RU2421685C1

RU2421685C1 - Artillery cartridge

Info

Publication number: RU2421685C1
Application number: RU2010110329/11A
Authority: RU
Inventors: Илья Викторович Завора (RU); Илья Викторович Завора; Анатолий Иванович Косихин (RU); Анатолий Иванович Косихин; Сергей Евгеньевич Николаев (RU); Сергей Евгеньевич Николаев; Олег Тимофеевич Чижевский (RU); Олег Тимофеевич Чижевский
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр "Прибор"
Priority date: 2010-03-19
Filing date: 2010-03-19
Publication date: 2011-06-20

Abstract

FIELD: weapons and ammunition. ^ SUBSTANCE: cartridge includes military fragmentation part, housing, combustion chamber of powder propellant charge and diaphragm. Fragmentation part consists of nose fuse and driving band. Band is made of solid bottom of housing. Combustion chamber of powder propellant charge is rigidly fixed on the housing. Charge is interconnected with igniter capsule installed in end diaphragm. ^ EFFECT: increasing efficiency of fragmentation damage effect of the cartridge. ^ 1 dwg

Description

Изобретение относится к боеприпасам унитарного заряжания, а более конкретно к артиллерийским безгильзовым патронам для автоматических гранатометов.The invention relates to ammunition of unitary loading, and more particularly to artillery shellless cartridges for automatic grenade launchers.

Уровень данной области техники характеризует конструкция осколочного снаряда к артиллерийскому патрону, описанная в патенте US 4327643, F42B 13/48, 1982 г., который имеет композитный осколочный корпус, включающий коаксиально смонтированные наружную тонкостенную оболочку, слой уложенных шариков и собственно корпус, оснащенный сеткой полуготовых осколков, сформированных пересекающимися встречно многозаходными рифлениями.The level of this technical field is characterized by the design of a fragmentation shell for an artillery cartridge, described in US Pat. No. 4,327,643, F42B 13/48, 1982, which has a composite fragmentation shell including a coaxially mounted outer thin-walled shell, a layer of stacked balls and the actual shell equipped with a semi-finished mesh fragments formed by intersecting counter-multiple corrugations.

Оболочка и корпус в конструкции известного снаряда механически связаны между собой, а по концам зафиксированы в переходной втулке, где установлен головной взрыватель, и ведущим пояском, который в форме бандажного кольца обжимает состыкованные торцами обечайку и днище корпуса. Ведущий поясок запрессован на многочисленные рифли, выполненные на дне общей кольцевой канавки, имеющей поднутрение по форме «ласточкин хвост», что обеспечивает их прочное сцепление в конструктивном единстве.The shell and the housing in the construction of the known projectile are mechanically interconnected, and fixed at the ends in the adapter sleeve, where the head fuse is installed, and the leading belt, which in the form of a retaining ring compresses the shell and bottom of the body joined by the ends. The lead belt is pressed onto numerous grooves made at the bottom of a common annular groove, having a dovetail-shaped undercut, which ensures their strong adhesion in constructive unity.

Внутри рифленого корпуса закреплен разрывной заряд бризантного взрывчатого вещества, взаимодействующего с головным взрывателем.An explosive charge of a blasting explosive interacting with a head fuse is fixed inside the corrugated case.

Днище корпуса оснащено полым хвостовиком, сужающимся кзади, имеющим сквозные отверстия сообщения с его полостью - поднутрением, где стабилизируется давление, предотвращая задонное разряжение и турбулентность набегающего потока, что снижает аэродинамическое торможение артиллерийского снаряда при полете на траектории к цели.The bottom of the hull is equipped with a hollow tail, tapering backwards, having through holes for communication with its cavity, undercut, where pressure is stabilized, preventing back-pressure discharge and turbulence of the incoming flow, which reduces aerodynamic drag of the artillery shell during flight along the trajectory to the target.

Известный артиллерийский снаряд характеризуется повышенной эффективностью осколочного поражения, высокой плотностью осколочного поля с заданным расчетным углом разлета осколков оптимальной формы и массы.The well-known artillery shell is characterized by increased fragmentation efficiency, a high fragmentation field density with a given design angle for the expansion of fragments of optimal shape and mass.

Недостатком известного осколочного снаряда является низкая продольная жесткость конструкции в местах стыковки боевой части с хвостовиком и переходной головной втулкой, которые при этом являются балластом массы, практически не используемой для формирования поражающих осколков.A disadvantage of the known fragmentation projectile is the low longitudinal rigidity of the structure at the junction of the warhead with the shank and the transitional head sleeve, which at the same time are the ballast of the mass, which is practically not used to form the damaging fragments.

Кроме того, метательный пороховой заряд осколочного снаряда размещается в автономной гильзе, которая при выстреле экстрактируется, что ограничивает область боевого применения этого боеприпаса, в частности, в закрытых объемах стрельбы, где необходимо устанавливать защитные экраны, а использованные гильзы собирать.In addition, the propellant powder charge of the fragmentation shell is placed in an autonomous shell, which is extracted during firing, which limits the field of combat use of this munition, in particular in closed volumes of fire, where it is necessary to install protective shields and collect used shells.

Более совершенным является выбранный в качестве наиболее близкого аналога артиллерийский унитарный патрон к автоматическому гранатомету, описанный в патенте RU 2135938, F42B 5/18, 1999 г., который включают неразъемно связанные между собой боевую часть, содержащую головной взрыватель и ведущий поясок, и камеру сгорания, заполненную метательным пороховым зарядом, выполняющую функции гильзы.More perfect is the artillery unitary cartridge for an automatic grenade launcher chosen as the closest analogue, described in patent RU 2135938, F42B 5/18, 1999, which includes a warhead inextricably interconnected, containing a head fuse and a lead belt, and a combustion chamber filled with a propellant powder charge, acting as a sleeve.

Камера сгорания, жестко закрепленная на корпусе боевой части, оснащена торцевой диафрагмой с выходными отверстиями для генерируемых пороховых газов и центральным капсюлем-воспламенителем, взаимодействующим с пороховым метательным зарядом.The combustion chamber, rigidly fixed to the warhead housing, is equipped with an end diaphragm with outlet openings for the generated powder gases and a central igniter capsule interacting with the powder propellant charge.

Использование в этом патроне так называемой безгильзовой схемы позволяет перераспределить массу боеприпаса, увеличив долю его боевой части, что повышает эффективность применения по назначению или снижает весовую нагрузку на боевой расчет гранатомета при заданной эффективности осколочного поражения.The use of the so-called cartridgeless design in this cartridge allows you to redistribute the mass of ammunition, increasing the proportion of its warhead, which increases the effectiveness of the intended use or reduces the weight load on the combat calculation of a grenade launcher at a given fragmentation efficiency.

Исключение процесса распатронирования при выстреле повышает стабильность горения порохового метательного заряда и исключает экстракцию гильз-втулок. При установке гранатомета в замкнутых объемах не требуется сбор горячих гильз и укладка их в ящики или установка специальных отражателей, что повышает боевую мобильность.The exclusion of the process of decatronization during firing increases the combustion stability of the propellant propellant charge and excludes the extraction of cartridge cases. When installing a grenade launcher in confined spaces, it is not necessary to collect hot shells and place them in boxes or install special reflectors, which increases combat mobility.

Другим преимуществом известного патрона является выполнение ведущего пояска заодно с корпусом снаряда, из монолита его несущего днища, что повышает жесткость компактной конструкции боеприпаса, дополнительно сокращая расход дефицитной меди.Another advantage of the known cartridge is that the lead belt is integral with the shell of the shell, from the monolith of its bearing bottom, which increases the rigidity of the compact design of the ammunition, further reducing the consumption of scarce copper.

Однако недостатком известного артиллерийского патрона является неудовлетворительное поражающее действие из-за произвольного нерегулируемого дробления корпуса боевой части, определяемого вероятностным характером образования неоптимальных поражающих элементов с широким диапазоном разброса их массы, формы и скорости разлета.However, the disadvantage of the known artillery cartridge is its unsatisfactory striking effect due to arbitrary unregulated fragmentation of the warhead hull, determined by the probabilistic nature of the formation of non-optimal striking elements with a wide range of variation in their mass, shape and speed of expansion.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности осколочного поражающего действия артиллерийского патрона.The problem to which the present invention is directed is to increase the effectiveness of the fragmentation damaging effect of an artillery cartridge.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном артиллерийском патроне, содержащем боевую осколочную часть с головным взрывателем и ведущим пояском, выполненным из монолита днища корпуса, на котором неразъемно закреплена камера сгорания порохового метательного заряда, сообщающегося с капсюлем-воспламенителем, установленным в торцевой диафрагме, согласно изобретению, в корпусе выполнен в виде двух коаксиальных оболочек, жестко связанных с кольцевым выступом автономного днища, между которыми помещена дополнительная обойма из литьевого полимерного материала, несущая равно распределенные шарики из тяжелого сплава или металла.The required technical result is achieved by the fact that in the well-known artillery cartridge containing a fragmentation warhead with a head fuse and a lead belt made of a monolith of the bottom of the case, on which the combustion chamber of the powder propellant charge is connected, which communicates with the igniter capsule installed in the end diaphragm, according to the invention, in the housing is made in the form of two coaxial shells, rigidly connected with the annular protrusion of the autonomous bottom, between which an additional Boim injection of polymeric material distributed equally carrier beads made of heavy alloy, or metal.

Отличительные признаки обеспечили повышение эффективности осколочного действия артиллерийского снаряда, совмещенного с неотделяемой гильзой, за счет оснащения его корпуса композитным осколочным блоком из готовых поражающих элементов, распределенных в несущей обойме, технологичного при изготовлении и надежного в эксплуатации стрельбой.Distinctive features ensured an increase in the fragmentation efficiency of an artillery shell combined with an inseparable sleeve due to equipping its body with a composite fragmentation unit made of ready-to-use striking elements distributed in a carrier cage, technologically advanced in manufacture and reliable in operation by shooting.

Выполнение корпуса снаряда в виде двух коаксиальных оболочек, во первых, кроме несущих конструкционных функций, обеспечивает выполнение основных функций назначения: внутренняя оболочка служит источником поражающих элементов при дроблении от подрыва бризантного заряда, которая используется для размещения дополнительного композитного осколочного блока с готовыми поражающими элементами, силового и самодостаточного, а во-вторых, наружная тонкостенная оболочка является аэродинамическим покрытием, минимизирующим торможение снаряда в полете.The implementation of the shell of the shell in the form of two coaxial shells, firstly, in addition to bearing structural functions, provides the main destination functions: the inner shell serves as a source of damaging elements when crushed from blasting a blast charge, which is used to place an additional composite fragmentation unit with ready-made damaging elements, power and self-sufficient, and secondly, the outer thin-walled shell is an aerodynamic coating that minimizes projectile inhibition fly.

Жесткая связь оболочек корпуса с обоих торцов между собой непосредственно и через кольцевой выступ несущего днища, на котором смонтирован композиционный осколочный блок, создает посредством геометрического и силового замыкания структурных элементов монолитность сборному корпусу, характеризующемуся заданным регулируемым дроблением.The rigid connection of the shells of the shells at both ends directly and through the annular protrusion of the bearing bottom on which the composite fragmentation block is mounted creates a monolithic solidity to the prefabricated body, characterized by predetermined controlled crushing, by means of geometric and force closure of the structural elements.

Размещение распределенных шариков в объеме несущей обоймы создает конструктивное единство в форме автономной сборочной единицы, что повышает технологичность ее изготовления и боеприпаса в целом, обеспечивает заданное поле разлета готовых поражающих элементов.The placement of the distributed balls in the volume of the load holder creates a constructive unity in the form of an autonomous assembly unit, which increases the manufacturability of its manufacture and the ammunition as a whole, provides a predetermined scattering field of the finished striking elements.

Выполнение обоймы, несущей уложенные шарики, из литьевого полимерного материала является наиболее простым и доступным способом изготовления сборной конструкции осколочного блока из необходимых по массогабаритным параметрам поражающих элементов.The implementation of the cartridge carrying the packed balls from injection molded polymeric material is the simplest and most affordable way to manufacture a prefabricated fragmentation block structure from the damaging elements necessary in terms of weight and size.

Укрепление осколочных шариков в обойме из литьевого полимерного материала исключает люфты, зазоры и любые свободные объемы, в которых могут создаваться дисбалансы при осевом вращении снаряда на траектории, отрицательно влияющие на его продольную стабильность и, в конечном счете, снижающие точность стрельбы.Strengthening fragmentation balls in a cage made of injection-molded polymeric material eliminates backlash, gaps and any free volumes in which imbalances can occur during axial rotation of the projectile along the trajectory, which negatively affects its longitudinal stability and, ultimately, reduces firing accuracy.

Выполнение готовых поражающих элементов в форме шариков из тяжелого сплава или металла, плотного и прочного, обеспечивает высокие дальность их разлета и проникающую способность, что повышает эффективность осколочного действия артиллерийской гранате.The implementation of ready-made striking elements in the form of balls of a heavy alloy or metal, dense and durable, provides a high range of their expansion and penetration, which increases the efficiency of the fragmentation effect of an artillery grenade.

Рациональное конструктивное решение артиллерийского боеприпаса позволило в тех же массогабаритных параметрах использовать в качестве готовых поражающих элементов шарики из плотного и прочного материала, например тяжелого сплава ВНЖ-90, обеспечив тем самым повышенную эффективность осколочного действия.A rational constructive solution of the artillery ammunition made it possible to use balls of dense and durable material, for example, a heavy alloy VNZh-90, as the ready-made striking elements, thereby ensuring increased fragmentation efficiency.

Кольцевой профилированный выступ днища служит для базирования и крепления структурных составляющих оболочек корпуса и обоймы с шариками в форме композитного монолита, формирующего заданное осколочное поле при подрыве снаряда.An annular profiled protrusion of the bottom serves to base and fasten the structural components of the shells and casing with balls in the form of a composite monolith, forming a given fragmentation field when the projectile is detonated.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача решается не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.Therefore, each essential feature is necessary, and their combination in a stable relationship is sufficient to achieve a novelty of quality that is not inherent in the characteristics of disunity, that is, the technical task posed is not solved by the sum of the effects, but by a new super-effect of the sum of the attributes.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого явным образом изобретение не следует для специалиста по артиллерийским боеприпасам, показал, что оно не известно, а с учетом возможности практического серийного изготовления унитарного артиллерийского патрона, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.A comparative analysis of the proposed technical solution with the identified analogues of the prior art, from which the invention does not explicitly follow for the specialist in artillery ammunition, showed that it is not known, and given the possibility of practical serial production of a unitary artillery cartridge, we can conclude that the patentability criteria are met .

Сущность изобретения поясняется чертежом предложенного артиллерийского патрона, который имеет чисто иллюстративную цель и не ограничивает объема притязаний формулы.The invention is illustrated by the drawing of the proposed artillery cartridge, which has a purely illustrative purpose and does not limit the scope of the claims of the formula.

Снаряд содержит несущее днище 1, на котором монтируются структурные элементы: боевая часть с головным взрывателем 2 и камера 3 сгорания с центральным капсюлем-воспламенителем 4.The projectile contains a carrier bottom 1 on which structural elements are mounted: a warhead with a head fuse 2 and a combustion chamber 3 with a central igniter 4.

Боевая часть включает разрывной заряд 5 бризантного взрывчатого вещества, помещенный в цилиндрической внутренней оболочке 6 корпуса, которая запрессована вовнутрь кольцевого выступа 7 днища 1.The warhead includes a bursting charge 5 of blasting explosive placed in a cylindrical inner shell 6 of the body, which is pressed inside the annular protrusion 7 of the bottom 1.

Конгруэнтно оболочке 6 корпуса установлен композитный блок готовых поражающих элементов, изготовленный автономно в качестве сборочной единицы, который содержит плотно уложенные шарики 8 из тяжелого сплава или металла, скрепленные литьевым полимерным материалом (полиамидом, полиэтиленом и т.п.), образующим несущую обойму 9.A congruent shell 6 of the body is equipped with a composite block of ready-made striking elements, autonomously manufactured as an assembly unit, which contains tightly packed balls 8 of heavy alloy or metal, fastened by injection-molded polymeric material (polyamide, polyethylene, etc.), forming a supporting clip 9.

Блок 8-9 опирается на кольцевой выступ 7 днища 1, сверху уплотняется через прокладки 10 вкладышем 11, который размещается внутри тонкостенной оболочки 12 корпуса, служащей аэродинамическим обтекателем.Block 8-9 rests on an annular protrusion 7 of the bottom 1, is sealed from above through gaskets 10 by a liner 11, which is placed inside a thin-walled shell 12 of the body serving as an aerodynamic fairing.

Нижний торец оболочки 12 посредством завальцовки закатан в наружный профиль выступа 7 днища 1, образуя замковое их соединение.The lower end of the shell 12 by rolling rolled into the outer profile of the protrusion 7 of the bottom 1, forming their castle connection.

Верхний край оболочки 12 (обтекателя) загнут на торец внутренней оболочки 6 корпуса и жестко защемлен посредством головного взрывателя 2, который в упор завинчен во внутреннюю резьбу оболочки 6, чем формируется монолитность соединяемых элементов.The upper edge of the shell 12 (fairing) is bent to the end of the inner shell 6 of the housing and is rigidly clamped by means of a head fuse 2, which is fully screwed into the internal thread of the shell 6, which forms the solidity of the connected elements.

Камера 3 сгорания выполнена в виде наполненной пороховым метательным зарядом 13 втулки, ввинченной в хвостовик 14 днища 1.The combustion chamber 3 is made in the form of a sleeve filled with a powder propellant charge 13, screwed into the shank 14 of the bottom 1.

В нижнем торце камеры 3 сгорания имеется поперечная диафрагма 15, несущая центральный капсюль-воспламенитель 4, по периметру которой распределены выходные отверстия 16, перекрытые сгорающей мембраной 17, которая удерживает пороховой заряд 13.At the lower end of the combustion chamber 3 there is a transverse diaphragm 15, carrying a central igniter 4, along the perimeter of which there are distributed outlet openings 16, covered by a burning membrane 17, which holds the powder charge 13.

Пороховой метательный заряд 13 сверху нагружен пластинчатой пружиной 18, которая предотвращает перемещения и перетирания гранулята пороха в служебном обращении и при транспортировке.The powder propellant charge 13 is loaded from above with a leaf spring 18, which prevents the movement and grinding of the powder granules during service and transportation.

В радиальном зазоре между камерой 3 сгорания и хвостовиком 14 днища 1 помещен силиконовый уплотнитель 19.In the radial clearance between the combustion chamber 3 and the shank 14 of the bottom 1 is placed a silicone seal 19.

На днище 1 выполнен радиальный выступ 20, который служит в качестве ведущего пояска, врезающегося в боевые грани спиральных нарезов ствола оружия при выстреле.At the bottom 1, a radial protrusion 20 is made, which serves as a leading belt crashed into the combat faces of the spiral rifling of the weapon barrel when fired.

Функционирует предложенный артиллерийский патрон следующим образом.The proposed artillery cartridge functions as follows.

При выстреле импульс от капсюля-воспламенителя 4 поджигает пороховой метательный заряд 13, горение которого образует газообразные продукты, резко повышающие давление в камере 3. Газообразные продукты прожигают (проламывают) мембрану 17 и струйно через свободные отверстия 16 в диафрагме 15 интенсивно выбрасываются в замкнутый объем казенной части оружия, создавая реактивно направленный импульс силы, в результате чего снаряд ускоренно перемещается по стволу.When fired, the pulse from the igniter capsule 4 sets fire to the propellant propellant charge 13, the combustion of which forms gaseous products, which sharply increase the pressure in the chamber 3. Gaseous products burn through (break through) the membrane 17 and jet through the open holes 16 in the diaphragm 15 intensively ejected into the closed volume of the breech parts of the weapon, creating a reactively directed impulse of force, as a result of which the projectile accelerates along the barrel.

При движении по стволу радиальный выступ 20 днища 1 врезается в боевые грани спиральных его нарезов, образуя винтовую пару, в результате чего при движении по стволу снаряд закручивается относительно продольной оси, что стабилизирует его полет на траектории к цели.When moving along the barrel, the radial protrusion 20 of the bottom 1 cuts into the combat faces of its spiral rifling, forming a helical pair, as a result of which, when moving along the barrel, the projectile twists relative to the longitudinal axis, which stabilizes its flight along the path to the target.

Выполняющая функции гильзы патрона камера 3 сгорания выстреливается, не отделяясь от снаряда.Acting as the cartridge case, the combustion chamber 3 is fired without being separated from the projectile.

При встрече снаряда с преградой срабатывает головной взрыватель 2, инициируя подрыв бризантного заряда 5, срабатывание которого формирует ударную и детонационную волны, распространяющиеся из центра к периферии.When a projectile encounters an obstacle, a head fuse 2 fires, initiating the detonation of a blasting charge 5, the operation of which forms shock and detonation waves propagating from the center to the periphery.

При этом под действием ударной волны разрушаются, образуя осколочное поле поражающих элементов, внутренняя оболочка 6 корпуса, композитный блок 8-9 и тонкостенная оболочка 12.At the same time, under the action of the shock wave, the inner shell 6 of the body, the composite block 8-9 and the thin-walled shell 12 are destroyed, forming a fragmentation field of the damaging elements.

Оболочка 6 корпуса дробится ориентированно укладке шариков 8, формируя фрагменты вытянутой формы, продавливаемые в зазоры между ними, разрезая при этом перемычки полимерной обоймы 9.The shell 6 of the body is crushed oriented to the laying of balls 8, forming fragments of elongated shape, pressed into the gaps between them, while cutting the jumpers of the polymer cage 9.

Тяжелые компактные шарики 8 разгоняются инерционно и практически не деформируются под действием ударной волны, сохраняя оптимальную для аэродинамики сферическую форму.Heavy compact balls 8 accelerate inertially and practically do not deform under the influence of a shock wave, while maintaining a spherical shape optimal for aerodynamics.

Организованное таким образом раздельно-последовательное формирование и разлет мерных фрагментов структурных элементов композитного осколочного блока боевой части предложенного боеприпаса обеспечивает повышение эффективности поражающего действия, что нашло подтверждение при стационарных подрывах опытных образцов изделий предложенной конструкции.Organized in this way, separate-sequential formation and expansion of dimensional fragments of structural elements of the composite fragmentation warhead of the proposed munition provides an increase in the effectiveness of the damaging effect, which was confirmed by stationary explosions of prototypes of products of the proposed design.

При этом более компактные шарики 8 из тяжелого сплава имеют меньшее аэродинамическое сопротивление и более высокую пробивающую способность.Moreover, more compact balls 8 made of heavy alloy have less aerodynamic drag and higher piercing ability.

Приведенная площадь осколочного поражения, сравнительно со штатной гранатой, увеличена в 2,5-3 раза.The reduced fragmentation area compared to a standard grenade was increased 2.5-3 times.

Согласно рабочей документации на предложенный унитарный артиллерийский 40-мм патрон к автоматическому гранатомету изготовлена партия изделий для комплексных испытаний стрельбой, с целью практической реализации Заказчиком при постановке на вооружение.According to the working documentation for the proposed unitary artillery 40-mm cartridge for an automatic grenade launcher, a batch of products for complex shooting tests was made for the purpose of practical implementation by the Customer when it was put into service.

Claims

An artillery cartridge containing a fragmentation warhead with a head fuse and a leading belt made of a monolith of the bottom of the case, on which the combustion chamber of the powder propellant charge is connected, in communication with the igniter capsule installed in the end diaphragm, characterized in that the housing has an additional coaxial a cage made of injection molded polymeric material carrying equally distributed balls of heavy alloy or metal.