RU2118790C1

RU2118790C1 - Fragmentation shell

Info

Publication number: RU2118790C1
Application number: RU97111141A
Authority: RU
Inventors: В.А. Одинцов
Original assignee: Научно-исследовательский институт специального машиностроения МГТУ им.Н.Э.Баумана
Priority date: 1997-07-01
Filing date: 1997-07-01
Publication date: 1998-09-10

Abstract

FIELD: artillery ammunition. SUBSTANCE: proposed fragmentation shell has body that houses explosive charge, nose or tail fuze of impact or proximity action. Explosive charge has axial cavity that houses elongated metal composite or monolithic body of round, polygon or shaped section. This shell displays amplified axial action which increases reliability of hitting of protected targets including armor ones. EFFECT: increased reliability of target hitting. 12 cl, 17 dwg

Description

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно - к осколочным боеприпасам с усилением осевым действием. Известны осколочные снаряды, содержащие стальной корпус с дном, размещенный внутри него заряд ВВ и головной или донный взрыватель ударного, дистанционного или неконтактного действия. При прямом попадании такого снаряда в цель разлет осколков происходит в поперечном направлении, т. е. располагается с учетом собственной скорости снаряда вдоль конической поверхности, образующей достаточно большой угол с осью снаряда. При мгновенном действии взрывателя снаряд поражает только наружную обшивку цели и не способен поражать жизненно важные объекты (агрегаты), расположенные внутри цели. Для снарядов полевых и танковых орудий средних и крупных калибров, имеющих ударный взрыватель с тремя установками, имеется возможность изменять глубину разрыва снаряда за счет установки взрывателя перед выстрелом на одно из трех действий: мгновенное, инерционное или замедленное. Для снарядов автоматических пушек такая возможность отсутствует и, следовательно, осевое действие снаряда не обеспечивается. Настоящее изобретение направлено на устранение указанного недостатка. The invention relates to ammunition, and more specifically to fragmentation ammunition with axial amplification. Known fragmentation shells containing a steel body with a bottom, an explosive charge placed inside it and a head or bottom fuse of shock, remote or non-contact action. When such a projectile hits the target directly, the fragments fly apart in the transverse direction, i.e., they are located taking into account the intrinsic velocity of the projectile along the conical surface, which forms a sufficiently large angle with the axis of the projectile. With the instant action of the fuse, the projectile only affects the outer skin of the target and is not able to hit vital objects (assemblies) located inside the target. For medium and large-caliber field and tank shells that have a fuse with three settings, it is possible to change the depth of the projectile by setting the fuse before firing for one of three actions: instant, inertial or slow. For shells of automatic guns, this is not possible and, therefore, the axial action of the shell is not provided. The present invention seeks to remedy this drawback.

Техническое решение состоит в том, что заряд ВВ выполнен с внутренней полостью (трубчатой формы), в которой расположено удлиненное составное или монолитное металлическое тело, в том числе заданного дробления, круглого или полигонального сечения, выполненное из стали или композитных материалов, например, из тяжелых сплавов на основе вольфрама, урана или композитов, содержащих легковоспламеняемые металлы, например, алюминий, магний, цирконий, бериллий, при этом снаряд снабжен устройством, обеспечивающим детонацию заряда с внутренней полостью. The technical solution consists in the fact that the explosive charge is made with an internal cavity (tubular shape) in which an elongated composite or monolithic metal body is located, including a given crushing, circular or polygonal section made of steel or composite materials, for example, heavy alloys based on tungsten, uranium, or composites containing flammable metals, for example, aluminum, magnesium, zirconium, beryllium, while the projectile is equipped with a device that provides detonation of the charge from the inner bands tew.

Изобретение иллюстрируется чертежами:
фиг. 1 - общая схема снаряда с головным расположением взрывателя;
фиг. 2 - общая схема снаряда с донным расположением взрывателя;
фиг. 3 - варианты исполнения составного тела;
фиг. 4 - сечения составного тела с осевым стержнем;
фиг. 5 - сечения составного тела без осевого стержня;
фиг. 6 - конструкции снаряда с монолитным телом;
фиг. 7 - варианты исполнения осевого тела заданного дробления;
фиг. 8 - действие снаряда с блоком готовых поражающих элементов (ГПЭ) или разрушающимся осевым телом при разрыве на обшивке цели;
фиг. 9 - действие снаряда с блоком ГПЭ или разрушающимся осевым телом при разрыве на грунте;
фиг. 10 - действие снаряда с блоком ГПЭ или разрушающимся осевым телом при неконтактном или дистанционном подрыве;
фиг. 11 - расчетная конфигурация снаряда;
фиг. 12 - зависимость коэффициента нагрузки от относительного диаметра осевого тела и относительной толщины стенки;
фиг. 13 - зависимость радиальной скорости осколков от относительного диаметра осевого тела и относительной толщины стенки;
фиг. 14 - зависимость удельной кинетической энергии от относительного диаметра осевого тела и относительной толщины стенки;
фиг. 15 - расчетная конфигурация сечения;
фиг. 16 - зависимость относительной толщины стенки от относительного диаметра осевого тела при фиксированной площади сечения заряда ВВ;
фиг. 17 - экспериментальная гистограмма распределения осколков по массе.The invention is illustrated by drawings:
FIG. 1 is a general diagram of a projectile with a fuse head position;
FIG. 2 is a general diagram of a projectile with a bottom arrangement of a fuse;
FIG. 3 - embodiments of the composite body;
FIG. 4 - section of a composite body with an axial rod;
FIG. 5 - section of a composite body without an axial rod;
FIG. 6 - design shell with a monolithic body;
FIG. 7 - embodiments of the axial body of a given crushing;
FIG. 8 - the effect of a projectile with a block of ready-to-use striking elements (GGE) or a collapsing axial body when it breaks on the target skin;
FIG. 9 - the action of the projectile with the block GGE or collapsing axial body when it breaks on the ground;
FIG. 10 - the effect of a projectile with a GGE block or a collapsing axial body in case of non-contact or remote detonation;
FIG. 11 - design configuration of the projectile;
FIG. 12 - dependence of the load factor on the relative diameter of the axial body and the relative wall thickness;
FIG. 13 - dependence of the radial velocity of the fragments on the relative diameter of the axial body and the relative wall thickness;
FIG. 14 - dependence of the specific kinetic energy on the relative diameter of the axial body and the relative wall thickness;
FIG. 15 - design configuration of the section;
FIG. 16 - dependence of the relative wall thickness on the relative diameter of the axial body with a fixed explosive charge cross-sectional area;
FIG. 17 is an experimental histogram of the distribution of fragments by mass.

Общая схема снаряда с головным расположением взрывателя показана на фиг. 1. Снаряд содержит корпус 1 с дном и ведущим запрессованным или наплавленным пояском, заряд ВВ 2 с осевой полостью 3, в которой расположено составное или монолитное металлическое тело 4 круглого, полигонального или фигурного сечения, головной взрыватель 5 ударного, дистанционного или неконтактного действия. Снаряд может быть снабжен оболочкой (гильзой) 6, расположенной между осевым телом 4 и зарядом ВВ. A general diagram of a projectile with a fuse head arrangement is shown in FIG. 1. The projectile contains a housing 1 with a bottom and a leading molded or welded belt, an explosive charge 2 with an axial cavity 3, in which a composite or monolithic metal body 4 of a round, polygonal or figured cross section is located, a head fuse 5 of shock, remote or non-contact action. The projectile may be provided with a shell (sleeve) 6 located between the axial body 4 and the explosive charge.

Общая схема снаряда с донным расположением взрывателя 5 показана на фиг. 2. Снаряд снабжен ввинтным дном 7, содержащим в себе передаточные заряды 8. Дно может быть выполнено отличным от ввинтного, а передаточные заряды располагаться непосредственно в корпусе взрывателя. Конструкции снаряда с различными вариантами исполнения составного тела показаны на фиг. 1, 2, 3, 4, 5. Тела могут быть выполнены с круглым, полигональным и фигурным сечением и по своему устройству подразделяются на две группы:
- тела с осевым монолитным или составным несущим стержнем 9 и набором готовых поражающих элементов (ГПЭ) 10 (фиг. 3а, б, в, г, д);
- составные тела без несущего стержня, содержащие только набор ГПЭ (фиг. 3 е, ж, з, и, к).A general diagram of a projectile with a bottom arrangement of fuse 5 is shown in FIG. 2. The projectile is equipped with a screw-in bottom 7 containing transfer charges 8. The bottom can be made different from screw-in, and transfer charges can be located directly in the fuse case. Designs of a projectile with various embodiments of a composite body are shown in FIG. 1, 2, 3, 4, 5. The bodies can be made with a round, polygonal and curly section and according to their structure are divided into two groups:
- bodies with an axial monolithic or composite bearing rod 9 and a set of ready-made striking elements (GGE) 10 (Fig. 3a, b, c, d, e);
- composite bodies without a supporting rod, containing only a set of GGE (Fig. 3 e, g, s, and, k).

ГПЭ могут иметь форму, обеспечивающую плотную укладку их в теле (шестигранные призмы, кубы, трехгранные призмы), так и не обеспечивающую плотную укладку (шары, цилиндры и т.п.). Предпочтительной является плотная укладка, т. к. она предотвращает деформацию ГПЭ при их взрывном обжатии и уменьшает непроизводительные затраты энергии ВВ. В схемах фиг. 3 б, в с периферийной укладкой ГПЭ 11 и удлиненных ГПЭ 12 осевой стержень 9 снабжен флянцем 13, снижающим осевую инерционную нагрузку при выстреле на нижнюю часть укладки ГПЭ. В схеме фиг. 3д удлиненные ГПЭ 14 уложены на поверхности стержня 9 под небольшим углом к образующей ( α = 3 - 5^o).GGE can take the form of providing tight packing in the body (hexagonal prisms, cubes, trihedral prisms), and not providing tight packing (balls, cylinders, etc.). Dense installation is preferable, since it prevents deformation of the GGE during their explosive compression and reduces the unproductive energy expenditures of the explosive. In the diagrams of FIG. 3 b, c with peripheral laying of the GGE 11 and elongated GGE 12, the axial shaft 9 is provided with a flange 13, which reduces the axial inertial load when firing at the lower part of the GGE laying. In the circuit of FIG. 3D elongated GGE 14 are laid on the surface of the rod 9 at a small angle to the generatrix (α = 3 - 5 ^o ).

Составные тела второго типа показаны на фиг. 3 е, ж, з, и, к. Вариант тела фиг. 3е состоит из расположенных по одной оси массивного ударника 15 и набора ГПЭ 16, причем ударник может быть расположен как впереди блока ГПЭ, так и сзади него. В варианте фиг. 3ж показан составной по длине стержень. В варианте фиг. 3з тело составлено из удлиненных ГПЭ 14 и блока компактных ГПЭ 16. В варианте фиг. 3и тело составлено из двух блоков ГПЭ, имеющих различную массу. В варианте фиг. 3к тело выполнено засыпкой шаров 17 в оболочку с последующей заливкой заполнителем 18. Composite bodies of the second type are shown in FIG. 3 e, g, h, and, k. A variant of the body of FIG. 3e consists of a massive drummer 15 and a set of GGE 16 located on one axis, and the drummer can be located both in front of and behind the GGE block. In the embodiment of FIG. Figure 3g shows a rod with a composite length. In the embodiment of FIG. 3h, the body is composed of elongated GGE 14 and a block of compact GGE 16. In the embodiment of FIG. 3 and the body is made up of two blocks of GGE having different masses. In the embodiment of FIG. 3k, the body is filled with balls 17 into the shell, followed by filling with aggregate 18.

Варианты укладки ГПЭ в поперечных сечениях в конструкциях с осевым стержнем 9 показаны на фиг. 4, в конструкциях без осевого стержня - на фиг. 5. На фиг. 4 а, б, в и фиг. 5а, б, в, г показаны конфигурации с плотной укладкой, на фиг. 4г, и 5д - конфигурации с неплотной укладкой. Тела могут быть выполнены как с оболочкой 6, так и без нее. Скрепление ГПЭ друг с другом, с оболочкой и со стержнем может быть выполнено с помощью клеевого соединения, пресс-порошковой технологии, горячей спрессовки, намотки нитью, например, стекловолоконной и т.п. Элементы тела, т.е. стержни и ГПЭ могут быть изготовлены как из стали, в том числе легированной, например, мартенситно-стареющей, так и из композитных материалов, например, из тяжелых сплавов на основе вольфрама или урана, или композитов, содержащих легковоспламеняемые металлические порошки алюминия, магния, циркония, бериллия. Options for laying GGE in cross sections in structures with an axial rod 9 are shown in FIG. 4, in structures without an axial rod, in FIG. 5. In FIG. 4 a, b, c and FIG. 5a, b, c, d show tight-fitting configurations; FIG. 4g, and 5d - configurations with loose packing. The bodies can be made both with shell 6 and without it. The bonding of the GGE with each other, with the sheath and with the rod can be performed using adhesive bonding, press powder technology, hot pressing, winding with a thread, for example, fiberglass, etc. Body elements, i.e. rods and GGEs can be made of steel, including alloy steel, for example, aging maraging, and composite materials, for example, heavy alloys based on tungsten or uranium, or composites containing flammable metal powders of aluminum, magnesium, zirconium , beryllium.

Конструкции снаряда с различными вариантами исполнения монолитного тела показаны на фиг. 6 (а, в - с головным взрывателем б, г, д, е, - с донным). Designs of a projectile with various embodiments of a monolithic body are shown in FIG. 6 (a, c - with the main fuse b, d, e, e, - with the bottom).

Осевое тело 4 имеет опору на сплошное дно снаряда (фиг. 6а), на верхний срез 19 корпуса снаряда (фиг. 6г), на кольцевой уступ 20 в средней части корпуса снаряда (фиг. 6д), на дно и верхний срез корпуса (фиг. 6е). В качестве примеров приводятся варианты устройств фиксации задней части осевого тела от перемещения в радиальном направлении (фиг. 6а - с помощью кольца 21, фиг. 6е - с помощью выемки в дне снаряда, в которую входит задний конец стержня). На фиг. 6б показано исполнение осевого тела как целого с ввинтным дном 22, на фиг. 6в - как целого с корпусом 1. The axial body 4 has a support on the continuous bottom of the shell (Fig. 6a), on the upper section 19 of the shell of the shell (Fig. 6d), on the annular ledge 20 in the middle part of the shell of the shell (Fig. 6e), on the bottom and upper section of the shell (Fig. 6e). As examples, there are given variants of devices for fixing the rear part of the axial body from moving in the radial direction (Fig. 6a - using the ring 21, Fig. 6e - using a recess in the bottom of the projectile, which includes the rear end of the rod). In FIG. 6b shows a design of the axial body as a whole with a screw-in bottom 22, FIG. 6c - as a whole with the housing 1.

В вариантах 6г, е осевое тело получает дополнительную скорость также за счет осевой составляющей давления на коническую поверхность стержня. В конструкции, показанной на фиг. 6д конфигурация корпуса наиболее близка к корпусу штатных малокалиберных снарядов автоматических пушек (тонкостенная передняя часть и толстостенная задняя часть, содержащая ведущий поясок). В этом схеме стержень получает дополнительную скорость за счет метательного действия заряда ВВ 23. Наличие толстостенной задней части корпуса обеспечивает медленный спад давления продуктов детонации с выделением значительного импульса. Передача детонации в переднюю часть заряда осуществляется непосредственно через фланец тела или с помощью передаточных зарядов 24. Снаряд, показанный на фиг. 6б и предназначенный для стрельбы из гладкоствольного орудия, стабилизируется на полете раскрывающимся стабилизатором 25 (показан в раскрытом состоянии). Снаряды, изображенные на фиг. 6в и фиг. 6г, снабжены соответственно трассером 26 и донным газогенератором 27. Аналогичными устройствами могут быть оснащены и снаряды с составным осевым телом. In variants 6d, e, the axial body receives additional speed also due to the axial component of pressure on the conical surface of the rod. In the construction shown in FIG. 6d, the hull configuration is closest to the hull of the standard small-caliber shells of automatic guns (thin-walled front part and thick-walled rear part containing the leading belt). In this scheme, the rod receives additional speed due to the propellant action of explosive 23 charge. The presence of a thick-walled rear part of the housing provides a slow pressure drop in the detonation products with the release of a significant impulse. The transfer of detonation to the front of the charge is carried out directly through the body flange or by means of transfer charges 24. The projectile shown in FIG. 6b and intended for firing from a smoothbore gun, it stabilizes on the flight with a drop-down stabilizer 25 (shown in the open state). The shells depicted in FIG. 6c and FIG. 6d, equipped respectively with a tracer 26 and a bottom gas generator 27. Shells with a composite axial body can be equipped with similar devices.

Выбор материала монолитного тела определяется условиями применения снаряда. В снарядах, предназначенных для создания чисто осколочного действия, осевое монолитное тело 4 выполняется из хрупкого материала, разрушающегося на осколки под действием скользящей детонационной волны, например, из закаленной заэвтектоидной высокоуглеродистой стали с перлитно-цементной структурой, например, типа 110Г2С, закаленных кремнистых рессорно-пружинных сталей типа 60С2, 70С3, 80С2, чугуна, тяжелых хрупких сплавов на основе карбида вольфрама типа ВК-8, ВН-6 и т.п. Для улучшения процесса дробления могут быть использованы следующие меры заданного дробления: кольцевая или винтовая подрезка на внешней поверхности (фиг. 7а), скрытая подрезка, выполняемая нанесением на внешнюю поверхность канавок с последующей их закаткой (задавливанием) (фиг. 7б), нанесение на внешнюю поверхность охрупченных кольцевых, винтовых или продольных зон с помощью, например, локальной химикотермической обработки, электронно-лучевой или лазерной обработки (фиг. 7в). Все перечисленные меры могут использоваться в комбинациях с осевым каналом 28 круглого или полигонального сечения (не показан) (фиг. 7г) или с осевым каналом ступенчатого профиля (фиг. 7д). В конструкциях с головным взрывателем и донным детонационным узлом осевой канал может быть использован в качестве передаточного для лучевого импульса. The choice of material of a monolithic body is determined by the conditions of use of the projectile. In shells designed to create a purely fragmentation effect, the axial monolithic body 4 is made of brittle material that breaks into fragments under the influence of a sliding detonation wave, for example, hardened hypereutectoid high-carbon steel with a pearlite-cement structure, for example, type 110G2S, hardened silicon spring spring steels of type 60С2, 70С3, 80С2, cast iron, heavy brittle alloys based on tungsten carbide type VK-8, VN-6, etc. To improve the crushing process, the following measures of predetermined crushing can be used: annular or helical cutting on the outer surface (Fig. 7a), hidden undercutting performed by applying grooves to the outer surface with their subsequent rolling (crushing) (Fig. 7b), applying to the outer the surface of embrittled annular, helical or longitudinal zones using, for example, local chemical thermal treatment, electron beam or laser processing (Fig. 7B). All these measures can be used in combination with an axial channel 28 of circular or polygonal cross-section (not shown) (Fig. 7d) or with an axial channel of a stepped profile (Fig. 7d). In designs with a head fuse and a bottom detonation assembly, the axial channel can be used as a transmission for the radiation pulse.

В снарядах, предназначенных для действия по бронированным целям, осевое тело 4 изготавливается из прочных пластичных легированных сталей, например, стаи 35Х3НМ, или пластичных тяжелых сплавов на основе вольфрама или урана. In shells designed to operate on armored targets, the axial body 4 is made of strong plastic alloy steels, for example, packs 35X3NM, or plastic heavy alloys based on tungsten or uranium.

Все описанные конструкции являются многоцелевыми, т.е. предназначены для стрельбы по грунту на осколочное действие и для стрельбы по целям - на осколочно-проникающее действие. В вариантах фиг. 6 а, в, д в момент выстрела тело, расположенное в осевом канале, через резьбовой узел воспринимает часть инерционных сил, действующих на снарядный корпус, разгружая последнюю. При ударе в цель происходит взрыв снаряда обшивке с поражением ее и окружающих объектов радиально разлетающимися осколками. При этом осевое тело продолжает двигаться вперед, разделяясь на ГПЭ или подвергаясь заданному или естественному дроблению за счет волн разгрузки, проникая вглубь цели и обеспечивая большой объем поражения в запреградном пространстве (фиг. 8). При донном инициировании трубчатого заряда ВВ тело получает дополнительную скорость относительно корпуса за счет воздействия косых ударных волн, возникающих в осевом теле при скольжении вдоль него детонационной волны и за счет давления продуктов детонации на задний торец. All the described constructions are multi-purpose, i.e. designed for shooting on the ground for fragmentation and for shooting at targets - for shrapnel-penetrating action. In the embodiments of FIG. 6 a, c, d at the time of the shot, a body located in the axial channel, through a threaded assembly, receives a part of the inertial forces acting on the shell shell, unloading the latter. When a target is hit, a shell explodes with a lesion of it and surrounding objects by radially scattering fragments. In this case, the axial body continues to move forward, separating into the GGE or undergoing predetermined or natural fragmentation due to unloading waves, penetrating deep into the target and providing a large volume of damage in the beyond space (Fig. 8). In the case of bottom initiation of a tube explosive charge, the body receives an additional velocity relative to the body due to the action of oblique shock waves arising in the axial body when the detonation wave glides along it and due to the pressure of the detonation products at the rear end.

При стрельбе по грунту с ударным взрывателем при малых углах подхода, характеристик для стрельбы из малокалиберных автоматических пушек передний сноп ГПЭ или осколков осевого тела рикошетирует от поверхности земли, в особенности в скальных и полускальных грунтах, создавая поле поражения большой глубины (фиг. 9). (29 - зона поражения осколками корпуса, 30 - зона поражения ГПЭ осевого тела). When shooting on the ground with an impact fuse at low approach angles, characteristics for firing from small-caliber automatic guns, the front sheaf of the GGE or fragments of the axial body ricochet from the ground, especially in rocky and semi-rocky soils, creating a large depth of field of damage (Fig. 9). (29 - the affected area with fragments of the body, 30 - the affected area of the GPE of the axial body).

При стрельбе по наземным и воздушным целям с применением дистанционных или неконтактных взрывателей снаряд поражает цель пучком ГПЭ или осколков осевого тела (фиг. 10). В этом варианте снаряд эквивалентен по действию осколочно-фугасному снаряду с передним блоком ГПЭ (патент N 2018779 РФ). Вопросы оптимизации массы ГПЭ, оптимальной дальности подрыва и др. рассмотрены в работе "Конструкции осевого действия", автор - В.А. Одинцов, изд-во МГТУ, 1995 г. When firing at ground and air targets using remote or non-contact fuses, the projectile hits the target with a beam of GPE or fragments of an axial body (Fig. 10). In this embodiment, the projectile is equivalent in action to a high-explosive fragmentation projectile with the front GPE block (patent N 2018779 of the Russian Federation). The issues of optimizing the mass of the GGE, the optimal range of detonation, etc., are considered in the paper “Axial Action Designs,” by V.A. Odintsov, publishing house of MSTU, 1995

Преимуществами предлагаемого снаряда по сравнению с указанным является большая масса блока ГПЭ, отсутствие проблемы прочности узла диафрагма - кольцевой уступ корпуса, использование для получения радиального поля всей длины корпуса. Функционирование снаряда с неразрушаемым при взрыве монолитным осевым телом протекает аналогичным образом с той разницей что при обжатии тела скользящей детонационной волной разрушения его не происходит благодаря подобранным свойствам материала, способного выносить растягивающие напряжения разгрузки, а также, ослабляющей амплитуду давления оболочке 6, выполненной из легкосжимаемого материала, например, из алюминиевого сплава. Амплитуда волны разрежения снижается также за счет сдерживающего воздействия на разлет продуктов детонации оболочки корпуса снаряда. The advantages of the proposed projectile compared to the specified one is the large mass of the GGE block, the absence of a problem of the strength of the diaphragm assembly — the annular ledge of the housing, and the use of the entire length of the housing to obtain a radial field. The operation of a projectile with a monolithic axial body indestructible during an explosion proceeds similarly with the difference that when a body is compressed by a sliding detonation wave, it does not fracture due to the selected properties of the material, which can withstand tensile unloading stresses, and also the shell 6 weakening the pressure amplitude made of easily compressible material , for example, from aluminum alloy. The amplitude of the rarefaction wave also decreases due to the restraining effect on the expansion of the detonation products of the shell of the shell of the shell.

В дальнейшем осевое тело, выполняющее функцию бронебойного снаряда, проникает в цель, поражая внутренние агрегаты, например, двигатель, отсеки с боекомплектом и т.п. При этом высокотемпературные продукты детонации, в общем случае имеющие в своем составе зажигательные компоненты, например, алюминиевую пудру, проникают в пробитый канал и вызывают воспламенение запреградных объектов. При пробивании листовой преграды составным стержнем части стержня за счет производственных эксцентриситетов и силового взаимодействия с пробиваемой преградой, в особенности при ударе под углом, расходятся по разным направлениям, обеспечивая большой объем поражения в запреградном пространстве. В этом варианте передняя часть составного стержня может быть изготовлена из тяжелого сплава, мартенситно-стареющей стали и других высококачественных материалов, обеспечивающих надежное пробитие броневых преград, а донные части стержня - из обычной стали. In the future, the axial body, which performs the function of an armor-piercing projectile, penetrates the target, hitting internal units, for example, an engine, compartments with ammunition, etc. At the same time, high-temperature detonation products, which generally have incendiary components in their composition, for example, aluminum powder, penetrate the punched channel and cause ignition of the obstacle objects. When punching a sheet obstacle with a composite rod of a part of the rod due to production eccentricities and force interaction with the punctured barrier, especially when struck at an angle, diverge in different directions, providing a large amount of damage in the after-space. In this embodiment, the front part of the composite rod can be made of heavy alloy, maraging steel and other high-quality materials that provide reliable penetration of armor barriers, and the bottom parts of the rod are made of ordinary steel.

В варианте снаряда осколочного действия взрыватель имеет ударно-неконтактное или ударно-дистанционное наполнение. Ввод команды на вид действия, а во втором случае и ввод временной установки, осуществляется бесконтактным способом после вылета снаряда из канала ствола, например, с помощью надульных соленоидных колец, или контактным способом, например, через электрокапсюльную втулку и центральный проводящий стержень гильзы. In a variant of a fragmentation projectile, the fuse has shock-non-contact or shock-remote filling. The command is entered into the type of action, and in the second case, the temporary installation is entered, in a non-contact manner after the projectile leaves the barrel, for example, using muzzle solenoid rings, or in a contact way, for example, through an electrocapsule sleeve and a central conductive core of the sleeve.

В варианте снаряда с неразрушаемым осевым телом (осколочнобронебойного действия) ударный взрыватель снабжен устройством выключения, приводимым в действие одним из вышеперечисленных способов. Выключение взрывателя производится при стрельбе по легкобронированным целям с целью наиболее полного использования кинетической энергии снаряда для пробития броневой преграды. In a variant of a projectile with an indestructible axial body (fragmentation-proof armor-piercing action), the fuse is equipped with a switch-off device driven by one of the above methods. The fuse is turned off when firing at lightly armored targets in order to make the most complete use of the kinetic energy of the projectile to break through an armored obstacle.

Оптимальные размеры осевого тела-блока ГПЭ находятся по условию максимума эффективности совместного действия осколков корпуса и блока ГПЭ. Расчетная модель снаряда в виде эквивалентного цилиндра представлена на фиг. 11. Общая масса снаряда (цилиндра) Q определяется соотношением
Q=(M+M_б+C)•q,
где M, M_б, C - соответственно массы корпуса, блока ГПЭ (осевого тела) заряда ВВ, а q - коэффициент, учитывающий массу "доньев" (условная величина, включающая в себя дно снаряда, взрыватель, ведущий поясок и др.). При фиксированных калибре цилиндра d, длине L, и толщине стенки δ увеличение диаметра блока d_б будет с одной стороны приводить к увеличению осевого действия вследствие увеличения массы блока M_б, а с другой - к снижению радиального действия осколков оболочки вследствие снижения массы заряда C. Радиальная скорость осколков V_о зависит от коэффициента нагрузки β=C/M , определяется соотношением

где ρ_o,γ_o- соответственно плотность ВВ и металла оболочки;
δ_d= δ/d - толщина стенки оболочки в калибрах;
δ_Б= δ_Б/d - относительно диаметра блока ГПЭ (осевого тела).The optimal dimensions of the axial body-block of the GGE are found under the condition of maximum efficiency of the joint action of fragments of the shell and the GGE block. The calculated model of the projectile in the form of an equivalent cylinder is shown in FIG. 11. The total mass of the projectile (cylinder) Q is determined by the ratio
Q = (M + M _b + C) • q,
where M, M _b , C are, respectively, the mass of the body, the GGE block (axial body) of the explosive charge, and q is the coefficient taking into account the mass of “bottoms” (conventional value, including the bottom of the projectile, fuse, lead belt, etc.). With a fixed cylinder gauge d, length L, and wall thickness δ, an increase in the diameter of the block d _b will, on the one hand, lead to an increase in axial action due to an increase in the mass of the block M _b and, on the other hand, to a decrease in the radial effect of shell fragments due to a decrease in the charge mass C. The radial velocity of the fragments V _о depends on the load factor β = C / M, is determined by the ratio

where ρ _o , γ _o - respectively, the density of explosives and shell metal;
δ _d = δ / d is the wall thickness of the shell in calibers;
δ _B = δ _B / d - relative to the diameter of the GGE block (axial body).

При заданной величине максимальный относительный диаметр (β) = 0) определяется соотношением

Радиальная скорость V_o определяется по формуле Покровского-Джерни

где D - скорость детонации заряда ВВ.For a given value, the maximum relative diameter (β) = 0) is determined by the relation

The radial velocity V _o is determined by the Pokrovsky-Jerney formula

where D is the explosive charge detonation velocity.

Удельная масса оболочки M' = M/L определяется как

Удельная кинетическая энергия W'=W/L;

Расчетные зависимости

7850 кг/м³, ρ_o= 1700 кг/м³, D = 8000 м/с, d = 40 мм = 0,04 м представлены на фиг. 12, 13, 14.The specific mass of the shell M '= M / L is defined as

Specific kinetic energy W '= W / L;

Estimated Dependencies

7850 kg / m ³ , ρ _o = 1700 kg / m ³ , D = 8000 m / s, d = 40 mm = 0.04 m are presented in FIG. 12, 13, 14.

Как видно из последнего графика, с ростом относительного диаметра осевого тела при фиксированной относительной толщине оболочки происходит существенное снижение кинетической энергии радиального поля осколков. Например, для конфигурации показанной на фиг. 15

кинетическая энергия по сравнению с соответствующей величиной при отсутствии тела (d= 0) снижается на 35%. Однако, это снижение при многофакторном анализе с успехом компенсируется мощным осевым действием потока ГПЭ. В таблице приводятся расчетные характеристики 40 мм снаряда по модели фиг. 11 с соотношениями фиг. 15 (L=3,5d, M=0,497 кг, C=0,116 кг, β = 0,234, V_o-1295 м/с, W_o= 417 кДж, q_д=1,2).As can be seen from the last graph, with an increase in the relative diameter of the axial body at a fixed relative thickness of the shell, a significant decrease in the kinetic energy of the radial field of the fragments occurs. For example, for the configuration shown in FIG. fifteen

kinetic energy compared with the corresponding value in the absence of the body (d = 0) is reduced by 35%. However, this decrease in multivariate analysis is successfully compensated by the powerful axial action of the GGE stream. The table shows the calculated characteristics of a 40 mm projectile according to the model of FIG. 11 with the ratios of FIG. 15 (L = 3.5d, M = 0.497 kg, C = 0.116 kg, β = 0.234, V _o -1295 m / s, W _o = 417 kJ, q _d = 1.2).

Относительные массы оболочки осевого тела и ВВ (без учета доньев) в первом случае составляет 0,519, 0,360 и 0,121, а во втором - 0,354, 0,563 и 0,083. The relative masses of the shell of the axial body and explosives (excluding bottoms) in the first case are 0.519, 0.360 and 0.121, and in the second 0.354, 0.563 and 0.083.

Из таблицы следует, что при определенных условиях кинетическая энергия осевого потока W_б приближается к кинетической энергии радиального осколочного поля в статике. При этом следует иметь в виду, что вследствие различной геометрии полей плотность осевого поля на порядок и более превосходит плотность радиального поля. Следует также иметь в виду, что снижение радиальной скорости осколков при ударном действии по небронированным наземным и воздушным целям является фактором, уменьшающим угол снопа разлета осколков и способствующим тем самым усилению осевого действия в запреградном объеме.From the table it follows that under certain conditions, the kinetic energy of the axial flow W _b approaches the kinetic energy of the radial fragmentation field in statics. It should be borne in mind that due to the different geometry of the fields, the density of the axial field is an order of magnitude or more higher than the density of the radial field. It should also be borne in mind that a decrease in the radial velocity of fragments during the impact on unarmored ground and air targets is a factor that reduces the shear angle of the expansion of fragments and thereby contributes to the strengthening of the axial action in the annular volume.

В случае, когда при заданном калибре площадь сечения заряда фиксирована, что является условием постоянства массы заряда ВВ, т.е. условием обеспечения постоянства фугасного действия, и увеличения диаметра осевого тела происходит за счет уменьшения толщины стенки, величины

связаны соотношением

где δ_do- относительная толщина стенки при отсутствии осевого тела.In the case when, for a given caliber, the charge cross-sectional area is fixed, which is a condition for the constant mass of the explosive charge, a condition for ensuring the constancy of a high-explosive action, and an increase in the diameter of the axial body occurs by reducing the wall thickness,

are related by

where δ _do is the relative wall thickness in the absence of an axial body.

График зависимости

представлен на фиг. 16.Dependency graph

shown in FIG. 16.

Достаточное дробящее действие трубчатого заряда с осевым телом было подтверждено экспериментом на стандартном осколочном макете N 12 (патент N 2025646 РФ) с корпусом из стали C - 60 (наружный диаметр 60 мм, внутренний диаметр 40 мм), содержащем осевое тело (стальной стержень) диаметром 25 мм

Числа осколков с массой более 0,25, 0,5 и 1,0 г составили соответственно 585, 437 и 337. Гистограмма распределения осколков по массе представлена на фиг. 17.5The sufficient crushing effect of the tube charge with an axial body was confirmed by experiment on a standard fragmentation model N 12 (patent N 2025646 of the Russian Federation) with a body made of steel C - 60 (outer diameter 60 mm, inner diameter 40 mm) containing an axial body (steel rod) with a diameter 25 mm

The numbers of fragments with a mass of more than 0.25, 0.5, and 1.0 g were 585, 437, and 337, respectively. A histogram of the distribution of fragments by mass is shown in FIG. 17.5

Claims

1. A fragmentation shell containing a shell, an explosive charge placed inside the shell, a head or bottom fuse of shock, or remote, or non-contact action, characterized in that the explosive charge is made with an axial cavity in which an elongated metal composite or monolithic round body is placed polygonal or curly section.

2. The projectile according to claim 1, characterized in that the metal body is placed with support on the bottom of the projectile.

3. The shell according to claim 1 or 2, characterized in that between the metal body and the explosive charge placed a pad of compressible material.

4. The projectile according to claim 1, characterized in that the elements of the composite body are made in a shape that ensures their tight packing in the axial cavity of the charge.

5. The projectile according to claim 1 or 4, characterized in that the elements of the composite body are made of steel, or composite materials based on tungsten or uranium, or alloys containing flammable metals.

6. The projectile according to any one of paragraphs.1,4 and 5, characterized in that the elements of the composite body are made in the form of rods.

7. A projectile according to any one of claims 1, 5 and 6, characterized in that the composite body contains an axial bearing rod and a set of ready-made striking elements located around it.

8. A shell according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the monolithic metal body is made of brittle metal material.

9. The projectile according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the monolithic metal body is made of plastic metal material.

10. The projectile according to any one of claims 1, 8 and 9, characterized in that the monolithic metal body is equipped with a predetermined crushing device in the form of an annular or helical undercut on its outer surface or embrittled zones.

11. The projectile according to any one of claims 1, 8 to 10, characterized in that the monolithic metal body is made with an axial channel of circular or polygonal section or step profile.

12. The projectile according to claim 1, characterized in that the fuse is made with shock-non-contact or shock-remote action.

13. The projectile according to claim 12, characterized in that the fuse is equipped with a shutdown device.