БОЕВАЯ ЧАСТЬ
COMBAT PART

Изобретение относится к области вооружения, а именно к разработке боевых частей для боеприпасов (снарядов, гранат, мин) и ракет.
Применяемые в настоящем времени шарообразные металлические поражающие элементы имеют большой коэффициент отражения, а за счет отсутствия острых кромок они недостаточно эффективны для поражения целей.
Известна конструкция боевой части по патенту на изобретение RU 2449237, состоящей из цилиндрического корпуса, дна боевой части, головного обтекателя, заряда, контактного взрывателя мгновенного действия и сферических готовых поражающих элементов. Готовые поражающие элементы расположены между зарядом и корпусом боевой части.
К недостаткам известной конструкции можно отнести то, что конструкция не обеспечивает свою радионезаметность в процессе полета. Поражающие элементы выполнены в виде металлических шаров, которые имеют недостаточно эффективную поражающую способность, их количество мало.
В качестве прототипа заявителем принята боевая часть 120 мм осколочно-пучковой мины HEI-L фирмы «Рейнметалл» (Одинцов В.А. Осколочно-пучковые снаряды. Оборонная техника. 2006. - №1-2, (рис.2)). Боевая часть содержит корпус, заполненный зарядом взрывчатого вещества (ВВ), в переднем торце которого установлена вольфрамовая осколочная пластина заданного дробления. Мина снабжена головодонным взрывателем, головная часть которого содержит неконтактный взрыватель типа «высотомер» и разделительный пороховой заряд, а донная - инерционный взрыватель. При подходе к поверхности земли на заданной высоте (примерно 17 м) взрыватель подает команду на отстрел головной части мины. При этом мина испытывает резкий тормозящий толчок, в результате которого срабатывает инерционный механизм донной части взрывателя и происходит воздушный взрыв мины. При этом донное инициирование и наличие значительной цилиндрической части корпуса обеспечивают склонение осколочного поля на угол Тэйлора в сторону земли, что увеличивает вероятность поражения наземных целей.
Основным недостатком прототипа является то, что боевая часть не обеспечивает свою радионезаметность при подлете к цели, осколки корпуса используются для поражения наземных целей лишь в незначительной степени. Поражающие элементы выполнены в виде шаров, которые имеют недостаточно эффективную поражающую способность.
Технической проблемой, решаемой заявляемым изобретением, является проблема длительного выживания минометов на поле боя, решение которой является применение невидимых для РЛС боеприпасов. Эффект «невидимости» можно достигнуть за счет применения материалов и конструкции боеприпаса, обеспечивающих его радиопрозрачность или полное поглощение радиоволн, при котором будет достигнут эффект сквозного прохождения или поглощения радиолуча через весь боеприпас без какого-либо его отражения или с минимальным отражением, не позволяющим сформировать эффективный радиус обнаружения летящего боеприпаса или ракеты. Кроме того, необходимо сохранить общую массу поражающих элементов и, по возможности, увеличить их количество, принимая во внимание, что плотность стали более чем в 2 раза больше плотности оксида алюминия.
Техническим результатом является повышение поражающей способности боевой части, а также обеспечение ее радионезаметности.
Заявленный технический результат достигается тем, что в известной боевой части, состоящей из корпуса, взрывателя, заряда и поражающих элементов, расположенных между корпусом и зарядом, согласно изобретению поражающие элементы изготовлены из керамического материала и выполнены в виде объемных многогранных фигур, соединенных между собой в единый блок, занимающий все пространство между зарядом и корпусом.
Поражающие элементы выполнены в виде трех- или четырехгранных призм, соединенных между собой с помощью радиопрозрачного или радиопоглощающего клеевого материала, толщина слоя которого составляет 0,05–1 мм.
Поражающие элементы могут быть соединены между собой перемычкой из основного материала.
Поражающие элементы могут быть изготовлены из керамического материала на основе оксида алюминия или нитрида кремния.
Корпус боевой части выполнен из базальтового волокна или другого радионезаметного материала.
Использование керамического материала для изготовления поражающих элементов, а также выполнение корпуса из базальтового волокна обеспечивают радионезаметность боевой части. Незначительное количество металлических деталей входит только в состав взрывателя, который для улучшения радиохарактеристик может быть накрыт колпачком из радиопоглощающего материала. Это позволит повысить время до обнаружения минометного расчета на поле боя.
За счет выполнения поражающих элементов в виде объемных многогранных фигур, соединенных между собой в единый блок, занимающий все пространство между зарядом и корпусом, коэффициент заполнения объема между взрывчатым веществом и корпусом снаряда увеличивается в 2,5 раза и, несмотря на то, что плотность оксида алюминия более чем в 2 раза меньше плотности стали, общий вес поражающих элементов в боеприпасе не уменьшается, что способствует повышению поражающей способности боевой части.
Кроме того, склеенные в единый блок поражающие элементы позволяют уменьшить трудоемкость при сборке снаряда.
Предлагаемая форма поражающих элементов наиболее оптимальна для их разгона газами взрывчатки, чем обтекаемая шарообразная форма, за счет отсутствия зазоров между поражающими элементами, что приводит к большей скорости разгона керамических поражающих элементов заявленной геометрии и повышению поражающей способности. В начальный период разгона поражающих элементов за счет радиального сдвига они не будут позволять разгонным газам протекать в щель, которая сразу образуется в случае шарообразных поражающих элементов, следовательно, максимальная скорость разлета поражающих элементов будет увеличена. Увеличение скорости разлёта достигается за счёт меньшего веса керамического поражающего элемента, по сравнению с металлическим, и большей поверхности воздействия на керамический элемент газов взрывчатки за счёт конструкции керамических поражающих элементов.
Изготовление поражающих элементов в форме трехгранных призм позволяет увеличить количество керамических поражающих элементов по сравнению с металлическими шарами не менее чем в 2 раза. Для снаряда, используемого в 82-мм миномёте, масса 168 штук стальных шаров диаметром 12 мм составляет 1,18 кг, а масса 504 штук керамических трехгранных призм составит 1,31 кг. За счет наличия острых кромок и более высокой твёрдости керамических поражающих элементов их проникающая способность выше, чем у металлических шарообразных поражающих элементов, что также способствует повышению поражающей способности боевой части.
При взрыве заряда в поражающих элементах возникают сжимающие напряжения. За счет наличия слоя клеящего вещества в процессе разлёта поражающих керамических элементов исключаются точечные контакты керамика - керамика, керамика – корпус, что приводит к резкому снижению абсолютных величин сжимающего напряжения. Кроме того, все неточности при изготовлении поражающих элементов, а так же шероховатость поверхности будет нивелирована за счет помещения этих элементов в «оболочку из клея».
Применение радиопрозрачного или радиопоглощающего клеевого материала, например, на основе эпоксидного клея обеспечивает радиопрозрачность боевой части.
Толщина клеящего слоя от 0,05 до 1 мм является наиболее оптимальной, поскольку слои толщиной менее 0,05 мм не позволяют исключить точечных контактов между керамикой - керамикой, керамикой – корпусом, слои толщиной более 1 мм не целесообразны в связи с тем, что это приводит к значимому уменьшению объема поражающего элемента и, следовательно, к уменьшению его массы.
Проведенный анализ уровня техники не выявил технических решений, характеризующихся признаками, идентичными признакам заявляемого изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию охраноспособности «новизна».
Сущность заявляемого изобретения не следует явным образом из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию охраноспособности «изобретательский уровень».
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого устройства, может быть многократно воспроизведена с получением технического результата, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения  условиям охраноспособности «промышленная применимость».
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена конструкция снаряда; на фиг. 2 представлен пример конкретного выполнения устройства, где изображено сечение боевой части с поражающими элементами в виде четырехгранных призм; на фиг. 3 и 4 – примеры конкретного выполнения устройства, где изображено сечение боевой части с поражающими элементами в виде трехгранных призм; на фиг. 5 - пример конкретного выполнения устройства, где изображено сечение боевой части с поражающими элементами в виде четырехгранных призм, соединенных перемычкой из основного материала поражающих элементов.
Боевая часть включает корпус 1 (фиг. 1), выполненный из радионезаметного материала, например из базальтового волокна, взрывателя 2, заряда 3, содержащего радионезаметное взрывчатое вещество, и поражающие элементы 4, расположенные между корпусом 1 и зарядом 3.
Поражающие элементы 4 изготовлены из керамического материала, например, на основе оксида алюминия или нитрида кремния и выполнены в виде объемных многогранных фигур. Многогранники соединены между собой в единый блок, имеющий форму полого цилиндра и занимающий все пространство между зарядом 3 и корпусом 1.
Работа боевой части предлагаемой конструкции заключается в следующем.
При подходе боевой части к поверхности земли срабатывает взрыватель 2, от него детонирует заряд 3 и происходит воздушный разрыв боевой части. Продукты взрыва, включая поражающие элементы 4, распространяются в направлении земли, поражая наземные цели.
В качестве примеров конкретного выполнения на фиг. 2-5 изображены варианты конструкции боевой части, поражающие элементы 4 которой выполнены в виде четырех- или трехгранных призм. В примерах выполнения, изображенных на фиг. 2-4, поражающие элементы склеены между собой радиопрозрачным или радиопоглощающим клеевым материалом 5, например, на основе эпоксидного клея, толщина слоя которого составляет 0,05–1 мм.
На фиг. 2 представлена геометрия поражающих элементов в виде 168 четырехгранных призм, на фиг. 3 - геометрия поражающих элементов в виде 336 трехгранных призм двух размеров и форм; на фиг. 4 - геометрия поражающих элементов в виде 504 трехгранных призм трех размеров и форм.
Масса легких поражающих элементов будет составлять более 2 г. Возможно изготовление поражающего элемента в виде трехгранной призмы большей массы из двух составных частей, выполненных также в виде трехгранных призм массой более 2 грамм каждая.
Поражающие элементы в виде четырехгранных призм 4, соединенных между собой перемычкой из основного материала поражающих элементов, представлены в примере конкретного выполнения на фиг. 5. При этом поражающие элементы образованы из сплошного материала в форме кольца с прорезями 6, которые обеспечивают получение перемычки 7, соединяющей поражающие элементы между собой. Единичные поражающие элементы заданной формы будут образовываться при разрыве боеприпаса. Данная конструкция позволяет проводить более технологичную операцию склейки, при этом стоимость единичного элемента будет меньше.
Поражающие элементы заявляемого устройства можно получать по технологии прессования и одностадийного обжига с целью уменьшения себестоимости изделий.
Поражающие элементы, изготовленные из оксида алюминия, будут иметь преимущества по сравнению с элементами из нитрида кремния в связи с тем, что плотность оксида алюминия выше, чем нитрида кремния, а себестоимость изделий гораздо ниже.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет:
- повысить время до обнаружения летящего боеприпаса и ракеты (также определение координат минометного расчета на поле боя) за счет применение радионезаметных боеприпасов и ракет;
- повысить эффективность поражения цели за счет увеличения количества поражающих элементов, наличия острых кромок поражающих элементов заявленной формы, увеличения общей массы поражающих элементов;
- повысить скорость поражающих элементов при сохранении массы взрывчатого вещества;
- унифицировать боевую часть, имеющую высокие характеристики  радионезаметности, для использования её в гранатах, снарядах, минах, ракетах и т.д.
Изобретение обеспечивает минимизацию отражения радиоволн или их полное поглощение при прохождении через боеприпас при работе радиолокационных станций (РЛС) контрбатарейной и противоракетной борьбы и высокоэффективное поражение целей.