РАЗДЕЛЯЮЩИЙСЯ РЕАКТИВНЫЙ СНАРЯД

Полезная модель относится к области вооружения, а именно к разделяющимся реактивным снарядам систем залпового огня и может быть использована при их разработке.
Объект полезной модели представляет собой разделяющийся реактивный снаряд обладающий повышенной боевой эффективностью и расширенным диапазоном поражаемых целей.
Известны реактивные снаряды М8 и М13 (смотри, например, Куров В.Д., Должанский Ю.М. Основы проектирования пороховых ракетных снарядов. - М.: Оборонгиз 1961, с. 11), содержащие взрывательное устройство, головную часть, ракетную часть и стабилизатор.
Данная конструкция позволила обеспечить доставку головной части к цели, за счет реактивной силы ракетной части, и ее подрыв с помощью взрывательного устройства при относительной простоте конструкции, обслуживания и боевого применения. Однако вследствие неоптимального выбора конструктивных параметров данные снаряды имеют низкую боевую эффективность и узкий диапазон поражаемых целей.
Общими признаками между предлагаемой авторами конструкцией разделяющегося реактивного снаряда и объектом-аналогом является наличие в их составе взрывательного устройства, головной части, ракетной части и стабилизатора.
Опыт проектирования и эксплуатации реактивных систем залпового огня показал, что наиболее эффективным является поражение целей при углах подхода боеприпаса к поверхности земли близких к 90°. Вертикализация боеприпаса на траектории возможна например путем отделения головной части от снаряда с последующим ее торможением и стабилизацией, в результате чего обеспечиваются оптимальные скорости и углы подхода к цели.
Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является разделяющийся реактивный снаряд по патенту на изобретение RU №2522537 опубликованному 20.07.2014 г, принятый авторами за прототип. Он состоит из взрывательного устройства, головной части, ракетной части, стабилизатора, системы разделения и системы торможения (парашюта).
Разделяющийся реактивный снаряд, принятый за прототип, функционирует следующим образом. После старта и движения снаряда по траектории в заданной точке происходит срабатывание системы разделения, в результате чего на головной части разрушается резьбовое соединение и она отделяется от ракетной части. Далее на головной части вводится система торможения (парашют) и она опускается к цели с требуемым углом подхода и оптимальной скоростью. В районе цели по команде от взрывательного устройства происходит подрыв головной части. Таким образом, данный снаряд способен эффективно поражать наземные и надводные цели. Однако, для поражения подводных целей приведенный разделяющийся реактивный снаряд является мало эффективным. Связано это с тем, что для поражения подводных целей необходимо обеспечить попадание не только по дальности и направлению, но и по глубине. Кроме того, выполнение стыка отделяемой головной части с ракетной частью при помощи резьбового соединения требует от системы разделения создания большого усилия для разрушения резьбы, что в свою очередь ведет к упрочнению и утяжелению ее конструкции, и в следствие этого к снижению массы полезной нагрузки, что так же отражается в снижении боевой эффективности.
В отличие от прототипа, в разделяющемся реактивном снаряде крепление головной части на снаряде осуществляется посредством резьбового соединения, выполненного в виде полнопрофильной прямоугольной резьбы на отделяемой головной части и 3-6 срезаемых кольцевых сегментов на отсеке с системами разделения и торможения, равномерно распределенных по стыку и имеющих суммарную длину 15-25% длины окружности резьбового соединения, а система торможения снабжена газогенератором и надуваемой оболочкой объемом V=(4-5)m, в рабочем состоянии наполненной газом с избыточным давлением 0,1-0,3 атмосферы, при этом надуваемая оболочка соединена с головной частью при помощи фала длиной 9-11 метров, а взрывательное устройство оснащено датчиками обнаружения целей, где V - объем надуваемой оболочки в литрах, m - масса головной части в килограммах.
Это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существующих признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.
Задачей предполагаемой полезной модели является создание разделяющегося реактивного снаряда обладающего повышенной боевой эффективностью и расширенной номенклатурой поражаемых целей.
Указанный технический результат достигается тем, что в разделяющемся реактивном снаряде, состоящем из головной части со взрывательным устройством, ракетной части со стабилизатором и отсека с системами разделения и торможения, крепление головной части на снаряде осуществляется посредством резьбового соединения выполненного в виде полнопрофильной прямоугольной резьбы на отделяемой головной части и 3-6 срезаемых кольцевых сегментов на отсеке с системами разделения и торможения, равномерно распределенных по стыку и имеющих суммарную длину 15-25% длины окружности резьбового соединения, а система торможения снабжена газогенератором и надуваемой оболочкой объемом V=(4-5)m, в рабочем состоянии наполненной газом с избыточным давлением 0,1-0,3 атмосферы, при этом надуваемая оболочка соединена с головной частью при помощи фала длиной 9-11 метров, а взрывательное устройство оснащено датчиками обнаружения целей, где V - объем надуваемой оболочки в литрах, m - масса головной части в килограммах.
Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между деталями разделяющегося реактивного снаряда, позволяют, в частности, за счет выполнения:
- крепления головной части на снаряде посредством резьбового соединения выполненного в виде полнопрофильной прямоугольной резьбы на отделяемой головной части и 3-6 срезаемых кольцевых сегментов на отсеке с системами разделения и торможения, равномерно распределенных по стыку и имеющих суммарную длину 15-25% длины окружности резьбового соединения обеспечить прочность стыка на воздействие поперечных аэродинамических нагрузок, одновременно с этим снизив потребное усилие на разрушение резьбы при срабатывании системы разделения, что позволит за счет снижения массы системы разделения увеличить массу полезной нагрузки, тем самым повысить боевую эффективность. Выполнение количества кольцевых сегментов менее 3, их суммарной длины менее 15% длины окружности резьбового соединения и неравномерность их распределения по стыку, недопустимы, так как в этом случае может произойти раскрытие стыка под действием поперечных аэродинамических нагрузок, что приведет к разрушению снаряда на траектории. Выполнение количества кольцевых сегментов более 6 и их суммарной длины более 25% длины окружности резьбового соединения нецелесообразно, так как потребует увеличения усилия на их разрушение, вследствие чего указанный положительный эффект теряется;
- системы торможения снабженной газогенератором и надуваемой оболочкой объемом V=(4-5)m в рабочем состоянии наполненной газом с избыточным давлением 0,1-0,3 атмосферы обеспечить положительную плавучесть головной части после ее приводнения. В результате этого становится возможным торможение до нулевой скорости с последующим зависанием головной части на заданной глубине в течение продолжительного промежутка времени для ожидания приближения цели (подводной лодки или торпеды). Это обстоятельство приводит к повышению боевой эффективности при поражении подводных целей. Выполнение надуваемой оболочки объемом менее V=4m недопустимо, так как не обеспечит положительной плавучести и возможности зависания головной части на заданной глубине. Выполнение надуваемой оболочки объемом более V=5m не целесообразно, так как не окажет влияния на достигаемый положительный эффект, но при этом приведет к необходимости увеличения габаритов и массы системы торможения. Снижение величины избыточного давления в надуваемой оболочке менее 0,1 атмосферы не допустимо, так как приведет к ее схлопыванию под действием давления воды. Увеличение величины избыточного давления в надуваемой оболочке более 0,3 атмосферы не целесообразно, так как не повлияет на указанный положительный эффект, но потребует увеличения мощности газогенератора;
- надуваемой оболочки соединенной с головной частью при помощи фала длиной 9-11 метров и взрывательного устройства, оснащенного датчиками обнаружения целей, обеспечить зависание головной части на глубине, оптимальной для обнаружения и поражения подводных целей. Выполнение фала длиной более 11 метров нежелательно, так как не позволит обеспечить эффективное поражение целей на малых глубинах. При этом поражение целей на большей глубине возможно, например путем отцепления головной части от надуваемой оболочки по команде от датчиков обнаружения целей на взрывательном устройстве, с последующим ее погружением к цели под действием гравитационных сил. Выполнение фала длиной менее 9 метров недопустимо, так как в этом случае обнаружение целей датчиками взрывательного устройства ухудшается вследствие искажения принимаемых сигналов при их отражении от поверхности воды.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид разделяющегося реактивного снаряда, на фиг. 2 - задний торец головной части, на фиг. 3 - отсек систем разделения и торможения и на фиг. 4 - схема функционирования снаряда после приводнения.
сегм
ф
Разделяющийся реактивный снаряд состоит из головной части 1 со взрывательным устройством 2, ракетной части 3 со стабилизатором 4 и отсека с системами разделения 5 и торможения 6. Крепление головной части 1 на снаряде осуществляется посредством резьбового соединения выполненного в виде полнопрофильной прямоугольной резьбы 7 на отделяемой головной части 1 и срезаемых кольцевых сегментов 8, в количестве n=3-6 штук, на отсеке с системами разделения 5 и торможения 6, равномерно распределенных по стыку и имеющих суммарную длину n⋅l=15-25% длины окружности резьбового соединения. Система торможения 6 снабжена газогенератором 9 и надуваемой оболочкой 10 объемом V=(4-5)m, в рабочем состоянии наполненной газом с избыточным давлением 0,1-0,3 атмосферы. Надуваемая оболочка 10 соединена с головной частью 1 при помощи фала 11 длиной l=(9-11) метров, а взрывательное устройство 2 оснащено датчиками обнаружения целей 12.
Ф
Предлагаемый разделяющийся реактивный снаряд функционирует следующим образом. После старта и полета по баллистической траектории реактивный снаряд достигает заданной точки, где срабатывает система разделения 5, в результате чего происходит разрушение кольцевых сегментов 8, входящих в зацепление с полнопрофильной прямоугольной резьбой 7 на головной части 1 и она отделяется от ракетной части 3. После разделения реактивного снаряда на головной части 1 запускается система торможения 6 и начинает работать газогенератор 9, наполняя надуваемую оболочку 10. Имея высокую начальную скорость в момент приводнения, головная часть 1 погружается на некоторую глубину, в результате чего на надуваемую оболочку 10 начинает воздействовать давление воды. Наполнение надуваемой оболочки 10 газом происходит с избыточным давлением 0,1-0,3 атмосферы, в результате чего удается преодолеть давление воды, наполнить оболочку 10 газом из газогенератора 9 и обеспечить всплытие оболочки 10 над поверхностью воды 13. Головная часть 1, при этом прикреплена к оболочке 10 при помощи фала 11 длиной l, что позволяет организовать ее зависание на заданной глубине, где она может находиться продолжительное время, ожидая приближения цели (подводной лодки или торпеды). После приводнения и выхода на заданную глубину на взрывательном устройстве 2 начинают работу датчики обнаружения целей 12, которые при обнаружении цели на дистанции поражения инициируют взрывательное устройство 2 и подрывают головную часть 1.
Таким образом, при реализации предложенных технических решений расширяется диапазон поражаемых целей и повышается боевая эффективность применения разделяющегося реактивного снаряда.
На основе предлагаемой полезной модели разработана конструкторская документация, проведены стендовые испытания и изготовлена партия разделяющихся реактивных снарядов, при испытании которой получен указанный технический результат.