БРОНЕБОЙНЫЙ ПОДКАЛИБЕРНЫЙ СНАРЯД
ARMOUR-PIERCING PROJECTILE

Изобретение относится к области боеприпасов, в частности к бронебойным подкалиберным снарядам с отдельными элементами, выполненными из фторопластсодержащего материала, предназначенными для поражения легкоуязвимых целей и легкобронированных преград (целей).
Ближайшим налогом является бронебойный подкалиберный снаряд, содержащий корпус с ведущим устройством, выполненных из фторопласта, внутри которого со стороны хвостовой части установлен стальной бронебойный сердечник, опирающийся на поддон грибообразной формы (см. пат. 2362964 РФ на изобретение, F42B 14/06, F42B 12/06). Поддон ножкой установлен в корпус снаряда со стороны хвостовой его части и поддерживает стальной бронебойный сердечник, предотвращает сдвиг его при выстреле. Поддон закреплен в донной части корпуса. Над сердечником расположена полость (А), обеспечивающая задержку времени взаимодействия сердечника с головной частью корпуса при ударе в преграду. Хвостовая часть ведущего устройства имеет утолщение (Б), которое служит для обтюрации и ведения снаряда по каналу ствола.
Известно, что при создании определенных условий происходит механическая и термоокислительная деструкция фторопластов и наблюдается взрывоподобное выделение дополнительной энергии (см. книгу Фторполимеры. Пер. с англ. / Под ред. Н.Л. Кнунянца. - М.: Мир, 1975, см. книгу Физика взрыва / Под ред. Л.П. Орленко. - Изд. 3-е, переработанное. - В 2 т. Т. 2. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - С. 496-506.).
При взаимодействии указанного снаряда с преградой создаются необходимые условия для деструкции фторопласта и происходит взрывоподобное выделение дополнительной энергии.
К недостаткам известного бронебойного подкалиберного снаряда следует отнести: использование указанного снаряда только для поражения легкоуязвимых целей; разрушение им только лицевой поверхности преграды (цели) и прилегающих к ней поверхностных слоев; создание в следующих слоях преграды каверны, диаметр которой равен диаметру стального бронебойного сердечника.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является поражение также легкобронированных преград (целей), повышение разрушающего воздействия на преграду и на запреградное пространство.
Техническим результатом является повышение эффективности снаряда: увеличение диаметра каверны в легкобронированных преградах, выполненных стальными или из легких сплавов, а также в легкоуязвимых целях; увеличение массы осколков и увеличение зажигательного эффекта в запреградном пространстве.
Указанная задача решается предложенным бронебойным подкалиберным снарядом, содержащим корпус с ведущим устройством, бронебойный сердечник в донной части корпуса, полую головную втулку, в котором корпус и полая головная втулка, выполненные из металлического сплава, соединены с образованием полости над бронебойным сердечником, а в полости размещен вкладыш, выполненный из фторопластсодержащего материала, между вкладышем и бронебойным сердечником размещена прокладка, выполненная из легкого сплава, с нижней поверхностью, сопряженной с верхней частью бронебойного сердечника, и с верхней поверхностью, сопряженной с основанием вкладыша, у которого наружная поверхность сопряжена с внутренними поверхностями головной части корпуса и головной втулки.
Для снижения себестоимости изготовления предложенного снаряда прокладку в нем выполняют из алюминиевого сплава.
Для получения максимальных размера каверны, массы осколков, зажигательного эффекта в предложенной конструкции снаряда прокладку выполняют из титанового сплава.
Для снижения себестоимости изготовления предложенного снаряда вкладыш в нем выполняют составным.
Для увеличения поражающего действия снаряда: увеличения толщины пробиваемой преграды, увеличения диаметра каверны, осколочного, и зажигательного действия в запреградном пространстве, поражения жизненно важных агрегатов цели, его сердечник выполнен из тяжелого сплава
На фиг. 1 представлено продольное сечение общего вида предложенного бронебойного подкалиберного снаряда. На фиг. 2 представлено фото каверны лицевой поверхности легкобронированной преграды (цели), выполненной из алюминиевого сплава. На фиг. 3 представлено фото каверны тыльной поверхности легкобронированной преграды (цели), выполненной из алюминиевого сплава.
Конструкция предложенного снаряда (см. фиг. 1) содержит корпус 1 с ведущим устройством, полую головную втулку 3 (далее головная втулка), бронебойный сердечник (далее сердечник) 2, прокладку 5 и вкладыш 4. Корпус 1, выполненный из металлического сплава в виде стакана, на дне которого размещен сердечник 2, и головная втулка 3, выполненная из металлического сплава с глухим центральным отверстием с конической поверхностью, соединены между собой с образованием полости над сердечником 2. В указанной полости размещен вкладыш 4. Сердечник 2 выполнен стальным и помещен на дно корпуса 1 со стороны его головной части. Между вкладышем 4, выполненным из фторопласта-4 (политетрафторэтилена (ПТФЭ), и сердечником 2 размещена прокладка 5, выполненная из алюминиевого сплава. У прокладки 5 нижняя поверхность сопряжена с головной частью сердечника 2 для обеспечения ее равнораспределенного деформирования при столкновении снаряда с преградой 6. На верхней части прокладки 5, выполненной плоской, размещено основание вкладыша 4 тоже плоское для создания лучшего контакта их поверхностей. В представленной конструкции вкладыш 4 выполнен цельным с наружной поверхностью, сопряженной с внутренними поверхностями верхней части корпуса 1 и головной втулки 3. Прокладка 5 из указанного материала удешевляет конструкцию снаряда, уменьшает трудозатраты при ее изготовлении, что в конечном итоге приводит к уменьшению себестоимости изготовления предложенного снаряда. Сердечник 2 в представленной конструкции на фиг. 1 для снаряда калибра 30 мм. представляет собой корпус 23-мм бронебойного снаряда без ведущего пояска. К фторопластсодержащим материалам относят фторопласты и материалы, которые их содержат.
Для снижения отходов материала вкладыш 4 должен быть выполнен составным, так как применяемый материал (фторопластсодержащий) не относится к дешевым материалам. Такое исполнение указанного элемента конструкции снаряда приводит в конечном итоге к уменьшению себестоимости изготовления предложенного снаряда.
При ударе снаряда после выстрела в легкобронированную преграду, выполненную из легкого сплава (алюминиевого, магниевого, титанового), далее происходит его проникание в эту преграду с одновременным деформированием и разрушением его головной втулки 3. Материал головной части вкладыша 4 при этом претерпевает механическую и термоокислительную деструкцию (см. книгу Фторполимеры. Пер. с англ. / Под ред. Н.Л. Кнунянца. - М.: Мир, 1975 и книгу Физика взрыва / Под ред. Л.П. Орленко. - Изд. 3-е, переработанное. - В 2 т. Т. 2. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - С. 496-506). При высокоскоростном ударе (определено экспериментально) создаются необходимые для этого давления и температура (см. Физика взрыва / Под ред. Л.П. Орленко. - Изд. 3-е, переработанное. - В 2 т. Т. 2. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - С. 496-506). Наседающая масса сердечника 2 создает аналогичные условия для осуществления взаимодействия материала вкладыша 4 (фторопласта-4) с материалом прокладки 5 (из алюминиевого сплава). Фторопласт-4 и продукты его разложения при столкновении снаряда с преградой 6 вступают во взаимодействие с материалом алюминиевой прокладки 5 и материалом преграды 6, дополнительная энергия при этом выделяется взрывоподобно. Тротиловый эквивалент составляет порядка 0,70-0,73 (установлено экспериментально). В образовании каверны и поражении преграды 6 участвуют также корпус 1 и бронебойный сердечник 2. В результате взаимодействия фторопласта-4 (материала вкладыша 4) и продуктов его разложения с преградой 6 и материалом прокладки 5 происходит увеличение диаметра каверны по сравнению с наружным диаметром корпуса 1, увеличение общей массы осколков и соответственно увеличение осколочного действия снаряда, а также увеличение зажигательного эффекта в запреградном пространстве. На фиг. 2 представлено фото каверны лицевой поверхности легкобронированной преграды 6 от проникания описанного снаряда калибром 30 мм. Преграда 6 выполнена из алюминиевого сплава АМг6. Толщина преграды 6-50 мм. Скорость соударения с преградой 30-мм снаряда - 720 м/с. Dл=36 мм, где Dл есть диаметр каверны на лицевой поверхности преграды 6. На фиг. 3 представлено фото каверны тыльной поверхности преграды 6. Диаметр каверны на тыльной поверхности преграды 6 Dт, где Dт=59 мм. Угол разлета фрагментов снаряда и преграды 6 составляет 83° (данные получены экспериментально). При использовании предложенной конструкции происходит более интенсивное разрушение срединных и тыльных слоев преграды с конечной толщиной. Диаметр каверны легкобронированной преграды 6 - после воздействия на нее предложенной конструкции снаряда, составит не менее 1,6 калибра снаряда.
Совокупность элементов конструкции предложенного снаряда и применяемых для них материалов обеспечивает получение указанных выше результатов.
При ударе снаряда после выстрела в легкобронированную стальную преграду происходит проникание снаряда в преграду с одновременным деформированием и разрушением его головной втулки 3. Головная часть вкладыша 4 при этом претерпевает механическую и термоокислительную деструкцию, так как при высокоскоростном ударе создаются необходимые условия: давление и температура (см. Физика взрыва / Под ред. Л.П. Орленко. - Изд. 3-е, переработанное. - В 2 т. Т. 2. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - С. 496-506). При этом фторопласт-4 (материал вкладыша 4) и продукты его разложения не взаимодействуют с материалом преграды. Наседающая масса сердечника 2 создает условия для взаимодействия материала вкладыша 4 с материалом прокладки 5 (из алюминиевого сплава). Фторопласт-4 (материал вкладыша 4) и продукты его разложения, вступают во взаимодействие только с материалом алюминиевой прокладки 5. В результате механической и термоокислительной деструкции выделяется дополнительная тепловая энергия, она выделяется взрывоподобно. Тротиловый эквивалент составляет порядка 0,70-0,73. В образовании каверны преграды участвуют также корпус 1 и бронебойный сердечник 2. В результате взаимодействия материала вкладыша 4: фторопласта-4 и продуктов его разложения, с прокладкой 5 происходит увеличение диаметра каверны по сравнению с наружным диаметром корпуса 1 снаряда, увеличение общей массы осколков и соответственно увеличение осколочного действия снаряда, а также увеличение зажигательного эффекта в запреградном пространстве. Из-за отсутствия реакции фторопласта-4, из которого выполнен вкладыш 4, с материалом преграды увеличение диаметра каверны будет меньше по сравнению с диаметром каверны (не менее 1,6 калибра снаряда) в случае выполнения преграды из легких сплавов, а соответственно и масса осколков в запреградном пространстве. Зажигательный эффект остается неизменным из-за более жестких условий взаимодействия снаряда и преграды (более высокие давления и температура в зоне контакта). При использовании предложенной конструкции происходит более интенсивное разрушение срединных и тыльных слоев преграды с конечной толщиной. Совокупность элементов конструкции предложенного снаряда и применяемых для них материалов обеспечивает получение указанных выше результатов.
От применяемого материала для прокладки 5 и состава материала для вкладыша 4 снаряда зависят наступление момента выделения дополнительной энергии и количество этой энергии после столкновения снаряда с преградой, что приводит к образованию в преграде каверн различной формы и размеров.
Для получения максимальных параметров поражения преграды (цели): размера каверны, массы осколков, зажигательного эффекта в предложенной конструкции снаряда, прокладка 5 должна быть выполнена из титанового сплава. При выполнении прокладки 5 из титанового сплава дополнительной энергии выделится больше, чем в случае выполнения прокладки 5 из алюминиевого сплава.
Для увеличения поражающего действия снаряда: увеличения толщины пробиваемой преграды, увеличения диаметра каверны, осколочного и зажигательного действия в запреградном пространстве, поражения жизненно важных агрегатов цели, сердечник 2 должен быть выполнен из тяжелого сплава.
Предложенная конструкция снаряда по сравнению с прототипом позволяет получить больший диаметр каверны, увеличить массу осколков и, соответственно, осколочный и зажигательный эффекты. Для образования в преградах каверн различной формы и размеров должны быть взяты определенные материалы для выполнения вкладыша 4 и прокладки 5 - элементов конструкции снаряда. Диаметр каверны легкобронированной или легкоуязвимой преграды после столкновения с предложенным снарядом составит не менее 1,6 калибра снаряда. При использовании предложенной конструкции происходит более интенсивное разрушение срединных и тыльных слоев преграды с конечной толщиной за счет дополнительной энергии, полученной в результате деструкции фторопластсодержащего материала и продуктов его разложения при ударе в преграду, наблюдается повышенный зажигательный эффект в запреградном пространстве.
Предложенная конструкция снаряда является эффективным средством для поражения легкоуязвимых и легкобронированных целей. Снаряд безопасен в обращении (фторопластсодержащий материал является инертным материалом в служебном обращении). Для эффективной работы снаряда не требуется дорогостоящего, опасного в обращении взрывательного устройства.