АРТИЛЛЕРИЙСКАЯ ПРЫГАЮЩАЯ ГРАНАТА

Полезная модель относится к осколочным боеприпасам с заданным дроблением оболочки на поражающие элементы рациональной массы и формы, которое происходит через время замедления после встречи с преградой, необходимое для реверсирования гранаты на высоту эффективного поражения цели, скрытой в рельефе местности и за преградой.
Уровень данной области техники характеризует осколочная граната по патенту RU 2135941, F42B 12/24, 1999 г, корпус которой выполнен с полуготовыми осколками.
Формирование полуготовых осколков организовано выполнением на внутренней поверхности локализаторов дробления в виде распределенных рядами пирамидальных рифлей с вершиной на поверхности каморы, смещенных на полшага в примыкающих рядах, и симметричных им кольцевых канавок по наружной поверхности корпуса.
Внутренний профиль корпуса осколочной гранаты получают объемным холодным деформированием прутковой заготовки из низкоуглеродистой стали в многопозиционных штампах поэтапным выдавливанием призматическим пуансоном с радиальными выступами треугольного сечения рифлей последовательно по рядам. Основания рифлей при этом совмещены с вершинами примыкающих рифлей нижерасположенного ряда в шахматном порядке, образуя сотовую конструкцию, в продольном сечении представляющую собой пилообразный профиль.
Металл оболочки корпуса при ступенчатом последовательном деформировании заполняет шлицы пуансона, образуя углубления в виде треугольной пирамиды. Наклон стенки формируемой при этом поперечной канавки переменного профиля происходит перемещением конической части полуфабриката на последующей операции деформирования корпуса в матрице без центральной оправки, свободным течением запаса металла.
Вершины углублений оснований пирамид нагартовываются пластической деформацией при выдавливании, изменяя структуру металла в зоне разрушений при детонации взрывчатого наполнения гранаты.
Наружный профиль корпуса гранаты формируют нарезанием симметричных поперечных кольцевых канавок конической формы за один проход гребенкой.
Описанное выполнение локализаторов дробления корпуса на обеих поверхностях оболочки корпуса позволяет пространственно и технологически разделить их изготовление как по времени, так и инструментально, что проще и технологичнее в серийном производстве.
Пилообразный профиль внутренней поверхности корпуса, образованный рядами пирамидальных рифлей, и симметричные им кольцевые канавки на наружной его поверхности формируют переменную толщину оболочки для создания условий заданного геометрией дробления по ослабленным сечениям энергией продуктов детонации взрывчатого вещества наполнения.
Недостатком описанной осколочной гранаты является неудовлетворительное использование по назначению заметной части формируемых осколков, которые при подрыве гранаты от реакционно срабатывающего головного взрывателя ударного действия неизбежно заглубляются в грунт рельефа местности, попадают в преграду, чем сокращается зона поражения.
Отмеченный недостаток исключен в более совершенной артиллерийской прыгающей гранате по патенту RU 75026 U1, F42B 12/24, 2008 г., которая по технической сущности и числу совпадающих признаков выбрана в качестве наиболее близкого аналога предложенной.
Известная граната содержит головной взрыватель, детонатор которого размещен внутри взрывчатого наполнения корпуса, оснащенного ведущим устройством и локализаторами дробления в виде симметричных поперечных канавок, наружных кольцевых конической формы, и внутренних пилообразного профиля, а также метательный заряд, размещенный в хвостовике, жестко связанном с корпусом (так называемая безгильзовая граната).
Особенностью известной прыгающей гранаты является то, что открытый торец корпуса закатан на коническую монтажную муфту, закрепленную на головном взрывателе, в огневой цепи которого размещен вышибной заряд, сверху закрытый мембраной с центральным огнепередаточным отверстием и сообщающийся с лучевым детонатором посредством дросселя пиротехнического устройства временного замедления.
В этой гранате обеспечено принципиально новое качество: реверсивное движение от преграды после срабатывания головного взрывателя на оптимальную высоту 0,5-1,5 м для эффективного поражения живой силы противника, включая скрытую за складками рельефа местности.
Однако, недостатком известной прыгающей гранаты является низкие показатели основного назначения и неудовлетворительная функциональная надежность, которая, из-за необходимого переуплотнения пиротехнического заряда устройства временной задержки для реверсивного подъема боевой части на заданную высоту, нестабильно воспламеняется и горит, что является причиной недопустимых отказов.
Кроме того, взрывчатое наполнение не изолировано от непосредственного воздействия импульса примыкающего вышибного заряда.
Боевая часть не поднимается на оптимальную высоту 1,0-1,5 м, потому что завальцовка открытого торца корпуса на монтажную муфту разделяется раньше (при усилии раздергивания 500-700 кг), чем достигается максимальный импульс при полном сгорании вышибного заряда.
Поэтому реальная высота подпрыгивания гранаты составляет 0,4-0,5 м, что недостаточно для эффективного поражения скрытой цели.
Технической задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение эффективности осколочного действия и функциональной надежности гранаты.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известной артиллерийской прыгающей гранате, содержащей головной взрыватель, детонатор которого размещен внутри взрывчатого наполнения корпуса, оснащенного ведущим устройством и локализаторами дробления в виде симметричных поперечных канавок, наружных кольцевых конической формы и внутренних пилообразного профиля, а также метательный заряд, размещенный в хвостовике, при этом корпус открытым торцом через монтажную муфту связан с взрывателем и диафрагмой, коммуникационное отверстие которой сообщается с вышибным зарядом реверса, примыкающим к дросселю детонирующего узла, который сообщается посредством пиротехнического устройства временного замедления с лучевым детонатором, по предложению авторов, монолитно совмещенная с силовой поперечиной, несущей дроссель, монтажная муфта жестко закреплена в корпусе и связана с тонкостенной юбкой диафрагмы, где размещен вышибной заряд, взаимодействующий с дополнительной таблеткой воспламенительного состава, примыкающей к пиротехническому устройству временной задержки, причем поперечина монтажной муфты от взрывчатого наполнения отделена демпфирующими прокладками.
Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечили повышение функциональной надежности боеприпаса и эффективности его поражающего осколочного действия при гарантированном подпрыгиванием боевой части на высоту 1,0-1,5 м.
Монолитное соединение монтажной муфты с детонирующим узлом формообразует прыгающую боевую часть как самодостаточный функциональный боеприпас, автономного действия по назначению.
Жесткое крепление монтажной муфты в открытом торце корпуса обеспечивает их конструкционное единство, связанное со структурными элементами боеприпаса, обеспечивающими функционирование по назначению - головным взрывателем и вышибным зарядом, которые отделяются при реверсивном движении осколочной гранаты.
Связь монтажной втулки с диафрагмой посредством ее тонкостенной юбки обеспечивает разделение функциональных элементов боеприпаса при срабатывании вышибного заряда для автономного реверса осколочного корпуса на высоту подрыва.
Размещение вышибного заряда внутри тонкостенной юбки диафрагмы необходимо для сохранения конструктивного единства структурных элементов на время полного сгорания вышибного заряда и последующего силового отделения сработавшего головного взрывателя, являющегося балластом, от осколочного корпуса при его реверсе от максимального импульса.
Взаимодействие вышибного заряда с пиротехническим устройством временного замедления через примыкающую к последнему дополнительную таблетку воспламенительного состава, чувствительного к тепловому импульсу, гарантированно обеспечивает инициирование и стабильное горение пиротехнического замедлителя для надежного и точного подрыва детонатора, в конечном итоге - разрыв осколочного корпуса на заданной высоте реверсивного движения при подпрыгивании гранаты.
В размещенных под силовой поперечиной монтажной муфты демпфирующих прокладок, примыкающих к взрывчатому наполнению, происходит полное гашение ударных нагрузок, возникающих при стрельбе, встрече с преградой и срабатывании вышибного заряда, предотвращая разрушение взрывчатого снаряжения и преждевременное его срабатывание.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущего признакам в разобщенности, то есть поставленная в полезной модели техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого полезная модель явным образом не следует для специалиста по артиллерийским боеприпасам, показал, что она неизвестна, а с учетом практической возможности изготовления артиллерийской прыгающей гранаты на действующем производстве, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.
Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративное назначение и не ограничивает объема притязаний совокупности признаков формулы. На чертеже изображена предложенная граната.
Артиллерийская прыгающая граната для стрельбы из гранатомета или подствольника выполнена по схеме «улетающей гильзы», то есть на донном фланце 1 корпуса 2 посредством завальцовки открытого торца закреплен хвостовик 3, несущий метательный пороховой заряд 4, внутри которого расположен центральный капсюль-воспламенитель 5, инициируемый стреляющим механизмом оружия.
Капсюль-воспламенитель 5 закреплен в торце хвостовика 3, по периферии которого распределены сопловые отверстия 6 для выхода газообразных продуктов горения метательного заряда 4, сообщающих ускорение гранате при выстреле.
Головной взрыватель 7 установлен в соединительной втулке 8, оснащенной тонкостенной резьбовой юбкой 9, связанной с монтажной муфтой 10, которая жестко закреплена в корпусе 2.
Головной взрыватель 7 сообщается посредством центрального огнепередаточного отверстия 11 в диафрагме 12 с вышибным зарядом 13 реверсивного движения, который расположен в юбке 9 втулки 8 и опирается на силовую поперечину 14, монолитно совмещенную с монтажной муфтой 10 и с детонирующим узлом 15, включающим лучевой детонатор 16, взаимодействующий с пиротехническим зарядом 17 временной задержки, к которому примыкает воспламенительная таблетка 18, чувствительная к тепловому импульсу.
Поперечина 14 монтажной муфты 10 опирается на взрывчатое наполнение 19 каморы корпуса 2 через набор демпфирующих прокладок 20, в которых гасятся силовые возмущения при выстреле, встрече с преградой, при срабатывании вышибного заряда 13.
Конфузор осевой дюзы 21 в силовой поперечине 14 перекрыт газораспределительной решеткой 22, расположенной над воспламенительной таблеткой 18 для дублирования теплового воздействия сработавшего заряда 13.
Осколочный корпус 2 оснащен симметрично расположенными на его наружной и внутренней поверхностях кольцевыми канавками 23 и трапецеидальными рифлями 24 соответственно.
Вершины формируемых штамповкой треугольных трапецеидальных рифлей 24 расположены на поверхности каморы корпуса 2, а их основания углублены на расстояние 0,25-0,45 толщины оболочки, как того требует теория и подтверждает опыт проектирования осколочных боеприпасов с полуготовыми осколками.
Распределенные кольцевые канавки 23 и трапецеидальные рифли 24 формируют ослабленные сечения оболочки корпуса 2, по которым происходит пластический сдвиг металла при импульсивном нагружении ударной волной от взрыва детонационного наполнения 19.
Из металла корпуса 2 на его поверхности сформирован ряд выступов 25, совместимых со спиральными нарезами канала ствола для гравитационного заряжания гранаты и придания гранате осевого вращения при выстреле для продольной стабилизации на траектории полета к цели.
Функционирует прыгающая граната следующим образом.
При выстреле инициируется капсюль-воспламенитель 5, который воспламеняет пороховой метательный заряд 4.
Возросшим давлением пороховых газов от истекающих через сопловые отверстия 6 газообразных продуктов горения метательного заряда 4 в форкамере оружия, где помещен конгруэнтный хвостовик 3 гранаты, развивается импульс силы, выталкивающий гранату, придавая начальное ускорение линейного движения и вращение вокруг продольной ее оси за счет взаимодействия выступов 25 со спиральными нарезами ствола.
При падении гранаты на грунт или встрече с преградой реакционно срабатывает взрыватель 7, инициирующий через огнепередаточное отверстие 11 диафрагмы 12 вышибной заряд 13, при горении которого в замкнутом объеме развивается высокое давление газообразных продуктов, достаточное для отрыва юбки 9 от втулки 8 или для сминания резьбы соединения юбки 9 с монтажной муфтой 10.
В обоих случаях боевая часть гранаты приобретает автономность, в результате чего импульсом сработавшего вышибного заряда 13 получает ускорение реверсивного движения относительно головного взрывателя 7.
Боевая часть реверсивно поднимается на высоту 1,0-1,5 м за время задержки - воспламенения тепловой энергией таблетки 18 и стабильного горения пиротехнического заряда 17, после чего происходит срабатывание лучевого детонатора 16 и подрыв наполнения 19.
При этом происходит заданное дробление рифленого корпуса 2 на эффективные осколки, обеспечивая поражение цели, скрытой рельефом местности, за преградой, в окопе и т.п., что подтверждается испытаниями опытных образцов прыгающей гранаты предложенной конструкции.
Достигнутые результаты испытаний опытных образцов артиллерийской прыгающей гранаты подтвердили надежность функционирования и улучшение основного показателя назначения - гарантированный подъем боевой части на оптимальную высоту подрыва, что позволяет рекомендовать полезную модель для использования в штатных изделиях.