Кассетная головная часть
CARTRIDGE HEAD PART

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при разработке разделяющихся реактивных снарядов залпового огня с крупногабаритными боевыми элементами.
Уровень данной области техники характеризует кассетная головная часть, описанная в патенте RU 2206863 C1, F42B 12/62, F42B 10/56 2001 г. Кассетная головная часть содержит оболочку с обтекателем и доньями, боевые элементы с взрывательными устройствами, диафрагмы, узел форсирования, поршень, воспламенительный и вышибной заряды, временное устройство и форсажную трубку.
Особенностью конструкции является то, что воспламенительный заряд снабжен крышкой с разрывными винтами и смонтирован на переднем дне, в котором выполнено центральное отверстие и диаметральный щелевой канал, боевые элементы снабжены симметрично расположенными продольными выштамповками и зафиксированы между передним дном и поршнем посредством головного и донного демпфирующих вкладышей, причем поршень установлен с возможностью взаимодействия с кольцевым уступом, выполненным в донной части оболочки, за поршнем образована аккумулирующая полость, газодинамически связанная с полостью оболочки посредством периферийных газоводов в поршне, а узел форсирования расположен в месте стыка оболочки с обтекателем и выполнен в виде разрушаемого резьбового соединения.
Недостатками описанной конструкции кассетной головной части являются:
- усложнение конструкции за счет использования значительного количества деталей, в том числе демпфирующих диафрагм между боевыми элементами, что приводит к уменьшению массы полезной нагрузки и в итоге к снижению боевой эффективности кассетной головной части в целом;
- исполнение узла форсирования между обтекателем и оболочкой (в передней части головной части), в зоне действия промежуточного воспламенительного заряда, образующего температурное воздействие на конструктивные элементы (детали), изменяющие их механические свойства и тем самым исключающие стабильную работу узла форсирования, а также способствующих преждевременному вскрытию головной части, до момента газодинамической передачи импульса задействования на вышибной заряд и взрывательные устройства боевых элементов, снижая тем самым работу кассетной головной части в целом.
Отмеченные недостатки устранены в конструкции боевой части реактивного снаряда по патенту RU 2187065 C1, F42B 12/58 2002 г., который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенной кассетной головной части.
Известная кассетная головная часть, содержит оболочку с последовательно расположенными боевыми элементами с взрывательными устройствами и сквозными газоводами, воспламенительный заряд, узел форсирования, поршень, дно и временное устройство и вышибной заряд боевых элементов, связанный посредством газоводов с аккумулирующими полостями, расположенными между боевыми элементами.
На одном из торцов боевых элементов выполнен кольцевой выступ с радиальными щелевыми пазами, количество которых соответствует количеству боевых элементов, при этом последние повернуты относительно друг друга на угол, равный углу между радиальными щелевыми пазами, а в передней части сквозных газоводов размещены пороховые заряды и конические расходные шайбы с дроссельными каналами, аккумулирующие полости образованы внутренней поверхностью герметизирующего кольца и торцами боевых элементов, при этом с ними газотермически связаны посредством газоводов воспламенительный и пороховые заряды боевых элементов.
Однако, продолжением отмеченных достоинств конструкции боевой части являются присущие недостатки.
Использование сквозных газоводов в боевых элементах снижает объем под наполнение, боевую полезную нагрузку и эффективность действия боевого элемента, предусматривает селективную сборку и повышает трудоемкость сборки кассетной головной части на сборочном предприятии в связи с необходимостью обеспечения ориентации боевых элементов относительно друг друга. При этом ошибка в сборке такой головной части влияет на нормальное ее функционирование в ходе боевой эксплуатации.
Общими признаками с предлагаемой авторами кассетной головной частью являются наличие обтекателя, оболочки, последовательно расположенных элементов полезной нагрузки, узла форсирования, поршня.
В отличие от прототипа в предлагаемой авторами кассетной головной части элементы полезной нагрузки диаметром не менее, чем в 1,08 раз внутреннего диаметра оболочки головной части жестко связаны между собой посредством двух сегментированных полуколец (в каждом соединении) длиной не более  калибра, с обтекателем и поршнем узла форсирования, расположенным в донной части, при этом аккумулирующие полости связаны газоводными каналами, образованными внутренней поверхностью оболочки и наружной оболочкой элементов полезной нагрузки с глубиной внутренней радиальной насечки оболочки не более  толщины на торцах которых между зонами крепления полуколец выполнены обнижения, обеспечивая газотермические связи между элементами полезной нагрузки, а на поршне закреплена обтюрирующая резиновая манжета.
Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.
Указанные признаки, отличительные от прототипа, и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты во всех случаях достаточны.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности комплексного поражающего действия боеприпаса за счет использования полуготовых осколочных элементов и рациональной конструктивно-компоновочной схемы, обеспечивающей максимальную полезную нагрузку.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной кассетной головной части содержащей обтекатель, оболочку, последовательно расположенные элементы полезной нагрузки с узлом форсирования, поршнем, связанных посредством аккумулирующих полостей отличающейся тем, что элементы полезной нагрузки диаметром не менее, чем в 1,08 раз внутреннего диаметра оболочки головной части жестко связаны между собой посредством двух сегментированных полуколец (в каждом соединении) длиной не более  калибра, с обтекателем и поршнем узла форсирования, расположенным в донной части, при этом аккумулирующие полости связаны газоводными каналами, образованными внутренней поверхностью оболочки и наружной оболочкой элементов полезной нагрузки с глубиной внутренней радиальной насечки оболочки не более  толщины на торцах которых между зонами крепления полуколец выполнены обнижения, обеспечивая газотермические связи между элементами полезной нагрузки, а на поршне закреплена обтюрирующая резиновая манжета.
Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между ними позволяет, в частности, за счет:
- выполнения элементов полезной нагрузки диаметром не менее чем в 1,08 раз внутреннего диаметра оболочки головной части, жестко связанных посредством двух полуколец обеспечить надежную газодинамическую связь между воспламенительным, промежуточными и вышибным зарядом, обеспечивающую обтекание элементов полезной нагрузки пороховыми газами при их функционировании, а также исключить применение газоводных трубок, размещаемых внутри элемента, тем самым повысив полезную нагрузку элемента наполнителем;
- выполнения сегментированных полуколец длиной не более  калибра и обнижений на элементов полезной нагрузки сформировать щелевые каналы, обеспечивающие надежную газопередачу продуктов сгорания зарядов между аккумулирующими полостями, задействуя взрывательные и временные устройства, при условии выполнения необходимой прочности и жесткости конструкции кассетной головной части, при воздействии осевых нагрузок при старте, а также на траектории при вращении снаряда в полете;
- выполнения наружной оболочки элементов полезной нагрузки с глубиной внутренней радиальной насечки оболочки не более  толщины обеспечить необходимую прочность, исключив смятие оболочек при воздействии пороховых газов воспламенительного и промежуточных зарядов в момент вскрытия головной части при условии обеспечения осколочного действия элементов;
- введения обтюрирующей манжеты, закрепленной на поршне исключить возможность протекания газов воспламенительного заряда в запоршневую область по зазору между поршнем и оболочкой, тем самым стабилизировать газодинамический процесс в области расположения боевых элементов для гарантированного задействования взрывательных устройств при различных температурных режимах эксплуатации, а также направить горячие газы в канал поршня, выполненный соосно с приемником вышибного заряда.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, неприсущего признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.
Сравнение предложенного технического решения с ближайшими аналогами уровня техники не выявило идентичного совпадения совокупности существенных признаков изобретения.
Предложенные отличия кассетной головной части, которые прямо не следуют из постановки технической задачи, не являются очевидными для специалиста по боеприпасам.
Изготовление кассетной головной части по изобретению возможно на действующем производстве серийно.
Из вышесказанного можно сделать вывод о соответствии изобретения условиям патентоспособности.
Сущность предложенного изобретения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративную цель и не ограничивает объема притязаний совокупности признаков формулы, где изображены:
на фиг. 1 - общий вид предложенной кассетной головной части, продольный разрез;
на фиг. 2 - вид А на фиг. 1;
на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1;
на фиг. 4 - вид В на фиг. 1;
на фиг. 5 - вид Г на фиг. 2.
Кассетная боевая часть содержит обтекатель 1, оболочку 2, дно 3, кольцо 4 последовательно расположенные элементы полезной нагрузки 5 с взрывательными устройствами 6, пороховые заряды 7, 8, 9, узел форсирования 10, поршень 11 с манжетой 12 и временное устройство 13. Обтекатель, элементы полезной нагрузки, поршень связаны между собой посредством полуколец 14 в один блок, соединенный с оболочкой через узел форсирования 10 и кольцо 4 резьбовым соединением. В обтекателе размещена форсажная труба 15. На оболочке элементов полезной нагрузки выполнена внутренняя насечка 16. На торцах элементов полезной нагрузки выполнены обнижения 17.
Между элементами полезной нагрузки образованы аккумулирующие полости 18, ограниченные внутренней поверхностью оболочки 2 и торцами элементов 5, а воспламенительный 7, вышибной 9 и пороховые заряды 8 элементов газодинамически связаны посредством газоводных каналов 19, образованных внутренней поверхностью оболочки и наружной оболочкой боевых элементов, с аккумулирующими полостями.
Предлагаемая конструкция кассетной боевой части работает следующим образом.
Расположенное в передней части обтекателя временное устройство 13 на траектории полета реактивного снаряда в ранее установленный момент времени выдает форс пламени на воспламенительный пороховой заряд 7, который, срабатывая, передает огневой импульс в полость, расположенную между наружной оболочкой 2 и элементами полезной нагрузки 5 вдоль всей длины головной части, а также обеспечивает в ней температуру и давление, необходимые для задействования взрывательного устройства 6 и устройства задействования парашютной системы 20 первого боевого элемента.
В процессе прохождения импульса вдоль головной части через газоводные каналы 19 в крышке элементов полезной нагрузки задействуются промежуточные пороховые заряды 8, которые задействуют взрывательные устройства 6 и устройства задействования парашютной системы 20 остальных элементов, а также обеспечивают передачу импульса на вышибной заряд 9 через отверстие в поршне 11.
Одновременно с заполнением всех рабочих полостей между элементами полезной нагрузки продукты сгорания поступают в запоршневую полость и обеспечивают срабатывание вышибного заряда.
В связи с резким увеличением объема продуктов горения в замкнутой запоршневой полости и нарастанием давления происходит разрушение узла форсирования 10, фиксирующего поршень с кольцом 4, жестко закрепленным с оболочкой 2 резьбовым соединением.
В этот момент происходит движение поршня 11 в осевом направлении к обтекателю 1, который давит на блок скрепленных между собой полукольцами элементов 5.
При последовательном выходе элементов конструкции из оболочки 2 происходит раскрепление полуколец 14, в результате чего обеспечивается разлет элементов 5 и отделение обтекателя 1.
После выброса элементов 5 из оболочки 2 и их аэродинамического разведения, устройства задействования парашютных систем 20 обеспечивают вскрытие парашютных отсеков элементов.
Торможение, стабилизацию и угол подхода элемента к поверхности (90°±15°) при свободном падении обеспечивает парашютная система.
Подрыв элемента обеспечивается взрывательным устройством 6.