ВЫСТРЕЛ ДЛЯ ГРАНАТОМЕТА
SHOT FOR GRENADE LAUNCHER

Изобретение относится к артиллерийским снарядам осколочно-фугасного действия, а более конкретно, к выстрелам для автоматического гранатомета, оболочка гранаты которого имеет канавки для ослабления стенки, обеспечивающие заданное дробление на осколки.
Уровень данной области техники характеризует выстрел для подствольного гранатомета с регулируемым дроблением оболочки гранаты, описанный в патенте RU 2342625 C1, F42B 12/24, 2008 г., который содержит головной взрыватель, наполненный взрывчатым снаряжением осколочный корпус с донной частью, локализаторами дробления и кольцевыми канавками трапецеидальной формы снаружи, выполняющие функции концентраторов напряжений, при этом донная часть (хвостовик) корпуса выполнена автономной и соединена с корпусом по посадке с натягом.
Локализаторы радиального дробления корпуса гранаты представляют собой перфорации оболочки, помещенной в каморе между снаряжением и оболочкой гранаты, сквозь которые продукты детонации взрывчатого снаряжения рассекающими струями направленно пронизывают ослабленные сечения пилообразного профиля корпуса.
В хвостовике гранаты, оснащенной по торцу выходными отверстиями, помещен метательный заряд, который взаимодействует с центральным капсюлем-воспламенителем.
Особенностью этого выстрела является то, что ведущий поясок, выполненный из материала корпуса, имеет готовые выступы под нарезы ствола оружия, что обеспечивает ствольное заряжание.
Основным достоинством описанного выстрела является низкая трудоемкость изготовления корпуса противопехотной гранаты.
Недостатком известной конструкции является большое аэродинамическое сопротивление из-за наружного расположения кольцевых канавок на корпусе, что заметно тормозит гранату на траектории полета к цели, сокращая дистанцию прицельной стрельбы.
Отмеченный недостаток устранен в более совершенном артиллерийском выстреле для автоматического гранатомета по патенту RU 2365865 C1, F42B 14/02; F42B 12/20, 2009 г., который по числу совпадающих признаков и достигаемому техническому результату выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному выстрелу.
Известный выстрел для гранатомета содержит головной взрыватель, закрепленный в цилиндрическом корпусе регулируемого дробления на осколки заданной массы и геометрии, примыкая к его взрывчатому снаряжению. Корпус оснащен ведущими поясками для врезания в спиральные нарезы ствола оружия и распределенными по поверхности каморы рифлями - концентраторами напряжений, при взрывчатом нагружении оболочки корпуса.
Возникающей при этом ударной волной в направлении сетки полуготовых осколков, сформированных распределенными по каморе гранаты, происходит разрушение корпуса на мерные осколки.
Отделяемый корпус установлен в дульце хвостовика, на уступе гильзы, снабженной экстракторной канавкой и включающей метательный заряд, примыкающий к центральному капсюлю-воспламенителю.
Особенностью осколочно-фугасной гранаты известного выстрела является то, что концентраторы напряжений в виде распределенных рифлей, которые формируют вдоль корпуса пилообразный профиль, выполнены внутри каморы, что обеспечило, сравнительно с прототипом, повышение на 5-7% дальности и кучности стрельбы.
Однако, недостатком известного выстрела является неудовлетворительное осколочное действие из-за вероятностного характера поперечного разделения корпуса, которое не организовано послойно, в результате чего возможно образование продольных игольчатых конгломератов, массивных и не аэродинамической формы.
Кроме того, конструктивные особенности выполнения хвостовика корпуса гранаты, отделяющегося при выстреле от гильзы, не предотвращают срывов приграничного слоя набегающего при полете потока воздуха и сопутствующую турбулизацию в задонном пространстве, ухудшающих продольную стабилизацию гранаты, которая в результате имеет большой разброс на дистанции стрельбы.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности основного действия выстрела к гранатомету по назначению, то есть увеличение осколочности при регулируемом дроблении корпуса на поражающие элементы заданных массо-габаритных параметров и повышение дальности прицельной стрельбы.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном выстреле для гранатомета, содержащем головной взрыватель, осколочный корпус с ведущим пояском, оснащенный локализаторами дробления в форме распределенных рифлей со стороны каморы, наполненной взрывчатым снаряжением, и хвостовик, несущий метательный заряд, примыкающий к центральному капсюлю-воспламенителю и сопловым отверстиям на торце, согласно изобретению, рифли клинового профиля выполнены в виде поперечных канавок глубиной четверть-половина толщины стенки корпуса для разделения его при подрыве на параллельные кольца высотой, равной шагу между канавками, определяемому из соотношения: n=k⋅(d/1), где
n - количество кольцевых канавок вдоль каморы;
d - калибр гранаты; t - толщина стенки корпуса;
k - эмпирический коэффициент, при этом сформированные кольца поперечно фрагментируются на поражающие элементы, а дно корпуса снабжено юбкой, сопрягаемой с проточкой хвостовика, которые связаны посредством анаэробного герметика.
Оптимальный шаг поперечных канавок между рифлями внутри каморы корпуса был рассчитан согласно методике планирования эксперимента и проверен практической стрельбой в тире с уловителем осколков, оценивая эффективность конструкцию по числу поражающих элементов требуемых габаритов и массы. По результатам практических опытов числовое значение эмпирического коэффициента «k» было ограничено в диапазоне 0,76-0,84.
Отличительные признаки предложенного технического решения позволили простым расчетом измеряемых геометрических параметров гранаты однозначно определить оптимальные размеры кольцевых рифлений внутри каморы, которые гарантированно обеспечат заданное дробление корпуса при подрыве снаряжения, чем обеспечивается максимально эффективное осколочное действие боеприпаса.
При этом граната по изобретению характеризуется повышенной кучностью стрельбы за счет продольной аэродинамической стабилизацией на полете.
Выполнение локализаторов дробления стенки осколочной гранаты с полуготовыми поражающими элементами в форме равно распределенных поперечных канавок клинового профиля предназначено для формирования при подрыве снаряжения из продуктов его детонации газовых клиньев, интенсивно разрушительно действующих в механически ослабленных проточками направлениях, в результате чего корпус разделяется на параллельные кольца.
Глубина поперечных канавок ограничена, в соответствии с теорией конструирования осколочных оболочек боеприпасов, что подтверждено опытным путем: не менее четверти толщины стенки корпуса для гарантированного его поперечного разделения по шагу и не более половины толщины для гарантированной несущей прочности корпуса.
Радиальное мерное фрагментирование поперечных колец, образующихся из корпуса, происходит автоматически под действием продольной структуры металла прутковой заготовки, его пластичности, механической прочности и растягивающих усилий динамического нагружения оболочки из центра (см. Mott N.F. Fragmentation of shell cases // Prog. Roy. Soc. London, 189A, 300, - 1947).
Поэтому количество поперечных канавок (шаг между ними) внутри каморы корпуса гранаты, которое рассчитывается по заявленной математической зависимости, определяет среднюю массу поражающих элементов, необходимых для конкретных типов целей.
Крепление посредством анаэробного герметика сопряженных донной юбки корпуса и проточки гильзы, обеспечило неразъемную связь гранаты с полым хвостовиком на полете, сохранив часть энергии метательного импульса, в результате чего центр давления сместился кзади от центра масс гранаты и она автоматически продольно стабилизируется, при увеличении на 7-10% дальности полета и кучности стрельбы.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.
Сущность изобретения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративное назначение и не ограничивает объема притязаний совокупности существенных признаков формулы.
На чертеже изображен осколочный выстрел для автоматического гранатомета.
Выстрел для автоматического гранатомета, включает гранату 1 калибром «d» осколочно-фугасного действия, жестко связанную с головным взрывателем 2 и хвостовиком 3.
Корпус 4 гранаты 1, наполненный взрывчатым снаряжением 5, к которому примыкает детонатор 6 головного взрывателя 2, оснащен рифленым дном 7, ведущим пояском 8 и донной юбкой 9, выполненными из металла корпуса 4 заедино.
В каморе корпуса 4 токарной гребенкой выполнены равно распределенные поперечные канавки 10 клинового профиля, глубина которых составляет 0,25-0,50 толщины «t» его стенки.
В донной юбке 9 посредством слоя 11 анаэробного герметика (предпочтительно марок ВГО-1, УТ-34, Dirko), который характеризуется быстрым затвердеванием в зазорах без доступа воздуха, закреплен хвостовик 3, сопрягаемый с проточкой 12.
В торце хвостовика 3 имеются сопловые отверстия 13 и смонтирован центральный капсюль-воспламенитель 14, взаимодействующий с метательным пороховым зарядом 15, заполняющим внутренний объем хвостовика 3, по торцам закрытым сгорающими мембранами 16.
Действует предложенный выстрел следующим образом.
При подаче в ленте выстрела на линию огня происходит инициирование капсюля-воспламенителя 14, от форса пламени при срабатывании которого воспламеняется и горит порох метательного заряда 15, сжигая мембрану 16 и открывая при этом выходные отверстия 13.
Пороховые газы сгорающего заряда 15 через отверстия 13 выбрасываются в форкамеру оружия, где накапливаются, резко повышая давление, в результате чего происходит поступательное движение гранаты 1 совместно с хвостовиком 3, в котором выгорел метательный пороховой заряд 15.
При этом граната получает принудительное осевое вращение по нарезам ствола оружия, в которые врезается материал пояска 8, образуя винтовую пару.
Разгон и закрутка гранаты 1 осуществляется на длине хвостовика 3 и достигают достаточных значений для заданной дальности полета, при ее гироскопической и аэродинамической продольной стабилизации на траектории полета.
При встрече с преградой (целью) срабатывает инерционно-реакционный взрыватель 2, импульсом от детонатора 6 которого инициируется взрывчатое снаряжение 5, с образованием детонационной и ударной волн.
Газообразные продукты детонации снаряжения 5 формируют остро направленные газовые клинья в канавках 10, при этом давлении создаются концентраторы напряжений и плоскости пластического сдвига, по которым происходит разрушение корпуса 4, разделяющегося на кольца, фрагментирующиеся поперек на поражающие элементы заданных габаритов и массы.
Испытания опытных образцов гранат предложенной конструкции проводилось согласно ГОСТ В 25430-82 в бронеяме с уловителем из опилок.
Анализ фрагментации проводился по методике первичной оценки спектров, реализующей в комплексе: построение гистограмм, селекцию фаз, балансо-массовый подход и новое определение приоритета по сумме мест (средне арифметической и вероятностной), по нижнему пределу.
Сравнительные испытания на осколочность предложенной конструкции и гранаты по прототипу показали увеличение на 30% формирование заданных поражающих элементов при функционировании гранаты по изобретению, что позволяет рекомендовать ее для серийного производства и поставки заказчикам.
Сравнение предложенного технического решения с ближайшими аналогами уровня техники не выявило идентичного совпадения совокупности существенных признаков изобретения.
Предложенные отличия выстрела для автоматического гранатомета не являются очевидными для специалиста по артиллерийским боеприпасам, которые прямо не следуют из постановки технической задачи.
Изготовление предложенного выстрела возможно осуществлять на действующем серийном производстве.
Из вышесказанного можно сделать вывод о соответствии изобретения условиям патентоспособности.