ВЫСТРЕЛ К ГРАНАТОМЕТУ
SHOT TO THE GRENADE LAUNCHER

Изобретение относится к боеприпасам унитарного заряжания для подствольных гранатометов и может быть использовано в реактивных патронах и других активно-реактивных выстрелах.
Известен артиллерийский патрон для гранатомета по патенту RU 2125226 С1, 20.01.1999, F42В 5/02.
Известный патрон (выстрел) к гранатомету содержит боевую часть с ведущим пояском, спрофилированным с параллельными продольной оси готовыми выступами, ширина которых соизмерима с нарезами ствола, камеру сгорания, в которой помещен метательный пороховой заряд, закрытую горизонтальной перфорированной диафрагмой с мембраной, уплотнительную прокладку в виде пластинчатой пружины, и капсюль-воспламенитель, примыкающий к метательному заряду.
Особенностью известного выстрела является то, что камера сгорания метательного заряда размещена в хвостовике, жестко связанном с корпусом гранаты и с торца закрытом диафрагмой, оснащенной выходными отверстиями, диаметр которого соизмерим с форкамерой ствола, образуя гарантированный минимальный установочный зазор.
Выстрел заряжается с дульного торца оружия, базируясь выступами ведущего устройства в спиральных нарезах ствола, при этом загранатный объем ствола оружия образует ресивер - камеру высокого давления для пороховых газов сгорающего метательного заряда.
Недостатком известного выстрела является относительно низкая масса снаряжения гранаты, что связано с ограничениями по максимально допустимой для стрелка энергии отдачи.
По технической сущности и числу совпадающих признаков наиболее близким аналогом к предлагаемому боеприпасу является принятый заявителем в качестве прототипа выстрел к гранатомету по патенту RU 2525352 С1, 10.08.2014, F42В 5/02.
В данном выстреле камера сгорания метательного порохового заряда посредством осевого дросселирующего канала сообщается через воспламенитель с камерой сгорания топливной шашки реактивного двигателя в хвостовике, снабженного наклонными соплами, оси которых дополнительно повернуты адекватно углу подъема спиральных нарезов ствола.
Недостатком известного выстрела является недостаточная кучность, что делает затруднительной прицельную стрельбу. Заряд двигателя в данном случае воспламеняется от метательного заряда, когда боеприпас под воздействием продуктов его сгорания уже начал движение в стволе. В результате боеприпас вылетает из ствола оружия до выхода двигателя на рабочий режим с недостаточной для гироскопической устойчивости частотой вращения и до ее достижения может несколько отклоняться от направления стрельбы, чем и обусловлена его пониженная кучность. Данный недостаток усугубляется также естественным разбросом времени выхода двигателя на рабочий режим, особенно значимым при отрицательных температурах.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является усовершенствование конструкции активно-реактивного выстрела к гранатомету с целью синхронизации процессов выхода двигателя на рабочий режим и воспламенения метательного заряда, компенсации разброса времени выхода двигателя на рабочий режим, стабилизации внутрибаллистических параметров выстрела и, таким образом, улучшения показателей кучности.
Известный выстрел к гранатомету содержит боевую часть функционального снаряжения и хвостовик, включающий реактивный двигатель и донную часть соизмеримую с форкамерой ствола, содержащую камеру сгорания, снабженную выходными отверстиями, снаряженную метательным пороховым зарядом, центральным капсюлем-воспламенителем и посредством осевого дросселирующего канала связанную через воспламенитель с камерой сгорания топливной шашки реактивного двигателя.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном выстреле капсюль-воспламенитель посредством осевого дросселирующего канала сообщается через воспламенитель с камерой сгорания топливной шашки реактивного двигателя, а камера сгорания двигателя посредством, по меньшей мере одного смещенного от оси дросселирующего канала, связана с кольцевой камерой сгорания метательного порохового заряда, отделенной от капсюля-воспламенителя, при этом входные отверстия сопел двигателя и дросселирующего канала имеют равные диаметры и закрыты общей мембраной.
Отличительные признаки предложенного технического решения ставят в зависимость срабатывание метательного заряда от достижения определенного давления в двигателе, способного прорвать мембрану и преодолеть газодинамическое сопротивление смещенного от оси дросселирующего канала, соединяющего камеру двигателя с камерой сгорания метательного заряда. В результате метательный заряд срабатывает только после подъема давления в двигателе до определенного уровня, что позволяет синхронизировать процесс выхода двигателя на рабочий режим и воспламенение метательного заряда.
Связь камеры двигателя посредством дросселирующего канала с камерой сгорания метательного порохового заряда, образующаяся после прорыва мембраны, обеспечивает надежное воспламенение метательного заряда от реактивного двигателя при выстреле. Дросселирующий канал препятствует обратному проникновению высокого давления от метательного заряда (до 80 МПа) в камеру сгорания двигателя, где рабочее давление значительно меньше (до 5 МПа). Таким образом, сохраняется расчетный режим работы двигателя, что позволяет уменьшить массу его конструкции.
Для повышения надежности инициирования метательного заряда от двигателя количество соединяющих их дросселирующих каналов может быть увеличено и составлять, по меньшей мере, два.
Центральный капсюль-воспламенитель посредством осевого дросселирующего канала сообщается через воспламенитель с камерой сгорания топливной шашки реактивного двигателя. Воспламенитель обеспечивает надежное воспламенение топливной шашки, а осевой дросселирующий канал препятствует проникновению высокого давления двигателя к капсюлю-воспламенителю, сохраняя расчетный режим работы двигателя.
Капсюль-воспламенитель конструктивно отделен от кольцевой камеры сгорания метательного заряда, что делает невозможным преждевременное воспламенение данного заряда при срабатывании капсюля.
Входные отверстия сопел двигателя и дросселирующего канала имеют равные диаметры и закрыты общей мембраной. Срабатывание воспламенителя и горение топливной шашки сопровождается подъемом давления в камере сгорания двигателя. При достижении определенного давления происходит одновременный прорыв общей мембраны закрывающей равные по диаметру входные отверстия сопел двигателя и, по меньшей мере, одного дросселирующего канала, после чего через сопла начинается истечение продуктов сгорания топлива, а через смещенный дросселирующий канал происходит воспламенение метательного заряда. Для обеспечения одновременного прорыва мембраны входные отверстия сопел двигателя и дросселирующего канала должны иметь равные диаметры. Таким образом, метательный заряд срабатывает в процессе подъема давления в двигателе, чем и обеспечивается синхронность их действия.
Каждый существенный признак предлагаемого технического решения необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения нового требуемого технического результата.
Сущность изобретения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративный характер и не ограничивает объема притязаний совокупности признаков формулы. На чертеже изображено:
на фиг. 1 - предложенный выстрел к гранатомету;
на фиг. 2 - вид выстрела к гранатомету в разрезе.
На фиг. 1 в качестве примера приведен выстрел с гранатой стабилизированной вращением. Эффективность предлагаемого технического решения не зависит от способа стабилизации боеприпаса: оперением, или вращением. Данное техническое решение может быть использовано также в оперенных боеприпасах.
Выстрел к гранатомету содержит боевую часть 1 с головным взрывателем или дистанционной трубкой 2, инициирующие устройства которых контактируют с функциональным снаряжением (например, взрывчатое, термобарическое или аэрозолеобразующее вещества, пиротехническое снаряжение из составов осветительного, сигнального, и т.п. действия).
К боевой части 1 примыкает хвостовик 3, донная часть 4 которого выполнена под диаметр форкамеры ствола оружия с гарантированным минимальным установочным зазором.
На периферии хвостовика 3 выполнен ведущий поясок в виде кольцевого ряда выступов 5 шириной, соизмеримой со спиральными нарезами ствола оружия.
В торце хвостовика 3 закреплена диафрагма 6, имеющая по периферии выходные отверстия 7, закрытые кольцевой мембраной 8. В центре диафрагмы 6 установлен капсюль-воспламенитель 9, который через осевой дросселирующий канал 10 и воспламенитель 11 взаимодействует с размещенной в камере 12 сгорания топливной шашкой 13, установленной между решетками 14.
Камера 12 сгорания топливной шашки через смещенный от оси дросселирующий канал 15 сообщается с метательным зарядом 17, поджатым перфорированной прокладкой 16 и размещенным в кольцевой камере 18 сгорания метательного заряда, конструктивно отделенной от капсюля-воспламенителя 9. Для повышения надежности воспламенения метательного заряда 17 таких каналов может быть, например, по меньшей мере, два. На фиг. 1 в качестве примера приведена камера 18 с двумя смещенными дросселирующими каналами 15. Камера 12 сгорания топливной шашки реактивного двигателя имеет наклонные сопла 19, равномерно распределенные над донной частью 4 хвостовика 3. Входные отверстия 21 сопел и равные им по диаметру входные отверстия дросселирующих каналов 22 закрыты общей мембраной 20.
Наклонные сопла 19 дополнительно повернуты адекватно углу подъема спиральных нарезов ствола оружия, так чтобы тангенциальная составляющая силы тяги совпадала с направлением вращения боеприпаса, получаемым при выстреле.
Функционирует предложенный выстрел к гранатомету следующим образом.
При стрельбе инициируется капсюль-воспламенитель 9, от которого через дросселирующий канал 10 воспламеняются воспламенитель 11 и топливная шашка 13.
Продукты сгорания воспламенителя 11 и топливной шашки 13 заполняют камеру 12 сгорания топливной шашки двигателя и при достижении достаточного давления (около 0,5 МПа) прорывают мембрану 20 закрывающую входные отверстия сопел 21 и дросселирующих каналов 22. Продукты сгорания топлива начинают истекать через наклонные сопла и одновременно поступают по дросселирующему каналу 15 через перфорированную прокладку 16 к метательному заряду 17 и воспламеняют его.
Пороховые газы метательного заряда 17 прорывают кольцевую мембрану 8 и через отверстия 7 заполняют форкамеру ствола, где резко поднимается давление, под действием которого боеприпас получает линейное ускорение.
Дросселирующий канал 15 препятствует обратному проникновению высокого давления из камеры 18 сгорания метательного заряда в камеру 12 сгорания топливной шашки двигателя.
По экспериментальным данным время срабатывания метательного заряда составляет от 0,002 до 0,004 с, а время работы двигателя - от 0,4 до 0,6 с.
Таким образом, срабатывание метательного заряда 17 происходит в процессе подъема давления в камере 12 сгорания топливной шашки 13, и рабочее давление в двигателе достигается к моменту вылета боеприпаса из канала ствола, чем и достигается стабильность параметров выстрела.
При отрицательных температурах, а также по причине естественного разброса параметров двигателя, зависящего от конструктивных и технологических факторов, не исключается некоторая задержка в воспламенении топливной шашки 13 и срабатывание метательного заряда 17 от воспламенителя двигателя 11. В таком случае давление от метательного заряда 17, уменьшенное дроссельными отверстиями 15 до безопасной для двигателя величины, проходит в камеру 12 сгорания топливной шашки 13 двигателя и обеспечивает уменьшение времени его выхода на рабочий режим.
При движении в стволе за счет взаимодействия выступов 5 и спиральных нарезов канала ствола и, после вылета из ствола оружия, от тангенциальной составляющей силы тяги наклонных сопел 19, боеприпас раскручивается относительно продольной оси до частоты вращения, обеспечивающей гироскопическую устойчивость на траектории полета.
В зависимости от вида снаряжения и соответствующего ему типа взрывателя, либо дистанционной трубки 2, боеприпас срабатывает при встрече с целью, или на заданной дальности и высоте.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники показал, что оно неизвестно, а с учетом возможности серийного изготовления выстрелов к гранатомету на действующем производстве можно сделать вывод о соответствии данного решения критериям патентоспособности.