Бронебойный подкалиберный оперенный снаряд – Бронебойный оперённый подкалиберный снаряд — Википедия

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен БОПС, на фиг.2 — сечение А-А фиг.1, на фиг.3 — лопасть, на фиг.4 — сечение Б-Б при снятых лопастях.

Бронебойный оперенный подкалиберный снаряд содержит корпус 1, выполненный из материала с большим удельным весом. На корпусе укреплен баллистический наконечник 2, выполненный в виде полого усеченного конуса из алюминия. В баллистический наконечник входит головка 3 из стали, установленная на меньшем основании усеченного конуса. Поверхности корпуса снаряда, взаимодействующие с усеченным конусом, и поверхность меньшего основания усеченного конуса, взаимодействующая с головкой, покрыты изолирующим материалом (на чертеже не показан) с большой способностью к адгезии, при этом торец корпуса снаряда выполнен плоским. Головка способствует «закусыванию» корпуса снаряда на броне и на траектории не дает загореться алюминиевому усеченному конусу. Если выполнить баллистический наконечник полностью из стали, то это приводит к рикошету корпуса снаряда при взаимодействии с броней под углом. Ведущее устройство 4 при помощи надвижных колец 5, 6 выполнено с двумя центрующими опорами 7, 8, причем передняя опора 7 в виде пилона, переходящего в ребро жесткости 9 на теле ведущего устройства в промежутке между центрующими опорами. На центрующей опоре 7 выполнен кольцевой воздухозаборник 10 по диаметру захватывающей воздух части D₁ равным 3,3…3,9 от диаметра корпуса снаряда d. Если выполнить D₁<3,3d, то усилие, приходящее на надвижное кольцо 5, становится недостаточным для его разрыва. Если выполнить D₁>3,9d, то передняя часть секторов ведущего устройства резко отходит от корпуса снаряда, а надвижное кольцо остается неразрушенным и вследствие этого сектора, опираясь на корпус, воздействуют на него с различным усилием, что приводит к нутации корпуса и к падению его скорости на траектории. Только синхронное действие двух кольцевых воздухозаборников 10, 11 обеспечивает плавное отделение секторов от корпуса снаряда. Поэтому кольцевой воздухозаборник 11 выполнен с диаметром захватывающей части D₂, равным 5,2…5,5 от диаметра корпуса снаряда.

Если выполнить D₂<5,2d, то создаваемое усилие на разрыв заднего надвижного скрепляющего кольца 6 будет недостаточным. При этом возможен удар секторами по перьевому стабилизатору 12. Если выполнить D₂>5,5d, то верхняя часть секторов будет резко отходить от корпуса снаряда, а нижняя их часть останется на корпусе, что приведет к его нутации, падению скорости и к уменьшению бронебойного действия. На синхронность отделения секторов ведущего устройства от корпуса снаряда в зависимости от износа ствола влияет размер центрующей базы l от длины L корпуса снаряда, и в предложенном снаряде оптимальное соотношение составляет l=(0,25…0,4)L. Нижняя граница этого соотношения определяется правильным функционированием снаряда в изношенном стволе. При l<0,25L происходит перекос продольной оси корпуса по отношению к оси канала ствола. Это приводит к увеличению изгибающих нагрузок на корпус снаряда сверхдопустимых. При встрече с преградой такой корпус имеет меньшую бронепробиваемость. При длине центрующей базы l>0,4L нарушается синхронность отделения секторов, и корпус снаряда ощущает нутационные толчки, что подтверждается экспериментом. В этом случае корпус снаряда нутирует на большем расстоянии от среза ствола и теряет значительную часть кинетической энергии, что влияет на бронепробиваемость. Перьевой стабилизатор выполнен в виде отдельных скошенных в направлении головной части корпуса снаряда лопастей (фиг.3). Лопасть устанавливается в продольный глухой паз 13 (фиг.14) на хвостовой части корпуса снаряда и закрепляется при помощи надвижных скрепляющих колец 14, 15, установленных по концам лопасти.

Предложенное выполнение перьевого стабилизатора позволяет снизить нагрузки на корпус снаряда при выстреле, а следовательно, увеличить длину корпуса и его вес, что, в свою очередь, приводит к увеличению бронебойного действия. Геометрические параметры пазов, размеры скрепляющих колец устанавливаются продувками корпуса.

Работает предложенное устройство следующим образом.

При вылете снаряда из канала ствола под действием набегающего потока воздуха кольцевые воздухозаборники создают подъемную силу на секторах ведущего устройства. При правильном выборе геометрических параметров кольцевых воздухозаборников сектора плавно отходят от корпуса снаряда, не воздействуя на него или на оперение, разрывая скрепляющие их кольца 5, 6. Без потерь кинетической энергии из-за нутационных колебаний корпус снаряда достигает цели, схлопывается алюминиевый усеченный конус баллистического наконечника и удерживает головку баллистического наконечника, осевшую на плоский конец корпуса снаряда. Если корпус снаряда подошел под углом к броне, то баллистический наконечник способствует «закусыванию» корпуса на броне. Корпус внедряется в броню и сам при этом срабатывается.

При внедрении хвостовой части корпуса продольные пазы способствуют удалению из каверны расплавленной брони и шлаков. Лопасти при ударе корпуса о броню под действием перегрузки освобождают продольные пазы на корпусе, которые влияют на бронепробитие. Таким образом, в габаритах предшествующего снаряда предлагается снаряд повышенной бронепробиваемости. Расчетное увеличение составляет 20%.

Для заявленного технического решения, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы, подтверждена возможность осуществления с помощью описанных в заявке и известных средств и методов. В свою очередь, заявленное изобретение способно обеспечить достижение усматриваемого заявителями технического результата, следовательно, оно соответствует критерию промышленная применимость и действующего патентного закона.

1. Бронебойный оперенный подкалиберный снаряд, содержащий корпус, баллистический наконечник, закрепленный на корпусе, секторное ведущее устройство, установленное на корпусе, скрепленное надвижными кольцами и включающее переднюю и заднюю центрующие опоры, образующие центрирующую базу, каждая из которых выполнена с кольцевым воздухозаборником, перьевой стабилизатор с лопастями, расположенный в хвостовой части корпуса, отличающийся тем, что баллистический наконечник выполнен составным, лопасти перьевого стабилизатора укреплены непосредственно на корпусе снаряда, при этом диаметр захватывающей воздух части воздухозаборника передней центрующей опоры составляет 3,3-3,9 от диаметра корпуса снаряда, диаметр захватывающей воздух части воздухозаборника задней центрующей опоры составляет 5,2-5,5 от диаметра корпуса снаряда, а длина центрующей базы составляет 0,25-0,4 длины корпуса снаряда.

2. Снаряд по п.1, отличающийся тем, что баллистический наконечник выполнен в виде полого усеченного конуса, в головной части которого установлена головка из материала с большим удельным весом, чем материал упомянутого конуса, а передний торец корпуса снаряда выполнен плоским.

3. Снаряд по п.2, отличающийся тем, что полый усеченный конус выполнен из алюминия, а головка выполнена из стали, при этом между упомянутым конусом и головкой, а также между корпусом снаряда и упомянутым конусом расположен изолирующий материал.

4. Снаряд по п.1, отличающийся тем, что лопасти перьевого стабилизатора выполнены скошенными в направлении головной части корпуса снаряда и установлены при помощи надвижных скрепляющих колец в глухих продольных пазах, выполненных в корпусе снаряда.

findpatent.ru

Бронебойный оперённый подкалиберный снаряд Википедия

Бронебойный оперённый подкалиберный снаряд (стреловидный оперённый снаряд) — тип снарядов для ствольного оружия, стабилизируемых в полёте оперением за счет аэродинамических сил (аналогично стабилизации в полёте стрелы). Это обстоятельство отличает данный тип боеприпасов от снарядов, стабилизируемых в полёте вращением за счёт гироскопических сил.

Основной областью применения таких снарядов является поражение бронированной техники (в частности, танков). Стреловидные оперённые снаряды являются, как правило, боеприпасами кинетического действия.

Боеприпасы данного типа состоят из стреловидного оперённого снаряда, тело (корпус) которого (или сердечник внутри корпуса) выполнено из прочного и высокоплотного материала, и оперения из традиционных конструкционных сплавов. К наиболее используемым для тела материалам относятся тяжёлые сплавы (типа ВНЖ и т. п.), урановые сплавы (например, американский сплав «Стабиллой» Stabilloy или отечественный аналог типа сплава УНЦ). Оперение изготовляется из алюминиевых сплавов или стали.

При помощи кольцевых проточек (выштамповок) тело БОПС соединяется с секторным поддоном из стали или высокопрочных алюминиевых сплавов (типа В-95, В-96Ц1 и аналогичных). Секторный поддон называется также ведущим устройством (ВУ) и состоит из трёх или более секторов. Поддоны скрепляются друг с другом ведущими поясками из металла или пластика и в таком виде окончательно закрепляются в металлической гильзе или в корпусе сгорающей гильзы. После вылета из ствола орудия секторный поддон под действием набегающего потока воздуха отделяется от тела БОПС, ломая ведущие пояски, в то время как само тело снаряда продолжает полёт к цели. Сброшенные сектора, имея высокое аэродинамическое сопротивление, тормозятся в воздухе и падают на некотором отдалении (от сотен метров до более километра) от дульного среза орудия. В случае промаха сам БОПС, имеющий малое аэродинамическое сопротивление, может улететь на расстояние от 30 до более чем 50 км от дульного среза орудия.

Конструкции современных БОПС крайне разнообразны: тела снарядов могут быть как монолитными, так и составными (сердечник или несколько сердечников в оболочке, а также продольно и поперечно многослойными), оперения могут быть практически равными калибру артиллерийского орудия или подкалиберными, выполняться из стали или лёгких сплавов. Ведущие устройства (ВУ) могут иметь разный принцип распределения вектора действия газового давления на секторы (ВУ «разжимного» или «прижимного» типа), разное количество мест ведения секторов, изготавливаться из стали, лёгких сплавов, а также композиционных материалов — например, из углекомпозитов или арамидных композитов. В головных частях тел БОПС могут устанавливаться баллистические наконечники и демпферы. В материал сердечников из вольфрамовых сплавов могут добавляться присадки, увеличивающие пирофорность сердечников. В хвостовых частях БОПС могут устанавливаться трассеры.

Масса тел БОПС с оперением колеблется от 3,6 кг в старых моделях до 5-6 кг и более в моделях для перспективных танковых пушек калибра 140—155 мм.

Диаметр тел БОПС без оперения колеблется от 40 мм в старых моделях до 22 мм и менее в новых перспективных БОПС с большим удлинением. Удлинение БОПС постоянно увеличивается и составляет от 10 до 30 и более.

Задача оптимизации при проектировании выстрела связана с поиском материала и технологии изготовления тела сердечника с максимальным его удлинением, обеспечивающим приемлемые внешнебаллистические характеристики и его конструктивную целостность при ударе о преграду, а также материалов и методов, позволяющих снизить паразитную массу поддона, и передаваемые сердечнику возмущения при его отделении для улучшения кучности. Конструкторы стремятся увеличить удлинение тел БОПС в связи с тем, что при удлинении тела увеличивается как поперечная нагрузка сердечника, так и иные факторы, влияющие на бронепробиваемость. В общем виде бронепробиваемость увеличивается при увеличении удлинения БОПС, плотности материала сердечника и скорости его внедрения в броню (преграду).

Сердечники из тяжелых сплавов с удлинениями, превышающими 30, склонны к изгибным деформациям при ведении по каналу ствола и после отделения поддона, а также к разрушению при взаимодействии с многопреградной и разнесенной броней. Плотность материала в настоящее время ограничена, так как в настоящее время в технике не существует материалов плотнее вольфрама и урана, практически употребимых для военных целей. Скорость БОПС также ограничена величинами в интервале 1500—1800 м/с и з

ruwikiorg.ru

Чем отличается подкалиберный снаряд от обычного бронебойного

Сразу же после появления броневой защиты боевой техники конструкторы артиллерийского вооружения начали работы по созданию средств, способных ее эффективно разрушать.

Обычный снаряд для этой цели не вполне подходил, его кинетической энергии не всегда хватало для преодоления толстого барьера из сверхпрочной стали с марганцевыми присадками. Острый наконечник сминался, корпус разрушался, а эффект оказывался минимальным, в лучшем случае – глубокая вмятина.

Русский инженер-изобретатель С. О. Макаров разработал конструкцию бронебойного снаряда с тупой передней частью. Это техническое решение обеспечивало высокий уровень давления на поверхность металла в начальный момент контакта, при этом место попадания подвергалось сильному нагреву. Плавился и сам наконечник, и участок брони, подвергшийся удару. В образовавшийся свищ проникала оставшаяся часть снаряда, производя разрушения.

Фельдфебель Назаров не владел теоретическими знаниями по металловедению и физике, но интуитивно пришел к очень интересной конструкции, ставшей прообразом эффективного класса артиллерийского вооружения. Его подкалиберный снаряд отличался от обычного бронебойного своей внутренней структурой.

В 1912 году Назаров предложил внутрь обычного боеприпаса внедрять прочный стержень, по своей твердости не уступающий броне. Чиновники военного министерства отмахнулись от назойливого унтера, посчитав, очевидно, что малограмотный отставник ничего дельного изобрести не может. Дальнейшие события наглядно продемонстрировали вредность такого высокомерия.

Фирма Крупа получила патент на подкалиберный снаряд уже в 1913 году, накануне войны. Впрочем, уровень развития бронетехники начала XX века позволял обходиться без специальных бронебойных средств. Они потребовались позже, в годы Второй мировой.

Принцип действия подкалиберного снаряда основан на простой формуле, известной по школьному курсу физики: кинетическая энергия движущегося тела прямо пропорциональна его массе и квадрату скорости. Следовательно, для обеспечения наибольшей разрушительной способности важнее разогнать поражающий объект, чем утяжелить его.

Это несложное теоретическое положение находит свое практическое подтверждение. 76-миллиметровый подкалиберный снаряд вдвое легче обычного бронебойного (3,02 и 6,5 кг соответственно). Но для обеспечения ударной мощи недостаточно просто уменьшить массу. Броня, как поется в песне, крепка, и чтобы пробить ее, нужны дополнительные ухищрения.

Если стальная болванка с равномерной внутренней структурой ударится о прочную преграду, она разрушится. Этот процесс в замедленном виде выглядит как начальное смятие наконечника, увеличение площади контакта, сильный нагрев и растекание расплавленного металла вокруг места попадания.

Бронебойный подкалиберный снаряд действует иначе. Его стальной корпус при ударе разрушается, принимая на себя часть тепловой энергии и предохраняя сверхпрочную внутреннюю часть от теплового разрушения. Металлокерамический сердечник, имеющий форму несколько вытянутой шпульки для ниток и диаметр, втрое меньший калибра, продолжает двигаться, пробивая в броне отверстие небольшого диаметра. При этом выделяется большое количество тепла, которое создает термический перекос, производящий в сочетании с механическим давлением разрушительное воздействие.

Пробоина, которую образует подкалиберный снаряд, имеет форму воронки, расширяющейся в сторону его движения. Поражающие элементы, взрывчатка и взрыватель ему не требуются, разлетающиеся внутрь боевой машины осколки брони и сердечника представляют смертельную угрозу для экипажа, а выделяемая тепловая энергия может вызвать детонацию топлива и боекомплекта.

Несмотря на разнообразие противотанковых вооружений, подкалиберные снаряды, изобретенные более века назад, по-прежнему занимают свое место в арсенале современных армий.

fb.ru