Облицовка для снарядоформирующего устройства
FACING FOR SHAPING DEVICE

Изобретение относится к оборонной технике и может быть использовано для формирования удлиненного поражающего элемента для пробития преграды, методом взрывного выворачивания облицовки.
В снарядоформирующих устройствах применяют облицовки малого прогиба, работающие по принципу выворачивания, с целью создания удлиненного поражающего элемента [1].
Известна облицовка, выполненная в виде сферического сегмента с соотношением высоты сегмента к его диаметру 0,13…0,23 работающая по принципу выворачивания, изображенная в известном решении [2]. Облицовки с такими назначаемые параметры обычно выполняются из пластичных сталей.
Недостаток известного технического решения заключается в том, что в процессе взрывного формирования из пластичной стали удлиненного поражающего элемента, с соотношением длины к диаметру больше 5-ти, происходит образование удлиненного элемента практически без формирования стабилизирующей кормовой части, но с образованием шейки, ее локализации с последующим прогрессирующим развитием. Развитие шейки происходит вследствие разности скоростей головной и кормовой частей удлиненного поражающего элемента, что приводит к преждевременному его разрушению и последующему снижению пробивного действия.
Наиболее близким техническим решением является выбранная нами в качестве прототипа облицовка, изображенная в известном решении [3]. В известном техническом решении облицовка выполняется в виде сферического сегмента с измененной при торцовой поверхностью. При торцевая поверхность выполнена конической формы. Цель - образование конической юбки при выворачивании сферического сегмента в процессе формирования удлиненного элемента для стабилизации его в процессе полета.
Однако образующаяся коническая поверхность в результате взрывного выворачивания облицовки имеет не развитую форму, наружный диаметр ее приближается к миделевому сечению удлиненного элемента. Поэтому не оказывает существенного стабилизирующего эффекта на удлиненный элемент.
Для решения поставленной задачи в известном техническом решении форма облицовки, выполняется в виде сферического сегмента с измененной при торцевой поверхностью, при торцевая поверхность выполняется тороидальной, а геометрические параметры сферического сегмента определяются соотношениями:  причем радиус образующей при торцевой тороидальной поверхности определяется пересечением перпендикуляра к касательной образующей окружности сферической поверхности в точке перегиба, с образующей цилиндрической поверхности облицовки.
сф
где: R - радиус внутренней поверхности сферического сегмента;
o
R - радиус облицовки;
Н - высота внутренней полости облицовки;
h - высота внутренней полости сферической части облицовки.
Предложенное техническое решение позволяет получить более развитый хвостовой участок удлиненного элемента при выворачивании сферического сегмента, что в свою очередь будет способствовать стабилизации удлиненного элемента, и как следствие позволит повысить точность попадания в преграду.
Сущность технического решения поясняется чертежом, где показано:
- на фиг. 1 контур оболочки;
- на фиг. 2 удлиненный элемент с развитой юбкой, у которой отношение высоты внутренней полости облицовки к радиусу внутренней сферической поверхности сегмента облицовки  равно 0,13, а отношение  равно 0,748;
- на фиг. 3 удлиненный элемент с развитой юбкой, отношение высоты внутренней полости облицовки к радиусу сферической части облицовки  равно 0,18, а отношение  равно 0,75;
- на фиг. 4 показан удлиненный элемент, созданный из облицовки с приторцевой частью, в которой выдержано соотношение  равное 0,649;
- на фиг. 5 показан удлиненный элемент, созданный из облицовки с приторцевой частью, в которой выдержано соотношение  равное 0,625;
- на фиг. 6 показан удлиненный элемент, созданный из облицовки с приторцевой частью, в которой выдержано соотношение  равное 0,876;
- на фиг. 7 показан удлиненный элемент, созданный из облицовки с приторцевой частью, в которой выдержано соотношение  равный 0,915.
сф
сф
o
Согласно предложенному техническому решению по выполнению облицовки центральная часть ее выполняется в виде сферического сегмента, внутренний радиус которого R, а при торцевую часть его выполняют тороидальной, причем точка изменения кривизны определяется отношением высоты внутренней полости сферического сегмента к полной высоте внутренней полости облицовки и устанавливается соотношением равным  а геометрические параметры облицовки находятся из соотношений устанавливающих взаимосвязь радиуса внутренней поверхности сферической части, R высоты облицовки с радиусом ее основания R и равными  причем радиус образующей при торцевой тороидальной поверхности определяется пересечением перпендикуляра к касательной образующей окружности сферической поверхности в точке перегиба, с образующей цилиндрической поверхности облицовки.
сф
Где R - радиус внутренней поверхности сферической части оболочки;
o
R - радиус основания оболочки;
Н - полная высота внутренней полости оболочки;
h - высота внутренней полости сферической части облицовки, от купола до начала (точки перегиба сферического участка) тороидального участка оболочки;
п
R - радиус перехода от сферической к при торцевой части облицовки.
о
cф
o
Выполнение при торцевой части облицовки в виде тороидального участка, начинающегося в точке перегиба сферической поверхности, определяемой соотношением, равным  а заканчивается на цилиндрической поверхности, образованной радиусом R основания оболочки. Центр радиуса образующей тороидальной поверхности определяется пересечением перпендикуляра к касательной образующей окружности сферической поверхности в точке перегиба сферической поверхности, радиус которой, равен R с образующей цилиндрической поверхности, радиусом R. Выполнение облицовки с такой геометрией позволяет формировать в процессе выворачивания оболочки развитую стабилизирующую юбку на удлиненном элементе, а также сформировать большую массу удлиненного элемента. Стабилизирующая юбка на удлиненном элементе отличается от миделево сечения удлиненного элемента и позволяет стабилизировать удлиненный элемент в полете.
Создание облицовки, у которой отношение  меньше 0,748 приведет к образованию стабилизирующей юбки на удлиненном элементе с увеличенными размерами, которые будут способствовать торможению удлиненного элемента, что в свою очередь и приведет к потере его скорости при подходе к преграде. На фиг. 4 и показан удлиненный элемент из облицовки с соотношением  равным 0,649 и 0,625 соответственно.
Создание облицовки, у которой отношение  больше 0,75 приведет образованию юбки, размеры которой будут сопоставимы с миделевым сечением удлиненного элемента, и, следовательно, приведет к потере стабилизации элемента в полете, а также к образованию шейки в зоне образования юбки ее локализации и в конечном итоге к отрыву юбки. На фиг. 6 и 7 показан удлиненный элемент из облицовки с соотношением  равным 0,876 и 0,915 соответственно.
Диапазон значений, равных 1.48…1.75, отношения радиуса сферической части оболочки к радиусу его основания  позволяет установить оптимальные значения радиуса сферической части оболочки. При значениях отношения больших 1.75 тороидальная поверхность может быть образована с малым радиусом и при выворачивании облицовки произойдет, отрыв при торцевой поверхности. Значения меньшие 1.48 приведут к увеличению размера при торцевой поверхности, что позволит сформировать стабилизатор, форма которого будет существенным образом создавать торможение оболочки в полете. Диапазон отношение высоты оболочки к радиусу сферической части оболочки  находящийся в пределах от 0,13 до 0,18, позволяет оптимизировать форму низкопрофильной оболочки, для создания удлиненного поражающего элемента. На фиг. 3 показана низкопрофильная оболочка с соотношением высоты оболочки к радиусу сферической части равным 0,18. Моделирование процесса выворачивания оболочки показывает, что образуется удлиненный элемент, длиной 24.5 мм, с развитой юбкой, диаметр которой равен 27 мм. Выбор значений ниже нижнего предела, т.е. 0,13, приведет к уменьшению размеров при торцевой части облицовки, что сформирует юбку размеры которой будут приближаться к миделевому сечению удлиненного элемента. Значения выше верхнего предела приведут к увеличению размеров юбки удлиненного элемента, что окажет влияние на уменьшение скорости полета удлиненного элемента. Поэтому указанный диапазон значений позволит сформировать оптимальную юбку при формировании удлиненного элемента из низкопрофильной облицовки.
o
сф
48
56
сф
56
Для примера реализации предложенного технического решения рассмотрим облицовку диаметр основания, которой равен 64 мм, следовательно, радиус основания R равен 32 мм. Радиус сферической части устанавливаем из соотношения  и его значение можно выбрать из диапазона равен 48…56 мм. Высоту Н облицовки устанавливаем из соотношения  которое равно диапазону равного 0,13…0,18. Причем для R равной 48 мм высоту облицовки H определяем как произведение 48×0.18 и она равна 8,64 мм, а для радиуса 56 мм высоту облицовки Hопределяем как произведение 56×0,13 и она равна 7,28 мм Расстояние от купола внутренней сферической полости до точки перегиба h, которая является началом тороидального участка при торцевой части оболочки определяем из предлагаемого диапазона 1.33…1,34, причем для R=48 мм точка перегиба, определяется как  Для радиуса 56 мм значение размера h, определяется
o
Полученная облицовка с приторцевой тороидальной частью начинающейся в точке перегиба, установленной как расстояние от купола сферической части облицовки, для сегмента с радиусом 48 мм, равной 6,64 мм, и заканчивающейся на пересечении плоскости основания оболочки с цилиндрической поверхностью, диаметр которой равен диаметру основания облицовки, то есть 2*R=2*32=64 мм. Причем значение радиуса образующей тороидальной поверхности определяется пересечением перпендикуляра к касательной образующей окружности сферической поверхности в точке перегиба с образующей цилиндрической поверхности облицовки радиусом 32 мм. Значение радиуса тороидальной поверхности будет равно 16 мм. Облицовка с такими геометрическими параметрами в процессе динамического выворачивания образует удлиненный элемент с кормовой частью, позволяющей стабилизировать его в полете без потери скорости при подходе к преграде.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет формировать удлиненный поражающий элемент со стабилизирующим коническим участком в кормовой его зоне, что позволит ему соударяться с преградой головной частью.
1. Боеприпасы, т. 1 под общей редакцией В.В. Селиванова, М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. 506 с
2. Снарядоформирующий заряд: патент RU 2355996 / В.И. Колпаков [и др.]; заявлено 15.11.2007; опубл. 20.05.2009. Бюлл. №14
3. Patent US 5559304/ Raimund Schweiger. 24.09.1996