РАЗРЫВНОЙ СНАРЯД
EXPLOSIVE SHELL

Изобретение относится к разрывному снаряду, образующему осколки или субснаряды.
Разрывные снаряды применяются, чтобы независимо от скорости соударения снаряда или боевой головки с помощью осколков, получивших ускорение за счет взрывчатого вещества, с большой начальной скоростью на конечной части баллистического воздействия поразить площадные легкие цели. Подобного рода разрывные снаряды отличаются тем, что большую часть их объема занимает взрывчатое вещество. Благодаря своей конструкции разрывные снаряды или наполненные взрывчатым веществом боеголовки содержат относительно большую массу взрывчатого вещества, слишком большая часть которой не эффективна, а частично вообще не может оказывать действие по физическим причинам. Этим в значительной степени ограничен диапазон известных до сих пор боеприпасов, при создании которых внимание концентрируется на исполнении осколочной оболочки и пиротехнических компонентах.
Для образующих осколки снарядов решающее значение имеет распределение достаточно быстро ускоряющихся осколков по возможно большей площади, представляющей цель, или накрытие по возможности большого пространства (глубины). Эта цель при чисто разрывных снарядах, однако, может быть достигнута только в ограниченной степени, так как при детонации возможности управления образованием осколков и распределением осколков ограничены. В связи с достаточной скоростью соударения снаряда и применением относительно небольшого количества взрывчатого вещества названные выше требования до сих пор достигаются с помощью так называемых ALP-снарядов (активных латерально действующих пенетраторов). У таких латерально разлетающихся, активных снарядов на основе PELE- принципа (пенетраторы с повышенным латеральным действием) достижимые латеральные скорости, однако, ограничены в зависимости от вида и массы примененных пиротехнических средств и конструктивным исполнением. Это полностью соответствует целевой установке подобного рода пенетраторов или боеголовок, так как собственная конечная баллистическая мощность реализуется через скорость снаряда. Принцип действия снарядов ALP заключается в активном разрыве пенетратора перед достижением цели на фрагменты и субснаряды. Скорость этих компонентов определяется заложенным небольшим количеством взрывчатого вещества, энергия которого передается через инертную передаточную среду в соответствии с теорией ударных волн и использованными материалами на внешние активные компоненты. Скорости этих активных компонентов лежат в диапазоне между несколькими и примерно 200 м/с. Эффективность, или пробивная мощность, активных частей при этом у ALP-снарядов, как и существующих сбалансированных снарядов, зависит, в первую очередь, от скорости соударения.
До сих пор у разрывных снарядов известные системы ограничиваются конструкцией заряда и исполнением осколочной оболочки. Репрезентативный пример конструкции заряда описывает US 5,243,916. В первую очередь, в нем должна достигаться небольшая чувствительность боеприпаса за счет того, что внутренняя бризантная компонента взрывчатого вещества окружена несущими компонентами. Модификации, прежде всего, преследуют цель обеспечить общую детонацию всего заряда, чтобы получить достаточную скорость осколков. Но принципиально здесь речь идет о чисто разрывном снаряде известного вида. Пограничные поверхности между компонентами взрывчатого вещества предпочтительно выполнены в форме звезды. Предлагается большое количество возможных комбинаций, которые, в основном, отличаются только составляющими смеси взрывчатого вещества и различными добавками. Наружный слой при этом может также состоять из химически реагирующего вещества, например, для образования газа.
Для боеголовок и управляемых снарядов ясной целью является достижение с помощью особой конструкции по возможности щадящего разгона субснарядов или установленных снаружи емкостей при действии взрывчатого вещества. В качестве уровня знания могут быть приведены два документа DE 3522008 С2 и ЕР 0718590 A1. Осколочное действие управляемого снаряда из DE 3522008 С2 определяется оболочкой 12 боеголовки 11 вокруг двигательной установки 16. В целом, заявляется, что определенная толщина оболочки достаточна для того, чтобы создать желаемую пробивную мощность. Это относится исключительно к целям, подлежащим поражению управляемыми снарядами. Перенос на боеприпасы является невозможным. Не оговариваются какие-либо физические закономерности и не приводятся какие-нибудь общие правила расчета. При попадании речь идет о телах, полностью или большей частью полых, так что не наблюдается какого-либо эффекта забойки. Утверждение, что будто не требуется расположения большой массы взрывчатого вещества по всему поперечному сечению управляемого снаряда, чтобы получить высокую пробивную мощность, относится к распределению взрывчатого вещества во внутренней полой оболочке боеголовки. В то же время, без сомнения, во внутренней части управляемого снаряда имеются привод, устройства управления и действенный заряд. Внутренней оболочке 12с не придано никаких функции в связи с осколочной оболочкой. Она представляет собой скорее корпус двигательной установки с элементами управления. Это подтверждается тем, что между этой оболочкой 12с и зарядом взрывчатого вещества расположен слой изоляции из гасящего тепло материала. Решающее преимущество внутренней забойки, которая по своему действию на достижимую скорость осколков равноценна влиянию толщины взрывчатого вещества, не рассматривается и при предложенной системе не может иметь место.
ЕР 0718590 описывает активную часть ракеты или боеголовку, которая для повышения латеральной эффективности ускоряет заранее отформованные элементы с помощью заряда взрывчатого вещества, имеющего кольцевое поперечное сечение. Основной целью описываемой конструкции является преобразование высокой скорости детонации слоя взрывчатого вещества в относительно низкую скорость расширения ускоряемых элементов, или активных частей. Кольцо 43 взрывчатого вещества, ускоряющее активные части, инициируется через кольцо топливной таблетки (зажигательный элемент 82). Оболочка 43 из взрывчатого вещества по своей конструкции и своему действию в основном идентична устройству, описанному в DE 3522008. С помощью свойства взрывчатого вещества или смеси взрывчатых веществ оказывается влияние, в частности, на скорость расширения в сочетании с определением параметров окружающих субснарядов (56).
Далее известны снаряды, которые имеют пиротехнический заряд для повышения воздействия в конце баллистического полета. В качестве представительного примера служит патент US 3,302,570. Он описывает тип снаряда, который, в первую очередь, разработан с целью пробивать защитные сооружения из брони при минимизации требуемой энергии снаряда. Эта цель достигается с помощью массивного пенетратора элемента в виде сердечника из тяжелого металла с относительно небольшим диаметром и относительно большой длиной. Дополнительно эффект должен увеличиваться, кроме этой цели, за счет применения взрывчатого вещества или зажигательного средства. При этом указывается эффект двух зажигательных составов и особых для снарядов процессов разлета в качестве факторов наряду с собственно пробиванием цели.
Горючий материал высокой плотности окружает пенетратор с утолщенной головкой. Материал высокой плотности, окружающий пенетратор, придает ему дополнительную массу и таким образом энергию снаряда и проникает через пробитое головкой элемента отверстие. Благодаря увеличенному диаметру головки должен предотвращаться срыв горючего материала. Благодаря дроблению пробивающего элемента при проходе через твердые цели происходит воспламенение горючего материала, за счет чего создаются осколки или зажигательное средство доставляется в цель. В задней части снаряда центральный пенетратор и окружающий его горючий материал заключены в собственный корпус снаряда, который требуется, чтобы стабилизировать снаряд в трубе и в полете. С помощью режущих кромок на закаленном переднем краю корпуса снаряда должно увеличиваться отверстие, которое сначала проделывается центральным главным пенетратором в материале цели, в результате вместе с материалом цели, попадающим внутрь, причиняется больше повреждений. Чтобы заполнить пространство между центральным пенетратором (13) и корпусом (17) снаряда, укладывается другой слой горючего материала (16) небольшой толщины. Дополнительный слой должен удерживать центральный пенетратор в своем положении. При разрыве снаряда при попадании в более твердую цель происходит воспламенение горючего состава. Изобретательская идея, таким образом, другая, чем у данного изобретения. В US 3,302,570 горючие материалы доставляются в цель, которые воспламеняются в конце баллистических процессов. О росте давления внутри заряда речь не идет. Эта форма снаряда не представляет собой разрывной снаряд в первоначальном смысле. Функция, соответствующая данному изобретению, не предусмотрена и прямо не оговаривается.
У существующих разрывных значительная часть пиротехнических компонентов не может внести заметного вклада в ускорение осколков. Благодаря детонации взрывчатого вещества эта часть диссоциируется, и осколочная оболочка ускоряется в основном благодаря возникающим реакционным газам. Латеральное ускорение осколочной оболочки способствует непосредственному увеличению объема и таким образом разгрузке, так что составляющие давления внутреннего тела взрывчатого вещества всего лишь могут создавать соответственно уменьшенную составляющую ускорения.
Техническим результатом данного изобретения является получение высокой эффективности в конце баллистического полета осколочных снарядов и боеголовок независимо от скорости соударения при применении возможно малой массы взрывчатого вещества. Это достигается с помощью комбинации облицовки из взрывчатого вещества с создающим забойку внутренним телом в сочетании с ускоряющейся до высокой скорости наружной оболочкой. Благодаря этой системе достигается не только наилучшее преобразование энергии взрывчатого вещества, но и открываются также большие возможности в плане свободы действий в части конструирования подобного рода боеприпасов или боеголовок. Скорости осколков или субснарядов, достигаемые с помощью относительно небольших зарядов взрывчатого вещества, лежат между менее 100 до почти 2000 м/с и находятся, таким образом, близко к скоростям чисто разрывных снарядов. Благодаря взрывному сжатию внутреннего образующего забойку тела возникает широкое поле дополнительных возможностей действия. В частности, появляется возможность использовать внутреннее тело для повышения мощности всей системы. Например, это применение специальных материалов, многослойные системы, установка субснарядов и интеграция дополнительных пиротехнических компонентов для раздробления и/или ускорение внутреннего тела. Далее с помощью исполнения внутренней забойки может быть достигнуто воздействие по управлению осколками, которое у существующих разрывных снарядах в этой форме невозможно. Особый эффект может быть получен также при интеграции способных к реакции образующих забойку элементов внутри пенетратора или боеголовки. В сочетании с конструктивными преимуществами и возможностью применения других активных компонентов общая мощность предложенных здесь боеприпасов с ускоряющимися осколками лежит существенно выше тех же известных разрывных снарядов или специальных боеприпасов.
Настоящее изобретение основывается в основном на действии внутренней забойки в соединении со значительно уменьшенной массой взрывчатого вещества для достижения скоростей осколков или субснарядов, сравнимых с существующими разрывными снарядами. Далее проводится оценка достижимых скоростей осколков.
В принципе, скорость оболочки определяется тремя в значительной степени не зависящими друг от друга эффектами: распределением массы между подлежащей ускорению оболочкой и внутренним подпором, энергией слоя взрывчатого вещества (энергия на единицу объема и толщина), от принятого размера поверхностного элемента (оказывает влияние через образующиеся размеры осколков). Этот момент наглядно объясняется с помощью теоретической оценки скорости осколков, которая может быть проведена с помощью уравнения Gumey, известного из специальной литературы. Предлагается два подхода для имеющейся здесь системы: один исходит из цилиндрической формы, другой базируется на развертке цилиндрической конструкции, чтобы получить ровный поверхностный элемент. В этом случае это соответствовало бы в первом приближении реактивной защитной системе. Там решающую роль играет не только распределение массы обоих ускоряющих листов (т.е. условия забойки), но и размер сандвича. При толщине слоя взрывчатого вещества в 10 мм и толщине стальной оболочки в 5 мм, а также мощной односторонней забойке по Gumey при очень больших поверхностях получаются скорости от 1500 м/с. При толщине заднего листа в 10 мм получается в результате расчетов еще 750 м/с. При узком сандвиче (полоска) достигается еще около 60% этой величины.
Другие примеры расчетов: без краевого влияния (т.е. предполагается достаточно вытянутый размер элемента) теоретическая скорость при 5 мм стальной оболочке, большей толщине взрывчатого вещества (>20 мм) и значительной внутренней забойке составляет свыше 2000 м/с. При толщине оболочки 5 мм и слое взрывчатого вещества толщиной 5 мм, а также внутренней забойке с помощью полого алюминиевого цилиндра с толщиной 20 мм начальная скорость осколков лежит на уровне величины в 1000 м/с, а скорость полого цилиндра, ускоряющего внутрь, по причине относительно небольшой забойки находится на уровне где-то 500 м/с. При комбинации стальной оболочки толщиной 8 мм со слоем взрывчатого вещества толщиной 20 мм, а также различной внутренней забойкой величины колеблются между 800 м/с (сильная забойка) и 200 м/с (слабая забойка). Эти примеры расчетов показывают также, что с помощью систем в соответствии с изобретением возможно охватить большой диапазон скоростей осколков или субснарядов.
При оценке скорости осколков цилиндрических конструкций предлагается уравнение Gumey, относящееся к разрывным боеприпасам существующей конструкции
-0,5
v=D/3(M/C+0,5),
где D - скорость детонации, М - масса оболочки (емкость, облицовка), С - масса взрывчатого вещества. При этом D/3 может приниматься в качестве хорошего приближения к характерной скорости по Gumey. Таким образом, скорость осколков пропорциональна скорости детонации примененного взрывчатого вещества. При общих соображениях для D/3 можно отталкиваться от значений между 2600 и 3000 м/с (среднее значение 2800 м/с). Такая формулировка является полезной, так как в большинстве случаев скорость детонации известна раньше, чем скорость по Gumey.
Следующие примеры расчетов должны сделать наглядными отношения при этих подходах: при наружном диаметре в 100 мм и толщине стенки оболочки в 10 мм (внутренний диаметр 80 мм), а также толщине слоя взрывчатого вещества в 5 мм получается скорость осколков / оболочки 25% от скорости по Gumey. При внутреннем диаметре в 40 мм (т.е. при толщине слоя взрывчатого вещества в 20 мм) получается 45% от скорости по Gumey, т.е. примерно 1260 м/с. При внутреннем диаметре в 60 мм и слое взрывчатого вещества толщиной в 10 мм расчеты дают 35% скорости по Gumey (около 1000 м/с). При оболочке, заполненной взрывчатым веществом, получается 50% скорости по Gumey, т.е около 1400 м/с. При идеальной односторонней (внутренней) забойке и очень толстом слое взрывчатого вещества (>30 мм) при больших поверхностях (или диаметрах) достигается примерно скорость по Gumey.
внутрення забойка
оболочка
ядро
ядро
С помощью внутренней забойки, которая является главным признаком изобретения, осуществляется оптимальное преобразование энергии взрывчатого вещества в скорость осколков, таким образом, достигаются высокие скорости при относительно небольшой толщине взрывчатого вещества. Влияние внутренней забойки может учитываться с помощью фактора, который должен быть обозначен как фактор забойки (VF). Он зависит от величин М/С, М/М, rho, сигма и Hygoniot-свойств внутренней среды. Можно исходить из следующих оценок: при толстых оболочках и толстом слое взрывчатого вещества, а также при тонких оболочках и толстом слое взрывчатого вещества фактор забойки получается равным от 1.1 до 1.2. Это соответствует повышению скорости от 10 до 20%.
При комбинации толстой оболочки с более тонким слоем взрывчатого вещества и более тонкой оболочки с более толстым слоем взрывчатого вещества фактор забойки получается от 1,2 до 1,3 (от 20 до 30% повышение скорости). Таким образом, очень высокие скорости осколков до примерно 2000 м/с могут быть получены с помощью сильной забойки и соответствующих взрывчатых веществ, с другой стороны с помощью внутренних тел, образующих слабую забойку, и вялых взрывчатых веществ достигаются относительно небольшие скорости осколков или субснарядов при соответственно плавном ускорении.
Краткое описание чертежей
Фиг.1А. Принципиальная конструкция стабилизированного вращением осколочного снаряда, снабженного слоем взрывчатого вещества с осколочной оболочкой, слоем взрывчатого вещества и образующим забойку внутренним телом, а также элементами управления и воспламенения.
Фиг.1В. Принципиальная конструкция стабилизированного оперением осколочного снаряда, снабженного слоем взрывчатого вещества с осколочной оболочкой, слоем взрывчатого вещества и образующим забойку внутренним телом, а также элементами управления и воспламенения.
Фиг.2. Пример исполнения поперечного сечения осколочного снаряда, снабженного слоем взрывчатого вещества, с осколочной оболочкой, слоем взрывчатого вещества и образующим забойку внутренним телом.
Фиг.3. Поперечное сечение осколочного снаряда, снабженного слоем взрывчатого вещества, с образующим забойку внутренним кольцом или образующим забойку полым внутренним телом.
фиг.4. Поперечное сечение осколочного снаряда, снабженного слоем взрывчатого вещества, с многослойной образующей забойку внутренней конструкцией.
Фиг.5. Пример исполнения поперечного сечения с круглым наружным поперечным сечением и произвольным (здесь восьмиугольным) внутренним поперечным сечением слоя взрывчатого вещества.
Фиг.6. Пример исполнения поперечного сечения с образующим забойку внутренним телом и круглым внутренним поперечным сечением и произвольным (здесь восьмиугольным) наружным поперечным сечением слоя взрывчатого вещества.
Фиг.7. Пример исполнения поперечного сечения с произвольным (здесь квадратным) поперечным сечением образующего забойку внутреннего тела и разбитым на сегменты поперечным сечением детонации / плоскостные сегменты - взрывчатое вещество (здесь: разделенные с помощью внутреннего тела с одновременным и не одновременным воспламенением).
Фиг.8. Пример исполнения поперечного сечения с внутренним телом произвольного (здесь треугольного) поперечного сечения и инертными, передающими давление, компенсационными сегментами между внутренним телом и слоем взрывчатого вещества.
Фиг.9. Поперечное сечение с несколькими (здесь двумя) образующими забойку полыми внутренними телами и динамически действующим слоем между слоем взрывчатого вещества и внутренней забойкой (вверху) и/или между различными внутренними забойками (внизу).
Фиг.10. Поперечное сечение с образующим забойку внутренним телом и динамически действующим слоем между слоем взрывчатого вещества и осколочной оболочкой.
Фиг.11. Пример исполнения поперечного сечения с наружной оболочкой / оболочкой снаряда и лежащим под ней осколочной рубашкой (вверху) и дополнительным, динамически действующим слоем между слоем взрывчатого вещества и осколочной оболочкой (внизу).
Фиг.12. Пример исполнения поперечного сечения с наружной оболочкой и осколочным телом / заранее сформированные снаряды / промежуточный слой, содержащий термические или механические мероприятия, способствующие образованию осколков.
Фиг.13. Пример исполнения поперечного сечения с (здесь квадратным) образующим забойку внутренним телом и сегментами взрывчатого вещества с плоскостным / линейным / точечным устройством воспламенения в слое взрывчатого вещества (вверху) или с установленными во внутреннем теле элементами воспламенения.
Фиг.14. Пример исполнения поперечного сечения с произвольно (здесь квадратной) оформленной поверхностью взрывчатого вещества и передающими давление сегментами между слоем взрывчатого вещества и осколочной рубашкой, или оболочкой снаряда.
Фиг.15. Пример исполнения поперечного сечения с двухслойной обкладкой из взрывчатого вещества и двумя слоями забойки.
Фиг.16. Пример снаряда или боеголовки с состоящим из нескольких частей внутренним телом (здесь - из четырех круговых сегментов, состоящих из одинакового или разного материала) с центральным пиротехническим телом.
Фиг.17. Пример снаряда или боеголовки с состоящим из нескольких частей внутренним телом (здесь - четыре цилиндрических пенетратора) с центральным пиротехническим телом (вверху) или инертным центральным телом соответственно с пустым внутренним объемом.
Фиг.18. Пример исполнения поперечного сечения с оболочкой снаряда / геометрически оформленная внутренняя поверхность осколочной рубашки / соответственно оформленные слой взрывчатого вещества и внутренняя забойка.
Фиг.19. Пример исполнения поперечного сечения с геометрически оформленной внутренней поверхностью осколочной рубашки и соответственно оформленным слоем взрывчатого вещества.
Фиг.20. Пример исполнения поперечного сечения с геометрически оформленной внутренней поверхностью слоя взрывчатого вещества (вверху), или продольными полосками взрывчатого вещества, или плоскостными элементами взрывчатого вещества (внизу).
Фиг.21. Пример исполнения поперечного сечения с внутренней забойкой и установленными в слое взрывчатого вещества разделяющими элементами или геометрическими структурами (здесь - продольные полоски).
Фиг.22. Пример исполнения поперечного сечения с образующим забойку полым внутренним кольцом и центральным выполненным в виде емкости / образующим забойку внутренним телом.
Фиг.23. Пример исполнения поперечного сечения с образующей забойку центральной емкостью (вверху) соответственно центральным внутренним телом и снабженным перемычками пространством между слоем взрывчатого вещества и внутренним телом.
Фиг.24. Пример продольного сечения с осколочной рубашкой, слоем взрывчатого вещества, образующим (здесь состоит из двух частей) внутренним телом, а также управляющими или воспламеняющими элементами для слоя взрывчатого вещества.
Фиг.25. Пример продольного сечения с переменной толщиной взрывчатого вещества и цилиндрической осколочной рубашкой (вверху) и с переменной толщиной осколочной рубашки и взрывчатого вещества (внизу).
Фиг.26. Пример продольного сечения со слоем взрывчатого вещества / скачок диаметра внутреннего тела (вверху) или разделенным образующим забойку телом / установленным телом пенетратора или пенетраторным кольцом.
Фиг.27. Пример продольного сечения со скачком диаметра осколочной оболочки и слоя взрывчатого вещества.
Фиг.28. Пример продольного сечения с состоящими из нескольких частей (здесь раздельные) слоев взрывчатого вещества и (здесь) различным диаметром осколочной оболочки (вверху) или сквозным слоем взрывчатого вещества со скачком диаметра (внизу).
Фиг.29. Пример геометрического исполнения осколочной рубашки для достижения желаемого эффекта или предпочтительных направлений осколков. Здесь: управление направлением и вращение осколочного тела / осколочные кольца и сквозной слой взрывчатого вещества с цилиндрическим образующим забойку внутренним телом.
Фиг.30. Пример геометрического исполнения осколочной рубашки для достижения желаемого эффекта или предпочтительных направлений осколков. Здесь: управление направлением осколочных тел и раздельные слои взрывчатого вещества и геометрически подогнанное образующее забойку внутреннее тело.
Фиг.31. Пример геометрического исполнения осколочной рубашки для достижения желаемого эффекта и предпочтительных направлений осколков. Здесь: обкладка из взрывчатого вещества для различных направлений осколков и скоростей осколков.
Фиг.32. Пример продольного сечения по осколочному снаряду, снабженному слоем взрывчатого вещества, или боеголовке с лежащим внутри снабженным обкладкой из взрывчатого вещества осколочным телом и промежуточным пространством между наружной оболочкой и осколочным телом, а также пустым или частично заполненным наружным баллистическим колпаком (вверху) или массивной / заполненной головкой частью (внизу).
Фиг.33. Пример продольного сечения с полной загрузкой взрывчатым веществом (корпус снаряда и область головки - вверху) и заполненной взрывчатым веществом головкой (внизу).
Фиг.34. Пример продольного сечения с телом из взрывчатого вещества, установленным в образующей забойку внутренней области.
Фиг.35. Пример продольного сечения с размещенными в образующей забойку внутренней области сердечником (вверху) или узким цилиндром с головкой (внизу).
Фиг.36. Пример продольного сечения с остроконечным, размещенным в образующей забойку внутренней полости сердечником с головкой с фокусирующим / дробящим хвостовую область сердечника зарядом взрывчатого вещества (вверху) или керном со ступенчатой головкой и центрирующим (ускоряющим сердечник) зарядом взрывчатого вещества (внизу).
Фиг.37. Пример продольного сечения с геометрически исполненным внутренним телом и соответствующей обкладкой из взрывчатого вещества для направленного осколочного действия или осколочного направленного действия путем придания формы образующему забойку внутреннему телу, поверхности взрывчатого вещества и осколочной оболочке (внизу).
Фиг.38. Пример продольного сечения соответственно фиг.37 с дополнительными осколочными компонентами.
Фиг.39. Пример продольного сечения с (здесь) двухступенчатым направленным осколочным действием и сквозной обкладкой из взрывчатого вещества (вверху) и прерывистой обкладкой из взрывчатого вещества (внизу).
Фиг.40. Пример продольного сечения с дополнительным, первым получающим ускорение осколочным конусом в передней области снаряда, который ускоряется с помощью поверхности взрывчатого вещества.
Фиг.41. Два примера продольного сечения с опережающим сердечником / ступенчатым сердечником в качестве образующей забойку среды.
Фиг.42. Пример исполнения поперечного сечения с ускоряющимися взрывчатым веществом отдельными сегментами.
Фиг.43. Пример исполнения поперечного сечения с переменной толщиной осколочной рубашки и сегментами взрывчатого вещества (здесь четыре) с линзовидным поперечным сечением (принципиально произвольно в части формирования).
Фиг.44. Пример исполнения поперечного сечения с сформированной поверхностью взрывчатого вещества и приспособленным образующим забойку внутренним телом.
Фиг.45. Пример исполнения поперечного сечения с сегментами (здесь восемь) и произвольно исполненной поверхностью взрывчатого вещества.
Фиг.46. Пример продольного сечения, состоящего из нескольких частей, образующего забойку внутреннего тела (например, разделенного по оси и радиально).
Фиг.47. Пример исполнения поперечного сечения снаряда или боеголовки согласно 42 с образующим забойку внутренним телом, здесь составленным из цилиндров, которые размещены в передающей давление матрице.
Фиг.48. Пример исполнения поперечного сечения снаряда или боеголовки согласно 43 с образующим забойку внутренним телом, состоящим из сегментов, одного или нескольких слоев, а также центральным пенетратором.
Фиг.49. Пример продольного сечения, выполненного в виде состоящего из нескольких частей активного тела (различные ступени с различными функциями) и с различным оформлением или обкладкой.
Фиг.50. Пример произвольного исполнения поперечного сечения осколочного снаряда или боеголовки, снабженного слоем взрывчатого вещества.
Фиг.51. Пример произвольного исполнения поперечного сечения.
На фиг.1А показана принципиальная конструкция стабилизированного с помощью вращения осколочного снаряда 1А, снабженного слоем взрывчатого вещества, с осколочной рубашкой / осколочной оболочкой / образующим осколки кожухом 2 снаряда, лежащим под рубашкой слоем взрывчатого вещества / обкладкой из взрывчатого вещества / поверхностью взрывчатого вещества / пиротехническим слоем 3 и образующим забойку внутренним телом 4. Обозначены интегрированные элементы воспламенения с управлением или электроника, управляющая воспламенением слоем взрывчатого вещества. Управление и приведение в действие слоя взрывчатого вещества должны быть приспособлены к соответствующему уровню техники. Эффективность системы при этом почти не поддается влиянию.
Предложенный в соответствии с изобретением принцип действия может найти применение равным образом на стабилизировнных оперением снарядах, как это схематически изображено на фиг.1В. Также и здесь приведена принципиальная конструкция осколочного снаряда 1В, снабженного слоем взрывчатого вещества, которая образована осколочной рубашкой 2, слоем 3 взрывчатого вещества и образующим забойку внутренним телом 4, а также элементами воспламенения или другими устройствами, относящимися к снарядам и боеголовкам. Позиционирование элементов воспламенения не является существенным для функционирования образующего осколки снаряда; они могут быть установлены в донной части снаряда, в образующем забойку внутреннем теле 4, в головке снаряда или в виде модуля на многих местах (ср., например, фиг.24 и 45).
На фиг.2-23, 42-45 и 47-51 показываются примеры исполнения снарядов или боеголовок соответственно настоящему изобретению.
Так, фиг.2 показывает поперечное сечение предложенного осколочного снаряда с осколочной оболочкой 2, слоем 3 взрывчатого вещества и образующим забойку внутренним телом 4. На изображении, которое представляет простейшие варианты возможных конструктивных решений, образующее забойку, соответственно динамически несжимаемое внутреннее тело выполнено в виде массивного, однородного цилиндрического конструктивного элемента. В качестве материала для образующих забойку компонентов могут приниматься, в принципе, все материалы, с помощью которых достигается эффект желаемой динамической забойки. Их динамические свойства и, в частности, вытекающая из них степень забойки являются определяющими для достижимой скорости осколков или для требуемой толщины взрывчатого вещества, с помощью которого достигается желаемое ускорение оболочки. Ибо уже упоминалось, что забойка по своему воздействию на достижимую скорость осколков равнозначна влиянию толщины взрывчатого вещества.
Другими свойствами, оказывающими существенное воздействие, являются геометрические размеры осколочной оболочки или ее масса, а также ее механико-динамические свойства. Однако особое преимущество изобретения заключается в том, что к отдельным компонентам не предъявляется каких-либо особых требований. Почти все свойства могут быть получены путем соответствующего выбора материала без высоких технических издержек.
На фиг.3 изображено поперечное сечение осколочного снаряда со слоем взрывчатого вещества, с внутренним телом 5, образующим забойку. В этом случае оно имеет кольцевую форму и заключает в себя полое пространство 6. Толщина и материал кольца 5 должен быть выбран таким образом, чтобы обеспечить достаточную забойку слоя взрывчатого вещества. Зона взрывчатого вещества может состоять как из одного слоя, так и из двух или нескольких однородных или различных слоев. Для основной функции несжимаемость образующей забойку среды не является обязательной предпосылкой. Скорее степень сжимаемости оказывает влияние на достижимую скорость подлежащих ускорению осколков.
На фиг.4 показано поперечное сечение образующей забойку внутренней конструкции, состоящей из нескольких слоев, причем в ней, выполненной в виде полого цилиндра, находится образующая забойку внутренняя оболочка / внутреннее тело 5 и второе внутреннее тело / центральное тело 7. Компоненты 5 и 7 могут, разумеется, иметь различные механические или физические свойства. Также возможно, что внутреннее тело сначала уплотняется, и только благодаря этому забойка становится достаточной или обладает повышенной мощностью. Далее возможно, что с помощью исполнения или конструкции внутреннего тела происходит изменение во времени высоты забойки в соответствии с техническими требованиями. Это свойство может быть названо скачком забойки. Для этого годится целый ряд материалов с соответствующими Hygoniot-кривыми. На этом основании с помощью материалов, которые имеют специальные Hygoniot-свойства, можно добиться очень интересного эффекта. Сюда можно отнести, например, стекло, или стекловидные вещества, или жидкие, соответственно пастообразные компоненты.
На фиг.5 показан пример, в котором слой взрывчатого вещества 3А имеет наружную форму в виде окружности, а внутреннюю часть - произвольной формы (в этом примере восьмиугольную). Образующее забойку внутреннее тело 6 имеет соответствующий контур. Слой взрывчатого вещества (оболочка из взрывчатого вещества) 3А может в силу своего формообразования оказывать дифференцированное воздействие на осколочную рубашку. Таким образом, могут поддерживаться процессы дробления, и может оказываться воздействие на форму фрагментов и скорость осколков.
В части свойств и технического соответственно учитывающего материалы исполнения осколочной оболочки, или рубашки, снаряда или боеголовки могут рассматриваться, в принципе, все варианты осуществления и технологические возможности, которые известны в связи с существующими осколочными снарядами.
На фиг.6 показан пример слоя взрывчатого вещества 3В с образующим забойку внутренним телом, который здесь имеет наружный контур в виде восьмиугольника и внутренний контур в виде окружности. Естественно, что возможны другие возможности исполнения / формы контуров слоя 3В взрывчатого вещества. Осколочная оболочка 2А имеет в соответствии с формой взрывчатого вещества восьмигранный внутренний контур. Благодаря этому на процесс дробления оболочки может быть оказано воздействие с помощью различной толщины оболочки, плотности и толщины слоя взрывчатого вещества, а также с помощью пиротехнических свойств.
На фиг.7 показан пример с принципиально произвольным, в этом примере квадратным поперечным сечением, образующим забойку внутренним телом 9. С помощью поверхностей контакта / поверхностей соприкосновения внутреннего тела 9 с осколочной рубашкой 2 в этом изображении тело взрывчатого вещества / часть взрывчатого вещества под осколочной рубашкой 2 разделено внутренним телом. Благодаря этому возникает сегментированное поперечное сечение детонации или образуются поверхностные сегменты взрывчатого вещества. При этом возможно одновременное или неодновременное воспламенение сегментов 10 взрывчатого вещества. Образующее забойку внутреннее тело 9 может, разумеется, иметь такие размеры, что оболочка из взрывчатого вещества замкнута для кольцевого воспламенения. Внутреннее тело 9 может удерживаться в своем положении, например, с помощью перемычек.
На фиг.8 внутреннее тело 11 (в этом примере) треугольного поперечного сечения скомбинировано с инертными, передающими давление компенсационными сегментами 12, которые заполняют пространство между наружными поверхностями 11 и кольцевой (цилиндрической) оболочкой 3 взрывчатого вещества. Эти инертные сегменты, к которым в части материалов действительны требования к образующему забойку внутреннему телу, могут быть выполнены в виде образующих осколки тел. Кроме того, они могут содержать дополнительные активные детали. Естественно, этим сегментам могут быть отведены также и другие функции. Так, например, для достижения мощности в конце баллистического полета они могут быть изготовлены в виде субпенетраторов, например, из тяжелого металла, твердого сплава или закаленной стали.
Другая конструкция снаряда в соответствии с изобретением представлена на фиг.9. Показано два варианта поперечного сечения с динамически действующими внутренними слоями / кольцевыми поверхностями. Их динамическое действие проистекает из особых свойств слоя в отношении прохода ударных волн. При этом определяющими являются граничные поверхности между динамическим слоем и граничащими материалами. Физические свойства получаются благодаря акустическому импедансу. Он определяет коэффициент отражения ударных волн в граничной поверхности между двумя средами при отношении m-1/m+1 где m - частное произведение плотности и продольной скорости звука обеих сред.
Верхняя часть картинки на фиг.9 показывает поперечное сечение снаряда с двумя образующими забойку, полыми внутренними телами 5, 5А и одним динамически действующим слоем 13 между слоем 3 взрывчатого вещества и забойкой 5. Здесь в центре находится еще дополнительное тело 7А, например центральный пенетратор. На нижней части изображения показан динамически действующий слой 13А в виде внутренней части в 5 между образующим забойку первым телом 5 и вторым образующим забойку слоем 5А. Благодаря этому могут быть достигнуты описанные выше динамические эффекты, как, например, амортизирующие (гасящие удар, или оказывающие влияние на проход ударных волн, или усиливающие удар) свойства временного влияния на воздействие удара или демпфирующее действие и таким образом на скорость осколков, образование осколков и/или распределение осколков.
На фиг.10 изображено поперечное сечение с образующим забойку внутренним телом 4, динамически действующим слоем 13В между слоем 3 взрывчатого вещества и осколочной оболочкой 3. С помощью свойств и конструкции динамического слоя 13В слой 3 взрывчатого вещества может оказывать ускоряющее действие на осколочную оболочку 2.
Подобную конструкцию показывает нижняя часть поперечного сечения на фиг.11, причем здесь динамически действующий слой 13С расположен во внешней образующей осколки области внешней осколочной оболочки 14, состоящей из двух частей. Благодаря этому можно влиять на образование осколков лежащей выше осколочной рубашки 2. В верхней части поперечного сечения показан пример с наружной оболочкой / оболочкой снаряда 14А и лежащей под ней осколочной рубашкой 2. Исполнение внешней оболочки снаряда может отталкиваться не только от требований, определяемых баллистикой, но и учитывать динамическую эффективность в описываемом смысле.
На фиг.12 показан пример с наружной оболочкой 14А и корпусом для осколков, или матрицей 16А. Здесь предварительно сформированные снаряды 16 или другие баллистически действующие элементы могут быть заделаны как образующие осколки тела. Ускорение / активизация опять же производится с помощью оболочки 3 из взрывчатого вещества. Во внутреннем теле 17 здесь установлен элемент 18 воспламенения, который может поддерживать дополнительное дробление образующих забойку компонентов и может способствовать этому. С помощью установки элемента 18А воспламенения в 17 благодаря образованию поля давления также может быть достигнут динамический эффект уплотнения. Таким образом, например, раздробление 17 может инициироваться после достижения цели или только внутри цели.
На фиг.13 показаны другие примеры с интегрированными элементами воспламенения. Исполнение поперечного сечения предусматривает здесь образующее забойку внутреннее тело 9 (здесь квадратное) и сегменты взрывчатого вещества 10А. В верхней части слой взрывчатого вещества или сегмент 10А взрывчатого вещества содержит элемент 18А воспламенения, который может быть выполнен в виде плоского, линейного или точечного устройства. В нижней части изображения соответствующий элемент 18В установлен во внутреннем теле 9.
На фиг.14 показан пример исполнения поперечного сечения с в основном произвольно сформированной, в этом примере квадратной формы, поверхностью 3С взрывчатого вещества. Между 3С и осколочным слоем 2 находятся передающие давление сегменты 12А. Образующее забойку внутреннее тело 9 имеет соответственно слой взрывчатого вещества квадратного поперечного сечения. Сегменты 12А опять же наряду с их функцией по передаче давления могут выполнять ряд других специальных требований, например, иметь демпфирующее действие или оказывать воздействие, влияющее на скорость осколков оболочки 2. В этом случае так же, как на фиг.5-7, могут регулироваться различные скорости осколков или формы осколков разделяющейся на фрагменты осколочной оболочки, здесь это связано с различной толщиной активных сегментов 12А.
На фиг.15 показан пример состоящей из двух слоев обкладки взрывчатого вещества 19, 20 и соответственно два образующих забойку слоя 4А, 21. Воспламенение обкладки взрывчатого материала может осуществляться одновременно или со смещением во времени. С помощью подобного рода конструкции достигается особо широкий спектр воздействия. Так, например, наружный слой может воспламеняться перед целью, внутренние компоненты воспламеняются при проходе через цель или сразу внутри цели. В этом случае внутренний образующий забойку слой 4А выполнен примерно таким образом, что он обладает конечной балистической эффективной мощностью, т.е. он может представлять пенетратор. Таким образом, может достигаться глубоко эшелонированное оптимально соответствующее боевому заданию развертывание мощности.
На фиг.16 представлен пример с внутренним телом 23, состоящим из нескольких частей, который здесь составлен из четырех круглых элементов 24, которые могут состоять из однородных или различных материалов. Между сегментами 24 могут находиться слои 25. Они могут быть рассчитаны как динамически действующие слои в смысле приведенного выше описания, т.е. состоять из резины / эластомерных материалов или из материалов с пластическими или демпфирующими свойствами. Отдельные компоненты 23 могут устанавливаться свободно или жестко, например, соединяться с помощью клея, винтов или вулканизации. Конструкция снаряда в этом примере снабжена центральным пиротехническим телом 22, который вносит дополнительный эффект дробления / латеральные компоненты (прежде всего для отдельных компонентов 24). Сегменты могут опять же образовывать осколки, содержать тела или иметь собственную конечную баллистическую мощность в смысле центрального пенетратора.
На фиг.17 показываются два других примера с образующими забойку состоящими из нескольких частей внутренними телами / пенетраторами 26. Они состоят, например, из четырех цилиндрических пенетраторов 27. В верхней части изображения в центре цилиндрических пенетраторов 27 находится центральное пиротехническое тело 22А, которое придает латеральную компоненту скорости внутреннему телу 26, образованному комбинацией пенетраторов. В нижней части вместо 22А между компонентами 27А находится инертное центральное тело 28 (или внутреннее пространство). Слой 3D взрывчатого вещества, окружающий внутреннее тело 26, имеет обусловленную формой 26 или 27 различную толщину. В результате этого имеет место различное местное ускорение фрагментов оболочки. Обкладка из взрывчатого вещества может прерываться установленными элементами (вверху) и быть сквозной (внизу).
На фиг.18 показан пример с оболочкой снаряда / кожухом 14А, лежащей под 14А осколочной рубашкой 29 с геометрически сформированной внутренней поверхностью, соответственно сформированным слоем 33 взрывчатого вещества и внутренней забойкой 4. Благодаря заходящим в осколочную рубашку 29 сформированным элементам 31 достигается местное ослабление осколочной рубашки 29, что делает возможным разделение на фрагменты по определенному способу (например, в виде полоски, в виде решетки для образования осколков). Представлено различное исполнение элементов 31А. Соответствующий принцип лежит в основе исполнения поперечного сечения, представленного на фиг.19, с геометрически модифицированной внутренней поверхностью осколочной рубашки 32 и соответственно сформированным слоем 31 взрывчатого вещества.
На верхней части фиг.20 внутренняя поверхность слоя 34 взрывчатого вещества имеет геометрическое исполнение, причем слой взрывчатого вещества здесь образует замкнутую оболочку. В нижней части компонента 35 взрывного вещества составлена из полосок или плоскостных элементов 36 взрывного вещества. Соответственным образом сформированное внутреннее тело 4С служит при этом в качестве разделителя между отдельными компонентами взрывчатого вещества.
Принцип разбитой на сегменты оболочки из взрывчатого вещества также реализован на фиг.21. Пример показывает исполнение поперечного сечения с внутренней забойкой 4 и с установленными в слое 34А взрывчатого вещества разделяющими элементами или геометрическими структурами, в принципе, произвольного исполнения. В данном примере они представлены идущими вдоль полосками 37.
На фиг.22 показан пример с образующим забойку полым внутренним кольцом 21 и выполненным в виде емкости центральным (также при известных обстоятельствах поддерживающим забойку) внутренним телом 38 со стенкой 38А. Заполнение 39 емкости может быть осуществлено, например, твердым веществом, пастообразной или жидкой субстанцией или неоднородным конгломератом из элементов.
Также на фиг.23 изображено исполнение поперечного сечения с емкостью. В верхней части чертежа снаряд снабжен образующей забойку центральной емкостью 38, заполненной жидкостью, пастообразной или уплотненной порошковой массой 39. В нижней части чертежа кольцевая внутренняя емкость 38В соединена со стенкой 38С, и заполнение 39 с помощью перемычек 38D соединено с центральным образующим забойку внутренним телом 4В. В зависимости от требований перемычки 38D могут быть выполнены в виде самостоятельных активных частей (действующими в виде инертных или пиротехнических элементов).
После этих примеров исполнения поперечного сечения систем в соответствии с настоящим изобретением на фиг.24-51 представлен ряд примеров исполнения продольного сечения соответствующих снарядов или боеголовок.
Так, на фиг.24 показано продольное сечение с осколочной рубашкой / переменным по толщине слоем 3 взрывчатого вещества и состоящим из нескольких частей образующим забойку внутренним телом 41. Своими позициями обозначены элементы управления или воспламенения слоя взрывчатого вещества. Образующее забойку внутреннее тело 41 здесь выполнено из двух частей. Таким образом, и в продольном направлении могут достигаться различные скорости осколков и/или различное распределение осколков. В головной или донной области снаряда могут быть установлены элементы 40 управления или воспламенения, что согласно изобретению, разумеется, относится к другим представленным конструкциям снарядов.
На фиг.25 изображено в двух вариантах продольное сечение снаряда с переменной толщиной взрывчатого вещества и осколочной рубашкой. В верхней части показана система с изменяющимся в продольном направлении слоем 42 взрывчатого вещества и соответственно сформированной забойкой, в нижней части с переменной толщиной осколочной рубашкой 43 и переменным слоем 42А взрывчатого вещества.
На фиг.26 слой взрывчатого вещества / внутреннее тело имеют скачок диаметра. Снаряд, показанный в верхней части, имеет переменную толщину слоя 44 взрывчатого вещества с проходящим насквозь образующим забойку внутренним телом 45 со скачком диаметра или по-другому исполненному изменению диаметра. В нижней части показан заряд с разделенным образующим забойку телом или установленным пенетратором или пенетраторным кольцом 41А с различными диаметрами. В зависимости от их свойств внутренние тела могут выполнять различные функции.
На фиг.27 показан пример с переменной толщиной оболочки из взрывчатого вещества 44А и цилиндрическим внутренним телом 4. Осколочная оболочка 45 и слой взрывчатого вещества 44А имеют скачок диаметра или непрерывное изменение диаметра.
В примерах на фиг.28 в верхнем варианте снаряд снабжен несколькими, здесь разделенными слоями взрывчатого вещества 47 и приспособленной к этому осколочной оболочкой 45. Образующее забойку, ступенчатое внутреннее тело 46 имеет согласно этому переменный диаметр. Показанный в нижней части чертежа снаряд имеет сквозной слой 48 взрывчатого вещества с изменением диаметра.
С помощью систем в соответствии с настоящим изобретением технически особенно простым способом может быть достигнута высокоэффективная комбинация или исполнение осколочных оболочек и слоев взрывчатого вещества. На фиг.29-31 показаны примеры, основанные на исполнении снаряда, приведенном на фиг.24.
Так, на фиг.29 показано геометрическое исполнение осколочной рубашки для достижения желаемого эффекта или предпочтительных направлений осколков. Здесь достигается управление направлением и вращением осколков / осколочных колец 50. Имеющий в продольном сечении форму зубьев пилы слой 49 взрывчатого вещества здесь снабжен идущим сквозь цилиндрическим образующим забойку внутренним телом 4. Показанный на фиг.30 пример с разделенными слоями 49А взрывчатого вещества способствует управлению направлением осколочного тела 50А. Образующее забойку внутреннее тело 4 приспособлено в плане геометрии. Фиг.31 показывает осколочную оболочку 51 для различных направлений осколков и скоростей осколков с соответствующим образом приспособленным слоем 49В взрывчатого вещества.
На фиг.32-34 и 37-41 приведены другие варианты осуществления системы, предложенной в соответствии с изобретением, с помощью комбинации показанных компонентов снаряда. На фиг.35 и 36 показаны примеры интеграции / комбинации устройств с пенетраторами.
На фиг.32 показано два продольных сечения с лежащим внутри обложенным взрывчатым веществом осколочным телом 2 и пространством 52 между наружной оболочкой 14В и осколочным телом, а также пустым или частично заполненным внешним баллистическим колпаком (верхняя часть чертежа) и массивной / заполненной головкой (нижняя часть чертежа). Это изображение представляет, например, подкалиберные снаряды, снаряды с зеркалом контакта или снаряды полного калибра с лежащими внутри активными частями уменьшенного диаметра.
Фиг.33 показывает два продольных сечения с полной (сквозной) обкладкой 3 и 54 из взрывчатого вещества. На верхней части чертежа показан корпус снаряда и образующая забойку в головной части область 55, на нижней части - заполненная взрывчатым веществом головка 56.
На фиг.34 изображено продольное сечение с расположенным внутри образующей забойку внутренней области 4 телом 57 из взрывчатого вещества принципиально произвольной формы. Подобного рода компонент из взрывчатого вещества может способствовать в местном порядке особо высоким скоростям осколков или также в самом теле 4 быть причиной таких желательных эффектов, как уплотнение или механические нагрузки, вызывающие разрушение или ускорение.
На фиг.35 показано два продольных сечения с сердечником из твердого сплава или тяжелого металла, установленным в образующую забойку внутреннюю область 4 (верхняя часть чертежа), и узким цилиндром 59 с острием (нижняя часть чертежа). Разумеется, может устанавливаться каждый вариант действующего в конце баллистического полета тела. Представленная здесь комбинация из пробивной способности и осколочного воздействия перекрывает особенно широкий спектр действий.
На фиг.36 показано два примера с сердечником 58А (здесь заостренным), установленным в образующей забойку внутренней области, с фокусирующей, направленной внутрь конической хвостовой частью 60 сердечника. С помощью заднего заряда 61 взрывчатого вещества может достигаться ускорение и/или дробление сердечника 58А (верхняя часть чертежа). На нижней части показан сердечник со ступенчатым острием 58В и конусовидной задней частью 62 с центрирующим, ускоряющим задним зарядом 61А взрывчатого вещества. Направления действия исполнения задней части с сердечником и осколочной оболочкой показаны с помощью стрелок 60А, соответственно 62А.
На фиг.37 показаны два продольных сечения с внутренним телом 64 и соответствующей обкладкой 63 из взрывчатого вещества в соединении с заостренным модулем 72 для направленного повышенного осколочного действия в осевом направлении (верхняя часть чертежа) и осколочным направленным действием за счет придания формы образующему забойку внутреннему телу 64, поверхности 66 взрывчатого вещества и осколочной оболочке 65 (нижняя часть чертежа). Стрелки под позициями 72А, 65А показывают соответствующие направления действия (ср. также фиг.40).
На фиг.38 показано продольное сечение в соответствии с нижней частью на фиг.37 с осколочной рубашкой 67 и дополнительными осколочными компонентами в кармане для осколков или осколочном кольце 68 с размещенными активными частями 68А (стрелки действия 68В). На фиг.39 показано два продольных сечения с (здесь) двухступенчатым образующим забойку внутренним телом 70А с направленным осколочным действием с помощью специального исполнения образующего забойку внутреннего тела 70 или 70А и сквозной обкладкой 69 из взрывчатого вещества (вверху), а также несквозной обкладки из взрывчатого вещества / раздельные кольца 69А из взрывчатого вещества (внизу).
На фиг.40 показан пример с дополнительным, первым получающим ускорение по оси осколочным телом 73 (действие показано с помощью стрелок 73А) в передней части снаряда, которое ускоряется с помощью поверхности взрывчатого вещества 71 осколочной рубашки 3, имеющей забойку в виде внутреннего тела 4.
На фиг.41 показано два продольных сечения с частичной обкладкой из взрывчатого вещества в форме образующего забойку тела с сердечником с опережающей частью / ступенчатым сердечником 74 (вверху). Подобного рода сердечники с опережающей частью 74 могут также быть установлены раздельно (внизу). Этот сердечник 74А с опережающей частью может быть изготовлен из эффективно действующего в конце полета материала, например твердого сплава или тяжелого металла, или также из хрупкого, дробящегося при динамической нагрузке при ударе материала, например, и обладающего высокой хрупкостью карбида вольфрама или содержащего фрагменты вольфрама материала. Он служит главным образом для пробивания массивных плит, представляющих собой цель. С помощью ступенчатого исполнения улучшается воздействие на наклонные плиты или помогает ему.
На фиг.42 изображено исполнение поперечного сечения ускоряющихся взрывчатым веществом снарядов или боеголовок согласно изобретению с отдельными (здесь четыре) сегментами 75. Отдельные сегменты 75 по своему принципу действия соответствуют уже показанным примерам с имеющим форму круга поперечным сечением. С помощью разделения на сегменты и разделительной стенки 76, которая может быть как внутренней стенкой, несущей структуру, так и барьером для ударных волн, отдельные сегменты могут управляться раздельно. Этот пример имеет отношение к пенетратором или боеголовкам с частичной обкладкой в продольном направлении / осевом направлении, у которых имеется возможность занять осколками в пространстве часть обкладки.
На фиг.43 показан пример с переменной толщиной осколочной рубашкой 77 и сегментами взрывчатого 78 вещества (здесь четыре) с линзовидным (однако принципиально форма подлежит свободному выбору) поперечным сечением. Внутренний контур сегментов 78 из взрывчатого вещества определяется соответствующим, образующим забойку внутренним телом 9А. Разумеется, что осколочный слой и слой взрывчатого вещества соответственно фиг.42 могут быть разделены или могут быть сквозными. С помощью подобного рода систем можно добиться очень дифференцированного распределения осколков, которое символизировано фиг.43 для сегмента с помощью комплекса стрелок 78А.
На фиг.44 показано исполнение поперечного сечения с поверхностью 80 взрывчатого вещества, выполненной в виде выпуклых полос и приспособленным образующим забойку внутренним телом 9 В. На фиг.45 показан соответствующий пример с сегментами 81 (здесь восемь) с обкладкой 80А из взрывчатого вещества, которые разделены поверхностями 75А. В то время как на фиг.44 образующая осколки система находится в оболочке 14, на фиг.45 образующие осколки (или однородные) полосы 79А лежат свободно. Кроме того, в этом примере еще имеется центральное кольцо 82, которое поддерживает забойку сегментов 81. Далее цилиндр 82 может быть полым или содержать центральный пенетратор.
На фиг.46 показано продольное сечение принципиального устройства 83 снаряда с состоящим из нескольких частей, образующим забойку внутренним телом, которое может быть составлено из радиальных, осевых или комбинированных элементов. Таким образом, воздействие забойки может быть скомбинировано с механическим предварительным разделением на фрагменты или могут быть сведены вместе различные тела с различными механическими и физическими свойствами.
На фиг.47 показано исполнение поперечного сечения снаряда на фиг.46 с осколочной рубашкой и образующим забойку внутренним телом 84, здесь собрано из цилиндров 86 (сквозных или штабелированных) одинакового или различного диаметра или материалов в передающую давление матрицу 85. Центральная область 87 может образовываться пенетратором или может быть заполнена отдельными телами. Также может быть в соответствии с фиг.12 установлено дополнительное пиротехническое тело. Цилиндры 86 могут обладать различной степенью «стройности» (отношение длина / диаметр) или образованы штабелем коротких цилиндров. На фиг.48 показан другой пример исполнения поперечного сечения снаряда на фиг.46 с разбитым на сегменты, состоящим из одного или нескольких сегментов образующим забойку внутренним телом 88 и центральным пенетратором 82А.
На фиг.49 представлено продольное сечение осколочного снаряда 89, снабженного слоем взрывчатого вещества, который выполнен в виде состоящего из нескольких частей / нескольких ступеней активного тела. Он может быть образован различными, разделенными слоем 91 или связными ступенями, имеющими различные функции или с выполненными конструктивными пространствами 90.
В приведенных до сих пор примерах были представлены цилиндрические осколочные оболочки. Это, разумеется, не является обязательной предпосылкой для систем в соответствии с изобретением. С помощью выполненных в виде слоя ускоряющих элементов скорее могут реализоваться произвольные формы также и наружных компонентов без какого-либо ограничения эффективности. Благодаря этому не устанавливается каких-либо границ в части придания формы. Также, само собой разумеется, что системы, предложенные в соответствии с изобретением, не ограничены отдельными телами. Благодаря свободе в придании формы соответствующие образующие осколки устройства могут быть расположены по группам.
С этой целью на фиг.50 и 51 показаны некоторые примеры. Так, на фиг.50 осколочное тело 92 имеет квадратное поперечное сечение, которое ускоряется с помощью слоя взрывчатого вещества 3F в соответствии с фиг.14. На фиг.51 осколочная оболочка к качестве примера произвольной формы имеет восьмиугольное поперечное сечение 92А. Здесь ускорение осуществляется за счет кольцевого слоя 3 взрывчатого вещества.
Естественно, системы, приведенные в качестве примеров, могут комбинироваться как в снаряде, так и боеголовке, если в этом имеется смысл.
Ниже дается аннотация существенных признаков и преимуществ изобретения.
Активные компоненты, образующие осколки, или оболочки, содержащие осколки или субснаряды, ускоряются тонким относительно диаметра головки снаряда или боеголовки слоем взрывчатого вещества.
Масса взрывчатого вещества, необходимая для ускорения осколков, минимизируется. По сравнению с существующими разрывными снарядами и при сравнимых скоростях осколков или субснарядов масса взрывчатого вещества в зависимости от калибра и технического исполнения уменьшается от 50 до 80%.
Сэкономленная масса взрывчатого вещества поступает в распоряжении в виде дополнительной активной массы. За счет этого существенно расширяется свобода действий при выборе параметров снарядов или боеголовок, ускоряющих осколки или субснаряды.
Минимальная толщина слоя взрывчатого вещества определяется гарантией воспламенения или распространения воспламенения. С помощью установленных вспомогательных средств воспламенения, например детонирующих шнуров, могут воспламеняться очень тонкие двухмерные слои взрывчатого вещества. Равным образом выбор взрывчатого вещества является свободным, так что может реализоваться очень небольшая толщина до величины порядка 2 мм.
С помощью большей толщины слоя взрывчатого вещества в зависимости от внутренней забойки могут дробиться соответственно толстые оболочки или ускоряться с более высокими скоростями. Теоретическая максимальная скорость осколка достигается при слоях взрывчатого вещества порядка 20 мм при эффективной внутренней забойке.
Слой взрывчатого вещества может быть выполнен в форме полого цилиндра и иметь постоянную или переменную толщину стенки и/или форму поперечного сечения.
Слой взрывчатого вещества может быть заранее изготовлен и уложен в виде пленки или произвольно отформованного тела, он может быть залит или уложен любым способом, например запрессован или залит при разрежении. Слой может состоять из одного или нескольких лежащих друг на друге слоев.
Снаряд или боеголовка может содержать сквозной слой взрывчатого вещества или состоять из нескольких слоев взрывчатого вещества как в осевом, так и в радиальном направлении.
Слой взрывчатого вещества может быть однородным или содержать добавки или размещенные тела.
Воспламенение слоя взрывчатого вещества или областей взрывчатого вещества или фрагментов взрывчатого вещества может осуществляться любым возможным способом в соответствии с уровнем техники для разрывных снарядов или боеголовок.
В зависимости от вида воспламенения и исполнения слоя взрывчатого вещества и внутреннего тела скорости и направление разлета осколков или субснарядов могут варьироваться в очень широких пределах.
Образующее забойку внутреннее тело может быть цельным или состоять из нескольких частей. Оно может быть выполнено из металла, или неметаллических материалов, или их комбинаций. Таким образом, существует почти неограниченный выбор материалов с их различными механическими, физическими или химическими свойствами. Так, с одной стороны однородное металлическое внутреннее тело может состоять из металла с небольшой плотностью, например магния, с другой стороны - из тела из тяжелого металла или твердого сплава (однородного или сегментами) с большой плотностью с соответственно более высокой мощностью в конце баллистического полета.
Свойствами внутреннего тела или внутренних тел может определяться их поведение при высоких сжимаемых нагрузках (Hygoniot-свойства), или в сочетании с установленными пиротехническими компонентами и техническим исполнением снаряда или боеголовки могут целенаправленно выбираться материалы с определенными динамическими свойствами.
Однородные образующие забойку инертные внутренние тела могут содержать металлическое или неметаллическое вещество или такие вещества, которые способны к реакции при высоких температурах, возникающих в месте при высоком давлении.
Благодаря возможностям комбинаций образующих забойку внутренних тел получается, что (например, с помощью применения различных материалов, например, с помощью размещения субснарядов в матрице материала) пределы исполнения практически не имеют границ.
Образующее забойку внутреннее тело может быть из хрупкого или становящегося хрупким при динамической нагрузке материала. Равным образом он может быть разделен на фрагменты или подвергнут механической или термической обработке.
Образующее забойку внутреннее тело может быть также выполнено в виде полого цилиндра или при произвольной поверхности поперечного сечения содержать полое пространство. Это внутреннее полое пространство опять же может быть пустым или также заполнено более или менее образующим забойку веществом. Таким образом, возникает широкая возможность для воздействия на забойку и тем самым на скорость или ускорение оболочки, образующей осколки, или выстреливающих субснаряды снарядов или боеголовок.
В специальном исполнении образующее забойку внутреннее тело может представлять собой емкость или содержать таковую. Внутреннее пространство или установленная полость, например, может быть заполнено твердым, порошкообразным, пастообразным или жидким веществом. Далее оно может содержать способное к реакции вещество, например горючую жидкость.
В простейшем случае оболочка снаряда или боеголовки является однородной. В части ее предварительной обработки для поддержания образования осколков могут использоваться все способы и технические приемы, которые соответствуют техническому уровню существующих осколочных снарядов.
Ускоряемая оболочка может также состоять полностью или частично из предварительно сформированных осколков или субснарядов. Подобного рода слой сам может быть представлен оболочкой снаряда или установлен в виде слоя между взрывчатым веществом и наружной оболочкой. При такой конструкции между слоем взрывчатого вещества и наружной оболочкой может быть размещен заранее разбитый на фрагменты или очень хрупкий, или становящийся хрупким под динамической нагрузкой слой.
Для крупнокалиберных боеприпасов или боеголовок также возможно, что между слоем взрывчатого вещества и наружной оболочкой находится промежуточный слой, заполненный пастообразным или жидким веществом, который также может содержать твердые вещества или отдельные тела.
Между слоем взрывчатого вещества и образующим забойку внутренним телом может также находиться динамически поддерживающий забойку слой. Его принцип действия определяется акустическим импеданцем участвующих материалов.
Равным образом между слоем взрывчатого вещества и осколочной оболочкой может быть размещена динамически демпфирующая среда в виде уменьшающего ускоряющий толчок слоя.
Слой взрывчатого вещества может быть сложен из связных поверхностей или из поверхностей, разделенных в радиальном или осевом направлении.
Слой взрывчатого вещества может иметь произвольно сформированную поверхность (контур), так что могут достигаться местные различные образования осколков и скорости осколков.
С помощью формы внутренней забойки слой взрывчатого вещества может образовывать угол к оси снаряда. Таким образом, образом осколки или субснаряды могут ускоряться управляемо по направлению. Подобные системы могут быть предусмотрены как на определенных позициях снаряда (например, в области головки), так и проходить по всей поверхности.
Слою взрывчатого вещества, как правило, придается форма полого цилиндра. Он может быть открыт на концах или закрыт с одной или обеих сторон с помощью расположенного с торцевой или задней стороны слоя взрывчатого вещества.
По всей длине пенетратора могут быть размещены диски из взрывчатого вещества (мостики из взрывчатого вещества). Таким образом, например, внутренние тела могут ускоряться в осевом направлении.
С помощью обкладки взрывчатым веществом с торцевой стороны могут ускоряться части головки. Кроме того, головная часть наряда или боеголовки может быть полностью или частично заполнена взрывчатым веществом.
Головка или головная часть может также состоять из действующих в конце баллистического полета инертных тел или содержать таковые, чтобы с помощью этих компонентов способствовать эффекту в конце баллистического полета.
Другие варианты исполнения систем в соответствии с настоящим изобретением получаются путем размещения дополнительных пиротехнических компонентов внутри образующего забойку внутреннего тела. Они могут воспламеняться либо с помощью детонации слоя взрывчатого вещества, или управляться напрямую. При подобного рода системах могут быть в дополнение к осколкам или субснарядам из области оболочки создаваться радиально ускоряющиеся радиально элементы из внутренней области.
Функции и эффективность систем в соответствии с изобретением независимы от вида стабилизации. Так, действующие тела могут представлять артиллерийские снаряды, головные части самолет-снаряда или ракеты, части бомб или активные части торпеды.
Перечень позиций
1А Стабилизированный вращением осколочный снаряд, снабженный слоем взрывчатого вещества, с осколочной рубашкой 2, слоем 3 взрывчатого вещества и внутренним телом 4
1В Стабилизированный оперением осколочный снаряд, снабженный слоем взрывчатого вещества, с осколочной рубашкой 2, слоем 3 взрывчатого вещества и внутренним телом 4
2 Образующая осколки оболочка снаряда осколочная оболочка / осколочная рубашка
2А Осколочная оболочка с принципиально произвольным внутренним поперечным сечением (здесь восьмиугольное)
3 Оболочка взрывчатого вещества / обкладка из взрывчатого вещества / слой взрывчатого вещества / поверхность взрывчатого вещества / пиротехнический слой
3А Оболочка взрывчатого вещества с принципиально произвольным внутренним поперечным сечением (здесь полигональное)
3В Слой взрывчатого вещества с принципиально произвольным наружным поперечным сечением (здесь восьмиугольное)
3С Слой взрывчатого вещества с принципиально произвольным поперечным сечением (здесь прямоугольное)
3D Промежуточное пространство между 27 и 2, заполненное взрывчатым веществом
4 Образующее забойку внутреннее тело / внутренняя забойка
4А Забойка для 20
4В Центральное внутреннее тело
4С Внутреннее тело с поверхностной структурой
5 Полое образующее забойку внутреннее тело / образующая забойку внутренняя оболочка / внутреннее кольцо / опорное кольцо
5А Второй (внутренний) образующий забойку слой
6 Центральное полое пространство (произвольного поперечного сечения)
7 Второе (здесь центральное) образующее забойку внутреннее тело
7А Внутреннее тело / центральный пенетратор
8 Образующее забойку внутреннее тело с принципиально произвольным поперечным сечением (здесь восьмиугольным)
9 Образующее забойку внутреннее тело с (принципиально произвольным) здесь квадратным поперечным сечением
9А Образующее забойку внутреннее тело
9В Образующее забойку внутреннее тело
9С Образующее забойку внутреннее тело
10 Сегмент взрывчатого вещества между 9 и 2
10А Сегмент взрывчатого вещества между 9 и 2
11 Центральное тело с принципиально произвольным поперечным сечением (здесь треугольное)
12 Инертный / передающий давление сегмент (однородный или содержащий тела) / образующий осколки сегмент между 11 и 3
12А Инертный / передающий давление сегмент (однородный или содержащий тела) / образующий осколки сегмент между 3С и 2
13 Динамически действующий слой между 9 и 3
13А Динамически действующий слой между 5 и 7
13В Динамически действующий слой между 3 и 2
13С Динамически действующий слой между 2 и 14
14 Наружное осколочное кольцо
14А Оболочка снаряда / рубашка снаряда / наружная обшивка
14В Оболочка снаряда / стенка боеголовки
15 Осколки / кольцевая поверхность между 14 и 3, содержащая заранее сформированные элементы
16 В 16а размещенные тела / заранее сформированные осколки / заранее сформированные снаряды
16А Матрица из 15
17 Внутреннее тело (центральное или децентрализованное) с размещенным элементом 18 воспламенения
18 Размещенный в 17 элемент воспламенения (детонирующий шнур)
18А Элемент 18 воспламенения в 10А
18В Элемент воспламенения / взрывной провод, размещенный в 10А, произвольной формы и произвольного поперечного сечения
19 Наружный слой взрывчатого вещества
20 Внутренний слой взрывчатого вещества
21 Внутренняя активная оболочка / внутреннее осколочное кольцо (забойка для 19 и осколочная оболочка для 20)
22 Центральный заряд (детонирующий шнур) / пиротехническое тело
22А Центральное тело из взрывчатого вещества для радиального ускорения или дробления 26
23 Состоящее из нескольких частей внутреннее тело (здесь поперечное сечение 24, разделенное на четыре круговых сегмента)
24 Отдельный элемент из 23
25 Разделение / разделительный слой между элементами 24
26 Состоящее из нескольких частей, принципиально произвольно сформированное внутреннее тело (здесь образовано из четырех цилиндров 27 или 27А)
27 Цилиндр / тело с принципиально произвольным поперечным сечением (здесь круговой формы)
27А Тело с принципиально произвольным (здесь круговой формы) поперечным сечением
28 Инертное центральное тело в 26 / внутреннее пространство / полое пространство
29 Осколочная оболочка с переменной толщиной стенкой / с насечкой / с внутренней структурой 30
30 Насечка / внутренняя структура
31 Слой взрывчатого вещества со структурированным наружным контуром
31А Взрывной элемент / перемычка из взрывчатого вещества
32 Осколочная оболочка со структурированной / с внутренней стороной с сформированными частями
33 Взрывная оболочка с насечками
34 Слой взрывчатого вещества с изменением диаметра / скачок диаметра / зарубки / надрезы на внутренней стороне
35 Разбитый на сегменты / с перерывами / имеющий форму перемычки (состоящий из плоских элементов) слой взрывчатого вещества
36 Полоски из взрывчатого вещества / плоский элемент из взрывчатого вещества
36А Полоски из взрывчатого вещества / сегмент из взрывчатого вещества
37 Разделительный слой / разделительный элемент / разделительная полоска / разделительная решетка между 36А
38 Центральная емкость / внутреннее тело
38А Стенка 38
38В Емкость в форме промежуточного слоя
38С Стенка 38В
38D Перемычка / держатель / соединительная структура
39 Заполнение / содержимое 38
39А Заполнение / содержимое 38В / кольцо жидкости
40 Элемент управления / воспламенения
41 Состоящее из нескольких частей / нескольких ступеней тело
41А Состоящее из нескольких частей образующее забойку тело (одинакового или разного диаметра)
42 Слой взрывчатого вещества переменной толщины (здесь переменным является внутренний диаметр)
42А Как 42, переменным является наружный диаметр
43 Осколочная оболочка переменной толщины
44 Оболочка из взрывчатого вещества со (здесь внутренним) скачком диаметра / изменением диаметра
44А Скачок диаметра / изменение диаметра
45 Ступенчатая осколочная оболочка / осколочная оболочка переменной толщины
46 Ступенчатое внутреннее тело
47 Разделенная / состоящая из нескольких частей оболочка из взрывчатого вещества
48 Оболочка из взрывчатого вещества со скачком диаметра / изменением диаметра
49 Оболочка из взрывчатого вещества (здесь сквозная) для направленного воздействия осколков
49А Оболочка из взрывчатого вещества из отдельных участков / приставленных, раздельных кольцевых поверхностей
49В Структурированная оболочка из взрывчатого вещества (здесь состоящая из кольцевых поверхностей из элементов кругового поперечного сечения)
50 Осколочная оболочка для достижения направленного действия
50А Сегментированная осколочная оболочка по 49А
51 Осколочная оболочка из выпуклых колец
52 Полое пространство между 2 и 14В (пустое или с внутренней структурой)
53 Головка с оболочкой 54 из взрывчатого вещества / с наружным баллистическим колпаком
54 Слой взрывчатого вещества в 53
55 Образующее забойку внутреннее тело
56 Головка, заполненная взрывчатым веществом / пиротехнической средой
57 Размещенное в 4 тело из взрывчатого вещества
58 Установленный в 4 пенетратор (здесь сердечник 58 из твердого сплава, тяжелого металла или стали)
58А Сердечник с внутренним конусом 60 в задней части
58В Сердечник с конусовидной задней частью 62
59 Пенетратор / цилиндр, установленный в 4
60 Внутренний конус в задней части в 58А
60А Стрелки, показывающие направление действия зоны 61 взрывчатого вещества
61 Зона взрывчатого вещества в задней части 58А для ускорения / дробления 58А
61А Зона взрывчатого вещества в задней части 58В для ускорения 58В
62 Конусовидная задняя часть 58В
62А Стрелки, показывающие направление действия зоны 61А взрывчатого вещества
63 Обкладка из взрывчатого вещества для частично усиленного осевого осколочного действия
64 Внутреннее тело в 63
64А Внутреннее тело в 65
65 Осколочная оболочка с осевым осколочным действием
65А Стрелка, показывающая направление действия
66 Оболочка из взрывчатого вещества
67 Осколочная оболочка соответственно 65 с карманом для осколков
68 Карман для осколков / осколочное кольцо
68А Тело, установленное в 68
68В Стрелки, показывающие направление действия карманов 67 для осколков
69 Оболочка из взрывчатого вещества с переменным внутренним диаметром для направленного ускорения осколков
69А Элементы оболочки из взрывчатого вещества для направленного ускорения осколков (здесь с секционным / многоступенчатым слоем взрывчатого вещества)
70 Образующее забойку внутреннее тело с наружным контуром для направленного осколочного действия
70А Образующее забойку внутреннее тело с наружным контуром для направленного осколочного действия
71 Действующая по оси зона взрывчатого вещества
72 Головной модуль с направленным осколочным действием
73 Стрелка, показывающая направление действия
73А Стрелки, показывающие направление действия осколочной оболочки 73
74 Образующее забойку внутреннее тело с частичной обкладкой из взрывчатого вещества
74А Состоящее из нескольких частей внутреннее тело со ступенчатой головкой
75 Сегмент образующего забойку внутреннего тела с имеющим цилиндрическую форму контуром
75А Сегмент образующего забойку внутреннего тела с имеющим цилиндрическую форму контуром
76 Разделительная поверхность
77 Осколочная оболочка
78 Линзовидный сегмент взрывчатого вещества/сегмент произвольного поперечного сечения
78А Стрелки, показывающие направление действия
79 Осколочный сегмент
79А Осколочный сегмент
79В Получающий ускорение осколочный сегмент 79А
79С Раздробленный и получающий ускорение осколочный сегмент 79А
80 Кольцо из взрывчатого вещества из сегментов произвольного исполнения
80А Сегмент взрывчатого вещества произвольного исполнения
81 Сегмент образующего забойку внутреннего тела с произвольным контуром
82 Внутреннее тело, центральный пенетратор
82А Внутреннее тело, центральный пенетратор
83 Составленное из секций / собранное из секций образующее забойку внутреннее тело
84 Кольцо из стержней / цилиндров / тело произвольного поперечного сечения
85 Разделительный слой между 80
86 Стержни / цилиндр / тело произвольного сечения
87 Центральное тело
88 Выполненное в виде секций кольцо
89 Снаряд с различными образующими забойку внутренними телами
90 Инертный участок
91 Расстояние / амортизирующий инертный элемент / разделительный слой
92 Осколочное кольцо / осколочная оболочка произвольной (здесь квадратной) формы
92А Осколочное кольцо / осколочная оболочка произвольной (здесь восьмиугольной) формы