ОСВЕТИТЕЛЬНЫЙ БОЕПРИПАС

Полезная модель относится к боеприпасам, содержащим осветительные факелы, которые предназначены для подсветки площадных целей в темное время суток, для обучения личного состава бомбометанию при фиксировании светом места падения.
Уровень данной области техники характеризует парашютный осветительный снаряд, описанный в книге А.А. Шидловского «Основы пиротехники», М., Машиностроение, 1973, с. 130-132, рис. 11.1, который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному осветительному боеприпасу.
Известный снаряд содержит выбрасываемый осветительный факел с парашютом через донную часть в направлении, обратном полету снаряда.
При полете снаряда горячие газы сработавшего вышибного заряда давлением выбрасывают и воспламеняют факел.
Факел и парашют помещены каждый в отдельности в пару стальных полуцилиндров, защищающих их от повреждения в момент выстрела и при выбрасывании из корпуса снаряда. По вылете из корпуса полуцилиндры расходятся в стороны под действием набегающего воздушного потока и освобождают факел и парашют.
При поступательном движении факел натягивает стропы, парашют раскрывается в результате наполнения воздухом и горящий факел опускается к земной поверхности со скоростью 10-15 м/с.
Для предотвращения скручивания строп парашют прикрепляется к факелу при помощи вращающегося вертлюга.
Факел представляет собой картонную или стальную цилиндрическую оболочку, в которую запрессованы основной и воспламенительный составы.
Вышибной заряд посредством дросселирующей втулки сообщается с головным средством инициирования - дистанционной трубкой, взрыватель которой срабатывает через установленное время после выстрела на автономном полете.
Пиротехнические шашки факела выполнены из осветительного состава, включающего (мас.%): 48 нитрата натрия, 45 магниевого порошка и 7 связующего (см. там же, с. 149, табл. 11.10, состав №14).
Указанный пиротехнический состав факела характеризуется технологичностью и хорошей чувствительностью к импульсу тепловой энергии.
Продолжением достоинств известного осветительного состава являются присущие недостатки.
Соотношение металлического горючего к окислителю в термической основе обеспечивает продолжительное время горения факела, подвешенного на парашюте, для освещения территории взаимодействия, в чем нет необходимости при функционировании практического боеприпаса, цель которого яркой вспышкой обозначить место падения боеприпаса, по которому судят о точности стрельбы и проводят корректировку прицеливания.
Поэтому в предложенном боеприпасе соотношение металлического горючего к окислителю увеличено вдвое для интенсификации горения факела.
При этом в качестве связующего использованы вещества, при горении которых формируется дополнительная дисперсная фаза, излучающая в видимом диапазоне, что повышает яркость свечения продуктов горения факела.
Недостатком известного осветительного боеприпаса является сложность конструкции и снаряжения, при этом для размещения осветительного состава используется лишь половина или треть объема каморы, а остальное занято парашютом, который при длительном хранении способен слеживаться и может не раскрыться. Это снижает эффективность действия по назначению и функциональную надежность боеприпаса.
Кроме того, горящий факел с парашютом может уноситься ветром далеко от освещаемой цели.
Наибольшей проблемой является опасность разрушения внутреннего снаряжения в момент выстрела и при вышибании факела из корпуса, а также возможность скручивания строп парашюта при его раскрывании.
Технической задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение функциональной надежности осветительного боеприпаса и эффективности его действия по назначению.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном осветительном боеприпасе, световой факел которого примыкает к вышибному заряду, взаимодействующему через дроссельную втулку с головным устройством инициирования его воспламенения, и смонтированное в хвостовой части средство продольной стабилизации на автономном полете, при этом световой факел выполнен из набора шашек, спрессованных из пиротехнического состава, содержащего нитрат натрия, магниевый порошок и связующее, по предложению авторов, устройство инициирования воспламенения пиротехнических шашек факела выполнено в виде контактного взрывателя, между световым факелом и вышибным зарядом помещен кольцевой демпфер, средство продольной стабилизации выполнено в форме аэродинамических лопастей, а связующее пиротехнического состава шашек факела выполнено из отверждающейся смеси гипса или криолита с синтетическим каучуком, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
нитрат натрия
26-36
магниевый порошок
55-59
гипс или криолит
7-12
синтетический каучук
2-3.
Отличительные признаки предложенного технического решения повысили функциональную надежность осветительного боеприпаса, который пригоден для стрельбы из трубчатых направляющих кассет и приводится в действие для приземного освещения реверсивно метаемым факелом, инициируемым при контакте с земной поверхностью и может быть использован для обучения личного состава прицельному бомбометанию.
Выполнение головного устройства инициирования воспламенения пиротехнических шашек факела в виде контактного взрывателя мгновенного действия обеспечило запуск огневой цепи боеприпаса только от встречи с преградой, чем повышена точность срабатывания механизма реверсирования осветительного факела с одновременным воспламенением его функциональных пиротехнических шашек.
При этом гарантировано достижение заданной освещенности мерной площади при реверсивном подъеме факела от поверхности преграды на установленную высоту, чем повышается эффективность его боевого применения по назначению.
Нормальная встреча контактного взрывателя с поверхностью преграды (для расчетного реверса) обеспечивается жесткими аэродинамическими лопастями, продольно ориентирующими боеприпас на автономном полете.
Выполнение средства продольной стабилизации боеприпаса на автономном полете в форме аэродинамических лопастей хвостовика гарантирует ориентирование головного контактного взрывателя нормально поверхности преграды и вертикальное метание факела от мгновенного срабатывания вышибного заряда, реакционно инициируемого при встрече.
При этом избыточные осевые усилия перегрузки от давления газообразных продуктов горения вышибного заряда амортизируются в кольцевом демпфере, упругая деформация которого предотвращает разрушение примыкающих пиротехнических шашек осветительного факела, что гарантирует их функционирование по назначению.
Установка демпфирующего кольца между факелом и вышибным зарядом позволяет использовать боеприпас в качестве артиллерийского, предохраняя пиротехнические элементы от разрушения при выстреле, что расширяет область применения.
Метательным импульсом, развиваемым при горении вышибного заряда, хвостовик боеприпаса отделяется от его корпуса, освобождая проход для реверсивного движения горящих пиротехнических шашек в открытое пространство, где раскаленный избыток распределенного в их объеме металлического горючего дожигается кислородом воздуха, образуя дополнительное свечение.
3
Удвоение относительного содержания металлического горючего в термической основе пиротехнического состава функциональных шашек (сравнительно с прототипом) обеспечило избыток магниевого порошка, при неполном окислении которого до излучающего MgO образуются распределенные в объеме точечные раскаленные источники тепловой энергии, обеспечивающие термическое разложение гипса, криолита и синтетического каучука с образованием соединений СаО, AlF, NaF, образующие светящиеся частицы дисперсной фазы, которые излучают в видимом диапазоне спектра.
Увеличение массовой доли связующего в пиротехническом составе шашек факела в полтора-два раза, которое выполнено из отверждающейся смеси гипса с синтетическим каучуком, обеспечило конструкционную прочность монолитных шашек, пригодных для импульсного механического нагружения при выстреле, без разрушений и трещинообразования.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущего 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 иллюстративную цель и не ограничивает объема притязаний совокупности признаков формулы. На чертеже изображено:
на фиг. 1 - общий вид боеприпаса;
на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1.
Предложенный авиационный осветительный боеприпас содержит последовательно смонтированные контактный взрыватель 1 мгновенного действия, закрепленный в головном обтекателе 2, жестко связанном с цилиндрическим корпусом 3, к которому примыкает отделяемый хвостовик 4, оснащенный аэродинамическими лопастями 5.
Головной обтекатель 2 через дроссельную втулку 6 взаимосвязан с таблеткой 7 из термочувствительного состава (дымного ружейного пороха), которая расположена на торце вышибного заряда 8, характеризующегося высокой скоростью горения и большим газообразованием при этом.
Вышибной заряд 8 опирается через кольцевой демпфер 9 из упругого материала на световой факел 10, снаряженный пиротехническими шашками 11, сопряженными с его обечайкой (фиг. 2). При этом формируются огнепередаточные продольные каналы 12 для воспламенения шашек 11 по развитому периметру и сообщения с хвостовиком 4.
Пиротехнический состав шашек 11 выполнен из генерирующей газоаэрозольные продукты в процессе горения композиции следующего состава (мас.%):
нитрат натрия (окислитель)
26-36
магниевый порошок (горючее)
55-59
отверждающееся связующее:
гипс или криолит
7-12
синтетический каучук
2-3.
Пиротехническая композиция осветительных шашек 11 приготавливается по принятой в пиротехническом производстве технологии в серийном смесителе.
В смесителе приготавливают технологическое связующее перемешиванием порции 9,5±2,5 мас.% гипса или криолита и 2,5±0,5 мас.% синтетического каучука в течение 5-7 минут до образования пасты, куда затем добавляют навески (мас.%): 31±5 нитрата натрия и 57±2 порошка магния, продолжая смешивание в течение 15-20 минут.
В результате смешивания компонентов получают упругопластичную пасту, которую направляют на формование шашек 11.
Отформованные шашки 11 выдерживают в течение 0,5 часа на поддонах для монолитного отверждения материала.
Готовые шашки 11 помещают в тару и направляют на сборку или хранение.
Пиротехнический состав шашек 11 был определен расчетным путем и опробован испытаниями, по результатам которых оптимизированы показатели и технические характеристики назначения: стойкость к механической осевой нагрузке ударом, скорость горения, яркость светового излучения газоаэрозольных продуктов горения.
Функционирует предложенный боеприпас следующим образом.
После выстрела боеприпас на баллистической траектории автономного полета к цели продольно ориентирован за счет смещения центра давления кзади от центра масс под действием аэродинамического оперения хвостовика.
При спуске к земной поверхности боеприпас ориентирован вертикально и при встрече взаимодействует посредством контактного взрывателя 1 мгновенного действия.
Огневой форс от сработавшего взрывателя 1, обжатый в дросселирующей втулке 6, инициирует порох таблетки 7, воспламеняющий вышибной заряд 8, при горении которого генерируется большой объем газоаэрозольных продуктов, в результате чего резко повышается давление.
Газоаэрозольные продукты горения заряда 8 через каналы 12 динамично заполняют объем хвостовика 4, развивая усилие его отрыва от корпуса 3.
При этом горячими продуктами горения заряда 8 с поверхности воспламеняются пиротехнические шашки 11, которые вышибаются из корпуса 3 на заданную высоту, где происходит рассеяние продуктов активного горения шашек 11, которые излучают в видимом диапазоне, освещая определенную площадь и расположенные на ней цели в течение расчетного времени, обозначая точки падения условных кассетных элементов.
Таким образом, обеспечивается гарантированное срабатывания осветительного боеприпаса на месте требуемой подсветки территории, вертикальный подъем факела 10 на рабочую высоту, где осуществляется горение пиротехнических шашек 11 в течение заданного времени (2-3 минуты), обеспечивая яркое свечение излучающих в видимом диапазоне диспергированных в пространстве генерируемых веществ.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого полезная модель явным образом не следует для специалиста по пиротехническим средствам, показал, что она неизвестна, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления авиационного осветительного боеприпаса, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.