БОЕПРИПАС ДЛЯ АМПУЛЬНОГО ОГНЕМЕТА

Полезная модель относиться относится к области оборонной техники, а именно к ампульным огнеметам. Она может быть использована в зажигательных снарядах, ракетах и авиационных бомбах для поражения живой силы, расположенной в укрытых строениях, сооружениях, на автомашинах, а также для создания очагов пожара в указанных объектах и на местности в любых погодных условиях. Поражение целей достигается горящей струей огнесмеси.
Известны огнеметы, использующие вытеснение "холодной" (не горящей) огнесмеси из баллона с последующим ускорением ее в гидротракте и насадке, формированием струи на переднем срезе насадка и поджиганием струи на траектории факелом зажигательного патрона. Например, легкий пехотный огнемет ЛПО-50 и тяжелый пехотный огнемет ТПО-50, в котором способ огнеметания, включающий вытеснение смеси из баллона с последующим ускорением ее в гидротракте, оканчивающемся насадком, формированием струи на переднем торце насадка и поджиганием струи на траектории факелом зажигательного патрона (звездки) реализован в струйном тяжелом огнемете.
Существенным недостатком является малая дальность огнеметания. Увеличить дальность огнеметания можно большим давлением вытеснения огнесмеси (большей скоростью струи) и, как следствие, большим диаметром насадка и большой емкостью баллона с огнесмесью. Однако дальнейшее увеличение дальности огнеметания связано с нарушением целостности струи огнесмеси из-за усиления влияния силы лобового сопротивления воздуха.
Данный недостаток устранен в ампульных огнеметах. В настоящее время широкое распространение получили зажигательные боеприпасы для зажигания объектов и поражения (разрушения) различных целей. Разработанные в последние годы термобарические горючие смеси позволили создать малогабаритные боеприпасы (гранаты) к ампульным огнеметам для поражения объектов в замкнутом и полузакрытом пространстве. Известная конструкция боеприпаса (патент США №3974774, кл. F 42 B 13/46, 1976) с жидким наполнением содержит ампулу, заполненную самовоспламеняющейся огнесмесью. Внутри ампулы по ее оси расположен воспламенительно-разрывной заряд в виде трубки с взрывателем и воспламенительно-разрывным зарядом. В полете боеприпас стабилизируется стабилизатором с раскрывающимися лопастями.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому боеприпасу является «Способ поражения гранатой с объемно-детонирующей смесью и граната для ампульного
огнемета» по патенту РФ па изобретение №202/1820, МПК F 42 В 12/52, 1994 г. В нем ампульный огнемет содержит корпус со снаряжением, центральную трубку с взрывателем и стабилизатор с раскрывающимися лопастями.
При выстреле продукты сгорания порохового заряда воздействуют на заднее днище боеприпаса, разгоняя его по пусковой трубе огнемета до достижения требуемой скорости. От величины данной скорости и угла возвышения огнемета зависит дальность полета гранаты.
Современные требования, предъявляемые к огнеметам, требуют дальнейшего повышения дальности огнеметания.
Задачей полезной модели является повышение боевой эффективности огнеметов за счет увеличения дальностью огнеметания.
Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в уменьшении донного сопротивления капсулы с огнесмесью, что приводит к уменьшению силы сопротивления движению.
Поставленная задача достигается тем, что в хвостовой части капсулы расположен скрепленный твердотопливный заряд из баллиститного топлива с малой скоростью горения. форма внутренней поверхности которого повторяет внешнюю форму профильной части порохового двигателя.
Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг.1),
где: 1 - капсула;
2 пороховой двигатель;
3 перфорированный стакан;
4 стабилизаторы;
5 - корпус;
6 - самовоспламеняющаяся огнесмесь;
7 - твердотопливный заряд;
8 - центрирующие пояски;
9 - перфорация.
Боеприпас для ампульного огнемета содержит капсулу 1, пороховой двигатель 2 и перфорированный стакан 3 с раскрывающимися стабилизаторы 4, установленными под углом к продольной оси снаряда. Капсула 1 представляет собой тонкостенный корпус 5 с заполненной самовоспламеняющейся огнесмесью 6. В хвостовой части капсулы 1 расположен скрепленный твердотопливный заряд 7 из баллиститного топлива с малой скоростью го-рения. Форма внутренней поверхности твердотопливного заряда 7 повторяет внешнюю форму профильной части порохового двигателя 2. Такое выполнение способствует
уменьшению свободных объемов. Площадь горящей поверхности и масса твердотопливного заряда 7 рассчитываются из условия полета боеприпаса на максимальную дальность.
На боковой стенке корпуса 5 образованы центрирующие пояски 8, диаметр которых уменьшается в сторону переднего торца боеприпаса. На дне боеприпаса закреплен перфорированный стакан 3 с центрирующим пояском на его заднем торце. При этом перфорация 9 выполнена у дна боеприпаса, а косопоставленные стабилизаторы 4 закреплены на стакане 3 между перфорацией и центрирующим пояском, диаметр которого выполнен соответствующим калибру огнемета.
Боеприпас для ампульного огнемета работает следующим образом.
Запуск боеприпаса осуществляется путем подачи команды на пиропатрон воспламенителя. Под действием температуры и давления пороховых газов, образовавшихся при срабатывании воспламенителя, происходит воспламенение порохового заряда двигателя 2. За счет истечения газов из сопла порохового двигателя 2, боеприпас начинает движение.
При запуске пороховые газы метательного заряда воздействуют на заднее днище боеприпаса. разгоняя его до требуемой скорости. При этом часть пороховых газов через перфорацию 9 в стакане 3 перетекает в зазор между боеприпасом и пусковой трубой. Это сопровождается воспламенением твердотопливного заряда 7.
Так как центрирующие пояски на боковой стенке корпуса боеприпаса выполнены меньше внутреннего диаметра ствола, причем диаметр их уменьшается в сторону переднею горца, то это позволяет при выстреле обеспечить равномерное сжатие ампулы давлением пороховых газов, исключая вспучивание тонкостенной оболочки при жидком ее снаряжении от действия ускорения при движении по стволу.
После запуска, когда еще боеприпас движется по каналу пусковой трубы, лопасти стабилизатора 4 находятся в сложенном положении. После выхода из направляющей контейнера лопасти стабилизатора 4 боеприпаса раскрываются и устанавливаются под углом к его продольной оси, чем обеспечивается устойчивое движение на траектории.
Известно, что аэродинамическая форма боеприпаса влияет на дальность стрельбы через их аэродинамические характеристики. Аэродинамические характеристики боеприпаса определяются его коэффициентом формы. Снижение коэффициента формы боеприпаса приводит к уменьшению силы сопротивления воздуха, что обеспечивает при той же начальной скорости прирост в дальности стрельбы. Сила сопротивления воздуха включает в себя три составляющие: волновую, вязкого трения и вихревую. Доля этих составляющих в общем значении силы сопротивления воздуха зависит от скорости движения боеприпаса (см. таблицу).
При дозвуковых скоростях движения боеприпаса сопротивление воздуха определяется главным образом вихревой составляющей, при сверхзвуковых скоростях волновой и вихревой
составляющими.
Составляющие силы сопротивления воздуха
Составляющая
Скорость движения снаряда, м/сек
Дозвуковая
Сверхзвуковая
Волновая
-
50
Вязкого трения
20-30
10-15
Вихревая
70-80
35-40
Вихревая составляющая сопротивления воздуха обусловлена срывом воздушного потока с донной части боеприпаса. При этом за донным срезом боеприпаса образуется разряженное пространство, в которое устремляются невозмущенные слои воздуха с образованием вихрей. Кроме того, наличие разряжения за донным срезом увеличивает разность давлений, действующих на головную часть боеприпаса и донный срез, что также приводит к увеличению сопротивления воздуха. Для уменьшения вихревой составляющей и влияния разряжения воздуха за донным срезом необходимо обеспечить обтекание воздушным потоком донной части боеприпаса.
В процессе полета на боеприпас действует сила лобового сопротивления F, которая направлена в сторону, противоположную полету боеприпаса и определяется следующим выражением
где: F - сила лобового сопротивления;
х
С - коэффициент силы лобового сопротивления;
ρ - плотность воздуха;
V - скорость движения боеприпаса;
m
S - площадь миделевого сечения боеприпаса.
х
Из анализа выражения (1) следует, что чем меньше значение С, тем меньше сила лобового сопротивления F.
С другой стороны, сила лобового сопротивления F определяется следующим выражением
1
где: p давление на входе боеприпаса;
2
p давление на выходе боеприпаса.
2
Из анализа выражения (2) следует, что чем больше давление на выходе боеприпаса p. тем меньше сила лобового сопротивления F.
х
2,,
Таким образом, уменьшение величины донного сопротивления как за счет уменьшения значения С так и за счет увеличения давления на выходе боеприпаса р является эффективным способом увеличения дальности полета боеприпаса.
Следовательно, установка в хвостовой части капсулы твердотопливного заряда из баллиститного топлива с малой скоростью горения, выполняющего роль донного газогенератора, способствует увеличению давления на выходе боеприпаса, что уменьшает его донное сопротивление, а, следовательно, приводит к уменьшению силы лобового сопротивления. В свою очередь, это приводит к увеличению дальности полета боеприпаса.