RU2080549C1

RU2080549C1 - Fragmentation ammunition body

Info

Publication number: RU2080549C1
Application number: RU95108088/02A
Authority: RU
Inventors: В.Ф. Очин; В.Л. Байда; Л.М. Дерюгин; С.Л. Сахаров
Original assignee: Филиал Государственного научно-производственного предприятия "Прибор"
Priority date: 1995-05-18
Filing date: 1995-05-18
Publication date: 1997-05-27
Also published as: RU95108088A

Abstract

FIELD: manufacture of fragmentation warheads, grenades and rockets. SUBSTANCE: preset crushing of the body shell is realized due to saw-toothed destruction localizers on the inner surface in the form of lateral grooves with polyhedral flutes on their slanting side. The base of the flutes is sunk in the shell to the width of the lateral grooves and shifted a half-step relative to the flutes above and below positioned groves. The angle at the apex of tapered flutes is optimized within 65 to 80 deg. The hitting elements have a spherical shape with a form factor lower than 1.5. The yield of effective fragments is increased by 30%. EFFECT: enhanced hitting effect. 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к боевым частям боеприпасов с осколочным корпусам заданного дробления и может быть использовано для изготовления осколочных боевых частей различных калибров снарядов, боеголовок, ручных гранат, винтовочных гранат, мин и тому подобного. The present invention relates to warheads of ammunition with fragmentation shells of a given crushing and can be used for the manufacture of fragmentation warheads of various calibers of shells, warheads, hand grenades, rifle grenades, mines and the like.

Из патентной литературы известны конструкции боеприпасов, регулирование дробления оболочки которых достигается формированием на ней поперечных и продольных канавок (см. например, патенты США N 406859, нац. кл. 102-67; N 5157225 от 20.10.92, F 42 B 12/2; Франции N 1541334, публ. 26.08.68, N 154133 от 28.05.74, N 2685077 от 13.12.91, F 42 B 12/24; заявки ФРГ N 2835557 и N 2919268, 1980 г, F 42 B 13/18), которые создают пилообразный профиль поверхности корпуса, разрушающегося давлением продуктов детонации взрывчатых веществ (ВВ) по схеме "газового клина". Разделение оболочки происходит ориентированно по ослабленным канавками сечениям. Ammunition designs are known from the patent literature, the control of crushing of the shell of which is achieved by the formation of transverse and longitudinal grooves on it (see, for example, US Pat. Nos. 4,06859, nat. CL 102-67; N 5157225 from 10.20.92, F 42 B 12/2 ; France N 1541334, publ. 26.08.68, N 154133 from 05.28.74, N 2685077 from 12.13.91, F 42 B 12/24; applications of Germany N 2835557 and N 2919268, 1980, F 42 B 13/18) which create a sawtooth profile of the surface of the body, which is destroyed by the pressure of detonation products of explosives (BB) according to the "gas wedge" scheme. The separation of the shell occurs oriented along the sections weakened by grooves.

Недостатком известных конструкций является невысокая эффективность действия из-за плохой аэродинамики осколков, снижающей убойный интервал, т. к. фракционный состав и форма поражающих элементов (с коэффициентом формы большим 1,5) находятся в широких пределах. Для малокалиберных снарядов, изготавливаемых в условиях серийного производства, обеспечение заданного дробления оболочки на полезные осколки при сохранении необходимой прочности несущего корпуса и аэродинамики формируемых поражающих элементов оптимального веса связано с большой технологической стоимостью. A disadvantage of the known designs is the low efficiency due to the poor aerodynamics of the fragments, which reduces the slaughter interval, because the fractional composition and shape of the damaging elements (with a shape factor greater than 1.5) are within wide limits. For small-caliber shells manufactured in mass production, ensuring the specified crushing of the shell into useful fragments while maintaining the necessary strength of the bearing body and the aerodynamics of the formed striking elements of optimal weight is associated with a large technological cost.

Наиболее близким по сущности и числу совпадающих признаков предлагаемому техническому решению является оболочка боеприпаса по патенту США N 5157225 от 20.10.92, F 42 B 12/24, где принципиально решен вопрос регулирования и улучшения фрагментации корпуса, получаемого холодной штамповкой, в процессе изготовления которого формируются осколки путем выполнения на пологих сторонах поперечных канавок многогранных рифлей, что образует т.н. сотовую конструкцию оболочки переменной толщины. The closest in essence and the number of matching features to the proposed technical solution is the shell of the munition according to US patent N 5157225 from 10.20.92, F 42 B 12/24, where the issue of regulating and improving the fragmentation of the body obtained by cold stamping, during the manufacturing of which are formed, is fundamentally solved fragments by performing on the flat sides of the transverse grooves of polyhedral riffles, which forms the so-called honeycomb shell design of variable thickness.

Штампованные корпуса обладают кристаллографически ориентированной структурой, что приводит к анизотропии механических свойств в различных направлениях по величине. В тангенциальном направлении механические свойства меньше, чем в продольном из-за наличия текстуры, поэтому при подрыве таких корпусов получаются осколки удлиненной формы. С целью исключения этого явления на корпуса наносят поперечные локализаторы в виде механической подрезки, или нанесения структурных сеток. Для рационального деления поперечных колец на них наносят продольные канавки, причем размеры продольных и поперечных канавок, шаг между ними выбирают, исходя из заданной массы осколков. The stamped cases have a crystallographically oriented structure, which leads to anisotropy of the mechanical properties in various directions in magnitude. In the tangential direction, the mechanical properties are less than in the longitudinal one due to the presence of texture, therefore, when these bodies are detonated, fragments of an elongated shape are obtained. In order to eliminate this phenomenon, transverse localizers are applied to the cases in the form of mechanical trimming, or the application of structural meshes. For the rational division of the transverse rings, longitudinal grooves are applied to them, with the sizes of the longitudinal and transverse grooves, the step between them being selected based on the given mass of fragments.

Разрушение оболочки в поперечном направлении происходит по плоскостям сдвига, формируемым пилообразным профилем канавок, а в продольном направлении по типу многогранного хрупкого отрыва, задаваемого конфигурацией рифлей. При детонации корпус раздувается, давление продуктов воздействует на грани канавок и рифлей и разрывает оболочку по ослабленным сечениям на осколки заданной формы и массы. The destruction of the shell in the transverse direction occurs along the shear planes formed by the sawtooth profile of the grooves, and in the longitudinal direction as a multifaceted brittle detachment defined by the configuration of the grooves. During detonation, the body inflates, the pressure of the products acts on the edges of the grooves and corrugations and breaks the shell along weakened sections into fragments of a given shape and mass.

Для надежного разделения корпуса на его наружной поверхности поперечными канавками формируется симметричный внутреннему пилообразный профиль с углом при вершине 30^o 60^o. При этом, согласно общепринятой практике между канавками составляет 30 50% толщины оболочки.For reliable separation of the housing on its outer surface, transverse grooves are formed symmetrical to the internal sawtooth profile with an angle at the apex of 30 ^o 60 ^o . Moreover, according to generally accepted practice between the grooves is 30 to 50% of the shell thickness.

Аэродинамические характеристики снаряда обеспечиваются заделкой канавок наружного профиля балластным материалом с последующей механической обработкой или осадкой оболочки по оси до смыкания канавок с последующей обкаткой роликом (см. патент ФРГ N 2919268, F 42 B 13/18, 1980 г.), чтобы обеспечить гладкую наружную поверхность и снизить коэффициент сопротивления воздуха на траектории полета. The aerodynamic characteristics of the projectile are provided by sealing the grooves of the external profile with ballast material, followed by machining or settling the shell along the axis until the grooves are closed, followed by rolling with the roller (see German Patent No. 2919268, F 42 B 13/18, 1980) to ensure a smooth outer surface and reduce the coefficient of air resistance on the flight path.

Эти дополнительные операции усложняют технологию и повышают стоимость изделий. Однако основным недостатком является вероятность блокирования 2 3 осколков при поперечном дроблении в конгломерат, что снижает плотность осколочного поля и число полезных осколков, т.е. эффективность действия поражающих элементов с требуемыми параметрами скорости, дальности и угла разлета. These additional operations complicate the technology and increase the cost of products. However, the main drawback is the likelihood of blocking 2 3 fragments during transverse fragmentation into conglomerate, which reduces the fragment field density and the number of useful fragments, i.e. the effectiveness of the action of striking elements with the required parameters of speed, range and angle of spread.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение функциональной надежности и показателей назначения корпусов боеприпасов с заданным дроблением оболочки, т.е. повышение эффективности осколочного действия. The task to be solved by the claimed invention is aimed at increasing the functional reliability and indicators of the purpose of ammunition shells with a given crushing of the shell, i.e. increasing the effectiveness of fragmentation.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном корпусе осколочного боеприпаса, содержащем оболочку, на внутренней поверхности которой выполнены локализаторы разрушения пилообразного профиля в виде поперечных канавок, снабженных на пологой стороне равнораспределенными рифлями многогранной формы, согласно изобретению основание пирамидальных рифлей углублено в оболочку на ширину поперечных канавок и совмещено с вершинами соседних рифлей нижерасположенных канавок, угол при вершине пилообразного профиля которых выполнен равным 65 80^o.The required technical result is achieved by the fact that in the known shell of fragmentation munition containing a shell, on the inner surface of which are localizers for the destruction of a sawtooth profile in the form of transverse grooves provided on the flat side with uniformly distributed multifaceted corrugations, according to the invention, the base of the pyramidal riffles is recessed into the shell by the width of the transverse grooves and combined with the peaks of adjacent grooves of the lower grooves, the angle at the top of the sawtooth profile of which filled equal to 65 80 ^o .

Совокупность отличительных признаков позволила сформировать оболочку корпуса переменной толщины в продольном и поперечном нарпвленных за счет оптимизации геометрии канавок многогранного пилообразного профиля, определяющих характер заданного разделения на требуемой формы и массы осколки гарантированной кинетики. Корпус дробится на осколки практически шарообразной формы (коэффициент формы меньше 1,5) оптимального веса 0,25 г. The combination of distinctive features made it possible to form a shell shell of variable thickness in the longitudinal and transverse directions due to optimization of the geometry of the grooves of a multifaceted sawtooth profile, which determine the nature of the given separation into the desired shape and mass of the fragments of guaranteed kinetics. The case is crushed into fragments of an almost spherical shape (shape factor less than 1.5) of optimal weight 0.25 g.

Угол при вершине пилообразного профиля продольных канавок оптимизирован экспериментально и выбран в диапазоне 65 80^o. Выполнение угла меньше 65^o может привести к разделению ВВ в вершине рифлей с последующим воспламенением ВВ при деформации корпуса в процессе выстрела, что недопустимо, т.к. это приводит к преждевременному разрыву со всеми вытекающими последствиями. Увеличение угла при вершине пилообразного профиля больше 80^o приведет к вырождению многогранного профиля, что не гарантирует заданного дробления.The angle at the top of the sawtooth profile of the longitudinal grooves is optimized experimentally and selected in the range of 65 80 ^o . The implementation of the angle less than 65 ^o can lead to the separation of explosives at the top of the corrugations with subsequent ignition of the explosives during deformation of the body during the shot, which is unacceptable, because this leads to a premature break with all the ensuing consequences. An increase in the angle at the top of the sawtooth profile is greater than 80 ^o will lead to degeneration of the multifaceted profile, which does not guarantee a given crushing.

Для обеспечения зоны излома рифли канавок последовательно смещены на полшага вокруг оси оболочки, а вершины углублений нагартованы пластической деформацией, изменяющей структуру материала в зоне разрушений. To ensure the fracture zone, the grooves of the grooves are successively shifted by a half step around the axis of the shell, and the tops of the recesses are covered with plastic deformation that changes the structure of the material in the fracture zone.

На фиг. 1 представлен общий вид гранаты; на фиг. 2 разрез по A-A на фиг. 1; на фиг. 3 разрез по Б-Б на фиг. 1. In FIG. 1 shows a general view of a grenade; in FIG. 2 is a section along A-A in FIG. one; in FIG. 3 a section along BB in FIG. one.

Примером конкретного исполнения предлагаемого изобретения является конструкция 30 мм корпуса гранаты ВОГ-30 с толщиной стенки 4,1 мм. An example of a specific embodiment of the invention is the design of a 30 mm VOG-30 grenade case with a wall thickness of 4.1 mm.

В корпусе гранаты, содержащем оболочку 1 и дно 2, запрессованное ВВ(З) и взрыватель 4, внутренняя поверхность оболочки 1 выполнена в виде сотовой конструкции, образованной поперечными канавками 5 пилообразного профиля (фиг. 2) с шагом, равным 5,5 мм (всего 9 рядов), и пирамидальными рифлями 6 на пологой стороне канавок 5 (фиг. 3), которые образуют пилообразный профиль оболочки 1 в продольном направлении. Высота рифлей практически равна шагу поперечных канавок 5, а их основание углублено в оболочку 1 на величину, равную ширине поперечных канавок 5 (1,2 мм). Таким образом толщина оболочки (в местах углубления оснований рифлей 6 составляет 1,8 мм, т.е. 44% толщины стенки, что соответствует рекомендациям теории проектирования и действия осколочных боеприпасов с заданным дроблением. Основание пирамидальных рифлей 6 совмещено с вершинами соседних рифлей 6 нижерасположенной канавки 5 (фиг. 1), т. е. углубления расположены на поверхности оболочки 1 в шахматном порядке. In the grenade housing containing the shell 1 and the bottom 2, pressed BB (3) and fuse 4, the inner surface of the shell 1 is made in the form of a honeycomb structure formed by the transverse grooves 5 of the sawtooth profile (Fig. 2) with a pitch equal to 5.5 mm ( only 9 rows), and pyramidal flutes 6 on the gentle side of the grooves 5 (Fig. 3), which form a sawtooth profile of the shell 1 in the longitudinal direction. The height of the grooves is almost equal to the pitch of the transverse grooves 5, and their base is recessed into the shell 1 by an amount equal to the width of the transverse grooves 5 (1.2 mm). Thus, the thickness of the shell (in the places of deepening of the bases of the riffles 6 is 1.8 mm, i.e. 44% of the wall thickness, which corresponds to the recommendations of the theory of design and operation of fragmentation munitions with a given crushing. The base of the pyramidal riffs 6 is aligned with the vertices of the neighboring riffles 6 of the downstream grooves 5 (Fig. 1), i.e., the recesses are located on the surface of the shell 1 in a checkerboard pattern.

Пилообразный профиль оболочки 1 в обоих направлениях формирует переменную толщину, создавая условия заданного дробления по ослабленным сечениям. The sawtooth profile of the shell 1 in both directions forms a variable thickness, creating the conditions for a given crushing over weakened sections.

Формирование внутреннего профиля оболочки 1 осуществляют следующим образом. Полуфабрикат в виде стакана помещают в матрицу, которая имеет приемную и цилиндрическую полости. Переход одной полости в другую осуществляется по конусу. Приемная полость соответствует диаметру полуфабриката, равному 34,5 мм. Диаметр цилиндрической полости соответствует диаметру готового полуфабриката корпуса снаряда и равен 30,0 мм. На торец полуфабриката при деформировании воздействуют втулкой, а пуансон помещается внутрь его. При деформировании втулка перемещает полуфабрикат в цилиндрическую полость матрицы и стенка его приобретает форму конуса в переходной зоне матрицы. Совместно со втулкой перемещается пуансон, который деформирует стенку полуфабриката в конической зоне, формируя поперечную канавку 5 и рифли 6. При этом пуансон по выступам, равным 26,4 мм, достигая начала цилиндрического участка матрицы, диаметром 30 мм, утоняет стенку до 1,8 мм. Формируемые рифли 6 по форме соответствуют форме выступов, выполненных на пуансоне в виде шлицев с углом, равным 65 80^o, которые создают углубления в оболочку 1 на 2,3 мм. Поверхность пуансона по впадинам диаметром 26,4 мм формирует в данной зоне поперечную канавку 5. В поперечном сечении канавка 5 имеет форму прямоугольного треугольника. Пуансон впадинами формирует вершины основания пирамидальных выемок 6. При формировании в оболочке 1 второй канавки 5 воздействуют втулкой, длина которой увеличена на 5,5 мм, шаг между канавками 5, пуансоном той же конструкции, но с поворотом на 6^o вокруг оси.The formation of the internal profile of the shell 1 is as follows. The semi-finished product in the form of a glass is placed in a matrix, which has a receiving and cylindrical cavities. The transition of one cavity to another is carried out conically. The receiving cavity corresponds to the diameter of the semi-finished product, equal to 34.5 mm The diameter of the cylindrical cavity corresponds to the diameter of the finished semi-finished shell shell and is equal to 30.0 mm On the end face of the semi-finished product during deformation, a sleeve is applied, and the punch is placed inside it. When deformed, the sleeve moves the semi-finished product into the cylindrical cavity of the matrix and its wall takes the form of a cone in the transition zone of the matrix. Together with the sleeve, a punch moves, which deforms the wall of the semi-finished product in the conical zone, forming a transverse groove 5 and grooves 6. In this case, the punch protrudes by 26.4 mm, reaching the beginning of the cylindrical section of the matrix with a diameter of 30 mm, thins the wall to 1.8 mm The formed corrugations 6 in shape correspond to the shape of the protrusions made on the punch in the form of slots with an angle equal to 65 80 ^o , which create recesses in the shell 1 by 2.3 mm. The surface of the punch in the hollows with a diameter of 26.4 mm forms a transverse groove 5 in this zone. In the cross section, the groove 5 has the shape of a rectangular triangle. The punch forms the tops of the base of the pyramidal recesses with cavities 6. When forming the second groove 5 in the shell 1, they act with a sleeve, the length of which is increased by 5.5 mm, the pitch between the grooves 5, the punch of the same design, but with a rotation of 6 ^o around the axis.

При перемещении полуфабриката в полость матрицы диаметром 30 мм полученная канавка 5 изменяет свою форму: сторона канавки 5 на стенке оболочки 1, параллельная оси, при переходе с конического участка матрицы в цилиндрический становится наклонной, а рифли 6 приобретают форму пирамидальных выемок с вершинами на внутренней поверхности полуфабриката (фиг. 3). Материал при вершине выемок и углубленного на 2,3 мм основания при этом нагартовывается. When the semi-finished product is moved into the matrix cavity with a diameter of 30 mm, the resulting groove 5 changes its shape: the side of the groove 5 on the wall of the shell 1, parallel to the axis, becomes oblique upon transition from the conical section of the matrix to cylindrical, and the grooves 6 take the form of pyramidal recesses with vertices on the inner surface semi-finished product (Fig. 3). The material at the apex of the recesses and the base deepened by 2.3 mm is then blasted.

Таким образом, в корпусе с диаметром каморы 21,8 мм получают поперечную канавку 5 диаметром 24 мм, диаметр по углублениям выемок равен 26,4 мм. В оболочке последовательно формируют девять поперечных канавок 5. Thus, in a case with a chamber diameter of 21.8 mm, a transverse groove 5 with a diameter of 24 mm is obtained; the diameter along the recesses of the recesses is 26.4 mm. In the shell, nine transverse grooves 5 are successively formed.

Испытания на осколочность проводились согласно ГОСТ В 25430-82 в бронеяме с уловителем их опилок. Shatter tests were carried out according to GOST B 25430-82 in an armored car with a trap for their sawdust.

Анализ фрагментации проводился с помощью методики первичной оценки спектров, реализующей в себе в комплексе: построение гистограмм, селекцию фаз, балансо-массовый подход и новое определение приоритета по сумме мест (среднеарифметической и вероятностной, по нижнему пределу). Fragmentation analysis was carried out using the initial spectra estimation technique that implements in itself a complex: histogram construction, phase selection, mass balance approach and a new definition of priority by the sum of places (arithmetic mean and probabilistic, according to the lower limit).

Использование предлагаемой конструкции дает увеличенный выход полезных осколков заданной массы и формы. Так, испытания гранаты ВОГ-30 подтвердили повышение эффективности осколочного действия, сравнительно со штатным снарядом и с аналогами, при заданной массе осколочного корпуса: количество полезных осколков массой 0,25 г повысилось с 254 до 356 шт. Using the proposed design gives an increased yield of useful fragments of a given mass and shape. So, tests of the VOG-30 grenade confirmed an increase in the efficiency of fragmentation, compared with a standard projectile and with analogues, for a given mass of fragmentation shells: the number of useful fragments weighing 0.25 g increased from 254 to 356 pcs.

Claims

A fragmentation munition case containing a shell, on the inner surface of which are localized sawtooth profile destruction locators in the form of transverse grooves, equipped on the flat side with uniformly distributed multifaceted riffles, characterized in that the base of the pyramidal riffles is recessed into the shell by the width of the transverse grooves and is aligned with the vertices of adjacent riffles lower grooves, the angle at the apex of which is made equal to 65 80 ^o .