвуковых акустических волн и последующего приема указанных волн, отраженных от обнаруженных предметов. Предохранительное устройство может содержать индикатор, показывающий блокировано или не блокировано прохождение пускового сигнала к гнезду.
На чертежах изображен пример осуществления изобретения:
- на фиг.1 - пусковой комплекс, подготовленный для пуска боевой части вертикально вверх;
- на фиг.2 - размещение натяжного элемента и боеприпаса с электрическим средством инициирования метательного заряда на пусковой установке;
- на фиг.3 - пуск боевой части с взрывателем под углом 60° к горизонту;
- на фиг.4 - боеприпас с электрическим средством инициирования метательного заряда;
- на фиг.5 - взрыватель в момент взведения;
- на фиг.6 - взрыватель в момент срабатывания;
- на фиг.7 - электрическая схема соединения выпрыгивающего боеприпаса и предохранительного устройства;
- на фиг.8 - реализация изобретений в минимальной комплектации.
Реализация изобретений, представленная на фиг.1, содержит пусковую установку 1, на которой размещены выпрыгивающий боеприпас 2, натяжные элементы 3 в сменных контейнерах 27 с крышками 28, механизм 5 для изменения угла наклона пусковой установки (см. фиг.3) и предохранительное устройство 6.
Механизм 5 для изменения угла наклона пусковой установки (см. фиг.1) содержит направляющую 23, планку 24 с прорезью, упор 25 и рым-болт 26.
Выпрыгивающий боеприпас устанавливается на пусковую установку 1 (см. фиг.2) нижней частью гильзы 41 в резьбовое гнездо 30, которое одновременно является одним из контактов электрической цепи и передает сигнал на пуск (электрический импульс) на корпус электрокапсюльной втулки 17 - метательного заряда с электрическим средством инициирования. Второй контакт 31 электрической цепи выполнен упругим для обеспечения возможности установки гильзы 41 в резьбовое гнездо 30 по резьбе и передает сигнал на пуск на центральный контакт 43 электрокапсюльной втулки 17 (см. фиг.4).
В нижней части гильзы 41 (см. фиг.4) установлена электрокапсюльная втулка 17, а в верхней - поддон 16 и боевая часть 4 с взрывателем 39 (см. фиг.5).
Взрыватель 39 (см. фиг.4-6) содержит внешний полиэтиленовый корпус 8, внутренний металлический корпус 20, ударник 9, разъемно соединенный с втулкой 10 при помощи шариков 11, установленных в проточку, выполненную на ударнике 9, через отверстия во втулке 10. Соединение втулки 10 и ударника 9 осуществляется до тех пор пока шарики 11 удерживаются от выпадения кольцевым выступом 21 корпуса 20 (см. фиг.5). Шариков 11 может быть два или больше, места их расположения должны быть равномерно распределены по окружности втулки 10. Этим обеспечивается отсутствие перекосов втулки 10 при ее вытягивании вместе с ударником 9 из корпуса 20 и, соответственно, минимальная сила трения, препятствующая движению втулки 10 и ударника 9.
В ударнике 9 выполнены отверстия 47, предотвращающие возникновение пневматического эффекта (силы демпфирования), препятствующего перемещению ударника 9 в корпусе 20.
Втулка 10 имеет буртик большего диаметра, чем отверстие в корпусе 20, что не дает возможности ударнику 9, соединенному с втулкой 10, перемещаться к капсюлю-воспламенителю 13.
Втулка 10 посредством кольца 19 подвижно соединена с тягой 7, представляющей собой проволочный стержень с кольцами на концах. Тяга 7 размещена в канале, образованном внутренней поверхностью гильзы 41 и продольным пазом корпуса 8 так, что одно из колец выходит за срез гильзы 41. Это позволяет производить закрепление к этому кольцу любого из натяжных элементов 3, размещенных на пусковой установке 1, посредством устройства соединения 22 (см. фиг.1), которое выполнено в виде застежки типа «карабин».
Натяжной элемент 3 может быть выполнен из проволоки заданной длины в виде однослойной катушки - спиральной винтовой пружины растяжения, размещенной в сменном контейнере 27, при этом один конец проволоки закреплен в контейнере 27, а к другому концу прикреплено устройство соединения 22. Рядом с местом прикрепления устройства соединения 22 на натяжном элементе 3 выполнен амортизатор 18 (см. фиг.2). Он представляет собой спиральную винтовую пружину растяжения меньшего диаметра. В условиях служебного обращения сменный контейнер 27 закрыт съемной крышкой 28 для того, чтобы исключить попадание внутрь контейнера посторонних предметов, грязи, воды и т.п. При подготовке боеприпаса к применению крышка 28 снимается. Таким образом, в боеприпасе, подготовленном к применению, возможно попадание воды внутрь контейнера 27. Для стока попавшей внутрь контейнера воды в его нижней части предусмотрены сливные отверстия 40. Для предотвращения возможности примерзания витков натяжного элемента друг другу или к внутренней стенке контейнера натяжной элемент и внутренняя поверхность контейнера покрыты силиконовой смазкой или смазкой WD-40. Сменный контейнер 27 устанавливается на пусковую установку 1 и снимается с нее по резьбе винта 42, жестко закрепленного на основании.
Предохранительное устройство 6 выполнено с применением ультразвукового датчика 29 (см. фиг.3), зона реагирования 32 которого представляет собой конус, вершина которого совмещена с датчиком. Высота конуса (дальность реагирования) может изменяться при настройке датчика.
Высота конуса (дальность реагирования) выбрана таким образом, чтобы зона реагирования 32 датчика 29 перекрывала зону 33 возможных траекторий боевой части до точки подрыва, которая также представляет собой конус с вершиной, расположенной в точке закрепления натяжного элемента 3 в сменном контейнере 27, и высотой, равной сумме длин натяжного элемента 3, амортизатора 18 и тяги 7.
При подготовке пускового комплекса к применению необходимо установить боеприпас на пусковую установку 1 в резьбовое гнездо 30, выбрать необходимый по длине натяжной элемент 3 и подсоединить его к кольцу тяги 7, выступающему наружу, с помощью устройства соединения 22.
Затем следует включить предохранительное устройство 6 тумблером 34. Режим работы предохранительного устройства 6 контролируется по свечению индикатора 35: красный цвет - в зоне реагирования 32 обнаружены предметы, мешающие полету боевой части до заданной дистанции подрыва, пуск запрещен; зеленый цвет - зона реагирования 32 свободна, пуск разрешен. Ориентируясь на цвет индикатора, оператор имеет возможность прицелить пусковой комплекс так, чтобы полету боевой части до заданной дистанции подрыва ничто не мешало.
Если в процессе прицеливания возникает необходимость изменить угол запуска, оператор ослабляет затяжку рым-болта рукой и перемещает планку 24 на необходимую величину (при применении с твердых поверхностей) или переворачивает планку 24 упором 25 вниз (при применении с грунта или других малопрочных поверхностей) и вновь затягивает рым-болт рукой (см. фиг.3).
Сигнал на пуск - электрический импульс - передается от внешнего источника (командного устройства) по проводной линии, которая подсоединяется к контактам 36 предохранительного устройства 6 (см. фиг.7). Если пуск разрешен, контроллер 44 замыкает контакты «X1.1» и «X1.2», и электрический импульс по проводной линии 46 передается на резьбовое гнездо 30 и контакт 31 и через них - на корпус электрокапсюльной втулки 17 и ее центральный контакт 43, что приводит к пуску боевой части 4 с взрывателем 39.
Необходимость использования предохранительного устройства обусловлена тем, что посторонний предмет, расположенный на траектории полета, может помешать нормальной работе взрывателя, а боевая часть может срикошетировать.
Если предохранительное устройство 6 неисправно, или его использование не планируется, проводная линия от внешнего источника (командного устройства) может быть подсоединена к контактам 37 предохранительного устройства 6, которые проводной линией 46 соединены с резьбовым гнездом 30 и контактом 31. Если элементы питания 45 предохранительного устройства 6 разряжены или предохранительное устройство 6 не включено тумблером 34, контакты «X1.1» и «X1.2» контроллера 44 разомкнуты. В этом случае предохранительное устройство 6 блокирует прохождение сигнала на пуск от внешнего источника (командного устройства), проводная линия которого подключена к контактам 36, к резьбовому гнезду 30 и контакту 31. Определить, что элементы питания 45 разряжены или предохранительное устройство 6 не включено, оператор может по отсутствию свечения индикатора 35.
Газы, образовавшиеся при срабатывании электрокапсюльной втулки 17 в нижней части гильзы 41 (см. фиг.4), через отверстия 38 попадают в верхнюю часть гильзы 41 и посредством поддона 16, который обеспечивает обтюрацию, начинают выталкивать из гильзы 41 боевую часть 4 с взрывателем 39.
При этом поддон 16 давит непосредственно и на тягу 7, размещенную в канале, образованном внутренней поверхностью гильзы 41 и продольным пазом корпуса 8. Поскольку тяга 7 выполнена из прочной упругой проволоки, она не попадает в возможные зазоры между внутренней поверхностью гильзы 41 и корпуса 8 и не мешает движению боевой части 4 вместе с взрывателем 39. Уже в этот момент начинается растяжение проволочного натяжного элемента 3, при этом усилие растяжения не действует на втулку 10 и связанный с ней ударник 9. После вылета из гильзы 41 поддон перестает разгонять боевую часть 4 с взрывателем 39. За счет сопротивления растяжению проволочного натяжного элемента 3 тяга 7 разворачивается (см. фиг.3) и в таком положении продолжает растягивать натяжной элемент 3. Поскольку натяжной элемент начинает растягиваться еще в момент движения боевой части 4 с взрывателем 39 в гильзе 41, после разворота тяги 7 рывка, который мог бы привести к взведению и срабатыванию взрывателя, не происходит. Сопротивление растяжению проволочного натяжного элемента 3 меньше усилия, необходимого для взведения и срабатывания взрывателя, которое определяется параметрами пружины 12.
Чтобы предотвратить резкий рывок в момент полного распрямления проволочного натяжного элемента 3, который может привести к обрыву проволоки, рядом с местом прикрепления устройства соединения 22 на натяжном элементе 3 выполнен амортизатор 18 (см. фиг.2), который представляет собой спиральную винтовую пружину растяжения меньшего диаметра. Из теории расчета пружин известно, что при прочих равных условиях, чем меньше диаметр пружины, тем большую силу необходимо приложить для ее растяжения. Поэтому амортизатор 18 начинает растягиваться только после полного распрямления проволочного натяжного элемента 3, сглаживая рывок.
После полного распрямления проволочного натяжного элемента 3 и амортизатора 18 на тягу 10 и сцепленный с ней ударник 9 начинает действовать сила, вытягивающая их из корпуса 20 (см. фиг.5) и сжимающая при этом пружину 12. В момент выхода шариков 11 из канала, образованного кольцевым выступом 21 корпуса 20 (см. фиг.6), они выпадают из отверстий во втулке 10, переставая удерживать ударник 9, который под действием пружины 12 перемещается вперед, накалывая капсюль-воспламенитель 13 и вызывая его срабатывание.
Форс пламени от капсюля-воспламенителя 13 (см. фиг.4) вызывает срабатывание лучевого капсюля-детонатора 14, инициирующего детонацию передаточного заряда взрывчатого вещества 15, что, в свою очередь, приводит к подрыву боевой части 4. Боевая часть может быть как летального действия (фугасной, осколочной и т.п.), так и нелетального действия (например, светозвуковой).
Реализация изобретений в минимальной комплектации, представленная на фиг.8, содержит пусковую установку 1, на которой размещены боеприпас 2, натяжной элемент 3 и проводная линия 46. В этом случае проводная линия от внешнего источника (командного устройства) подсоединяется к проводной линии 46, например, скруткой. Натяжной элемент 3 может размещаться и закрепляться на пусковой установке 1 как в съемном контейнере 27, так и без него. Однако в последнем случае натяжной элемент 3 не будет защищен от повреждений в служебном обращении.
Боеприпас может содержать метательный заряд не с электрическим, а с накольным средством его инициирования (по аналогии со стрелковым оружием). При этом сигнал на пуск должен вызывать срабатывание накольного средства инициирования (накольного механизма).