RU2171964C1

RU2171964C1 - Body of fragmentation ammunition

Info

Publication number: RU2171964C1
Application number: RU2000125057/02A
Authority: RU
Inventors: В.В. Аманов; Л.М. Дерюгин; Р.У. Есиев; О.Т. Чижевский
Original assignee: Государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр "Прибор"
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2001-08-10

Abstract

FIELD: fragmentation ammunition with a preset crushing of the outer case into injurious components of a rational shape. SUBSTANCE: the body of the fragmentation ammunition is provided with crushing localizers in the form of cross grooves, annular and saw-like grooves made of rows of equidistributed triangular pyramidal riffles with the vertices on the chamber surface and bases deepened into the body forming the saw-like profile of the chamber surface with cross-pieces having a thickness equal to 0.25 to 0.45 of the outer case thickness. The taper-shaped annular grooves are made on the body external surface symmetrically to the recesses of the saw-like profile of the chamber having a depth equal to 0.2 of the height of the triangular bases of the pyramidal riffles. EFFECT: simplified process of manufacture of the bodies of the fragmentation ammunition, enhanced efficiency of the main fragmentation action due to guaranteed crushing of the outer case into the injurious components of the preset shape and mass. 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к осколочным боеприпасам с заданным дроблением оболочки на поражающие элементы рациональной формы и массы и может быть использовано для изготовления осколочных боевых частей различных калибров снарядов, боеголовок, ручных и винтовочных гранат, мин и тому подобного. The invention relates to fragmentation munitions with a given crushing of the shell into striking elements of a rational shape and mass and can be used for the manufacture of fragmentation warheads of various calibers of shells, warheads, hand and rifle grenades, mines and the like.

Уровень техники характеризует корпус осколочного боеприпаса по RU 2080550, F 42 B 12/24, 1997, внутренняя поверхность оболочки которого снабжена поперечными канавками пилообразного профиля с многогранными рифлениями, выполненными в виде равнораспределенных треугольных пирамид с вершиной на поверхности каморы и углубленных основаниями в оболочку на 0,55...О,75 ее толщины. The prior art characterizes the shell of fragmentation munition according to RU 2080550, F 42 B 12/24, 1997, the inner surface of the shell of which is provided with transverse grooves of a sawtooth profile with polyhedral corrugations, made in the form of equally distributed triangular pyramids with an apex on the surface of the chamber and recessed bases into the shell by 0 , 55 ... Oh, 75 of its thickness.

При этом формируется пилообразный профиль в продольном и поперечном направлениях, разнотолщинность которого обеспечивает разрушение корпуса при нагружении продуктами детонации взрывчатого вещества по типу квазихрупкого отрыва кольцевых поясов в ослабленных сечениях. In this case, a sawtooth profile is formed in the longitudinal and transverse directions, the thickness of which ensures the destruction of the body when loaded with detonation products of an explosive as a quasi-brittle detachment of annular belts in weakened sections.

Пирамидальные рифли служат концентраторами разрушений кольцевых поясов посредством пластического сдвига, формируя поражающие элементы. Pyramidal riffles serve as concentrators of destruction of ring belts by means of plastic shear, forming damaging elements.

Регулярность дробления обеспечивается формой рифлений и оптимальной глубиной их размещения в оболочке согласно рекомендациям теории проектирования и практике действия осколочных боеприпасов. The regularity of crushing is ensured by the shape of the corrugations and the optimal depth of their placement in the shell according to the recommendations of the design theory and practice of fragmentation munitions.

Однако для корпусов боеприпасов, изготовленных высокопроизводительной объемной штамповкой, в процессе которой формируются многогранные рифли поперечных канавок, описанных локализаторов разрушения недостаточно для гарантированного дробления оболочки на поражающие элементы заданной массы и конфигурации. Это объясняется анизотропией механических свойств в различных направлениях корпуса по величине, так в поперечном направлении они меньше, чем в продольном, из-за наличия текстуры, кристаллографически ориентированной структуры, поэтому при подрыве таких корпусов получаются осколки удлиненной формы или образуются конгломераты из 2-3 поражающих элементов заданной формы, что резко снижает эффективность основного действия, особенно малокалиберных осколочных боеприпасов. However, for ammunition shells made by high-performance die forging, in which multifaceted grooves of transverse grooves are formed, the described fracture locators are not enough for guaranteed crushing of the shell into damaging elements of a given mass and configuration. This is explained by the anisotropy of the mechanical properties in different directions of the body in magnitude, so in the transverse direction they are less than in the longitudinal, due to the presence of texture, crystallographically oriented structure, therefore, under the explosion of such bodies, elongated fragments are formed or conglomerates of 2-3 striking elements of a given shape, which dramatically reduces the effectiveness of the main action, especially small-caliber fragmentation munitions.

Отмеченный недостаток устранен в осколочном боеприпасе, описанном в патенте RU 2080549, F 42 B 12/24, 1997, заданное дробление оболочки корпуса которого обеспечивается выполнением на внутренней поверхности локализаторов дробления в виде кольцевых поперечных канавок и равнораспределенных многогранных рифлей на их пологой стороне, которые образуют канавку пилообразной формы. Треугольное основание пирамидальных рифлей углублено в оболочку корпуса на ширину поперечных канавок и смещено на полшага относительно рифлей выше- и нижерасположенных канавок. The noted drawback is eliminated in the fragmentation munition described in patent RU 2080549, F 42 B 12/24, 1997, the specified crushing of the shell of which is ensured by performing crushing locators on the inner surface in the form of annular transverse grooves and uniformly distributed polyhedral riffles on their gently sloping side, which form sawtooth groove. The triangular base of the pyramidal riffles is deepened into the shell of the housing by the width of the transverse grooves and is shifted by half a step relative to the riffles of the above- and lower-lying grooves.

Конструктивно оптимизированные поражающие элементы, образующиеся при подрыве известного корпуса, имеют коэффициент формы меньше 1,5 и близок к шарообразной, что повышает их кинетику и эффективность действия. Structurally optimized damaging elements formed during the undermining of a known body have a shape factor of less than 1.5 and are close to spherical, which increases their kinetics and effectiveness.

Недостатком известного корпуса боеприпаса, выбранного по числу совпадающих признаков и технической сущности в качестве наиболее близкого аналога, является технологическая и инструментальная сложность его изготовления многопереходным штампованием, что повышает потребительскую стоимость изделия. The disadvantage of the known shell of the ammunition, selected by the number of matching features and technical essence as the closest analogue, is the technological and instrumental complexity of its manufacture by multi-transition stamping, which increases the consumer cost of the product.

В основу настоящего изобретения положена задача усовершенствования конструкции корпуса осколочного боеприпаса, обеспечив его технологичность в изготовлении при сохранении основных показателей назначения по эффективности поражающего действия. The basis of the present invention is the task of improving the design of the shell of the fragmentation ammunition, ensuring its manufacturability in the manufacture while maintaining the main indicators of destination for the effectiveness of the damaging effect.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном корпусе осколочного боеприпаса, оснащенном локализаторами дробления в виде поперечных и кольцевых пилообразных канавок, выполненных из рядов равнораспределенных треугольных пирамидальных рифлей с вершинами на поверхности каморы и основаниями, углубленными в оболочку корпуса, согласно изобретению перемычка материала корпуса в плоскости оснований рифлей составляет 0,25...0,45 толщины оболочки, а на наружной поверхности корпуса выполнены кольцевые конической формы канавки симметрично треугольным основаниям пирамидальных рифлей пилообразного профиля поверхности каморы глубиной 0,2 от высоты треугольных оснований пирамидальных рифлей. The required technical result is achieved by the fact that in the known case of fragmentation munitions equipped with crushing locators in the form of transverse and circular sawtooth grooves made of rows of equally distributed triangular pyramidal riffles with vertices on the chamber surface and bases deepened in the shell of the shell, according to the invention, a bulkhead material in the plane of the base of the corrugations is 0.25 ... 0.45 of the thickness of the shell, and on the outer surface of the body are made of annular conical shape immetrichno triangular pyramidal bases riffle ramp surface profile depth of the chambers 0,2 of the height of the triangular pyramidal bases riffle.

Выполнение кольцевых канавок на наружной поверхности корпуса позволяет пространственно и технологически разнести локализаторы дробления, разделить их изготовление как по времени, так и инструментально, что проще, производительнее и дешевле в серийном производстве боеприпасов. The implementation of the annular grooves on the outer surface of the casing allows spatial and technological distribution of crushing locators, their manufacture both in time and tool, which is simpler, more productive and cheaper in the serial production of ammunition.

При этом гарантированно обеспечивается заданное дробление оболочки на поражающие элементы необходимой массы и формы, потому что мерное разделение корпуса на кольца происходит при симметричном двухстороннем действии поперечных канавок локализаторов, ослабляющих оболочку корпуса боеприпаса, формируя плоскости сдвига. At the same time, the specified crushing of the shell into damaging elements of the required mass and shape is guaranteed, because the dimensional separation of the shell into rings occurs with the symmetrical bilateral action of the transverse grooves of the localizers, weakening the shell of the munition shell, forming shear planes.

Разрушение колец в продольном направлении происходит по типу многогранного хрупкого отрыва, заданного конфигурацией рифлей. The destruction of the rings in the longitudinal direction occurs as a multifaceted brittle separation, given the configuration of the grooves.

Конические канавки, формируемые токарной обработкой, на наружной поверхности корпуса создают дополнительные концентраторы напряжений и образуют плоскости пластического сдвига, по которым происходит продольное деление оболочки корпуса под воздействием давления газообразных продуктов превращения взрывчатых веществ снаряжения, концентрируемых в пилообразных канавках, где образуется так называемый газовый клин. Conical grooves formed by turning on the outer surface of the casing create additional stress concentrators and form plastic shear planes along which longitudinal division of the casing occurs under the influence of gaseous products of the conversion of explosive equipment of concentrates concentrated in sawtooth grooves, where a so-called gas wedge is formed.

Выбранная глубина наружных кольцевых канавок, во-первых, не оказывает заметного аэродинамического сопротивления набегающему потоку воздуха, а во-вторых, в сумме с симметричными углублениями оснований пирамидальных рифлей изнутри образует перемычки толщиной 0,25...0,45 толщины оболочки корпуса, что согласуется с теорией проектирования осколочных боеприпасов с полуготовыми поражающими элементами и практикой эффективного и надежного их применения. The selected depth of the outer annular grooves, firstly, does not show appreciable aerodynamic resistance to the incoming air flow, and secondly, together with symmetrical recesses of the bases of the pyramidal corrugations from the inside, forms jumpers 0.25 ... 0.45 thick of the shell thickness, which consistent with the theory of designing fragmentation ammunition with semi-finished striking elements and the practice of their effective and reliable use.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи является достаточной для достижения новизны качества, то есть эффекта суммы, не присущего признакам в разобщенности, а не суммы их эффектов. Therefore, each essential feature is necessary, and their combination in a stable relationship is sufficient to achieve the novelty of quality, that is, the effect of a sum that is not inherent in the signs in disunity, and not the sum of their effects.

Сущность изобретения поясняется чертежом, который служит иллюстративным целям и не ограничивает объема притязаний формулы. The invention is illustrated by the drawing, which serves illustrative purposes and does not limit the scope of the claims of the formula.

На фиг. 1 изображена 40 мм подствольная граната. In FIG. 1 shows a 40 mm grenade launcher.

На фиг. 2 изображена стенка оболочки корпуса в поперечном сечении по плоскости основания рифля, где "H" - высота треугольного основания пирамидального рифля 4, "h" - глубина кольцевой канавки 7. In FIG. 2 shows the wall of the casing shell in cross section along the plane of the base of the flute, where "H" is the height of the triangular base of the pyramidal flute 4, "h" is the depth of the annular groove 7.

Корпус гранаты имеет оболочку 1, в камору которой запрессовано взрывчатое вещество 2 и завинчен взрыватель 3. На внутренней поверхности оболочки 1 толщиной 4,5 мм поперечными рядами выполнены совмещаемые последовательно рифли 4 пирамидальной формы с треугольным основанием, углубленным вершиной внутрь оболочки 1 на глубину 2,1...2,8 мм, причем вершины пирамидальных рифлей 4 расположены на поверхности каморы корпуса. При этом образуется пилообразный профиль поверхности каморы как в продольном, так и в поперечном сечениях оболочки 1: ломаные канавки создают переменную толщину оболочки 1 в обоих направлениях. The grenade body has a shell 1, in the chamber of which an explosive substance 2 is pressed in and a fuse 3 is screwed. On the inner surface of the shell 1 with a thickness of 4.5 mm, transverse rows of consecutive corrugations 4 are made of a pyramidal shape with a triangular base recessed with a vertex inside the shell 1 to a depth of 2 1 ... 2.8 mm, with the tops of the pyramidal corrugations 4 located on the surface of the chamber body. In this case, a sawtooth profile of the chamber surface is formed both in the longitudinal and in the cross sections of the shell 1: the broken grooves create a variable thickness of the shell 1 in both directions.

Граната включает метательный заряд 5 и ведущее устройство 6, выполненное на корпусе, по наружной поверхности которого равно распределены поперечные канавки 7 конической формы, симметрично расположенные углублениям оснований пилообразного профиля рифлей 4 на внутренней поверхности оболочки 1. Канавки 7 имеют глубину 0,4...0,6 мм и угол при вершине 30^o.The grenade includes a propelling charge 5 and a master device 6, made on the housing, on the outer surface of which the transverse grooves 7 of the conical shape are equally distributed symmetrically located to the recesses of the bases of the sawtooth profile of the corrugations 4 on the inner surface of the shell 1. The grooves 7 have a depth of 0.4 ... 0.6 mm and the angle at the apex of 30 ^o .

Корпус гранаты из низкоуглеродистой стали получают объемным холодным деформированием в многопозиционных штампах поэтапным выдавливанием призматическим пуансоном с радиальными выступами треугольного сечения. The grenade body made of low-carbon steel is obtained by volumetric cold deformation in multi-position dies by phased extrusion by a prismatic punch with radial protrusions of a triangular section.

Высота рифлей 4 равна шагу поперечных канавок 7 - 4,7 ± 0,4 мм при ширине оснований рифлей 4 в 12^o. Толщина оболочки 1 на уровне канавок 7 составляет 1,1...2,0 мм (0,25...0,45 толщины оболочки 1). Основания рифлей 4 совмещены с вершинами соседних рифлей 4 нижерасположенных рядов, то есть в шахматном порядке, образуя сотовую конструкцию.The height of the grooves 4 is equal to the pitch of the transverse grooves 7 - 4.7 ± 0.4 mm with a width of the bases of the grooves 4 in 12 ^o . The thickness of the shell 1 at the level of the grooves 7 is 1.1 ... 2.0 mm (0.25 ... 0.45 of the thickness of the shell 1). The base of the flutes 4 are aligned with the vertices of adjacent flutes 4 of the lower rows, that is, in a checkerboard pattern, forming a honeycomb structure.

Толщина корпуса между канавками 4 и 7 больше 0,45 толщины оболочки 1 не гарантирует разделение ее по заданной геометрии профиля, потому что вырождается действие так называемого газового клина продуктов детонации взрывчатого вещества 2. The thickness of the body between the grooves 4 and 7 is more than 0.45 of the thickness of the shell 1 does not guarantee its separation according to the given profile geometry, because the action of the so-called gas wedge of explosive detonation products 2 degenerates.

Толщина корпуса меньше 0,25 толщины оболочки 1 не обеспечивает его конструкционной прочности при выстреле и может быть причиной преждевременного разрыва, что исключает получение необходимого поля разлета с заметно меньшей скоростью осколков, блокирующихся в группы, то есть боеприпас функционально ненадежен. The thickness of the shell is less than 0.25 of the thickness of the shell 1 does not provide its structural strength when fired and can cause premature rupture, which eliminates the necessary field of expansion with a significantly lower speed of fragments blocked in groups, that is, the ammunition is functionally unreliable.

Металл оболочки 1 корпуса при ступенчатом последовательном деформировании заполняют шлицы пуансона, образуя углубления в виде треугольной пирамиды. Наклон стенки канавки 4 происходит перемещением конической части полуфабриката на наружной поверхности при деформировании корпуса в матрице без центральной оправки, формируя пирамидальный профиль с вершиной на поверхности каморы. The metal of the shell 1 of the housing during step sequential deformation is filled with the slots of the punch, forming a recess in the form of a triangular pyramid. The inclination of the wall of the groove 4 occurs by moving the conical part of the semi-finished product on the outer surface when the body is deformed in the matrix without a central mandrel, forming a pyramidal profile with an apex on the surface of the chamber.

Для создания зоны излома рифли 4 соседних канавок последовательно смещены на полшага вокруг оси оболочки 1, а вершины углублений оснований нагартованы пластической деформацией, изменяющей структуру материала в зоне разрушений. To create a fracture zone, the corrugations of 4 adjacent grooves are sequentially shifted by a half step around the axis of the shell 1, and the tops of the recesses of the bases are plastered with plastic deformation that changes the structure of the material in the fracture zone.

Затем на наружной поверхности оболочки 1 гребенкой за один проход нарезают на токарном автомате конические канавки 7 с углом при вершине 30^o и глубиной 0,5...0,7 мм на уровне углублений оснований рифлей 4.Then on the outer surface of the shell 1 with a comb, in one pass, conical grooves 7 are cut on a lathe with an angle at the apex of 30 ^° and a depth of 0.5 ... 0.7 mm at the level of the recesses of the corrugations 4.

Пилообразный профиль внутренней поверхности оболочки 1, образованный рядами пирамидальных рифлей 4, и симметричные им кольцевые канавки 7 на наружной ее поверхности формируют переменную толщину оболочки 1 для создания условий заданного дробления по ослабленным сечениям энергией продуктов детонации взрывчатого вещества 2. При детонации взрывчатого вещества 2 корпус раздувается под действием газообразных продуктов превращения, давление которых воздействует на грани рифлей 4 и разрывает оболочку 1 по ослабленным канавками 7 и пилообразным внутренним профилем сечениям на осколки заданной формы и массы. A sawtooth profile of the inner surface of the shell 1, formed by rows of pyramidal corrugations 4, and symmetrical ring grooves 7 on its outer surface form a variable thickness of the shell 1 to create conditions for a given crushing by weakened sections by the energy of the products of detonation of explosive 2. When detonation of explosive 2, the body inflates under the action of gaseous transformation products, the pressure of which acts on the edges of the corrugations 4 and breaks the shell 1 along the weakened grooves 7 and sawtooth inner profile sections to a predetermined shape and mass of the fragments.

Испытания на осколочность проводились согласно ГОСТ В 25430-82 в бронеяме с уловителями из опилок. Shatter tests were carried out according to GOST B 25430-82 in an armored tank with sawdust traps.

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).

Результаты сравнительных испытаний на осколочность предложенной в изобретении и штатной конструкций корпусов боеприпасов приведены в таблице. The results of comparative tests for fragmentation proposed in the invention and the standard design of the shells of ammunition are given in the table.

Наличие перепада по толщине оболочки 1 между вершинами рифлей 4 и углубленными их основаниями в параллельно расположенных рядах пилообразного профиля каморы в совокупности с симметричными кольцевыми канавками 7 на наружной поверхности оболочки 1 позволило устранить образование блоков из нескольких осколков при дроблении и получать поражающие элементы близкой к шаровой форме заданной средней массой 0,42 г. The presence of a difference in the thickness of the shell 1 between the tops of the flutes 4 and their deepened bases in parallel rows of the sawtooth profile of the chamber together with symmetrical annular grooves 7 on the outer surface of the shell 1 eliminated the formation of blocks of several fragments during crushing and to obtain damaging elements close to spherical shape predetermined average weight of 0.42 g.

Испытания предложенной конструкции гранаты подтвердили повышение эффективности осколочного действия сравнительно с аналогами и штатной конструкцией, так количество полезных осколков массой более 0,25 Г увеличилось в 1,4 раза (199/147). Tests of the proposed design of the grenade confirmed an increase in the fragmentation efficiency compared to the analogs and standard design, so the number of useful fragments weighing more than 0.25 G increased 1.4 times (199/147).

Совокупность отличительных признаков позволила сформировать оболочку 1 корпуса переменной толщины в продольном и поперечном направлениях за счет оптимизации геометрии и месторасположения локализаторов разрушения - канавок 4 и 7, определяющих характер заданного разделения оболочки 1 на осколки требуемых формы и массы, необходимой кинетики. The combination of distinctive features made it possible to form shell 1 of the shell of variable thickness in the longitudinal and transverse directions due to the optimization of the geometry and location of the fracture locators - grooves 4 and 7, which determine the nature of the specified separation of the shell 1 into fragments of the required shape and mass, necessary kinetics.

Последовательное и раздельное изготовление различных канавок - локализаторов дробления оболочки с противных ее поверхностей на разном обрабатывающем оборудовании существенно упростило технологию и позволило снизить себестоимость изделий. The sequential and separate production of various grooves - localizers of crushing the shell from its opposite surfaces on different processing equipment significantly simplified the technology and allowed to reduce the cost of products.

Сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого явным образом изобретение не следует для специалиста по боеприпасам, с учетом того, что серийное изготовление этих корпусов боеприпасов возможно на действующих предприятиях, позволил сделать вывод о соответствии его критериям патентоспособности. A comparative analysis of the proposed technical solution with the identified analogues of the prior art, from which the invention does not explicitly follow for an ammunition specialist, given that serial production of these ammunition cases is possible at existing enterprises, made it possible to conclude that its patentability criteria are met.

Claims

Shell fragmentation ammunition, equipped with crushing locators in the form of transverse and circular sawtooth grooves made of rows of equally distributed triangular pyramidal riffles with peaks on the chamber surface and bases deepened in the shell of the shell, characterized in that the bulkhead material in the plane of the riffle bases is 0.25 - 0.45 thickness of the shell, and on the outer surface of the body are made annular conical grooves symmetrically to the triangular bases of the pyramidal grooves of the saw Nogo surface profile depth of the chambers 0,2 of the height of the triangular pyramidal bases riffle.