БОЕПРИПАС ФУГАСНО-ОСКОЛОЧНО-ОПТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ
AMMUNITION OF HIGH-EXPLOSIVE FRAGMENTATION OPTICAL ACTION

Изобретение относится к оборонной технике и может быть использовано в различных видах фугасно-осколочных боеприпасов (БП), предназначенных для поражения целей фугасным, осколочным и оптическим действием.
Известны различные варианты конструкционного исполнения осколочно-фугасных боеприпасов (например, каталог «Оружие России», т.7 - М: АОЗТ, Военный Парад, 1997). Основными элементами этих конструкций является корпус, взрыватель, основной разрывной заряд и, как правило, центральный стакан с дополнительным разрывным зарядом взрывчатого вещества (ВВ), выполняющего функции передачи и усиления инициирующего импульса от взрывателя к снаряжению (основному заряду) БП. Поэтому для дополнительного разрывного заряда используются ВВ, обладающие повышенной восприимчивостью к детонации. В качестве основного снаряжения используется широкий спектр ВВ, выбор которого осуществляется исходя из целевого назначения БП, его условий функционирования и других задач.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения, выбранным в качестве прототипа, является техническое решение, описанное в патенте РФ №2236667, кл.F42B 12/20. Осколочно-фугасный боеприпас состоит из корпуса, основного заряда и центрального стакана с дополнительным разрывным зарядом, при этом основной заряд выполнен из вязкопластичного металлизированного ВВ со скоростью детонации, составляющей 60-85% скорости детонации дополнительного разрывного заряда, а масса дополнительного разрывного заряда составляет 3-20 мас.% основного заряда. В этом решении основным общим признаком с предлагаемым изобретением является наличие двух зарядов ВВ (основного и дополнительного с различными скоростями детонации). Детонация основного заряда протекает в принудительном режиме, создаваемом фронтом УВ мощного ВВ дополнительного разрывного заряда. Недостатком боеприпаса прототипа, существенно сужающего диапазон его функциональных возможностей, являются низкие уровни оптического излучения при его действии, что исключает из номенклатуры объектов поражения боеприпасом системы наведения высокоточного оружия или средства наблюдения, используемые при ведении боевых действий.
Целью настоящего изобретения является создание боеприпаса, сочетающего фугасно-осколочное и оптическое действие, тем самым расширяется номенклатура объектов, поражаемых их действием, за счет включения в их число оптических систем наведения и наблюдения, таких как телевизионные и тепловизионные каналы разведки и прицеливания, оптико-электронные средства высокоточного оружия, оптические прицелы и др.
Указанная цель решается тем, что в фугасно-осколочном боеприпасе, содержащем корпус, взрыватель, основной заряд высокоэнергетического взрывчатого вещества с пониженной скоростью детонации и дополнительный заряд мощного взрывчатого вещества с высокой скоростью детонации, расположенный по оси боеприпаса основной заряд содержит одну или несколько секций в виде воронок, или выемок, или желобов различной геометрической формы, заполненных горючими жидкими или порошкообразными веществами или их смесями различной консистенции.
Таким образом, отличительными признаками изобретения являются:
- введение в конструкцию основного заряда секций в виде воронок, выемок или желобов различной геометрической формы;
- заполнение секций порошкообразными, или гранулированными, или жидкими горючими материалами или их смесями различной консистенции.
Данные признаки изобретения в их совокупности обеспечивают формирование мощного оптического излучения при взрыве боеприпаса, на порядок превосходящего по интенсивности уровень оптического излучения от взрыва традиционных фугасно-осколочных боеприпасов и устройства, взятого в качестве прототипа данного изобретения.
Порошкообразные, или гранулированные, или жидкие горючие вещества или их смеси различной консистенции, заполняющие объем секций, расположенных в основном заряде в виде выемок, или воронок, или желобов различных геометрических форм, при взрыве боеприпаса, проходят стадию разогрева, сжатия детонационными волнами основного заряда и затем в виде горящих протяженных струй или протуберанцев они выбрасываются в окружающую среду на расстояния, многократно превосходящие размеры зон, заполненных продуктами взрыва основного заряда. Вследствие высокой температуры и размеров излучающей поверхности такие струи или протуберанцы являются источниками мощного оптического излучения. Спектральный состав и амплитудно-временные характеристики оптического излучения, создаваемого взрывом разработанного устройства БП, можно регулировать, изменяя форму секций в основном заряде, их количество, место расположения. Пониженная скорость детонации основного заряда, наличие в нем зон дифракции детонационных фронтов, вследствие навязанных дополнительным зарядом режимов детонации, повышенная протяженность детонационного фронта обеспечивают повышенную степень реализации энергетического потенциала материалов, заполняющих секции, расположенные в основном заряде в энергию оптического излучения.
Дополнительным отличительным признаком данного изобретения является размещение секций с горючими материалами в различных частях боеприпаса, что позволяет задавать направленность действия потоков оптического излучения, с учетом условий функционирования боеприпасов.
Дополнительные возможности для управления направленностью потоков оптического излучения представляет смещение места расположения дополнительного заряда в корпусе боеприпаса относительно оси боеприпаса.
На фиг.1 представлен один из вариантов исполнения БП предлагаемого изобретения. Боеприпас состоит из корпуса - 1, основного заряда взрывчатого вещества - 2, оболочки дополнительного заряда ВВ - 3; дополнительного заряда ВВ - 4, взрывателя - 5, оболочки секций в форме полусферы в основном заряде - 6, горючих веществ в виде порошка, или гранул, или жидкости или их смесей в различных агрегатных состояниях - 7.
Конструкция боеприпаса, содержащего в своем устройстве четыре секции с горючими материалами в форме желобов треугольной формы, расположенных вдоль основной оси боеприпаса, представлена на фиг.2, где позиция 6 - оболочка секций, выполненных в форме треугольного желоба, заполненных горючими материалами, расположенных соосно с основной осью боеприпаса.
На фиг.3 приведена схема боеприпаса с двумя поперечными желобами, расположенными в основном заряде перпендикулярно главной оси боеприпаса на всю длину его окружности.
На фиг.4 и 5 приведены различные варианты исполнения боеприпаса с 3-мя продольными желобами, отличающиеся относительными размерами желобов и местом расположения в корпусе боеприпаса дополнительного разрывного заряда. В боеприпасе, представленном на фиг.5, дополнительный разрывной заряд смещен относительно оси боеприпаса. Такое смещение обеспечивает направленность оптического действия в направлении, противоположном линии смещения дополнительного разрывного заряда.
Боеприпас предложенной конструкции работает следующим образом. От взрывателя приводится в действие разрывной заряд, который в свою очередь приводит в действие основной заряд. Специфика инициирования и распространения детонации в основном заряде с малой скоростью детонации под действием детонации процессов в дополнительном заряде предопределяет формирование в основном заряде в результате дифракции детонационных волн профилированных фронтов, обеспечивающих длительное ударное воздействие на снаряжение секций, размещенных в основном заряде, их сжатие, прогрев и вязкопластичное течение с большими скоростями в виде струй и протуберанцев. Кроме того, такое движение является турбулентным, это обуславливает полноту энерговыделения за счет включения в процесс горения кислорода окружающей среды.
Крупноразмерные высокотемпературные пламенные образования, сформированные в результате перечисленных процессов, являются источниками мощного оптического излучения. Кроме того, они приводят к повышению параметров фугасного действия осколочно-фугасных боеприпасов. Вариант конструкции боеприпаса, представленный на фиг.1, формирует оптическое излучение в направлении движения боеприпаса и предназначен для реализации в боеприпасах, снабженных взрывателями траекторного подрыва. По параметрам оптического излучения в видимом диапазоне при использовании в качестве снаряжения воронки спрессованных смесей органических и металлических горючих боеприпас указанного типа превосходит прототип более чем на порядок. Максимум оптического излучения боеприпаса, представленного на фиг.2, находится в плоскости, перпендикулярной главной оси боеприпаса, и он смещен в область коротких длин волн в зеленую и синюю части спектра, что очевидно обусловлено клиновидной формой секций с горючими материалами, обуславливающих высокие степени пересжатия и, соответственно, повышенные значения степени прогрева и температур горения веществ, заполняющих секции указанной формы. По интенсивности оптического излучения в этих диапазонах длин волн боеприпас такого типа в 15 раз превосходит прототип. Использование различных конструкционных материалов для изготовления корпусов секций в основном заряде боеприпаса, представленного на фиг.2, таких как сталь, или алюминий, или различные виды пластиков или композиционных материалов, а также введение порошкообразных или смесевых компонентов непосредственно в воронку, не содержащую конструкционных материалов, не выявило существенной разницы в параметрах оптического излучения боеприпаса. Результаты этих экспериментов подтверждают, что для изготовления корпусов секций в основном заряде могут быть использованы различные конструкционные материалы, а также порошкообразные или смесевые компоненты могут вводиться непосредственно в воронку без применения в ней конструкционных материалов. Интенсивное излучение в инфракрасной области формируется при действии боеприпаса, изображенного на фиг.3, при использовании в качестве снаряжения гранулированных или порошкообразных органических горючих. Его мощность также на порядок выше интенсивности излучения боеприпаса прототипа. Оптическое действие боеприпаса, изображенного на фиг.4, является многоспектральным и сочетает высокие уровни интенсивности оптического излучения одновременно в различных спектральных диапазонах при использовании в качестве снаряжения как порошкообразных, так и жидких горючих материалов или их смесей различной консистенции.
Боеприпас схема фиг.5 характеризуется направленным оптическим и фугасным действием в направлении, противоположном смещению дополнительного разрывного заряда относительно главной оси боеприпаса. Мощность оптического излучения в указанном направлении в 2-3 раза превосходит мощность излучения в других направлениях действия, при общем уровне мощности излучения, на порядок, превосходящем оптическое излучение боеприпаса прототипа, при применении в качестве снаряжения как порошкообразных горючих материалов, так и смесей порошкообразных и жидких горючих материалов различной консистенции. Таким образом, в результате экспериментальных работ показано, что, изменяя форму секций, их количество, место расположения в корпусе БП и тип снаряжения секций, можно в широких пределах регулировать параметры его оптического излучения. Результаты определения параметров осколочного и фугасного действия всех перечисленных вариантов исполнения макетных образцов созданного боеприпаса свидетельствуют, что он не уступает по указанным показателям боеприпасу-прототипу и превосходит его, как правило, более чем на порядок по параметрам оптического излучения, что предопределяет эффективность применения как по традиционным объектам поражения осколочно-фугасными боеприпасами, так и по системам наведения и наблюдения, применяемым при проведении боевых действий.