МЕТАЕМЫЙ СНАРЯД
THROWN SHELL

Изобретение относится к объектам, метаемым из ствольных легкогазовых баллистических установок. Преимущественная область применения - экспериментальные исследования, требующие разгона поражающих элементов (ПЭ), имеющих, как правило, форму шара, куба или цилиндра с удлинением (отношением длины к диаметру), близким к единице (компактных поражающих элементов), до гиперзвуковых скоростей.
Известны метаемые снаряды, содержащие поражающие элементы с поддонами из высокопрочного полимерного материала (капролона) [С.Ю.Чернявский, Н.Н.Баулин. «Модели и поддоны для исследований в легкогазовых баллистических установках. Теоретические и экспериментальные исследования гиперзвуковых течений при обтекании тел и в следах». Сборник тематических статей Института механики МГУ под ред. Г.Г.Черного и С.Ю.Чернявского, изд-во Московского университета, М., 1979 г., стр.75-92, рис.6.1, 6.2]. Поддоны выполнены разрезными и, как правило, состоят из нескольких сегментов, удерживаемых от взаимного смещения штифтами или зубцами. В донной части сегментов устанавливается обтюратор. Недостатком такой конструкции метаемых снарядов является низкая несущая способность поддонов, ограничивающая скорость разгона снаряда.
Для повышения несущей способности используются неразрезные поддоны, выполненные из алюминиевого сплава В-95, капролона, фенилона, углепластика, заключенные в тонкую полиэтиленовую оболочку [А.С.Бохан, С.В.Куликов, Н.В. Лапичев и др. «Опыт отработки высокоскоростного метания стальных сферических элементов из ЛГУ». Сборник научных трудов «Воздействие мощных потоков энергии на вещество». ИВТАН, М., 1992 г., рис.4а]. Однако при определенном уровне перегрузки донышко полиэтиленовой оболочки продавливается в кольцевую щель между поддоном и каналом ствола. В эту щель затем прорывается легкий газ и скорость метания резко падает.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является метаемый снаряд, ПЭ которого размещен в поддоне, выполненном целиком из высокопрочного полимера, например, фенилона [там же, рис.4б]. Данное техническое решение позволяет повысить несущую способность поддона, однако и этого оказывается недостаточно для реализации предельных возможностей легкогазовых баллистических установок из-за того, что в слоях поддона, находящихся за поражающим элементом, реализуются растягивающие напряжения, стойкость к воздействию которых у полимеров существенно ниже, чем к воздействию напряжений сжатия.
Решаемой технической задачей является повышение несущей способности поддона.
Технический результат: увеличение скорости метания поражающего элемента за счет повышения уровня перегрузки, которую способен выдержать метаемый снаряд при выстреле.
Технический результат достигается следующим образом.
В заявляемом метаемом снаряде, содержащем поддон из высокопрочного полимера и поражающий элемент, размещенный в ответной осевой выемке поддона, в отличие от прототипа выемка выполнена сквозной, боковая поверхность поражающего элемента и ответная поверхность выемки выполнены коническими, при этом поражающий элемент размещен большим основанием вперед по направлению метания.
Сквозная ответная выемка поддона позволяет исключить растягивающие напряжения в его материале.
При одинаковой массе сферического и конического поражающих элементов выполнение боковой поверхности поражающего элемента и ответной поверхности выемки в поддоне коническими увеличивает площадь контакта на ≈13% по сравнению с площадью контакта (по полусфере) сферического поражающего элемента с поддоном.
Размещение поражающего элемента большим основанием вперед по направлению метания обеспечивает создание в материале поддона сжимающих напряжений.
Изобретение поясняется чертежом, на котором показан пример выполнения заявляемого метаемого снаряда.
Метаемый снаряд состоит из поддона 1, выполненного из высокопрочного полимера, и поражающего элемента 2, размещенного в ответной осевой выемке поддона 1, которая выполнена сквозной, боковая поверхность поражающего элемента 2 и ответная поверхность выемки выполнены коническими, причем поражающий элемент размещен большим основанием вперед по направлению метания.
Предлагаемый метаемый снаряд работает следующим образом.
В процессе разгона снаряда давление метающего газа воздействует на задние торцы поддона 1 и поражающего элемента 2. При этом в связи с тем, что отношение площади к массе у поддона 1 существенно выше, чем у поражающего элемента 2, а боковая поверхность поражающего элемента и ответная поверхность выемки выполнены коническими и поражающий элемент размещен большим основанием вперед по направлению метания, материал поддона оказывается сжатым между стенками канала ствола баллистической установки и конической боковой поверхностью поражающего элемента 2, благодаря чему обеспечивается надежная обтюрация метающего газа и не возникают напряжения растяжения в материале поддона 1. Это позволяет существенно увеличить несущую способность поддона.
6
Были проведены испытания предлагаемого метаемого снаряда с параметрами: диаметр канала ствола баллистической установки - 24 мм, диаметры конического поражающего элемента - 2,6 мм и 18 мм, высота поражающего элемента - 18,5 мм, масса поражающего элемента - 5 г, масса поддона - 5 г. В этих испытаниях метаемый снаряд выдерживал перегрузку до 2,8*10 ед., увеличена скорость метания поражающего элемента.