ДЫМОВАЯ ГРАНАТА
SMOKE GRENADE

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно, к реактивным снарядам, отличающимся боеголовкой для рассеивания генерируемого аэрозоля, образующегося при горении пиротехнического наполнения, используемого как дымовое средство противодействия в виде дымовых завес.
Уровень данной области техники характеризуют дымовые гранаты по патентам DE 1428657 и 1285919, F42D 19/2, которые предназначены для использования как для ручного метания, так и при выстреле.
Граната содержит наполненный дымообразующим при горении составом корпус, закрытый с одного конца контактной головкой, имеющей отверстия для дымокурения - организованного выхода в атмосферу генерируемого аэрозоля.
В головке гранаты вмонтирован электрический воспламенитель реактивного двигателя и терочный воспламенитель ручного инициирования, оснащенный пиротехническим замедлителем, время горения которого до передачи импульса на воспламенительный состав выбрано достаточным, чтобы боец успел бросить гранату.
В головке последовательно размещены соосно реактивный двигатель с сопловым блоком и воспламенительный состав, соединенный с пороховым зарядом двигателя и с терочным воспламенителем через замедлитель.
Недостатком описанной конструкции дымовой гранаты является размещение обоих устройств инициирования воспламенения в общей головке, что предопределяет существенное увеличение диаметра гранаты, которую неудобно метать вручную и характеризующуюся большим лобовым сопротивлением при стрельбе, что заметно снижает скорость и дальность полета.
Граната из-за габаритных ограничений имеет относительно малое время дымообразования и, следовательно, низкую маскирующую способность.
Отмеченные недостатки устранены в дымовой гранате по патенту RU 2284006, F42B 12/48, 2006 г., которая по числу совпадающих признаков выбрана в качестве наиболее близкого аналога предложенной гранате.
Известная дымовая граната содержит корпус с дымообразующим при горении пиротехническим составом, реактивный двигатель с зарядом топлива, выполненного из разделенных зазором пороховой шашки, припрессованной к основному функциональному наполнению корпуса, и канальной пороховой таблетки, закрепленной на диафрагме.
Канальная таблетка, смонтированная в камере сгорания, выполняет функцию стартового заряда, а примыкающая к дымообразующему составу шашка - маршевого заряда реактивного двигателя гранаты.
В сопловом блоке, выходные распределенные отверстия которого выполняют каналы дымокурения, установлен электровоспламенитель заряда ракетного топлива (пороховых шашек) реактивного двигателя.
С противной стороны корпус закрыт крышкой, под которой помещен терочный механизм ручного воспламенения замедлительного состава, обращенного к дымообразующему наполнению корпуса гранаты, которые разделены диафрагмой.
В крышке радиально и продольно расположены выходные отверстия для дымокурения.
Особенностью этой дымовой гранаты является то, что головной воспламенитель, пиротехнический замедлитель, дымообразующий состав, заряд топлива двигателя и его электровоспламенитель установлены в корпусе продольно-последовательно и связаны в единую огневую цепь, что обеспечивает полное выгорание функционального наполнения и вспомогательных пиротехнических устройств при любом инициировании гранаты. Это обеспечивает безопасность личного состава при движении по территории, на которой устанавливались защитные маскировочные завесы.
Суммарная площадь выходных отверстий в крышке соизмерима с площадью проходных сечений сопел реактивного двигателя, чтобы обеспечить динамическое равновесие изделия при двухстороннем истечении дыма.
Недостатком известной гранаты являются неудовлетворительные показатели назначения из-за того, что заметная часть корпуса (до 30% объема) занята реактивным двигателем, сокращая тем самым массу пиротехнического наполнения, генерирующего аэрозольное облако дымовой маскирующей завесы.
Неудовлетворительное функционирование терочного механизма ручного инициирования воспламенения, приведение в действие которого сопряжено с трудностями осевого ориентирования тянущего троса, небезопасно, так как неизбежно обжигает кисти рук гранатометчика формируемым форсом пламени, распространяющимся как в сторону замедлителя, так и наружу.
Кроме того, выстрел гранаты, автоматическое инициирование которой происходит от электровоспламенителя, осуществляется только со специального пускового устройства гранатометчиком, что ограничивает мобильность и оперативность постановки дымовых завес, а зачастую невозможна в принципе при отсутствии в подразделении пускового устройства.
По описанным причинам применение известной гранаты ограничено, что снижает боеспособность войск пехоты, десанта, разведки и т.п.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение функциональной надежности и безопасности в служебном обращении универсальной и более эффективной в применении по назначению конструкции дымовой гранаты, которую возможно выстреливать со ствола любого стрелкового автомата.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известной дымовой гранате, метаемой выстрелом и вручную, содержащей аэрозольобразующее пиротехническое наполнение цилиндрического корпуса с дымовыводящими каналами по торцам, сообщающееся с одной стороны с пиротехническим замедлителем механизма ручного инициирования, закрытого крышкой, а с другой стороны - с средством автоматического инициирования воспламенения, согласно изобретению подпружиненный боек стреляющего механизма ручного инициирования оснащен поворотным стопором, геометрически замкнутым крышкой корпуса гранаты, наполнение которого примыкает непосредственно к дымовыводящим каналам, совмещенным с огнепередаточными отверстиями демпфирующей поперечины, закрепленной между нижним торцом корпуса и средством автоматического инициирования воспламенения, выполенным в виде цилиндрического пенала, включающего последовательно смонтированные пороховое метательное устройство с капсюлем-воспламенителем, соосно которому расположен накольник пулеуловителя, с противного торца закрытого упругим амортизатором, и базирующее кольцо, спрофилированное под надульник стрелкового автомата, причем цилиндрический пенал установлен с гарантированным кольцевым зазором внутри закрепленного посредством фланца на торце трубчатого хвостовика, снабженного лопастным стабилизатором и внутри выполненного ступенчатым, при этом между метательным устройством и пулеуловителем размещено сминаемое кольцо, охватывающее накольник меньшей высоты, а лопасти стабилизатора закрыты обечайкой, причем в трубчатом хвостовике корпуса выполнены газоотводные отверстия, площадь которых соизмерима с площадью прорезей дульного тормоза автомата.
Отличительные признаки обеспечили повышение объема дымообразования, то есть увеличили маскирующую способность боеприпаса, который выполнен универсальным для выстрела из любого стрелкового автомата, а также безопасным при ручном метании дымовой гранаты.
Оснащение подпружиненного бойка стреляющего механизма ручного инициирования воспламенения функционального наполнения гранаты поворотным стопором, который геометрически замкнут навинченной на корпус крышкой, надежно предотвращает несанкционированное срабатывание в служебном обращении, что обеспечивает полную безопасность при хранении гранат и ношении их в специальных карманах обмундирования.
Примыкание функционального наполнения корпуса гранаты непосредственно к дымовыводящим каналам, то есть исключение из конструкции реактивного двигателя, обеспечило повышение массы аэрозольобразующего пиротехнического наполнения на 27-30% и, следовательно, адекватного объема дымовой завесы, необходимой для надежной маскировки техники и личного состава в боевых действиях и для скрытных перемещений.
Размещение демпфирующей поперечины между нижним торцом корпуса и средством автоматического инициирования воспламенения (цилиндрическим пеналом) предотвращает передачу ударных волн при срабатывании метательного заряда на пиротехническое функциональное наполнение корпуса, исключив возможность их разрушения. Этим обеспечивается функциональная надежность боеприпаса.
Совмещение огнепередаточных отверстий поперечины с дымовыводящими каналами корпуса предназначено для коммуникации метательного устройства с функциональным наполнением для воспламенения последнего и обеспечивает беспрепятственное истечение генерируемого аэрозоля при его горении.
Выполнение устройства автоматического инициирования в виде коаксиально смонтированного с гарантированным кольцевым зазором внутри трубчатого хвостовика цилиндрического пенала, включающего последовательно смонтированные пороховое метательное устройство с капсюлем-воспламенителем, пулеуловитель, закрытый упругим амортизатором, и базирующее кольцо, позволило оперативно устанавливать гранату на ствол стрелковых автоматов, одиночным выстрелом которых производить метание дымовой гранаты на дистанцию до 250 м.
Инициирование капсюля-воспламенителя метательного устройства обеспечивается накольником, который закреплен на торце деформируемого в динамике работы пулеуловителя.
Сминаемое в динамике предохранительное кольцо выполнено шириной, превышающей высоту накольника, и помещено между пулеуловителем и метательным устройством, чем исключается несанкционированное срабатывание и гарантированно обеспечивается безопасность гранаты в служебном обращении.
Тонкостенное сминаемое кольцо на донном торце метательного устройства имеет достаточную несущую прочность, чтобы предотвратить контакт накольника пулеуловителя с капсюлем-воспламенителем в служебном обращении. Однако при выстреле кольцо сминается инерционными силами, обеспечивая срабатывание механизма автоматического инициирования воспламенения функционального наполнения корпуса.
Пенал механизма автоматического инициирования фланцем защемлен между сопловым блоком и торцом трубчатого хвостовика, образуя монолитное единство в служебном обращении и при выстреле.
Динамически при выстреле срезаемый фланец пенала торцом трубчатого хвостовика, приводимый в движение давлением пороховых газов при сгорании метательного заряда, не препятствует совместному движению к цели гранаты и облегченного хвостовика со стабилизатором. Пенал при этом остается неподвижным, прижатым к стволу оружия давлением аэрозоля, поступающего через выходные каналы.
Конструктивная взаимосвязь перечисленных структурных элементов пенала динамического инициирования воспламенения проста и функционально надежна.
Выполнение внутренней поверхности хвостовика со стороны свободного торца ступенчатым, уступами, спрофилированными под диаметр надульников стрелковых автоматов, обеспечило универсальность предложенной гранаты для стрельбы из любых их модификаций при аксиальной установке на ствол посредством одиночного выстрела.
Лопастной стабилизатор хвостовика обеспечил заметное смещение центра давления за центр масс гранаты книзу, что продольно стабилизирует гранату на траектории полета и увеличивает кучность стрельбы для постановки более плотной маскирующей дымовой завесы.
В предложенной конструкции гранаты автоматически при одиночном выстреле стрелкового автомата происходит механическое отделение пенала динамического инициирования функционального наполнения, который на полете являлся бы балластом, что увеличивает дальность стрельбы.
Метание гранаты со ствола любого стрелкового автомата принципиально изменяет тактические возможности боевых действий личного состава для оперативной и прицельной постановки маскировочной дымовой завесы, автономно и в группе.
Оснащение гранаты трубчатым хвостовиком создает удобство при метании вручную, используя ее как рукоятку, что позволяет повысить дальность бросков.
Размещение лопастей стабилизатора внутри обечайки повышает прочность и увеличивает безопасность при ручном метании гранаты.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущего признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решается не суммой эффектов, а эффектом суммы признаков.
Сущность изобретения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративное назначение и не ограничивает объема притязаний совокупности признаков формулы. На чертеже изображено:
на фиг.1 - общий вид дымовой гранаты, продольный разрез;
на фиг.2 - стреляющий механизм ручного инициирования;
на фиг.3 - разрез по А-А на фиг.1.
Дымовая граната по изобретению содержит (фиг.1) корпус 1 с наполнением 2 из аэрозольобразующего при горении пиротехнического состава.
Корпус 1 закрыт навинчиваемой крышкой 3, внутри которой размещен стреляющий механизм 4 ручного инициирования капсюля-воспламенителя 5, размещенного в наполнении 2. Стреляющий механизм 4 заблокирован стопорной поворотной скобой 6.
Заявленная граната (так же как и по прототипу) выполнена с двойным инициированием воспламенения пиротехнического дымообразующего состава 2: сверху при ручном метании и снизу при выстреле, автоматически.
На противном торце корпуса 1 закреплен трубчатый хвостовик 7, несущий лопастной аэродинамический стабилизатор 8 гранаты на траектории полета.
Внутри хвостовика 7 с гарантированным кольцевым зазором смонтирован цилиндрический пенал 9 автоматического инициирования наполнения 2 при выстреле.
Фланец 10 пенала 9 зажат между демпфирующей поперечиной 11, установленной в корпусе 1, и торцом трубчатого хвостовика 7.
Поперечина 11 выполнена с периферийными сквозными отверстиями 12, соосными с выходными каналами 13 корпуса 1, предназначенными для дымокурения.
В пенале 9 последовательно размещены метательное устройство 14, пулеуловитель 15, упругий амортизатор 16 и базирующий кольцевой упор 17.
Метательное устройство 14, примыкающее к демпфирующей поперечине 11, включает пороховой заряд 18 с центральным капсюлем-воспламенителем 19.
Между метательным устройством 14 и пулеуловителем 15 установлено сминаемое кольцо 20, ширина которого превышает высоту соосного с капсюлем-воспламенителем 19 накольника 21, выполненного на торце пулеуловителя 15, вход которого закрыт амортизатором 16 из резины.
Базирующий кольцевой упор 17 совместно с внутренней поверхностью трубчатого хвостовика 7 предназначен для установки на пламегаситель малогабаритных автоматов АК-104 и АК-105.
Ниже упора 17 внутренняя поверхность трубчатого хвостовика 7 выполнена ступенчатой, последовательно с уступами 22 и 23, которые служат для базирования на дульном тормозе автоматов АК-74М, АК-103 и АК-107 при осевой установке гранаты на их ствол.
Под упором 17 в трубчатом хвостовике 7 выполнены газодинамические (дросселирующие) сквозные отверстия 24, суммарная площадь которых соизмерима с площадью прорезей дульного тормоза стрелкового автомата.
Лопасти аэродинамического стабилизатора 8 установлены в обечайке 25 (фиг.1, 3), которая повышает конструкционную прочность и предназначена для повышения безопасности гранатометчика, бросающего гранату, чтобы исключить возможность при этом лопастям стабилизатора 8 зацепиться свободными торцами за выступающие детали обмундирования (рукава, карманы, застежки), ремни оснастки и т.п., предотвращая порезы кистей рук.
Под крышкой 3 размещен так называемый стреляющий механизм 4 ручного инициирования, поворотная скоба 6 (стопор) которого геометрически замкнута крышкой 3 от несанкционированного поворота.
Пиротехнический состав 2 сверху закрыт диафрагмой 26 с отверстиями 27 для выхода дыма, генерируемого при торцевом горении сверху пиротехнического наполнения 2 корпуса 1 гранаты.
На центральном выступе диафрагмы 26 навинчена крышка 3, а внутри него установлен стреляющий механизм 4 ручного инициирования воспламенения состава 2.
Скоба 6 стреляющего механизма 4 (фиг.2) закреплена на оси 27, имеющей параллельные лыски, формирующие толщину меньше сквозного паза 28 отверстия 29 в бойке 30, в котором установлена ось 27.
В служебном положении, когда скоба 6 расположена вертикально, внутри крышки 3, ось 27 примыкает к отверстию 29, удерживая боек 30, нагруженный пружиной 31, в крайнем верхнем (по чертежу) положении.
В бойке 30 закреплен капсюль-воспламенитель 32, соосно которому стационарно смонтирован накольник 33.
В накольнике 33 выполнен сквозной паз 34 для коммуникации с пиротехнической шашкой замедлителя 35, примыкающей к выходному отверстию 36, направленному к наполнению 2 (фиг 1) корпуса 1 гранаты.
Функционирует предложенная дымовая граната следующим образом.
Для автоматического метания гранату устанавливают аксиально стволу стрелкового автомата, базируя на его надульнике поверхностями кольца 17 и хвостовика 7 или уступов 22 и 23 хвостовика 7.
Одиночным выстрелом из автомата пуля патрона 5,45 мм или 7,62 мм пробивает амортизатор 16 и улавливается в ловителе 15, который деформируется, сминая кольцо 20, и подает вперед накольник 21 до контакта с капсюлем-воспламенителем 19.
При этом амортизатор 16 упруго сжимает след от пули, предотвращая реверсивное попадание твердых частиц в ствол автомата.
Газообразные продукты от одиночного выстрела из автомата беспрепятственно удаляются через отверстия 24 в хвостовике 7, площадь которых 500 мм соизмерима с площадью прорезей дульного тормоза автомата.
Импульсом капсюля-воспламенителя 19 воспламеняется метательный состав 18 устройства 14, давлением пороховых газов которого сообщается гранате начальная скорость и соответственно пенал 9 прижимается к надульнику автомата.
Метательный импульс, развиваемый при горении порохового состава 18, демпфируется поперечиной 11 на торце корпуса 1 и не передается на наполнение 2.
При этом давление пороховых газов сгорающего метательного заряда 18 полностью не передается на плечо гранатометчика в виде отдачи, а частично компенсируется амортизатором 16 до предела установленных норм.
Форс пламени от состава 18 через отверстия 12 поперечины 11 и каналы 13 воспламеняет пиротехнический состав наполнения 2, при горении которого генерируется дымообразующий аэрозоль.
При движении гранаты с хвостовиком 7 срезается фланец 10 (толщиной 0,5 мм) пенала 9, разрывая его геометрическое замыкание, то есть пенал 9 в результате полностью свободен в кольцевом зазоре относительно хвостовика 7.
При торцевом горении наполнения 2 генерируется дым, равномерно истекающий через каналы 13, образуя в воздухе плотную маскирующую завесу.
От температуры, развиваемой при горении состава 2, и прямого огня через отверстие 36 (фиг.2) в корпусе стреляющего механизма 4 воспламеняется шашка замедлителя 35, тепловая энергия которой инициирует капсюль-воспламенитель 32. Таким образом, срабатывает общая огневая цепь гранаты, обеспечивая выгорание ее опасных элементов.
Для ручного метания гранаты отвинчивают крышку 3, а затем поворачивают скобу 6 в любую сторону от вертикали до совмещения лысок оси 27 с пазом 28 бойка 30. При этом под действием пружины 31 боек 30 продольно перемещается вниз вдоль оси 27, пока капсюль-воспламенитель 32 не наколется на накольник 33.
Форс пламени от капсюля-воспламенителя 32 через паз 34 инициирует горение в течение 4-5 с пиротехнического состава замедлителя 35, в течение которых необходимо метнуть гранату в заданную сторону.
Предложенная конструкция универсальной дымовой гранаты сравнительно с прототипом имеет на четверть ниже себестоимость и, следовательно, меньшую потребительскую стоимость.
По настоящему изобретению разработаны рабочая документация для изготовления опытной партии гранат, предназначенных для натурных испытаний с целью отработки боеприпаса для постановки на вооружение в войска.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по боеприпасам, показал, что оно не известно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления дымовых гранат для массового использования стрельбой со стволов любых стрелковых автоматов и метания вручную можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.