CN1115542C - 穿甲弹 - Google Patents
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Abstract
用于穿甲的飞弹(100)包括可使飞弹保持在巡航速度的巡航燃料(116)。飞弹还包括加速火箭发动机(109)，该发动机在发射后起动，用于使飞弹(100)从巡航速度加速到飞弹最后飞行阶段的穿透速度。
Description
技术领域
本发明涉及穿甲的方法和装置，具体涉及穿甲弹。
背景技术
在现代战场上广泛采用装甲来保护战斗人员。装甲野战车辆例如坦克不仅装备很齐备，而且其装甲还可保护该车组战士不受攻击。这种装甲车辆对任何攻击部队均造成很大威协。另外，装甲车辆还经常采用各种有效保护，以进一步保护自己。即，在装甲的外表面上配置包括水、炸药和其混合物的防护屏，使得大体相同的反向力可作用在攻击飞弹上，因而降低了攻击弹的穿透能力。
采用常规弹道飞弹保护自己的防卫部队通过装在炮筒上的瞄准器使飞弹对准目标。同样，导弹或其它小型飞弹均被设计成可射向攻击目标。尽管已进行各种努力制造更准确的导弹和飞弹，使保护部队可以在离开目标的安全范围内发射他们的飞弹，但是在飞弹到达目标时总是过于频繁地发生其速度不能穿过车辆的保护装甲。由空气阻力产生的阻挡作用很快地降低了飞弹的速度。为了使飞弹击中目标同时又使飞弹具有足以穿透目标装甲的速度，保护部队必须更接近目标，或等待装甲车辆更靠近自己。在保护部队和攻击装甲车辆之间距离的缩短又使保卫部队置于更危险的境地。
一些战车具有很难对付的装甲，使得其装甲可以防止车组战士受到很近距离的攻击。更难对付的是，现代野战车通常具有反应性装甲。即使这种现代战车受到飞弹攻击，并且飞弹以足以穿透其装甲的能力击中该战车的表面，但是反应性的穿甲一旦触发便降低了飞弹的动能，从而可防止对战车造成任何严重的损坏。
当保卫野战部队碰到装甲直升飞机和其它装甲的对地攻击飞机时，野战部分也会遇到类似问题。
地面设施通常也同样加固到可以防止自身受到攻击。装甲的设施中通常住着指挥和控制中心，操纵地对空设备，以对待头上飞行的敌对的飞机。为抵消这种威协，攻击飞机可以向目标发射自由落体炸弹或导弹，只是结果又显示出由坦克引起的同样问题。实际上，“空中打击”被设计成帮助通常显得不能有效阻击装甲战车的防卫部队。空对地投弹飞机的巡航速度很低，而不能提供足以穿透目标的足够大的力。
因此广泛认为需要一种或最好具有一种可以以穿透速度冲击目标的远程飞弹或高速穿甲弹。
发明内容
本发明提供一种用于穿甲的飞弹，包括：
(a)用于使上述飞弹保持在巡航速度的巡航发动机；
(b)加速火箭发动机，在发射后点燃，用于将上述飞弹从上述巡航速度加速到上述飞弹飞行最后阶段的穿透速度；
其中，上述飞弹是炮弹。
按照本发明的一个实施例，该飞弹是导弹。
按照本发明的另一实施例，该飞弹是炮弹。该炮弹最好用坦克发射。
按照本发明的优选实施例，该飞弹还包括固定在飞弹内的用于穿甲的穿甲杆。
按照该优选实施例中的另一特征，该飞弹包括至少一种对抗反应性目标的对抗装置。该对抗装置最好包括与飞弹结合的前置弹，该前置弹可以破坏目标的反应性装甲。在一个实施例中，该前置弹是子弹。
按照另一实施例，该飞弹还包括电子系统，以便在飞行期间改变飞弹的弹道。
本发明提供一种远程飞弹，该飞弹可以以足以穿透装甲的高速度打击目标，因而成功地解决了现有已知结构的缺点。
本发明公开一种用于穿甲的新方法。该方法包括以下步骤：向目标发射飞弹；增加飞弹速度，使其达到合适的穿透速度，并且飞弹以该穿透速度打击目标。
按照本发明的一个实施例，该方法包括以下步骤：用巡航发动机保持飞弹的巡航速度，以减少侧风对飞弹的偏转，然后将飞弹速度增加到其冲击穿透速度。
按照本发明的一个实施例，该方法包括用飞弹的一部分例如用固定在飞弹上的穿甲杆穿透目标的装甲。
按照本发明的另一实施例，该方法还包括应用对抗反应性目标的对抗装置，然后再用飞弹攻击目标。
附图说明
下面参考附图，仅用例子说明本发明，在整个附图中用相同的参考编号表示相同的部件，这些附图是：
图1a是本发明一个实施例飞弹的示意截面图，图中飞弹是炮弹；
图1b是图1所示飞弹的横截面示意图；
图1c是本发明一个实施例炮弹发射前的示意图；
图2是本发明另一实施例炮弹的示意图；
图3是本发明该一个实施例炮弹的使用示意图；
图4是本发明再一实施例导弹的示意图；
图5是本发明另一实施例导弹的使用示意图。
具体实施方式
本发明涉及以穿透速度打击目标的飞弹。利用巡航火箭发动机使飞弹的速度保持在巡航速度，然后再利用加速火箭发动机将飞弹的速度增加到适当的穿透速度，随后紧接着攻击目标。具体是，可用本发明来形成穿甲炮弹或穿甲导弹。
对于本说明和所附的权利要求书，穿透速度包括一种速度，该速度例如可使飞弹在打击目标的同时可以穿透该目标。
加速火箭发动机包括火箭燃料，但不限于火箭燃料，该燃料在点燃时可使飞弹的速度增加穿透速度。
巡航火箭发动机包括火箭燃料，但不限于火箭燃料，该燃料在点燃时可使飞弹在飞行中保持巡航速度，同时巡航速度基本上为任何一种可以保持初始发射飞行速度的速度，但也不限于这种速度。应当明白，在某些情况下，火箭发动机只由火箭燃料组成。
参考附图及连带的说明可以更清楚地理解本发明飞弹的原理及操作。
下面参考附图，图1a～1c示出按本发明一个实施例制作的炮弹100。在此实施例中，炮弹100只是一个例子，可用坦克或加农炮发射。
炮弹100包括加速燃料106，该燃料为环形，与巡航燃料116和穿甲杆104同心。
加速燃料装在内壳体108中，形成加速火箭发动机109。该发动机109可给与炮弹100很大的冲刺力。燃料106在炮弹飞行的较后阶段点燃，然后炮弹再攻击其目标。为使燃料106在短时间内给出最大加速，燃料106最好快速燃烧。
在炮弹100的一个端部配置至少一个喷嘴102。该喷嘴102可使燃料106燃烧产生的高温高压气体喷出。喷嘴102最好封装在喷嘴壳体110内。
穿甲杆104固定在一个套(未示出)内，该套沿着炮弹100的垂直轴线。该穿甲杆104最好成形为细长而锐利，使得在冲击目标时可以将穿透力集中在尽可能小区域上。穿甲杆104可以用各种材料制作，包括高强度钢、钨合金等，但也不限于这些材料。
如图1所示，炮弹100最好装有许多稳定器114。在飞行期间该稳定器114增加了炮弹100的空气动态稳定性。该稳定器114最好在炮弹100发射后立即展开。
如图所示，炮弹100还包括位于第二壳体118内的燃料116，该燃料是环形的，与燃料106同心，由此形成巡航火箭发动机117。该发动机117可在相当长的时间内向炮弹100提供冲力，燃料116可在发射炮弹时点燃，或者最好在炮弹飞行中一旦炮弹100达到其巡航速度时点燃。燃料116最好缓慢燃烧。缓慢燃烧的燃料可以不断地提供较低的足以使炮弹100保持在其巡航速度的推力，这样便可增加炮弹100的射程。巡航发动机117在保持炮弹速度的同时还由于尽量减小了偏转向量例如侧风的影响而增加了炮弹100在较大射程内的准确度，这正是本发明的一个特别的特征。
如图1C所示，炮弹100通过密封件112连接于弹筒122，该弹筒包括发射燃料(未示出)和雷管126。雷管126仅作为举例，它可以用撞击或电流引爆。
本发明炮弹的操作如下：如图3所示，可以用坦克炮发射炮弹100。或者可以用火炮338向目标340发射炮弹100。引爆雷管126便可使弹筒122中的发射燃料燃烧，致使炮弹100中压力的急速增加。在火炮338内的压力使炮弹100以离开炮口时的初速射出炮膛338。这种爆炸还可点燃巡航火箭发动机117的巡航燃料116(图1a)。由发动机117产生的推力可使炮弹100保持在巡航速度，而稳定器114使炮弹100保持稳定。
在炮弹100冲击装甲目标即冲击图3装甲目标340之前，引燃加速火箭发动机109的加速燃燃料106。燃料106可以任何常规方式引燃，包括经壳体108的路径引燃料116，但不限于这种方式。或者，可以在武器操作者预先设定的时间用配置在炮弹100前面的近距引燃传感器发出的信号引燃燃料106，或者基本上在发射炮弹100的时刻引燃该燃料。发动机109使炮弹100的速度增加到其穿透速度，由此可使炮弹100以穿透速度打击图3的目标340。炮弹100的冲力与穿甲杆104在飞行期间获得的穿甲杆104动量结合在一起可使杆104穿入目标340的装甲，直至穿透目标340的装甲。可选择性地配置发动机109来获得适当的穿透速度，从而可穿透目标。
下面参考图2，该图是按本发明另一实施例制造和操作的炮弹200的细节图。
在此实施例中，具有圆锥240的炮弹200还包括装在炮弹200圆锥区域240内的具有接收器230和发射器232的通信系统。这种结构的优点是，炮弹操作者有可能根据接收到的由发射器232发射的炮弹上的飞行信息向接收器230发射飞行指令。接收器230和发射器232可选择地用一个收发报机(未示出)取代，由此可节省通信设备空间。
还应明确，如果操作者想改变炮弹200的飞行路径，该通信系统使得操作者可与炮弹200通信。
炮弹200最好还包括可使目标上保护装置失效的弹载装置。如图2所示，炮弹200还包括小弹发射装置234，该发射装置与炮弹相结合，可将一个前置的破坏弹236射向装甲目标。装置234可在炮弹200击中图3目标340之前的时刻或在炮弹200击中目标340的时刻发射前置弹236。这个实施例的优点是，前置弹236可以触发图3目标可能有的反应性装甲，因此在炮弹200冲击目标340时留下的目标340基本上不受到保护，使得杆104可以穿透更大的深度。
图2实施例的操作如下：如上述说明的图3所示，可用坦克炮338或任何其它火炮向目标340发射炮弹200，火炮作为举例可包括155mm火炮或榴弹炮。炮弹200在“A”点射出炮338，具有离开炮口的初速度。在炮弹200飞行中的“B”点点燃燃料116，使炮弹200的速度增加到巡航速度。当炮弹200接近目标340即炮弹到达“C”点时，点燃燃料106，点燃点需距目标应有足够的距离，以使炮弹200的速度可以基本上增大到穿透速度。燃料106及燃料116最好如上所述在操作者预定的时间被点燃。在炮弹200打击目标340前和在炮弹距目标340的距离很短时，触发装置234，使其向目标340发射前置弹236，由此可触发任何存在的反应性装甲。在经过极短时间之后，如上所述，穿甲杆104便进入目标340的装甲。
现在参考图4，该图是按本发明再一实施例制造的飞弹的细节图。在此实施例中，该飞弹是穿甲导弹400。
导弹400具有巡航火箭发动机和穿甲杆408，前者总的表示为401，它与总的用编号405表示的加速火箭发动机沿轴向串联，后者配置在沿导弹400垂直轴线延伸的套409内。穿甲杆类似于先前实施例所述的穿甲杆104。巡航发动机401包括巡航燃料402，该发动机装在壳体410内，位于喷嘴壳体412和巡航燃料402之间。发动机401可提供推动导弹400的推力，使其保持在巡航速度。如图所示，配置在壳体412内的喷嘴414邻接燃料402，以接纳燃料402燃烧产生的高温气体。喷嘴414引导高温气体流出加速发动机401，由此在巡航速度推进导弹400。
发动机405配置在隔间424和巡航发动机401之间。发动机405包括装在壳体416和第二喷嘴壳体418中的加速燃料406，包括至少一个喷嘴420。加速燃料406成形为具有沟槽404的环。该沟槽404沿燃料406的中心延伸。燃料406在沟槽404的中心燃烧，使沟槽404变成一个燃烧室，为燃料406的燃烧提供了较大的表面区域。由于为燃料406的燃烧提供了较大的表面区域，所以产生了更大量的高温气体，这样便使导弹400以比巡航速度高得多的速度向前运动。
在此实施例中，一当发动机401燃料耗尽，便使发动机401与导弹400的其余部分分离，并将其抛弃在飞行途中。导弹400因此减少质量，然后由发动机405加速推进，这正是本实施例的一个优点。
如图所示，导弹400还包括配置在导向系统422和传感器428之间的电子系统426。
靠近传感器顶罩430配置的传感器428接收目标来的信号例如雷达信号或目标发射的热辐射。然后将接收的目标信号传送到电子系统426。电子系统426处理传感器428接收的信号。这些信号可用来计算图5的目标536相对于导弹400的位置和距离。将此种信息传送到位于隔间424中的导向系统422，如在本发明先前实施例中说明的，该导向系统确定是否要改变导弹400的弹道和速度。
图5所示目标536相对于导弹400的位置和距离信息不仅可用来优化点燃加速燃料406的时刻而且还可用来优化发射前置破坏弹434的时刻，这正是本结构的优点。
如先前实施例中所述，导弹400还包括在导弹400击中目标536前发射的小前置弹434，该前置弹配置在装置432内。该装置配置在传感器428和隔间424之间。
导弹可以从飞机上例如图5所示的战斗机535上发射。或者也可以从活动平台、作战直升机或海上舰艇上发射。
导弹400的操作如下：如图5所示，使导弹400在脱开速度下与飞机535脱开，这种在脱开速度下与飞机535的脱离基本上与发动机401(图4)的燃料402的点燃是同时发生的。因此发动机401从点“A”(图5)开始在巡航速度下驱动导弹400。
用传感器428(图4)识别目标，该目标作为举例可包括船只、坦克、火炮阵地、雷达站或任何地面目标，甚至作战直升机。然后将目标信息传送到系统426，该系统将跟踪的目标位置信息传送到导向系统422。系统422确定是否改变导弹400的轨道。
如图5所示，在导弹400接近目标536时，确定导弹400距目标536的优选距离，以便点燃燃料406。在此标记“B”的最佳距离，点燃燃料406(图4)，然后分离发动机401，由发动机405将导弹400加速到大体穿透速度。
如先前实施例中所述，在导弹400击中目标536之前发射前置破坏弹434，由此使目标536的反应性装甲失效。随后如上所述，导弹400击中并穿透目标536的装甲。
尽管已参考有限数目的实施例说明本发明，但应明白，本发明还包括许多改变和变型，还可作其它应用。
Claims (14)
1.一种用于穿甲的飞弹，包括：
(a)用于使上述飞弹保持在巡航速度的巡航发动机；
(b)加速火箭发动机，在发射后点燃，用于将上述飞弹从上述巡航速度加速到上述飞弹飞行最后阶段的穿透速度；
其中，上述飞弹是炮弹。
2.如权利要求1所述的飞弹，其特征在于，还包括配置在上述飞弹内的用于穿甲的穿甲杆。
3.如权利要求2所述的飞弹，其特征在于，还包括连接于上述飞弹的一种装置，该装置用于穿透具有反应性装甲的反应性目标。
4.如权利要求3所述的飞弹，其特征在于，上述装置包括连接于上述飞弹的前置弹，该前置弹用于破坏目标的反应性装甲。
5.如权利要求4所述的飞弹，其特征在于，上述前置弹是子弹。
6.如权利要求5所述的飞弹，其特征在于，还包括电子系统，以便在上述飞弹飞行期间改变上述飞弹的轨道。
7.如权利要求6所述的飞弹，其特征在于，上述电子系统还包括：
(a)用于检测目标的传感器；
(b)用于控制上述飞弹轨道的导向系统。
8.如权利要求7所述的飞弹，其特征在于，上述传感器响应雷达信号。
9.如权利要求8所述的飞弹，其特征在于，上述传感器响应上述目标的发射的辐射。
10.一种穿透目标装甲的方法，该方法包括以下步骤：
(a)提供用于穿甲的飞弹，该飞弹包括：
(i)用于使上述飞弹保持在巡航速度的巡航发动机；
(ii)加速火箭发动机，在发射后起动，用于将上述飞弹从上述巡航速度加速到上述飞弹飞行最后阶段的穿透速度；
(b)向上述目标发射上述飞弹；
(c)使上述飞弹保持在上述巡航速度；
(d)使上述飞弹的上述速度增加到穿透速度；
(e)用上述穿透速度下的上述飞弹冲击上述目标。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于：还包括以下步骤：
(f)大体在步骤(e)之后穿透上述目标的装甲。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于：还包括以下步骤：
(g)在步骤(e)之前破坏上述目标的反应性装甲。
13.如权利要求1所述的飞弹，其特征在于，所述巡航发动机为一火箭发动机。
14.如权利要求1所述的飞弹，其特征在于，所述巡航发动机大体在飞弹飞行开始时被启动。
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