НАДКАЛИБЕРНАЯ ПУЧКОВАЯ ГРАНАТА "ДРЕЗНА" К РУЧНОМУ ГРАНАТОМЕТУ
"DREZNA" SPIGOT IN-BEAM GRENADE FOR HAND GRENADE LAUNCHER

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно - к надкалиберным пучковым гранатам ручных гранатометов.
Граната, предложенная в [1] (фиг.7) и принятая в качестве прототипа изобретения, содержит калиберную часть с метательным зарядом и средством воспламенения, расположенную впереди нее надкалиберную пучковую боевую часть с зарядом взрывчатого вещества, траекторным взрывателем и осколочной пластиной.
При траекторном подрыве в упрежденной точке перед целью из осколочной пластины формируется пучок поражающих элементов (ПЭ), накрывающий цель. Количество ПЭ данной массы при заданной толщине пластины возрастает пропорционально квадрату ее диаметра. Однако чрезмерное увеличение диаметра надкалиберной части приведет к возрастанию сопротивления воздуха на полете, что в свою очередь снизит дальность стрельбы. Поэтому для известных гранатометов отношение диаметра надкалиберной части к диаметру калиберной части не превышает 3.
Например, для массового отечественного гранатомета РПГ-7 диаметр калиберной части составляет 40 мм, максимальный диаметр надкалиберной части (граната ТБГ-7В) - 105 мм, отношение диаметров 2,6.
Невозможность значительного увеличения диаметра надкалиберной части является существенным недостатком прототипа. Настоящее изобретение направлено на устранение этого недостатка.
Техническое решение состоит в том, что надкалиберная часть выполняется в виде плоского тела, причем ось, проходящая через центр тела и параллельная его большим плоскостям, расположена перпендикулярно оси снаряда, а тело выполнено с возможностью поворота вокруг оси тела на угол 90°, а сама надкалиберная часть расположена впереди калиберной, причем калиберная часть содержит метательный заряд и средство воспламенения.
До выстрела и на полете плоское тело расположено таким образом, что его большие плоскости параллельны оси снаряда, а перед подрывом производится поворот тела вокруг его оси на угол 90°, в результате чего тело устанавливается большими плоскостями перпендикулярно оси снаряда.
Тело является пучковой поворотной надкалиберной боевой частью.
Передняя часть гранаты с исполнением поворотной боевой части в виде низкого цилиндра (диска) представлена на фиг.1. К калиберной части 1 гранаты прикреплена консольная рама (кронштейн) 2. Поворотная боевая часть 3 подвешена в этой раме на двух точках подвески 4. В обращенной к раме половине боевой части установлен блок 5, в котором размещены траекторный взрыватель и устройство поворота боевой части вокруг оси 6. Блок связан со стопором 7, фиксирующим боевую часть относительно рамы. По оси симметрии боевой части установлен детонатор 8, электрически или пиротехнически связанный со взрывателем.
Варианты исполнения поворотной боевой части показаны на фиг.2, 3, 4. Боевая часть, показанная на фиг.2, содержит корпус 9, выполненный из легкого сплава или композитного материала (в том числе с применением наноструктур), заряд взрывчатого вещества (ВВ) 10, детонатор 8 и осколочную пластину 11. В данном случае осколочная пластина выполнена в виде плоского набора готовых поражающих элементов (ГПЭ) (условно показаны ГПЭ сферической формы).
На фиг.3 показано исполнение боевой части с выпуклой осколочной пластиной 11 заданного дробления (в данном случае использовано внутреннее рифление пластины).
На фиг.4 показано исполнение боевой части, содержащей пластину с выдавленными на ней менисковыми углублениями, обращенными вершинами к заряду ВВ, и генератором 12 плоской детонационной волны. Схемы плосковолновых генераторов известны. Возможные варианты исполнения освещены в [1].
Блок 5, совмещающий траекторный взрыватель и устройство поворота, размещен в корпусе боевой части рядом со стопором 7. Устройство поворота содержит реактивный двигатель или устройство отстрела балластного груза. При этом двигатель поворота выполнен таким образом, что его импульс приблизительно равен импульсу сопротивления воздуха на наклонную поверхность диска в процессе его поворота на угол 90°, последнее обеспечивает минимальное отклонение гранаты от расчетной траектории.
На фиг.5 представлено исполнение боевой части в виде квадратного в плане прямоугольника с осью подвески, параллельной стороне квадрата, с соответствующим изменением конфигурации консольной рамы 2. Для снижения сопротивления воздуха на полете боковая сторона боевой части может быть снабжена клиновидным обтекателем 13 (фиг.6). На фиг.7 представлено исполнение боевой части в такой же форме, но ось подвески параллельна диагонали квадрата. Граната этого исполнения будет обладать наименьшим сопротивлением воздуха на полете.
Исполнение гранаты с поворотной боевой частью вида «Диск» для штатного ручного гранатомета РПГ-7 показано на фиг.8. Граната показана в состоянии после выброса из ствола гранатомета с помощью метательного порохового заряда (14 - маршевый реактивный двигатель, 15 - сопловой блок, 16 - раскрывающийся перьевой стабилизатор). Турбинка, расположенная в штатной противотанковой кумулятивной гранате на заднем конце гранаты и обеспечивающая ее подкручивание на полете, в предлагаемой конструкции может быть исключена.
Действие гранаты
Граната может комплектоваться различными типами траекторных взрывателей: временными, неконтактными, командными. В первом случае ввод полезного времени производится перед выстрелом.
При хранении и переноске гранат пучковая боевая часть находится в положении, показанном на фиг.1, что обеспечивает удобство переноски (фиг.9).
Основные элементы траектории показаны на фиг.10. При подлете гранаты в точку А взрыватель подает команду на включение устройства поворота боевой части. При этом происходит выключение стопора 7. При повороте боевой части на угол 90° (фиг.11) происходит ее подрыв (в точке В) с формированием осевого пучка ГПЭ с углом полураствора γ. Принимая величину пролета гранаты за время поворота S, оптимальную дальность подрыва U, получим соотношение для дальности включения устройства доворота
Z=S+U
Радиус накрываемого пуском ГПЭ круга составит
R=Utgγ
Средняя плотность ГПЭ в накрываемом круге
2
П=N/πr
Здесь N - число ГПЭ.
ц
Математическое ожидание числа ГПЭ, попадающих в уязвимую площадь цели S
ц
<n>=ПS
Экспоненциальный закон падения скорости ГПЭ на полете
o
V=Vexp[-AU]
А - баллистический коэффициент ГПЭ
o
V - начальная скорость ГПЭ.
Вероятность поражения цели пучком ГПЭ
1
o
W=1-exp[-<n>p].
ств
Оптимальные пропорции поворотной боевой части при заданной массе выстрела находятся по критерию максимума вероятности поражения заданной цели. Расчеты проводились для гранат к гранатомету РПГ-7 (диаметр ствола d=40 мм). В качестве опорной конструкции принята надкалиберная термобарическая граната ТБГ-7В [2] со следующими характеристиками:
диаметр надкалиберной части d
105 мм
отношение диаметров d/d<sub>ств</sub>
2,6
лобовая площадь гранаты (мидель) S
86,5 см<sup>2</sup>
масса выстрела
4,5 кг
максимальная дальность стрельбы
550 м
о
o
3
3
2
Принята масса поворотной боевой части типа «диск» 3 кг, осколочная пластина выполнена в виде однослойной укладки готовых поражающих элементов (ГПЭ), материал ГПЭ - сплав на основе вольфрама (плотность γ=16 г/см), взрывчатое вещество с плотностью ρ=17 г/см. Скоростью детонации 8000 м/с, угол полураствора пучка ГПЭ γ=20°, цель с уязвимой площадью 0,5 м, кинетическая энергия ГПЭ при достоверном поражении 1000 Дж.
б
б
б
Накладывалось условие на величину отношения S/S (S - площадь проекции боковой поверхности диска), а именно S/S≤0,8.
Оптимальные расчетные параметры боевой части находятся в диапазонах:
ств
диаметр диска d=120…160 мм (d/d=3…4);
отношение массы ВВ к массе осколочной пластины (коэффициент нагрузки β)β=0,6…0,8;
масса одного ГПЭ 1,5…2,5 г;
дальность подрыва 15…25 м.
Ниже приводится пример исполнения боевой части надкалиберной гранаты
диаметр боевой части типа «диск»
150 мм
толщина диска
45 мм
площадь проекции боковой поверхности диска
67,5 см<sup>2</sup>
отношение площадей S<sub>б</sub>/S
0,78
(условие выполнено)
суммарная масса поворотной боевой части
3 кг
В том числе:
масса заряда ВВ
0,95 кг
масса осколочной пластины (слоя ГПЭ)
1,4 кг
масса корпуса с взрывателем
0,65 кг
масса ГПЭ (куб 5×5×5 мм)
2 г
баллистический коэффициент ГПЭ
0,016 1/м
количество ГПЭ
700
время поворота боевой части на угол 90°
0,05 с
средняя скорость гранаты на траектории
200 м/с
пролет S гранаты за время доворота
10 м
оптимальная дальность подрыва U
20 м
радиус r накрываемого круга
7,28 м
площадь накрываемого круга
166 м<sup>2</sup>
плотность ГПЭ в круге
4,2 1/м<sup>2</sup>
количество ГПЭ, попадающих в уязвимую площадь цели
2,1
коэффициент нагрузки β
0,68
начальная скорость ГПЭ
1600 м/с
скорость ГПЭ у цели
1160 м/с
кинетическая энергия ГПЭ у цели
1345 Дж
вероятность р<sub>о</sub>
~0,99
вероятность W<sub>1</sub>
0,86
Надкалиберные пучковые гранаты с поворотной боевой частью могут найти применение и в других классах оружия, в первую очередь в подствольных гранатометах. При этом снимается требование на изменение конструкции гранатомета для увеличения расстояния между осями пулевого и гранатного стволов, возникающее при использовании обычных пучковых гранат с большим диаметром надкалиберной части.
Технический результат: увеличение боевой эффективности ручных гранатометов.
Литература
1. RU №2118788.
2. Стрелковое оружие и средства ближнего боя. «Военный парад», 2005, стр.53.