РУЧНОЙ ГРАНАТОМЕТ

Полезная модель относится к ручным гранатометам и может быть использована при проектировании и изготовлении ручных гранатометов как одноразового, так и многоразового применения.
Известен реактивный огнемет (патент №2234658 от 20.08.2004 г. «Малогабаритный реактивный огнемет одноразового применения»), у которого эластичные крышки транспортно-пускового контейнера имеют торцевые поверхности конического профиля стенки с возможностью плотного прилегания внутренних поверхностей конусной части к кромкам дульного и казенного срезов контейнера. При такой конструкции транспортно-пускового контейнера с крышками обеспечивается хорошая герметичность контейнера, но недостатком предлагаемого решения является то, что для крепления и базирования гранаты в контейнере необходимы специальные устройства базирования. Присутствие в потоке продуктов сгорания двигателя гранаты задней крышки пускового контейнера в форме диска приводит к тому, что газовый поток, истекающий из заднего среза пускового контейнера, отражаясь от крышки, распространяется в направлении оператора.
Известен транспортно-пусковой контейнер (патент №2296937 от 04.10.2007 г. «Транспортно-пусковой контейнер для ракеты»), содержащий заднюю крышку в виде диафрагмы, герметично установленной в кольцевую проточку чашеобразной обоймы, выполненной в виде кольцевой гайки, имеющей в задней части внутреннюю кольцевую проточку и навинченную сверху на транспортно-пусковой контейнер. Диафрагма выполнена из упруго-пластичного материала, который залит вспененным полимерным материалом с жесткой пористой структурой, сформированной в виде толстостенного диска. При использовании изобретения обеспечиваются лучшие условия старта ракеты и расширение диапазона использования комплекса. Однако и в данном случае не обеспечивается надежное крепление и базирование гранаты в пусковом контейнере, а исполнение задней крышки контейнера в виде толстостенного диска еще больше увеличивает воздействие ударной волны на оператора.
Известен ручной гранатомет (патент №2240483 от 20.11.2004 г. «Ручной гранатомет»), содержащий пусковой контейнер, гранату и двигатель. Дно двигателя выполнено многосопловым, в расходной части каждого сопла эквидистантно посадочному месту установлены форсажные заглушки, выполненные в виде тонкостенных колпачков с круговой отбортовкой и центральным герметично закрытым соплом. Существенно повышается безопасность оператора (стрелка), исключается эффект обратного пламени при пуске гранаты в любом температурном диапазоне. По сравнению с предыдущими случаями существенно уменьшается воздействие ударной волны на оператора, так как в потоке продуктов сгорания присутствует не толстостенный диск, а относительно небольшие тонкостенные колпачки. Однако, решая вопрос обеспечения безопасности оператора, авторы изобретения не решают задачу обеспечения надежного крепления гранаты в пусковом контейнере.
Наиболее близким аналогом предполагаемой полезной модели является ручной гранатомет (патент №2324132 от 05.10.2008 г. «Ручной гранатомет»), содержащий пусковую трубу-контейнер с размещенным в нем стволом с гранатой и двигателем, переднюю и заднюю крышки, спусковой механизм с рукояткой. Пусковая труба-контейнер содержит передний и задний фланцы, соосно установленные на ее торцы без перекрытия выходного отверстия. Передняя крышка выполнена в виде выступающей из ствола оживальной части баллистического колпачка, установленного на гранату. Задняя крышка выполнена в виде сферической чашки с отбортовкой, установлена до упора в выполненную в заднем фланце внутреннюю кольцевую полость и соосно поджата через отбортовку центрирующимся по внутренней поверхности заднего фланца резьбовым кольцом. Внутренняя поверхность задней части резьбового кольца выполнена в виде расширяющегося конуса. Отбортовка крышки содержит кольцевую ослабленную перемычку. Между наружной поверхностью отбортовки крышки и поверхностью внутренней кольцевой полости заднего фланца установлена герметизирующая прокладка. Изобретение позволяет снизить возмущающее воздействие на гранату при выходе из ствола гранатомета и повысить безопасность гранатомета путем уменьшения его опасной зоны в задней полусфере. Недостатком является отсутствие надежного крепления и базирования гранаты.
Технической задачей настоящей предполагаемой полезной модели является обеспечение надежного крепления и базирования гранаты в транспортно-пусковом контейнере, а также повышение безопасности работы оператора гранатомета путем снижения в зоне нахождения оператора величины максимального избыточного давления ударной волны, образующейся при истечении газообразных продуктов сгорания из заднего среза пускового контейнера.
Согласно настоящей предполагаемой полезной модели решение поставленной технической задачи достигается тем, что в ручном гранатомете, содержащем пусковой контейнер с размещенной в нем гранатой с двигателем, имеющим односопловой блок, спусковой механизм с рукояткой, переднюю крышку и заднюю крышку с отбортовкой, имеющей кольцевую ослабленную перемычку, соосно поджатую к заднему торцу контейнера через отбортовку резьбовой гайкой, навинченной на контейнер, герметизирующую прокладку, задняя крышка пускового контейнера выполнена таким образом, что ее наружная поверхность повторяет профиль расширяющейся части сопла двигателя, и при этом крышка установлена так, что ее наружная поверхность соприкасается с внутренней поверхностью расширяющейся части сопла, а герметизирующая прокладка размещена в кольцевом ослабленном сечении отбортовки задней крышки.
Установка задней крышки контейнера в соприкосновении наружной поверхностью с внутренней поверхностью выходного раструба сопла позволяет обеспечить надежное крепление и базирование гранаты в пусковом контейнере, предотвращая ее радиальное и осевое смещение. При выстреле из гранатомета ударная волна, образующаяся при истечении продуктов сгорания из сопла двигателя, отражается в боковом направлении отлетающей задней крышкой контейнера, благодаря чему снижается уровень максимального избыточного давления в районе нахождения оператора.
Наличие кольцевого ослабленного сечения в отбортовке задней крышки обеспечивает срыв крышки при малых давлениях в контейнере, уменьшение массы и энергии газа, накопленных в контейнере до среза крышки, и, следовательно, уменьшение уровня давления избыточной волны, воздействующей на оператора при выстреле. Расположение в указанном сечении герметизирующей прокладки предотвращает прорыв газов через зазор между задней крышкой контейнера и задним торцем контейнера и исключает истечение горячих газов вперед вдоль наружной поверхности пускового контейнера в направлении оператора. Эта же прокладка герметизирует внутреннюю полость контейнера и двигателя гранаты, предотвращая попадание внутрь контейнера и двигателя влаги, механических частиц, содержащихся в воздухе, и биологических вредителей в процессе хранения гранатомета до его боевого применения. В зависимости от вида расширяющейся части сопла двигателя задняя крышка контейнера может быть выполнена в виде сужающегося конуса с углом, равным углу расширяющейся конической части сопла двигателя, и наружной поверхностью полностью соприкасаться с внутренней поверхностью выходной части сопла.
Для уменьшения массы задней крышки контейнера она может выполняться в виде усеченного сужающегося конуса с углом, равным углу расширяющейся конической части сопла двигателя, и соприкасаться с внутренней поверхностью выходной части сопла, лишь наружной поверхностью усеченного конуса, однако в этом случае уменьшается эффект снижения воздействия ударной волны на оператора.
Как правило, угол выходного конуса сопла ракетного двигателя, а следовательно, и угол раствора конуса крышки, составляет примерно 30°, что не обеспечивает достаточно эффективного снижения избыточного давления.
Выполнение задней крышки с углом раствора конуса 90±1°, как показали исследования, результаты которых приводятся ниже, в наибольшей степени позволяет снизить уровень ударной волны. Но в этом случае ухудшаются условия базирования ракеты в контейнере, так как контакт между крышкой контейнера и расширяющимся раструбом сопла происходит не по поверхности, а по окружности, то есть по линии.
В том случае, если выходной конус сопла выполнен профилированным, то для обеспечения надежного базирования и крепления ракеты наружная поверхность задней крышки контейнера имеет полностью идентичный профиль и полностью соприкосается с внутренней поверхностью выходной части сопла, обеспечивая надежное и качественное базирование ракеты. Поскольку начальный, примыкающий к критическому сечению, участок выходной части профилированного сопла имеет полуугол конусности близкий к 42-45°, то аналогичный угол конусности наружной поверхности сопла будет иметь значение, приближающееся к 90°, что обеспечивает в наибольшей степени снижение уровня давления ударной волны, воздействующей на оператора.
Суть полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1, 2 и 3 изображен ручной гранатомет с двигателем, имеющим односопловой конический блок, в случае выполнения задней крышки контейнера в виде конуса, усеченного конуса и конуса с углом раствора равном 90±1° соответственно, а на фиг.4 - ручной гранатомет с двигателем, имеющим односопловой профилированный блок. На фиг.5 представлена схема расположения оператора (стрелка) в момент пуска, а на фиг.6-8 - диаграммы уровней максимального избыточного давления.
Ручной гранатомет, изображенный на фиг.1, содержит пусковой контейнер 1 с расположенной в нем гранатой 2 с двигателем, имеющим односопловой конический блок 3, заднюю крышку 4 контейнера с отбортовкой, которая поджата к заднему торцу контейнера через отбортовку резьбовой гайкой 5, при этом задняя крышка выполнена в виде сужающегося конуса с углом, равным углу расширяющейся конической части сопла двигателя, и установлена таким образом, что ее конус входит в расширяющуюся часть сопла, полностью соприкасаясь наружной поверхностью с внутренней поверхностью сопла 3, а отбортовка крышки содержит кольцевое ослабленное сечение, в котором размещена герметизирующая прокладка 6.
Гранатомет, изображенный на фиг.2, имеет заднюю крышку 4 контейнера, выполненную с целью уменьшения массы в виде сужающегося усеченного конуса с углом, равным углу расширяющейся конической части сопла двигателя, которая установлена таким образом, что соприкасается с внутренней поверхностью сопла 3 боковой наружной конической поверхностью.
Задняя крышка 4 контейнера гранатомета, изображенного на фиг.3, выполнена с целью достижения максимального эффекта уменьшения уровня давления ударной волны, воздействующей на оператора, с углом раствора конуса равном 90±1°. Крышка 4 соприкасается наружной поверхностью с соплом 3 по окружности в выходном сечении сопла с внутренней стороны.
Гранатомет, изображенный на фиг.4, содержат гранату с двигателем, имеющим односопловой профилированный сопловой блок 3. Наружная поверхность задней крышки 4 контейнера повторяет профиль выходного раструба профилированного сопла двигателя гранаты, при этом крышка полностью соприкасается наружной поверхностью с внутренней поверхностью выходной части сопла.
На фиг.5 представлена схема расположения оператора (стрелка) в момент пуска. На фиг.5 цифрами обозначены: 1 - положение головы, 2 - положение спины, 3 - положение ног оператора. Стрелками I и II соответственно показаны направления движения снаряда и задней крышки пускового контейнера при производстве выстрела. Стрелками малой длины показаны направления распространения потоков газоообразных продуктов сгорания, образующих ударную волну.
Работа гранатомета при выстреле по настоящей предполагаемой полезной модели состоит в следующем. При срабатывании двигателя ракеты возрастает давление продуктов сгорания твердого топлива в камере двигателя, так как они не имеют возможности истекать через сопло 3, перекрытое задней крышкой контейнера 4. При достижении определенного уровня давления задняя крышка контейнера срывается по ослабленному кольцевому сечению, и движется в осевом направлении в потоке газообразных продуктов сгорания, истекающих из сопла двигателя. Ударная волна, образующаяся при срыве задней крышки, также распространяется в осевом направлении с большей скоростью, чем скорость полета крышки. При встрече с боковой конической поверхностью крышки ударная волна отражается от нее в радиальном направлении, поэтому до оператора доходит лишь небольшая часть ударной волны и ее воздействие на оператора существенно снижается, по сравнению с крышкой, имеющей форму цилиндрического диска.
Диаграммы, изображенные на фиг.6-8, иллюстрируют снижение уровней максимального избыточного давления соответственно в области расположения головы, рук и ног оператора при выполнении задней крышки в виде конуса с углом раствора равном 90±1°. Диаграммы черного цвета показывают уровень избыточного давления при использовании в качестве задней крышки контейнера цилиндрического диска, а диаграммы белого цвета - уровень избыточного давления при использовании в качестве задней крышки контейнера предлагаемой конструкции.
Согласно действующим нормативным документам величины допустимых уровней избыточного давления, действующих на оператора, в зависимости от продолжительности воздействия строго регламентируются. Таким образом, всю область распространения ударных волн можно разделить на зоны по степени опасности их для оператора в зависимости от продолжительности воздействия t. На фигурах 6, 7 и 8 цифрой 1 обозначена зона, пребывание в которой безопасно для оператора, цифрой 2 - зона, пребывание в которой оператора негативно сказывается на состоянии его здоровья и работоспособности, а цифрой 3 обозначена зона, включающая уровни избыточного давления крайне опасные для жизнедеятельности человека, а линия, ограничивающая ее сверху, представляет собой предельно допустимый по действию на оператора (согласно нормативным документам) уровень избыточного давления.
Использование предлагаемой задней крышки пускового контейнера позволяет снизить уровни избыточного давления ударной волны в зоне нахождения оператора за счет того, что поток продуктов сгорания при отражении от поверхности крышки предлагаемых форм отклоняется на угол, достаточный для того, чтобы в зоне расположения оператора уровни избыточного давления не превышали предельно допустимых норм.
Таким образом, представленные диаграммы характеризуют эффективность мер, направленных на снижение уровней избыточного давления в расчетных точках, заключающихся в изменении формы крышки со штатного варианта (цилиндрический диск) (темные столбики на диаграмме) на коническую форму, с углом раствора конуса равным 90° (белые столбики на диаграмме).
В этом случае предлагаемая полезная модель позволяет снизить уровни максимального избыточного давления: в точке 1 на 33,4%, в точке 2 на 17,7%, а в точке 3 на 8,3%, и тем самым повысить эффективность работы оператора.