RU2095740C1

RU2095740C1 - Fragmentation controlled mine with use of artillery shell

Info

Publication number: RU2095740C1
Application number: RU93053693A
Authority: RU
Inventors: Владимир Алексеевич Одинцов
Original assignee: Владимир Алексеевич Одинцов
Priority date: 1993-11-25
Filing date: 1993-11-25
Publication date: 1997-11-10

Abstract

FIELD: ammunition, fragmentation mines exploding after darting out from ground. SUBSTANCE: proposed mine includes artillery shell and unit for its throwing up and initiation which includes ejection powder charge and initiation aid. Axis of shell is parallel to surface of ground in mine placed into soil. Unit for throwing up is put on body of shell with the help of clamp. Unit for throwing up and initiation can include hollow charge directed with recess towards body of shells During ejection shell turns and blows up when it reaches vertical position forming circular hitting field. In version with turn of shell about pin installed in soil shell blows up with the aid of head fuze connected to hinge when shell reaches vertical position. Usage of shrapnel in mine is also envisaged. EFFECT: improved hitting efficiency of proposed mine. 13 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно к инженерным осколочным минам, взрывающимся после вылета из земли. The invention relates to ammunition, and more particularly to engineering fragmentation mines exploding after departure from the ground.

Известны осколочные выпрыгивающие противопехотные мины, например, мина ОЗМ-4. Мина включает в себя цилиндрический корпус, являющийся одновременно вышибным стаканом, вложенную в него собственно осколочную мину, состоящую из корпуса, слоя готовых поражающих элементов и заряда ВВ, а также взрывателя, соединенного тросиком с дном вышибного стакана. Мина выбрасывается вышибным пороховым зарядом, приводимым в действие капсюлем-воспламенителем, срабатывающим от натяжения проволочной растяжки. Known fragmentation jumping anti-personnel mines, for example, mine OZM-4. The mine includes a cylindrical body, which is simultaneously a blow-out glass, a fragmentation mine actually enclosed in it, consisting of a body, a layer of ready-made striking elements and an explosive charge, as well as a fuse connected by a cable to the bottom of the blow-out glass. The mine is thrown out by an expelling powder charge, driven by an igniter capsule, triggered by the tension of a wire stretch.

Основным недостатком мины является слабое действие по целям, защищенным индивидуальной бронезащитой. The main disadvantage of mines is a weak effect on targets protected by individual armor.

Этот недостаток устранен в осколочной заградительной мине ОЗМ-152, принятой в качестве прототипа изобретения [1] Эта мина включает в себя корпус артиллерийского снаряда, к дну которого приварена вышибная камера, имеющая заряд пороха и электровоспламенитель, соединенный электрическим проводом с командным пунктом подрыва. Мина устанавливается вертикально в специально открытый колодец. This disadvantage was eliminated in the OZM-152 fragmentation barrage mine, adopted as a prototype of the invention [1]. This mine includes an artillery shell body, to the bottom of which a blow-out chamber is welded, which has a charge of gunpowder and an electric igniter connected by an electric wire to the blast command post. The mine is installed vertically in a specially open well.

Недостатками прототипа следующие. The disadvantages of the prototype are as follows.

1. Конструкция мины не позволяет использовать при изготовлении снаряженные артиллерийские снаряды, так как операция присоединения к ним вышибной камеры сваркой является опасной. 1. The design of the mines does not allow the use of equipped artillery shells in the manufacture, since the operation of attaching a knock-out chamber to them by welding is dangerous.

2. Вертикальная установка мины требует отрывки достаточно глубокого колодца, что затруднительно для твердых, в том числе и мерзлых грунтов. 2. Vertical installation of mines requires fragments of a sufficiently deep well, which is difficult for hard, including frozen soils.

3. Мина имеет только командный электрический подрыв и не способна функционировать автономно. 3. Mina has only a command electric blast and is not able to function autonomously.

Изобретение направлено на устранение указанных недостатков. The invention seeks to remedy these drawbacks.

Техническое решение задачи состоит в том, что изменяется положение снаряда в мине относительно поверхности земли, а именно вертикальное положение заменяется горизонтальным, и мина снабжается взрывателем натяжного действия. Указанные существенные признаки являются новыми по отношению к прототипу, таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "новизна". The technical solution to the problem is that the position of the projectile in the mine changes relative to the surface of the earth, namely, the vertical position is replaced by a horizontal one, and the mine is equipped with a fuse of tension action. These essential features are new in relation to the prototype, thus, the inventive device meets the criterion of "novelty."

На фиг. 1 изображена мина с подбросом; на фиг. 2 блок подброса и инициирования; на фиг. 3 мина с шарнирным узлом; на фиг. 4 схема действия мины с подбросом; на фиг. 5 схема действия мины с шарнирным узлом. In FIG. 1 shows a mine with a toss; in FIG. 2 block toss and initiation; in FIG. 3 mines with a swivel assembly; in FIG. 4 diagram of the action of mines with a toss; in FIG. 5 diagram of the action of a mine with a swivel assembly.

В варианте подброса мина содержит артиллерийский снаряд 1, снабженный узлом 2 подброса и инициирования, закрепленным на корпусе снаряда и соединенным с натяжным тросом 3. Узел подброса в общем случае расположен со смещением относительно центра массы снаряда 4. В головное очко корпуса в зависимости от схемы исполнения ввернуты холостая пробка или взрыватель натяжного действия 5. Вариант исполнения узла подброса, содержащего инициирующее устройство, показан на фиг. 2. Он состоит из корпуса 6, соединенного с корпусом снаряда с помощью хомута 7. Ударно-воспламенительное устройство 8, приводимое в действие натяжным тросом 3, с помощью канала 9 соединено с пороховым зарядом 10, закрытым крышкой 11. В корпусе расположен кумулятивный заряд 12 с выемкой, направленной в сторону снаряда, и детонатором 13, соединенным через замедлитель 14 с камерой порохового заряда. При использовании блока подброса и инициирования (фиг. 2) в очко взрывателя снаряда ввернута холостая пробка 5. In the variant of the toss, the mine contains an artillery shell 1 equipped with a toss and initiation unit 2 mounted on the shell of the projectile and connected to the tension cable 3. The toss unit is generally located with an offset relative to the center of mass of the projectile 4. To the head point of the body, depending on the design a blank plug or a tension fuse 5 is screwed. An embodiment of a topping assembly containing an initiating device is shown in FIG. 2. It consists of a housing 6 connected to the shell of the projectile by means of a clamp 7. An impact-ignition device 8, driven by a tension cable 3, is connected via a channel 9 to a powder charge 10 closed by a cover 11. A cumulative charge 12 is located in the housing with a recess directed toward the projectile and a detonator 13 connected through a moderator 14 to the powder charge chamber. When using the block toss and initiation (Fig. 2) in the fuse point of the projectile fired idle plug 5.

Другой вариант исполнения мины с подбросом содержит взрыватель натяжного действия 5, размещенный в очке корпуса. В этом варианте кумулятивный заряд в блоке 2 отсутствует. Another embodiment of the tossing mine contains a fuse of tension action 5, located in the point of the body. In this embodiment, the cumulative charge in block 2 is absent.

На фиг. 3 показана мина с шарнирным устройством. Устройство подброса выполнено без кумулятивного заряда. В очко снаряда ввернут инициирующий узел 15, соединенный шарниром 16 со штырем 17. In FIG. 3 shows a mine with a hinge device. The toss device is made without a cumulative charge. An initiating assembly 15 is screwed into the projectile point, connected by a hinge 16 to a pin 17.

Функционирование мины в варианте подброса происходит следующим образом. The operation of mines in the variant of the toss is as follows.

После срабатывания ударно-воспламенительного устройства 8 луч пламени подается по каналу 9 к пороховому заряду 10. Крышка 11 отстреливается, и снаряд подбрасывается вверх, причем вследствие того, что сила приложена на плече S относительно центра масс снаряда, снаряд получает вращательное движение. После выгорания замедлителя 14 срабатывают детонатор 13 и кумулятивный заряд 12, кумулятивная струя которого пробивает стенку корпуса снаряда 1 и вызывает детонацию заряда ВВ. Время горения замедлителя 14 рассчитано таким образом, чтобы подрыв снаряда произошел в момент прихода его оси в вертикальное положение, что обеспечивает создание площади поражения в форме круга. Схема действия показана на фиг. 4. В другом варианте мины с подбросом узел 2 выполняет только функцию подброса, а срабатывание заряда происходит от детонатора натяжного действия 5, связанного тросом со штырем, укрепленным в грунте. After the operation of the shock-igniter device 8, a flame beam is supplied through the channel 9 to the powder charge 10. The cover 11 is fired off and the projectile is thrown up, and due to the fact that the force is applied to the arm S relative to the center of mass of the projectile, the projectile receives a rotational movement. After the moderator 14 burns out, the detonator 13 and the cumulative charge 12 are triggered, the cumulative jet of which pierces the wall of the shell 1 and causes detonation of the explosive charge. The burning time of the moderator 14 is calculated so that undermining the projectile occurred when its axis came to a vertical position, which ensures the creation of a lesion area in the form of a circle. An action diagram is shown in FIG. 4. In another embodiment of the mine with a toss, node 2 performs only the function of a toss, and the charge is triggered by a detonator of a tension action 5 connected by a cable to a pin fixed in the ground.

Схема действия мины, изображенной на фиг. 3, показана на фиг. 5. После срабатывания узла 2 происходит вращение снаряда вокруг оси шарнира 16. Инициирование заряда взрывателем 15 происходит в момент совмещения оси снаряда с осью штыря. The action diagram of the mine depicted in FIG. 3 is shown in FIG. 5. After the operation of the node 2, the projectile rotates around the axis of the hinge 16. The fuse 15 initiates the charge when the projectile axis is aligned with the pin axis.

Преимуществом схемы с подбросом является возможность осуществления подрыва на любой заданной высоте над поверхностью земли, недостатком - возможность отклонения оси снаряда от вертикали в момент подрыва. Схема с шарнирным узлом обеспечивает строго вертикальное положение снаряда в момент разрыва, но высота подрыва мала. Малость высоты подрыва частично компенсируется поднятием осколочного потока над поверхностью земли за счет склонения его в сторону распространения детонации, т.е. в данном случае вверх. The advantage of the toss-up scheme is the possibility of undermining at any given height above the ground, the disadvantage is the possibility of deviation of the projectile axis from the vertical at the time of detonation. The scheme with a hinged node provides a strictly vertical position of the projectile at the time of rupture, but the height of the blasting is small. The smallness of the height of the detonation is partially compensated by raising the fragmentation stream above the earth's surface due to its inclination towards the propagation of detonation, i.e. in this case up.

При определенных условиях, например при сложном рельефе местности, максимальное осколочное действие достигается при высоте подрыва 5 10 м. В этом случае оптимальным в момент подрыва является не вертикальное, а горизонтальное положение оси снаряда. Under certain conditions, for example, with a difficult terrain, the maximum fragmentation effect is achieved with a blasting height of 5 to 10 m. In this case, the optimal position at the moment of blasting is not the vertical, but horizontal position of the projectile axis.

Основным преимуществом предлагаемой мины является возможность использования для ее производства артиллерийских снарядов, как состоящих на вооружении (при наличии их сверхнормативных запасов), так и снятых с вооружения (см. "Справочник артиллерийских боеприпасов, подлежащих утилизации и уничтожению", под ред. А. А. Каллистова, Изд. Росс. Герм. СП "Нова", 1993 г.). Ввиду того, что нагрузки при функционировании мины существенно ниже ствольных нагрузок, допустимым является также использование снарядов с израсходованным гарантийным сроком хранения, а также некондиционных снарядов, например, с обнаруженными в процессе производства пористостью металла дна, увеличенными разностенностью и дисбалансом корпуса и т.п. а также снарядов партий, не удовлетворивших некоторым требованиям (например по кучности стрельбы) при проведении полигонных испытаний. Наиболее перспективными для использования в минах являются калибры снарядов в диапазоне 57-152 мм. Наряду с артиллерийскими снарядами могут быть использованы ствольные мины, боевые части реактивных снарядов, авиационные бомбы небольших калибров. При этом может быть использован блок подброса и инициирования, имеющий сменные хомуты 7 разных размеров. Поступательное метание снаряда (без вращения) достигается совмещением оси хомута с центром массы снаряда (S 0). Операция установки блока на снаряд является простой, безопасной и может осуществляться непосредственно на месте минирования. При наличии в районе минирования больших запасов снарядов или других пригодных для этой цели боеприпасов необходима транспортировка только блоков, что обеспечит значительную экономию средств. The main advantage of the proposed mine is the ability to use artillery shells for its production, both in service (in the presence of their excess reserves) and withdrawn from service (see "Handbook of artillery ammunition to be disposed of and destroyed", under the editorship of A. A. Kallistova, Publishing House of Ross. German. SP "Nova", 1993). Due to the fact that the loads during the operation of the mines are significantly lower than the barrel loads, it is also permissible to use shells with an expired warranty period of storage, as well as substandard shells, for example, with bottom metal porosity detected during production, increased difference and imbalance of the hull, etc. as well as shells of parties that did not satisfy certain requirements (for example, in accuracy of fire) during field tests. The most promising for use in mines are caliber shells in the range of 57-152 mm. Along with artillery shells can be used mines, warheads of rockets, aircraft bombs of small calibers. In this case, a tossing and initiation unit having interchangeable clamps 7 of different sizes can be used. Translational projectile throwing (without rotation) is achieved by combining the axis of the clamp with the center of mass of the projectile (S 0). The operation of installing the unit on the shell is simple, safe and can be carried out directly at the place of mining. If there are large stockpiles of shells or other ammunition suitable for this purpose in the mining area, only blocks must be transported, which will provide significant cost savings.

При разработке новых артиллерийских снарядов и других боеприпасов должна предусматриваться возможность их использования в инженерных осколочных минах, для чего целесообразно осуществить изменения закона распределения осколков по массе в сторону увеличения относительной массы мелкой фракции, осуществляющей противопехотное действие. При правильном подборе закона общее многоцелевое действие артиллерийского снаряда, в том числе и по легкобронированным целям, не снизится. Улучшение закона распределения осколков может быть достигнуто за счет применения сталей с повышенной дробимостью (так называемых высокоосколочных сталей), в том числе высокоуглеродистых и кремнистых. Высокоуглеродистые стали, например, марганцовисто-кремниевая сталь 11012 С (американский аналог-сталь Н-1) обладают достаточно сложной термообработкой. Кремнистые стали, в том числе рессорно-пружинная сталь 60С2, являются наиболее перспективными. Экспериментально показано, что оптимальное дробление стали 60С2 имеет место при отсутствии термообработки, а не при термообработке на отпускную хрупкость, обычно применяемой при использовании этой стали по прямому назначению, т.е. для изготовления пружин и рессор. Высокие осколочные свойства стали 60С2 были подтверждены испытаниями в стандартных цилиндрах N 12 (см. пособие В.А. Одинцова "Моделирование процессов фрагментации с помощью унифицированных цилиндров", Изд. МГТУ, 1991 г.). По числу осколков с массой более 0,25 г и относительному содержанию средней фракции (1<m≅4 г) сталь 60С2 существенно превосходит стандартную снарядную сталь С-60. Осколки цилиндров из стали 60С2 имеют также более благоприятную форму. When developing new artillery shells and other ammunition, it should be possible to use them in engineering fragmentation mines, for which it is advisable to make changes to the law of the distribution of fragments by mass in the direction of increasing the relative mass of the small fraction that carries out anti-personnel action. With the right selection of the law, the general multipurpose action of an artillery shell, including lightly armored targets, will not decrease. Improving the law of the distribution of fragments can be achieved through the use of steels with increased crushability (the so-called high-fragmentation steels), including high-carbon and silicon. High-carbon steels, for example, manganese-silicon steel 11012 C (American analogue steel N-1) have a rather complicated heat treatment. Silicon steels, including spring-spring steel 60С2, are the most promising. It has been experimentally shown that optimal crushing of 60C2 steel takes place in the absence of heat treatment, and not during heat treatment for temper brittleness, which is usually used when this steel is used for its intended purpose, i.e. for the manufacture of springs and springs. The high fragmentation properties of 60С2 steel were confirmed by tests in standard N 12 cylinders (see the manual by V. A. Odintsov, “Modeling of fragmentation processes using unified cylinders,” MSTU Publishing House, 1991). By the number of fragments with a mass of more than 0.25 g and the relative content of the middle fraction (1 <m≅4 g), steel 60С2 significantly exceeds the standard shell steel S-60. The fragments of cylinders made of steel 60С2 also have a more favorable shape.

Улучшение осколочного действия может быть также достигнуто за счет применения мер заданного дробления корпуса, в том числе лазерной обработки корпуса по внутренней поверхности с целью получения сетки зон с повышенной хрупкостью. Другим путем является включение в состав корпуса слоя готовых поражающих элементов, изготовленных из тяжелого сплава, например, на основе вольфрама. Improving the fragmentation effect can also be achieved through the application of measures of predetermined crushing of the body, including laser processing of the body on the inner surface in order to obtain a network of zones with increased fragility. Another way is to include in the body of the layer a layer of finished striking elements made of a heavy alloy, for example, based on tungsten.

Вариант исполнения мины с головным блоком подброса и инициирования, ввернутым в очко снаряда (на фигурах не показан) предназначен только для подброса с вращением. Головной блок содержит ударно-воспламенительное устройство натяжного действия, две камеры с пороховыми зарядами, снабженные соплами, соединяющий их замедлитель, замедлитель подрыва, соединяющий ближнюю к снаряду камеру с капсюлем-детонатором. Сопло дальней от снаряда камеры (камеры двигателя вращения) при установке мины направлено вертикально вниз, сопла ближней камеры (камеры двигателя подъема) расположены по окружности торца блока, обращенного к снаряду. При срабатывании натяжного устройства воспламеняется заряд первой камеры и снаряд приходит во вращение вокруг точки опоры. Замедлитель, установленный между камерами, рассчитан таким образом, чтобы воспламенение заряда второй камеры произошло в момент, близкий к моменту прихода оси снаряда в вертикальное положение. В результате действия заряда второй (ближний) камеры происходит подъем снаряда по вертикали, а затем после выгорания второго замедлителя его подрыв. The embodiment of the mines with the head block of the toss and initiation screwed into the point of the projectile (not shown in the figures) is intended only for the toss with rotation. The head unit contains a shock-ignition device of tensioning action, two chambers with powder charges, equipped with nozzles, a moderator connecting them, a detonation moderator connecting the chamber closest to the projectile with a detonator capsule. The nozzle of the chamber farthest from the projectile (the engine of the rotation engine) is directed vertically downward when the mine is installed, the nozzles of the near chamber (camera of the lift engine) are located around the circumference of the end face of the block facing the projectile. When the tensioning device is activated, the charge of the first chamber is ignited and the projectile comes into rotation around the fulcrum. The retarder installed between the chambers is designed so that the ignition of the charge of the second chamber occurs at a moment close to the moment the projectile axis comes to a vertical position. As a result of the action of the charge of the second (near) chamber, the projectile rises vertically, and then after the second moderator burns out, it is undermined.

Рассмотренные выше варианты исполнения относились к снарядам с разрывными зарядами, создающим круговое осколочное поле поражения. Для получения инженерных мин направленного действия могут быть использованы шрапнельные снаряды. В этом случае ось блока подброса должна быть совмещена с центром массы снаряда, снаряд совершает поступательное движение вверх. Блок подброса приводится в действие натяжным тросом большой длины (20 50 м), направленныv от блока в направлении носика снаряда вдоль его оси. После выброса снаряда от грунта второй натяжной трос, соединенный с головным взрывателем снаряда, вызывает срабатывание вышибного порохового заряда, выталкивающего в направлении цели блок готовых поражающих элементов (ПЭ). ПЭ могут быть как компактными, так и стреловидными. The options discussed above related to shells with explosive charges, creating a circular fragmentation field of destruction. Shrapnel shells can be used to obtain directional engineering mines. In this case, the axis of the tossing block should be aligned with the center of mass of the projectile, the projectile performs a progressive upward movement. The tossing block is driven by a long tension cable (20–50 m) directed from the block in the direction of the projectile nose along its axis. After the projectile is ejected from the ground, a second tension cable connected to the head fuse of the projectile triggers an expelling powder charge, pushing in the direction of the target a block of ready-made striking elements (PE). PE can be both compact and swept.

Основная трудность при использовании шрапнелей связана с малой величиной скорости выброса ПЭ относительно неподвижного снаряда (обычно не более 200 м/с). Поэтому в отличие от осколочного снаряда шрапнельный снаряд при использовании в мине требует некоторой доработки. Она заключается в удалении передней части блока с целью уменьшения его массы, при этом скорость метания блока готовых ПЭ может быть повышена до необходимой величины 300-500 м/с. При разработке новых шрапнельных снарядов целесообразно введение блоков, состоящих из двух частей, одна из которых извлекается из снаряда при включении его в состав мины. The main difficulty in using shrapnel is associated with the small value of the PE release velocity relative to the stationary projectile (usually not more than 200 m / s). Therefore, unlike a fragmentation projectile, the shrapnel projectile, when used in a mine, requires some refinement. It consists in removing the front of the block in order to reduce its mass, while the throwing speed of the block of finished PE can be increased to the required value of 300-500 m / s. When developing new shrapnel shells, it is advisable to introduce blocks consisting of two parts, one of which is removed from the shell when it is included in the mine.

При большой скорости готовых ПЭ можно повысить эффективность осевого действия мины, вводя небольшое смещение S оси блока от центра масс к дну снаряда, что обеспечит в момент выброса блока готовых ПЭ небольшой наклон оси снаряда к поверхности земли и получение площади накрытия в форме эллипса. At a high speed of the finished PE, it is possible to increase the efficiency of the axial action of the mine by introducing a small displacement S of the axis of the block from the center of mass to the bottom of the projectile, which will ensure at the moment of ejection of the block of finished PE a small inclination of the projectile axis to the earth's surface and obtaining an elliptical covering area.

Claims

1. Engineering fragmentation mine using an artillery shell, containing an artillery shell and a knock-out and initiation unit, including an expelling powder charge and an initiation means, characterized in that the axis of the projectile in the mine installed in the ground is parallel to the surface of the earth.

2. Mine according to claim 1, characterized in that the means of initiating the knot of the tossing and initiation is made in the form of a fuse of tension action.

3. A mine according to claim 2, characterized in that the knot of the toss and initiation is worn on the shell of the projectile with a clamp with an offset axis of the node relative to the center of mass of the projectile.

4. The mine according to claim 3, characterized in that a cumulative charge is placed in the tossing and initiation site, directed by a recess towards the shell of the projectile and connected to the powder by a detonation charge with a detonation circuit with a moderator.

5. The mine according to claim 2, characterized in that the knot of the toss and initiation is worn on the body with a clamp with a combination of the axis of the node with the center of mass of the projectile.

6. Mine according to claim 1, characterized in that it is equipped with a fuse of tension action, located in the head of the projectile.

7. A mine according to claim 1, characterized in that it is equipped with a hinge device comprising a head fuse with an eye, a pin and an axis connecting them, the head fuse having a device that ensures its operation when the projectile axis is aligned with the pin axis.

8. The mine according to claim 1, characterized in that the shell of the projectile is made of silicon steel 60C2 without heat treatment.

9. Mine according to claim 1, characterized in that the shell of the projectile is made with a given crushing.

10. Mine according to claim 9, characterized in that the shell of the projectile has on the inner surface a grid of zones with increased fragility deposited by a laser beam.

11. Mine according to claim 1, characterized in that the shell of the projectile contains a layer of finished striking elements made of heavy alloys, for example, based on tungsten.

12. Mine according to claim 6, characterized in that shrapnel is used as an artillery shell, while the axis of the projectile and initiation unit is aligned with the center of mass of the projectile and has a slight offset from the center of mass to the bottom of the projectile, the projectile and initiation unit is connected by a tension cable, directed from the node in the direction of the head of the projectile along its axis, and the head fuse of the projectile is connected by a second tension cable with a pin mounted in the ground.

13. Mine according to claim 12, characterized in that in the shrapnel the block of finished striking elements fills the bottom of the shell chamber.

14. Mine according to claim 1, characterized in that the projectile is equipped with a non-contact fuse.