СНАРЯД
PROJECTILE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к снаряду с корпусом снаряда, который содержит полость для размещения взрывчатого вещества, при этом указанный корпус снаряда по меньшей мере на отдельных частях имеет осесимметричную, предпочтительно цилиндрическую боковую поверхность, которую по меньшей мере на отдельных частях окружает множество кольцеобразных элементов с заданными местами разрушения, при этом при разрушении в указанных заданных местах элементов предусмотрено возникновение осколков, которые для образования кольцеобразных элементов соединены друг с другом в кольцеобразной соединительной части.
Уровень техники
При разрывах снарядов в результате естественного разрушения возникают осколки различной массы. Известный при этом недостаток заключается в том, что осколки с очень малой массой оказывают лишь незначительное поражающее действие, в то время как, осколки с большой массой имеют очень большой радиус поражения, который часто превышает требуемый радиус поражения. Таким образом, осколки большой массы могут наносить нежелательный сопутствующий урон за пределами целевой зоны, в то время как осколки малой массы вообще не оказывают поражающего действия на целевую зону. В результате, осколки, как большой, так и малой массы, не способствуют поражающему действию внутри требуемой целевой зоны и поэтому являются утраченными для этой целевой зоны. Из уровня техники известны различные пути решения для унификации масс осколков.
Так, например, из патентного документа ЕР 0328877 А известен снаряд вышеуказанного типа, в котором кольцеобразные элементы имеют заданные места разрушения, чтобы в случае разрыва снаряда образовывались осколки заданной величины и массы. Для этой цели множество колец накладывают друг на друга, чтобы получить осколочную оболочку, при этом указанные кольца имеют на внутренней стороне цилиндрические или треугольные в поперечном сечении проточки для задания требуемого размера осколков.
Аналогичная конструкция, в которой кольца имеют форму, по существу, зубчатых колес, известна, например, из патентного документа FR 2523716 А.
Кроме того, в патентном документе ЕР 273994 В1 раскрыт снаряд с множеством колец, которые имеют треугольные проточки на внутренней стороне.
Аналогичные конструкции известны также из патентных документов DE 3721619 А1 или US 8,276,520 В1.
Однако недостатком таких снарядов известного уровня техники является то, что осколки - даже, если они имеют требуемую массу или размер, - в основном выбрасываются под прямым углом к продольной оси осесимметричной части снаряда, поэтому множество осколков не попадает в заданную целевую зону.
Раскрытие сущности изобретения
Поэтому задачей настоящего изобретения является создание снаряда вышеуказанного типа, осколки которого выбрасываются таким образом, чтобы увеличить область, в которой эти осколки оказывают поражающее действие.
Согласно изобретению эта задача решена благодаря тому, что свободно выступающие концы осколков по меньшей мере частично расположены в общей плоскости, ортогональной к продольной оси кольцеобразного элемента, при этом указанная ортогональная плоскость не совпадает с ортогональной плоскостью, определяемой кольцеобразной соединительной частью.
В известных снарядах кольцеобразные элементы образованы, по существу, в виде диска, т.е. свободно выступающие концы предварительно определенных осколков и противоположный конец кольцеобразного элемента, на котором осколки соединены друг с другом, расположены в одной ортогональной плоскости. Вследствие такой известной из уровня техники дискообразной конструкции при детонации взрывчатого вещества, расположенного в корпусе снаряда, осколки выбрасываются, по существу, под прямым углом к продольной оси обычно цилиндрической части корпуса снаряда. Поэтому, если, например, в случае контактного взрывателя снаряд ударяется о землю под углом 45°, и в этом угловом положении происходит детонация взрывчатого вещества, то значительная часть осколков из корпуса снаряда направлена по неправильной траектории, в результате чего снаряд имеет относительно малую область поражения, или его рассеивающее действие недостаточно.
Благодаря расположению с наклоном или изгибом осколков относительно продольной оси кольцеобразного элемента или продольной оси осесимметричной части корпуса снаряда согласно изобретению изменено направление выброса осколков по сравнению с известными снарядами и, таким образом, значительно увеличено рассеивающее действие или область эффективного поражения осколков.
Особенно простая и эффективная конструкция с точки зрения определения траектории движения осколков, а также с точки зрения изготовления получается, если верхняя и нижняя поверхности по меньшей мере некоторого количества осколков, выполнены, по существу, плоскими и параллельными друг другу, при этом обе поверхности образуют угол, не равный 90°, с плоскостью, определяемой кольцеобразной соединительной частью и ортогональной к продольной оси. При такой конструкции по меньшей мере часть осколков имеет, по существу, прямолинейное, т.е. не изогнутое, поперечное сечение, поэтому, с одной стороны, может быть хорошо определена траектория движения, а, с другой стороны, может быть простым образом обеспечено изготовление кольцеобразных элементов посредством сначала изготовления кольцеобразной заготовки, в которой затем отгибают по меньшей мере часть осколков от плоскости кольцеобразной соединительной части, соединяющей осколки.
Если все осколки имеют, по существу, одинаковый угол наклона относительно плоскости, определяемой кольцеобразной соединительной частью и ортогональной к продольной оси, получается технологически особенно эффективная конструкция, в которой все кольцеобразные элементы имеют, по существу, одинаковую конструкцию. Это, однако, не означает, что все кольцеобразные элементы расположены под одинаковым углом относительно продольной оси цилиндрической части корпуса снаряда, поскольку предпочтительно разделить расположение кольцеобразных элементов по меньшей мере на две части, при этом расположение или ориентация кольцеобразных элементов в первой части являются противоположными относительно расположения кольцеобразных элементов во второй части, или кольцеобразные элементы в обеих частях могут быть расположены зеркально относительно плоскости, ортогональной к продольной оси осесимметричной части корпуса снаряда.
Возможна также альтернативная конструкция кольцеобразных элементов, в которой все осколки имеют одинаковый угол наклона, при этом одна часть осколков образует первый угол, не равный 90°, с ортогональной плоскостью, определяемой кольцеобразной соединительной частью, а другая часть осколков образует второй угол, также не равный 90°, с ортогональной плоскостью, определяемой кольцеобразной соединительной частью. При этом второй угол предпочтительно соответствует по модулю первому углу, однако, наклон осколков к плоскости, проходящей через кольцеобразную соединительную часть, является зеркальным. При этом получается, что кольцеобразный элемент содержит две группы осколков, которые имеют разные углы наклона к плоскости, определяемой кольцеобразной соединительной частью, поэтому при детонации взрывчатого вещества осколки в каждом кольцеобразном элементе выбрасываются в разных направлениях.
Испытания показали, что особенно эффективное направление выброса, при котором можно существенно увеличить область поражения снаряда по сравнению с известными снарядами, обеспечивается, если верхняя и нижняя поверхности осколков образуют с плоскостью, определяемой кольцеобразной соединительной частью, угол между 5° и 70°, предпочтительно - между 15° и 45°, особенно предпочтительно - между 25° и 35°. Такое предпочтительное угловое расположение осколков получается в связи с тем, что снаряд обычно активируют посредством контактного или неконтактного взрывателя под углом между 45° и 85° относительно поверхности земли. Таким образом, снаряд обычно имеет при активировании угол наклона, составляющий примерно от 45° до 85° относительно поверхности земли. Благодаря углу наклона осколков между 5° и 70°, удается обеспечить выброс под углом, не равным 90°, относительно боковой поверхности корпуса снаряда и, таким образом, получить значительное повышение эффективности рассеивания особенно тех осколков, которые из-за наклона снаряда при детонации взрывчатого вещества обычно имеют (неправильное) направление движения к земле и поэтому не вносят никакого вклада в поражающий фактор.
С технологической точки зрения для простого и эффективного изготовления кольцеобразных элементов предпочтительно, чтобы указанные кольцеобразные элементы содержали множество прорезей, образующих заданные места разрушения. При этом вначале может быть изготовлен, кольцеобразный элемент, выполненный, по существу, в виде диска, в котором затем посредством штампования, фрезерования, лазерной обработки или, например, электроэрозии с проволочным электродом могут быть получены прорези, чтобы обеспечить управляемое фрагментирование кольцеобразных элементов.
Для того чтобы получить осколки с главным направлением распространения, по существу, в радиальном направлении кольцеобразного элемента и, таким образом, в направлении импульса, инициированного взрывчатым веществом, предпочтительно, чтобы продольные оси прорезей проходили, по существу, в радиальном направлении кольцеобразного элемента.
С точки зрения простого и эффективного изготовления предпочтительно, чтобы прорези имели, по существу, прямоугольное поперечное сечение.
При этом основание указанных, по существу, прямоугольных прорезей может быть выполнено различным образом. Особенно предпочтительно получать прорези посредством электроэрозии с проволочным электродом, поскольку в этом случае прорези могут иметь относительно малую ширину и, следовательно, при изготовлении заданных мест разрушения можно обеспечить относительно низкие потери материала. При этом вследствие того, что проволока обычно имеет круглое поперечное сечение, основание прорезей принимает дугообразную форму.
Для того чтобы при взрыве особенно точно задавать фрагментацию осколков из кольцеобразного элемента, особенно также при разрыве в направлении по кругу, предпочтительно, чтобы прорези имели основание в форме острого угла.
Если прорези проходят наружу от внутренней поверхности кольцеобразных элементов, определяемой внутренним радиусом, получаются предпочтительные кольцеобразные элементы с прорезями или заданными местами разрушения, которые не видны на наружной стороне кольцеобразных элементов. При этом можно выгодно исключить наружную защитную оболочку.
Особенно выгодно в этом случае, если кольцеобразная соединительная часть имеет, по существу, сплошную наружную боковую поверхность, при этом расположение таких кольцеобразных элементов друг на друге образует, по существу, замкнутую, предпочтительно цилиндрическую наружную боковую поверхность без необходимости принимать для этого какие-либо дополнительные меры.
Для того чтобы получить, по существу, гладкую наружную боковую поверхность посредством множества расположенных друг на друге кольцеобразных элементов, предпочтительно, чтобы наружная боковая поверхность кольцеобразных элементов образовывала угол, не равный 90°, с верхней и нижней поверхностями кольцеобразной соединительной части, и, таким образом, чтобы боковая поверхность проходила, по существу, параллельно цилиндрической боковой поверхности корпуса снаряда.
Благодаря такой, по существу, гладкой наружной боковой поверхности, образованной множеством кольцеобразных элементов, можно успешно предотвратить отложение загрязнений, образование контактной коррозии или т.п., в особенности в случае склеивания кольцеобразных элементов друг с другом и/или нанесения соответствующего покрытия, например, лакового слоя.
Технологически изготовление таких кольцеобразных элементов осуществляют, в частности, следующим образом:
Вначале изготавливают, по существу, плоские кольцеобразные диски, в которых затем посредством вышеуказанных операций (электроэрозия, штампование, фрезерование и т.п.) создают заданные места разрушения, при этом сохраняют кольцеобразную соединительную часть. После этого производят отгибание свободно выступающих концов предварительно определенных осколков от плоскости, определяемой кольцеобразной соединительной частью, в результате чего задают требуемое направление выброса осколков.
Таким образом, наружная боковая поверхность, образованная вначале дискообразными элементами, затем проходит перпендикулярно к наклонно расположенным осколкам или к кольцеобразной соединительной части, при этом при расположении друг на друге таких кольцеобразных элементов каждый элемент образует остроконечный, по существу треугольный в поперечном сечении, выступ. Такая конструкция является неудачной с точки зрения образования коррозии и возможности нанесения (плотной) защитной оболочки или покрытия, и, кроме того, с ней связаны баллистические недостатки.
Соответственно, для того чтобы получить, по существу, замкнутую гладкую наружную боковую поверхность при расположении кольцеобразных элементов друг на друге, предпочтительно удалить острые треугольные выступы кольцеобразных элементов посредством обточки после склеивания кольцеобразных элементов друг с другом. Затем на них можно нанести известный из уровня техники защитный лак или т.п.
Для увеличения эффективной области поражения снаряда предпочтительно, чтобы ближние к земле кольцеобразные элементы были выброшены под углом, отличным от угла выброса дальних от земли кольцеобразных элементов, и для этого предпочтительно, чтобы между первой частью и второй частью кольцеобразных элементов было установлено позиционирующее кольцо. Посредством такого позиционирующего кольца можно простым образом разделить кольцеобразные элементы по меньшей мере на две группы, предпочтительно - с различным направлением выброса.
Для того чтобы обеспечить компактное позиционирование, по существу, зеркально расположенных кольцеобразных элементов, предпочтительно, чтобы указанное позиционирующее кольцо имело верхнюю и нижнюю поверхности прилегания, проходящие наклонно к плоскости, ортогональной к продольной оси осесимметричной части корпуса снаряда, при этом предпочтительно, чтобы позиционирующее кольцо имело зеркально-симметричную форму относительно средней плоскости, ортогональной к продольной оси осесимметричной части.
Задача изобретения решена также, в частности, посредством кольцеобразного элемента для снаряда согласно одному из вышеуказанных пунктов формулы изобретения, содержащего по меньшей мере на отдельных частях множество заданных мест разрушения, которые определяют образование осколков при разрушении элемента, при этом свободно выступающие концы осколков по меньшей мере частично расположены в общей плоскости, ортогональной к продольной оси кольцеобразного элемента, и эта ортогональная плоскость не совпадает с ортогональной плоскостью, определяемой кольцеобразной соединительной частью.
Краткое описание чертежей
Ниже приведено более подробное описание изобретения посредством предпочтительных примеров его осуществления, которые, однако, не следует рассматривать как ограничительные в какой-либо степени. На прилагаемых чертежах, в частности, показаны:
фиг. 1 - вид в поперечном разрезе снаряда согласно изобретению;
фиг. 1а - вид в поперечном разрезе альтернативного варианта осуществления снаряда согласно изобретению;
фиг. 2 - вид в аксонометрии кольцеобразного элемента;
фиг. 3 - вид сбоку кольцеобразного элемента с фиг. 2;
фиг. 4 - вид сверху кольцеобразного элемента с фиг. 2 и 3;
фиг. 5 - вид сверху альтернативного варианта осуществления кольцеобразного элемента;
фиг. 6 - вид сверху другого альтернативного варианта осуществления кольцеобразного элемента;
фиг. 7 - вид сверху еще одного альтернативного варианта осуществления кольцеобразного элемента;
фиг. 8 - вид в аксонометрии кольцеобразного элемента с осколками, выступающими в различных направлениях;
фиг. 9 - вид сбоку кольцеобразного элемента с фиг. 8.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 показан снаряд 1 согласно изобретению, который содержит корпус 2 снаряда с хвостовой частью 3 и оболочкой 4 заряда. В оболочке 4 заряда предусмотрена полость 5 для размещения взрывчатого вещества и примыкающая к ней полость 6 для размещения (не показанного) взрывателя. При этом может быть предусмотрен, в частности, контактный взрыватель или также неконтактный взрыватель.
Как можно видеть в поперечном разрезе на фиг. 1, в показанном примере осуществления оболочка 4 заряда имеет, по существу, цилиндрическую форму, при этом часть снаряда 2, на которой может быть простым образом установлено множество кольцеобразных элементов 8, имеет осесимметричную, в данном случае цилиндрическую, боковую поверхность 7. Наружный диаметр цилиндрической боковой поверхности 7 и внутренний диаметр кольцеобразных элементов 8 выбирают при этом таким образом, чтобы кольцеобразные элементы 8 можно было простым образом задвинуть или надеть на, по существу, цилиндрический трубчатый элемент. Таким образом, в собранном состоянии продольная ось 7' цилиндрической боковой поверхности 7 оболочки 4 заряда и продольная ось или ось 8' вращения кольцеобразных элементов 8, по существу, совпадают.
Далее, как видно на фиг. 1, кольцеобразные элементы 8 разделены на две группы или части 10, 10' посредством позиционирующего кольца 9. В показанном примере осуществления все кольцеобразные элементы 8 выполнены одинаковыми, однако, при этом пространственное расположение кольцеобразных элементов 8 первой группы 10, которые расположены ближе к полости 6 взрывателя, является противоположным относительно расположения кольцеобразных элементов 8 второй части или группы 10'. Благодаря этому, дополнительно улучшается угол рассеяния осколков при взрыве, как более подробно поясняется ниже.
На фиг. 1а показан альтернативный пример осуществления снаряда 1 согласно изобретению, который имеет сплошную выпуклую криволинейную наружную боковую поверхность 16. Боковая поверхность 16 в центральной части предназначена для того, чтобы на цилиндрической боковой поверхности 7 оболочки 4 заряда расположить кольцеобразные элементы 8, по существу, с одинаковым внутренним диаметром, однако, с различными наружными диаметрами. При этом наружный диаметр кольцеобразных элементов 8 выбирают таким образом, чтобы снаряд 1 в области позиционирующего кольца 9 предпочтительно имел наибольший диаметр.
Благодаря такой выпуклой криволинейной конфигурации наружной боковой поверхности 16 обеспечена предпочтительная особенно выгодная аэродинамика, которая, по существу, соответствует аэродинамической конструкции других снарядов (без кольцеобразных осколочных элементов). Кроме того, благодаря такой конструкции согласно изобретению можно также обеспечить дополнительное полезное увеличение угла рассеяния.
На фиг. 2-4 показан первый возможный вариант осуществления кольцеобразных элементов 8 согласно изобретению.
Как видно на чертежах, снаружи образована кольцеобразная соединительная часть 11, от которой отходит множество осколков 12 со свободными концами 13, выступающими внутрь.
В частности, на виде сбоку на фиг. 3 показано, что плоскость 11', определяемая кольцеобразной соединительной частью 11 и ортогональная к продольной оси 8', не совпадает с ортогональной плоскостью 13', определяемой свободно выступающими концами осколков 12. Поэтому кольцеобразные элементы 8 согласно изобретению в отличие от устройств известного уровня техники не образуют, по существу, плоских элементов в виде дисков, а, напротив, согласно изобретению кольцеобразные элементы 8 содержат осколки 12, которые расположены наклонно относительно ортогональной плоскости 11' или также боковой поверхности 7 оболочки 4 заряда, чтобы таким образом изменить направление выброса осколков 12 при детонации взрывчатого вещества, расположенного в полости 5, и, благодаря изменению направления выброса увеличить количество поражающих осколков 12.
При этом кольцеобразные элементы 8 согласно изобретению предпочтительно изготавливают из кольцеобразных дисков, которые затем подвергают обработке давлением, предпочтительно методом выдавливания, для обеспечения наклона осколков 12 в показанном примере осуществления под углом а, по существу, равным 30° относительно ортогональной плоскости 11' или 13'.
Перед проведением указанной обработки давлением, предпочтительно методом выдавливания, целесообразно в еще плоских кольцеобразных дисках, которые представляют собой промежуточную заготовку при изготовлении кольцеобразных элементов 8 согласно изобретению, создать заданные места разрушения в виде прорезей 14.
Для этого можно использовать различные методы в зависимости от требуемой конструкции прорезей 14. В примере осуществления, показанном на фиг. 2-4, требуемую форму прорезей можно получить особенно простым и эффективным методом посредством штампования.
Возможные методы изготовления прорезей связаны, конечно, с выбором материала кольцеобразных элементов 8, при этом для осуществления изобретения предпочтительно выбирать подходящий черный металл, который с точки зрения твердости и вязкости соответствует требованиям, предъявляемым для получения осколков. Такой черный металл обладает, как правило, и хорошей штампуемостью.
В остальном размеры кольцеобразных дисковых элементов, которые служат промежуточной заготовкой для изготовления кольцеобразных элементов согласно изобретению, выбирают таким образом, чтобы получить прямоугольную, особенно предпочтительно - кубическую форму осколков.
Как показано, в частности, на фиг. 2-7, посредством фрезерования или штампования можно простым образом получать прорези 14, по существу, с прямоугольным поперечным сечением, при этом основание 15' прорези может быть альтернативно дугообразным (см. фиг. 2-4), остроугольным (см. фиг. 5), или прямолинейным (см. фиг. 7).
Особенно материалосберегающий метод использован для изготовления элемента 8, показанного на фиг. 6, в котором прорези 14 с относительно малой шириной поперечного сечения получены посредством электроэрозии с проволочным электродом. В качестве альтернативы электроэрозии с проволочным электродом, фрезерованию или штампованию для изготовления прорезей может быть использована также лазерная обработка.
На фиг. 8 и 9 показан другой альтернативный пример осуществления кольцеобразного элемента 8, в котором кольцеобразный элемент 8 содержит две группы осколков 12, при этом одна группа осколков 12 отогнута вверх от ортогональной плоскости 11', определяемой кольцеобразной соединительной частью, а другая группа осколков 12 отогнута вниз.
При этом различная ориентация осколков 12 выбрана переменной в окружном направлении, поэтому предпочтительно одинаково изготовленные кольцеобразные элементы 8 могут быть уложены внутрь друг друга в стопку с поворотом относительно осколков 12.
Однако, как показано на фиг. 1, возможно также задавать различные направления выброса для кольцеобразных элементов 8, в которых осколки 12 имеют наклон только в одном направлении относительно плоскости 11', определяемой кольцеобразной соединительной частью 11, при этом кольцеобразные элементы 8 установлены с различной пространственной ориентацией на цилиндрической боковой поверхности 7. Две группы 10, 10' кольцеобразных элементов 8 с различной ориентацией отделены друг от друга позиционирующим кольцом 9, которое имеет поверхности 9', 9'' прилегания с углом наклона, соответствующим углу а наклона осколков 12.
Проведенные испытания показали, что в зависимости от выбора взрывчатого вещества и материала кольцеобразных элементов 8 элементы 8 группы 10, которые расположены ближе к взрывателю, т.е. ближе к земле, выбрасываются под углом В рассеяния, составляющим примерно от 0° до 70°, к ортогональной плоскости 13', при этом осколки 12, расположенные ближе к позиционирующему кольцу 9 или к средней плоскости, выбрасываются под относительно малым углом, близким к нижней границе угла В рассеяния. При этом угол выброса увеличивается для осколков 12, расположенных дальше от позиционирующего кольца 9 или средней плоскости, и осколки 12, удаленные от позиционирующего кольца 9 - также в зависимости от выбора взрывчатого вещества и материала - выбрасываются под углом, близким к верхней границе угла В рассеяния. Кольцеобразные элементы 8 группы 10', которые расположены ближе к хвостовой части 3 снаряда 1, образуют угол В' рассеяния, который также предпочтительно составляет по модулю примерно от 0° до 70° с ортогональной плоскостью 13', однако, в противоположном направлении. При этом, как указано выше, также увеличивается угол выброса осколков 12 по мере их удаления от позиционирующего кольца 9 или средней плоскости, таким образом, в сумме предпочтительно получают эффективный угол выброса до 140°.
В результате, как видно на фиг. 1, получают гораздо больший угол рассеяния осколков 12 кольцеобразных элементов 8, чем в случае одного ортогонального направления выброса, поэтому эффективность снаряда 1 по сравнению с дисковыми элементами, расположенными только в плоскости, ортогональной к продольной оси 7' или 8', значительно улучшается.
Кроме того, как показано на фиг. 1 и фиг. 1а, кольцеобразные элементы 8 в собранном положении образуют, по существу, гладкую наружную боковую поверхность 16. Поскольку наружная боковая поверхность кольцеобразной соединительной части 11 при выдавливании для получения наклона осколков 12 вначале также расположена наклонно к требуемой ровной боковой поверхности 16, кольцеобразные элементы 8 предпочтительно склеивают друг с другом, а затем посредством обточки удаляют остроконечные, по существу, треугольные в поперечном сечении выступы, чтобы получить требуемую, по существу, ровную боковую поверхность 16. Для улучшения антикоррозионной защиты на нее может быть затем нанесен лаковый слой или т.п.
В снаряде 1 можно, конечно, предусмотреть также кольцеобразные элементы 8 с различными углами а или частично также дисковые элементы, в которых осколки расположены, по существу, в направлении плоскости, ортогональной к продольной оси 8'. Важно только, чтобы было предусмотрено, что по меньшей мере в некоторых кольцеобразных элементах 8 свободно выступающие концы 13 осколков 12 были расположены в ортогональной плоскости 13', не совпадающей с ортогональной плоскостью 11', определяемой кольцеобразной соединительной частью, чтобы увеличить угол рассеяния осколков 12.