ОСКОЛОЧНЫЙ БОЕПРИПАС
FRAGMENTATION AMMUNITION

Изобретение относится к осколочным боеприпасам для поражения воздушных целей.
Для эффективного поражения воздушных целей необходимо формировать осколки большой длины и массы [1; 2; 7].
Известен осколочный боеприпас, основными элементами которого являются осесимметричный корпус и разрывной заряд.
В качестве прототипа выбран традиционный осколочный боеприпас [1], (фиг.1), включающий осесимметричный корпус (1) и разрывной заряд (2).
Недостатком известного осколочного боеприпаса является относительно высокая интенсивность взрывного разрушения корпуса по длине, что практически полностью исключает возможность формирования осколков заданной массы с длиной, соответствующей длине корпуса.
Предлагаемое изобретение направлено на формирование осколков с длиной, соответствующей длине корпуса осколочного боеприпаса, и заданной массы с целью повышения эффективности осколочного действия по воздушным целям.
Техническим результатом является формирование осколков на всю длину корпуса осколочного боеприпаса и заданной массы за счет подавления взрывного разрушения корпуса в осевом направлении.
Для достижения указанного технического результата в известном осколочном боеприпасе, включающем корпус и разрывной заряд, корпус выполнен в форме осесимметричной правильной призмы. Необходимое количество граней корпуса определяется экспериментально и составляет 30…36 шт.
На фиг.2 представлен заявляемый осколочный боеприпас. На фиг.3 представлен макет, соответствующий прототипу осколочного боеприпаса. На фиг.4 представлен макет заявляемого осколочного боеприпаса. На фиг.5 представлены осколки корпуса макета заявляемого боеприпаса.
Заявляемый осколочный боеприпас (фиг.2) включает осесимметричный призматический корпус (1) и разрывной заряд (2).
При инициировании разрывного заряда заявляемого боеприпаса отраженные от граней корпуса волны растяжения за счет интерференции обеспечивают концентрацию растягивающих напряжений в радиальном направлении вдоль линии от внешней поверхности ребра к центру. В следствии этого вдоль линии встречи волн разгрузки растягивающее напряжение превысит величину критического нормального напряжения, и наступит разрушение [4; 5].
На фиг.6 показана схема распространения отраженных от граней волн растяжения в поперечном сечении корпуса, имеющего призматическую форму внешней поверхности. Волны разгрузки распространяются со скоростью упругих возмущений Ce в направлении внутренней поверхности и взаимодействуют под углом γ. Точка их взаимодействия перемещается к центру в радиальном направлении по линии, которая является динамическим концентратором растягивающих напряжений при взрывном нагружении корпуса. Вдоль этой линии, начиная с внешней поверхности ребра, в течении первой пульсации ударной волны зарождается и развивается радиальная трещина отрыва, что приводит к подавлению естественного дробления.
Эффективность действия такого концентратора напряжений зависит от угла между фронтами взаимодействующих волн растяжения, и следовательно, от угла между гранями корпуса и их количества. Эффективность тем выше, чем меньше значение угла α, которое определяется геометрическими параметрами корпуса и увеличивается с увеличением количества граней n, но до некоторой величины, которая определена экспериментально и составляет 30…36 шт. При уменьшении количества граней уменьшается количество осколков и увеличивается их масса, в результате снижается вероятность поражения цели. При увеличении количества граней более 36 шт. возрастает количество осколков, но уменьшается их масса, и изменяется форма, что приводит к снижению эффективности поражения цели.
Таким образом, обеспечивается формирование магистральной продольной трещины в стенке корпуса, разрушение корпуса по длине подавляется, и формируются осколки заданного количества, требуемой массы и длиной, соответствующей длине корпуса осколочного боеприпаса.
Реализация заявляемого боеприпаса проводилась на макетах.
Макет (фиг.3) включает в себя корпус с цилиндрической внешней поверхностью диаметром 50 мм, высотой 150 мм, толщиной стенки 7,5 мм, выполненный из стали 45. В корпус ввинчена крышка толщиной 15 мм. Толщина дна корпуса 30 мм.
3
Разрывной заряд макетов выполнен из прессованного тротила: плотность - 1560 кг\м.
Испытания проводились на двух вариантах образцов
1. Вариант, соответствующий прототипу (фиг.3).
2. Вариант, соответствующий заявляемому боеприпасу (фиг.4). Корпус (1) изделия изготавливается из стали 45. Внешняя поверхность в поперечном сечении корпуса представляет собой правильный многоугольник с количеством сторон - 30 шт, вписанный в окружность диаметром 50 мм. Высота корпуса 150 мм, толщина стенки в районе ребра 7,5 мм, толщина дна 30 мм. Крышка (3) толщиной 15 мм ввинчена в корпус.
Испытания проводились подрывом макетов в бронекамере [6]. В качестве улавливающей среды использовались древесные опилки. Оценивался характер разрушения корпуса, количество осколков и их размеры.
Результаты испытаний макетов прототипа и заявляемого боеприпаса представлены в таблице №1.
Осколки корпуса макета предлагаемого осколочного боеприпаса показаны на фиг.5.
Из предоставленных результатов испытаний следует, что применение заявляемого осколочного боеприпаса обеспечивает формирование осколков заданной длины, соответствующей длине корпуса боеприпаса.
Таблица 1.
Вариант
N<sub>0,25г</sub>,
<img file="00000001.tif" he="4" wi="4" img-content="undefined" img-format="tif" />,
<img file="00000002.tif" he="4" wi="4" img-content="undefined" img-format="tif" />,
<img file="00000003.tif" he="5" wi="4" img-content="undefined" img-format="tif" />,
г
мм
мм
1
286
2,81
15,49
3,92
2
95
10,72
36,31
9,11
Источники информации
1. Под редакцией В.В.Селиванова. Средства поражения и боеприпасы. Москва. МГТУ, 2008. - 984 с.
2. Одинцов В.А. Осколочные боевые части ракет: перспективы развития. Статья. Военный парад. 1998. - 3 с.
3. Кузнецов В.А. О дроблении корпусов авиационных боеприпасов на осколки при взрыве: - Труды ВВА им. Жуковского. 1956, вып.612. - 128 с.
4. Коллинз Дж. Повреждения материалов в конструкциях. Анализ, предсказания, предотвращения / Дж. Коллинз. - М.: Мир, 1984. - 624 с.
5. Райнхард Дж. С. Взрывная обработка металлов / Дж.С.Райнхард, Дж.Пирсон: пер. с англ. - М.: Мир, 1966. - 391 с.
6. Физика взрыва. Под редакцией Л.П. Орленко. - Изд. 3-е, перераб. в 2 т. Т.2. - М.; ФИЗМАТЛИТ, 2002. - 656 с.
7. Ермаков Г.В., Орлов В.Г. Устройство и действие боеприпасов артиллерии. Пенза. ПВАИУ. 1968. - 272 с.