СЕРДЕЧНИК БРОНЕБОЙНОЙ ПУЛИ И СПОСОБ ОЦЕНКИ ЕГО ПРОБИВНОЙ СПОСОБНОСТИ
ARMOR-PIERCING BULLET CORE AND METHOD OF ESTIMATING ITS PIERCING CAPACITY

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к пулям автоматным и винтовочным, и может быть использовано при разработке новых и модернизации имеющихся твердосплавных материалов для сердечников с высоким пробивным действием.
Уровень техники по устройству
Известно решение, в котором головная часть стального сердечника выполнена в виде конуса с углом при вершине 50-90° и имеет длину 0,2-0,8 калибра пули (Патент RU № 2133441).
Недостатком решения является низкое пробивное действие.
Наиболее близким является решение, в котором твердосплавный сердечник состоит из хвостовой части и головной части, имеющей оживальную форму, выполнен из материала, обладающего пределом прочности на сжатие более 4000 МПа и имеющий угол при вершине от 90° до 120°, при этом указанный угол скругляют радиусом 0,2-0,6 мм (Патент RU № 2254551).
Недостатком известного решения также является недостаточная пробивная способность сердечника.
Недостаток обусловлен тем, что на сердечнике имеются концентраторы напряжений на границе хвостовика и головной части, а материал сердечника оптимизирован по одному параметру - пределу прочности на сжатие, не отражающего механизмы разрушения сердечника при его внедрении в броню.
В основу изобретения поставлена задача повышения пробиваемости за счет сохранения оптимальной геометрии головки сердечника и за счет проведения оптимизации геометрических параметров частей хвостовика сердечника.
1с
1/2
Поставленная задача решается тем, что сердечник бронебойной пули, выполненный из твердого сплава с пределом прочности на сжатие более 4000 МПа и состоящий из хвостовой части и головной части, имеющей оживальную форму с углом при вершине головной части от 90 до 120°, и вершину головной части округленной радиусом 0,2-0,6 мм, при этом хвостовик сердечника выполнен в виде усеченного конуса, меньший диаметр конуса равен 0,90-0,97 диаметра основания головной части, сердечника, а больший диаметр конуса равен диаметру основания головной части сердечника, а материал твердого сплава имеет твердость HRA не ниже 88,5 единиц и коэффициент интенсивности напряжений К не ниже 8 МПа·м.
На чертеже представлена конструкция заявляемого сердечника, где α - угол при вершине головной части.
Сердечник пули состоит из хвостовой части и головной части, имеющей оживальную форму с углом при вершине головной части от 90 до 120°, и вершину головной части, округленной радиусом 0,2-0,6 мм, при этом хвостовик сердечника выполнен в виде усеченного конуса, меньший диаметр конуса равен 0,90-0,97, а больший диаметр конуса равен диаметру головной части сердечника D.
Для оценки пробивной способности заявляемого сердечника предлагается способ, уровень техники которого известен из технического решения, в котором пробивную способность оценивают по пределу прочности на сжатие (Патент RU №2254551).
Из многочисленных литературных источников известно, что прочность твердых сплавов при сжатии имеет весьма большое значение при характеристике сплавов и в некоторой степени оценивает пластические свойства материала.
сж
Кривые зависимости σ от содержания кобальта проходят через максимум, при содержании кобальта 4-6%.
сж
С увеличением среднего размера зерна карбидных зерен предел прочности монотонно уменьшается, но для всех размеров наблюдается максимум в интервале 6-8% Со. Наиболее высокий уровень σ наблюдается у мелкозернистых сплавов при содержании кобальта 4-8.6% Со.
Из имеющихся данных по пределу прочности на сжатие твердых сплавов невозможно оценить материалы, обеспечивающие различную пробивную способность.
Недостатком известного решения является недостоверность оценки пробивной способности сердечника.
В основу изобретения по способу оценки пробивных свойств сердечника бронебойной пули поставлена задача повышения достоверности оценки пробивной способности.
1c
Поставленная задача решается заявляемым способом оценки пробивной способности сердечника бронебойной пули, в котором определяют предел прочности на сжатие, при этом дополнительно определяют твердость HRA и коэффициент интенсивности напряжений K, а в качестве оптимального соотношения значений вышеназванных свойств для оценки пробивной способности выбирают следующее соотношение:
твердость HRA
не ниже 88,5 единиц,
коэффициент интенсивности напряжений K<sub>1c</sub>
не ниже 8 МПа·м<sup>1/2</sup>,
предел прочности на сжатие σ<sub>сж</sub>
не ниже 4000 МПа.
сж
1с
Предельные значения параметров σ, HRA и К были определены опытным путем.
Сравнительные испытания проводили для сплава, имеющего параметры по твердости, коэффициенту интенсивности напряжений и пределу прочности на сжатие из заявляемого диапазона значений по сравнению с прототипом.
В таблице представлены результаты испытаний, подтверждающие повышение достоверности оценки пробивной способности сердечника бронебойной пули, оптимизированного по геометрическим параметрам хвостовика сердечника и оптимизированного по твердости, коэффициенту интенсивности напряжений и пределу прочности на сжатие.
Форма и свойства материала сердечника
Пробитие плиты из стали марки Ст.3 ГОСТ 14637-89 толщиной на дальности 100 м
Бронеплита 5 мм марки 2П ГОСТ В 21967-90 на дальность 350 м
16 мм
18 мм
20 мм
24 мм
Прототип,Сплав ВК4, σ<sub>сж</sub>=5890 МПа, HRA 94 К<sub>1с</sub>=5 МПа·м<sup>1/2</sup>
100%
100%
20%
0%
100%
Предлагаемый сердечникСплав ВК6-ХОМ, σ<sub>сж</sub>=4800 МПа, HRA 92, K<sub>1c</sub>=11 МПа·м<sup>1/2</sup>
100%
100%
100%
80%
100%
1с
1/2
Как видно из результатов эксперимента, наиболее достоверные показатели по проценту пробиваемости у пули с сердечником, выполненным из материала, имеющего предел прочности на сжатие 4800 МПа и с углом при вершине 120°, твердость HRA 92, коэффициент интенсивности напряжений К=11 МПа·м.