СИГНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО БОЕПРИПАСА
AMMUNITION SIGNAL DEVICE

Изобретение относится к области военной техники, а именно к сигнальным устройствам боеприпасов, предназначенных для стрельбы из морских гранатометных систем.
Работа сигнального боеприпаса при стрельбе из морских гранатометных систем проходит по следующей схеме:
- доставка боеприпаса к цели;
- разделение боеприпаса на заданной глубине и выброс сигнального устройства с одновременным его инициированием;
- всплытие сигнального устройства на водную поверхность и подача сигнала.
При проектировании сигнальных устройств к боеприпасам, выстреливаемым из морских гранатометных систем, основные трудности возникают из-за необходимости обеспечения высокой надежности действия сигнального устройства (воспламенение пиротехнического состава в момент разделения корпуса, незатухание его в момент разделения, всплытия с глубины на водную поверхность и в момент подачи сигнала), с одновременным обеспечением (при сравнительно малых габаритах) заданных дальности видимости и длительности действия сигнала.
Известно сигнальное устройство, состоящее из гильзы, открытой с одного конца. В гильзе размещены сигнальный пиротехнический состав с запалом к нему и пробка, предотвращающая попадание воды через открытый конец гильзы к сигнальному составу при нахождении устройства под водой (патент США №3762327 от 02.10.1973 г.).
К недостаткам данного технического решения следует отнести:
- сложности конструкции (наличие запала, воспламенительно-вышибного устройства, замедлителя);
- отсутствие, без применения дополнительных конструктивных элементов, вертикальной ориентации сигнального устройства;
- повышенные габаритно-массовые характеристики сигнального устройства из-за размещения сигнального состава в металлическом корпусе.
Известно сигнальное устройство, состоящее из металлического корпуса, жестко соединенного с дном и подвижно соединенного с крышкой, в полости которой расположен гидрореагирующий воспламенитель. Между дном и крышкой в картонной оболочке размещены пиротехнический сигнальный состав и основной воспламенитель. Дно выполнено в виде диска с кольцевым пазом на наружной поверхности (патент США №3537397 от 1970 г.).
Данному техническому решению присущи все недостатки, приведенные для технического решения по патенту США №3762327.
Известно сигнальное устройство, которое содержит осесимметрично расположенные металлический корпус в виде стакана и сигнальный пиротехнический факел, включающий оболочку, сигнальную смесь и воспламенительный состав.
Свободный объем корпуса (между его внутренней поверхностью и наружной поверхностью оболочки факела) заполнен сжимающим низкоплотным уплотнением, например из войлока или полистирола. Открытый торец корпуса закрыт крышкой. Сигнальное устройство воспламеняется под водой, всплывает, выбивается крышка, после чего подается сигнал (патент Англии №1314811 от 01.05.1970 г. - прототип).
К недостаткам данного технического решения следует отнести:
1. Применение в составе сигнального устройства замедлительного и воспламенительно-вышибного устройств, крышки приводит к:
- значительному усложнению конструкции;
- снижению надежности действия из-за наличия дополнительных звеньев в огневой цепи;
- необходимости обеспечения постоянной глубины выброса сигнального устройства, что не позволяет варьирование дальностью постановки сигнала.
2. Размещение пиротехнического факела в металлическом корпусе приводит, за счет необходимости обеспечения положительной плавучести сигнального устройства, к значительному увеличению габаритно-массовых характеристик сигнального устройства, а при заданных габаритах и массе к уменьшению массы пиротехнического факела, а следовательно, к уменьшению дальности, видимости и времени действия сигнала.
3. Отсутствие технических решений по обеспечению:
- вертикальной ориентации всплывшего сигнального устройства, которая существенно влияет на дальность видимого сигнала;
- минимального разброса массовых характеристик сигнального устройства, что может привести к необходимости создания большого запаса плавучести за счет уменьшения массы пиротехнического состава, а следовательно, к уменьшению дальности видимости и времени действия сигнала;
- тепловой защиты сжимающего низкоплотного уплотнителя, что может привести к его прожигу по месту контакта с оболочкой пиротехнического факела, выбросу части пиротехнического состава и угасанию факела.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности действия сигнального устройства.
Технический результат состоит в повышении надежности действия, в увеличении дальности видимости и длительности действия сигнала.
Технический результат достигается тем, что сигнальное устройство боеприпаса содержит корпус в виде стакана из материала с положительной плавучестью и пиротехнический факел, включающий оболочку и пиротехнический состав, при этом пиротехнический факел снабжен диафрагмой с центральным отверстием, подвижно соединенной с оболочкой с образованием свободного объема между ней и пиротехническим составом, а дно корпуса с наружной поверхности облицовано металлической втулкой с осевым ступенчатым каналом, в котором размещено грузило в виде набора дисков.
Снабжение пиротехнического факела подвижно соединенной с оболочкой диафрагмой с центральным отверстием позволяет увеличить дальность видимости светового сигнала за счет увеличения его габаритов (диафрагма в момент всплытия сигнального устройства на водную поверхность из-за отсутствия противодавления выбивается из оболочки газами, образовавшимися от горения пиротехнического состава, тем самым увеличиваются диаметр и высота светового сигнала).
Наличие свободного объема между диафрагмой и пиротехническим составом позволяет повысить надежность действия сигнального устройства за счет повышения надежности воспламенения пиротехнического состава от теплового воздействия внешнего источника и незатухания его в момент всплытия сигнального устройства на водную поверхность (в свободном объеме создается противодавление от продуктов сгорания как внешнего источника, так и пиротехнического состава).
Кроме того, пиротехнический состав при длительном хранении в различных климатических условиях может выделять водород, при этом его объем увеличивается, то есть происходит «набухание» состава. В этом случае отсутствие свободного объема между диафрагмой и пиротехническим составом может привести или к преждевременному выбросу диафрагмы, а следовательно, и затуханию пиротехнического состава в момент всплытия сигнального устройства, или к растрескиванию состава по торцу, что, в свою очередь, приводит к увеличению поверхности горения состава, а следовательно, к уменьшению длительности действия сигнала.
Облицовка дна корпуса сигнального устройства металлической втулкой позволяет:
- обеспечить устойчивое вертикальное положение сигнального устройства на время горения пиротехнического состава факела, тем самым повысить дальность видимости сигнала;
- исключить необходимость размещения корпуса из материала с положительной плавучестью, например пенопласта, в металлической оболочке, что при заданных габаритно-массовых характеристиках сигнального устройства позволяет повысить габаритно-массовые характеристики пиротехнического факела, а следовательно, увеличить дальность видимости и время действия сигнала;
- повысить надежность действия сигнального устройства за счет равномерного распределения нагрузок на корпус в период транспортирования, выстрела боеприпаса из гранатомета, приводнения, разделения боеприпаса на глубине и выброса сигнального устройства.
Выполнение металлической втулки с осевым ступенчатым каналом, в котором размещено грузило в виде набора дисков позволяет:
- обеспечить стабильность массовых характеристик сигнального устройства, уменьшить разброс положений центра тяжести и центра давления, что исключает необходимость обеспечения повышенного запаса плавучести, тем самым повысить массу пиротехнического состава факела, а следовательно, повысить дальность видимости сигнала или время его действия;
- за счет использования осевого канала металлической втулки в качестве дренажа при постановке факела в корпус уменьшить зазор между ними, а освободившийся объем использовать для увеличения массы пиротехнического состава факела, тем самым повысить дальность видимости сигнала или время его действия.
В сигнальном устройстве боеприпаса корпус по поверхности контакта с оболочкой пиротехнического факела может быть армирован теплоизолирующей оболочкой, что позволит исключить возгонку материала корпуса в период горения пиротехнического состава, а следовательно, будет способствовать сохранению вертикальной ориентации сигнального устройства на водной поверхности.
В сигнальном устройстве боеприпаса отношение расстояния от облицованного торца корпуса до центра тяжести сигнального устройства к его общей длине может составлять 0,40-0,45.
Увеличение данного соотношения может привести к неустойчивому положению сигнального устройства или его опрокидыванию в начальный момент горения пиротехнического состава факела, что в конечном итоге может привести к уменьшению длительности действия сигнала и дальности его видимости.
Уменьшение этого соотношения может привести к увеличению пассивной массы сигнального устройства за счет снижения массы пиротехнического состава.
В сигнальном устройстве боеприпаса отношение расстояния от облицованного торца корпуса до центра тяжести сигнального устройства к расстоянию от облицованного торца корпуса до центра давления может составлять не более 0,9.
Увеличение этого соотношения может привести к условию неустойчивого равновесия, к заливанию факела водой и затуханию пиротехнического состава.
В сигнальном устройстве боеприпаса отношение площади отверстия диафрагмы к площади горения пиротехнического состава может составлять 0,21-0,25.
Увеличение этого соотношения может привести к попаданию воды на поверхность горения пиротехнического состава и его затуханию в момент всплытия сигнального устройства с глубины разделения боеприпаса.
Уменьшение этого соотношения может привести к отсутствию воспламенения пиротехнического состава факела от воздействия внешнего теплового источника в момент разделения боеприпаса.
На чертеже изображено сигнальное устройство боеприпаса.
Сигнальное устройство состоит из корпуса 1, металлической втулки 2, теплоизолирующей оболочки 3, пиротехнического факела, включающего оболочку 4, диафрагму 5, пиротехнический состав 6, набора дисков 7.
Работа предлагаемой конструкции происходит следующим образом.
При встрече боеприпаса с водной поверхностью срабатывает взрыватель, который инициирует воспламенительно-вышибной заряд. От давления пороховых газов воспламенительно-вышибного заряда происходит разделение боеприпаса и воспламенение пиротехнического состава факела. После разделения боеприпаса освобождается сигнальное устройство, которое всплывает на поверхность воды, при этом продукты сгорания пиротехнического состава образуют светодымовой факел, видимый на заданном расстоянии.
Реализация предлагаемых технических решений в конструкции сигнального устройства боеприпаса, преимущественно к морскому гранатомету, подтвержденная результатами испытаний по водной акватории, позволяет повысить эффективность его действия за счет повышения надежности действия и увеличения дальности видимости и длительности действия сигнала.