RU2625056C1

RU2625056C1 - Invisible projectile

Info

Publication number: RU2625056C1
Application number: RU2016114684A
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Рогов
Priority date: 2016-04-15
Filing date: 2016-04-15
Publication date: 2017-07-11

Abstract

FIELD: weaponry and ammunition supplies.

SUBSTANCE: projectile contains a body, detonator and explosive, while the body is made of ceramics, around which concentric layers of stretched parallely underlying fibers are wound. Layer by layer the fibers are oriented at an angle of 0°, +45, -45° to the longitudinal axis of the projectile, fastened to each other by means of a polymeric binder, the fibers have a cross-section in the shape of an equilateral triangle, with the cross-sectional area of the fibers reducing layer by layer in the direction of the axis of the projectile and adjacent fibres being in contact with each other through facing edges. The body can be made from quartz, nitride or oxide ceramic materials and glass or basalt fibers can be used.

EFFECT: creation of a projectile with sufficient strength and improved high-explosive fragmentation characteristics.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к артиллерийским снарядам, выстреливаемым из ствола орудия и невидимым для радиорадаров. Изобретение относится, в том числе к управляемым ракетам с отделяемой боевой частью, боеголовку которых можно рассматривать как снаряд.The invention relates to ammunition, in particular to artillery shells fired from the gun’s barrel and invisible to radio radars. The invention relates, inter alia, to guided missiles with a detachable warhead, the warhead of which can be considered as a shell.

Известны классические снаряды, корпусы которых выполнены из металла (Патент РФ №2206053, F41B 5/02, 2002 г., Патент РФ №2086900, F42B 14/02, 1977 г.). В процессе полета такие снаряды отражают радиоволны, что позволяет их на подлете к цели обнаружить и уничтожить. Такая проблема стала актуальной в связи с развитием локаторов с фазированной решеткой, способных распознавать малоразмерные цели на больших дистанциях, и созданием боевых лазеров, способных уничтожать на лету даже малоразмерные цели. Поэтому возникла задача сделать снаряд невидимый для радиолокаторов.Classical shells are known whose bodies are made of metal (RF Patent No. 2206053, F41B 5/02, 2002, RF Patent No. 2086900, F42B 14/02, 1977). During the flight, such shells reflect radio waves, which allows them to be detected and destroyed on approach to the target. This problem has become urgent in connection with the development of phased array locators capable of recognizing small targets at long distances, and the creation of combat lasers capable of destroying even small targets on the fly. Therefore, the task arose of making the shell invisible to radars.

Наиболее близким аналогом является снаряд, содержащий корпус, взрыватель и взрывчатое вещество, корпус которого выполнен из радиопрозрачного композитного материала (Патент России №2522342, F42B 12/00, 2014 г.). Необходимо отметить, что большинство композитных материалов хорошо работают на сжатие и очень плохо на растяжение. В этом случае фугасные характеристики такого снаряда будут весьма скромными, поскольку в первые же мгновения взрыва взрывчатого вещества корпус снаряда просто развалится. Корпус может растрескаться еще в момент самого выстрела.The closest analogue is a projectile containing a shell, fuse and explosive, the shell of which is made of radiolucent composite material (Russian Patent No. 2522342, F42B 12/00, 2014). It should be noted that most composite materials work well in compression and very poorly in tension. In this case, the high-explosive characteristics of such a projectile will be very modest, because in the very first moments of the explosion of an explosive, the shell of the shell will simply fall apart. The case may crack even at the moment of the shot itself.

Техническим результатом изобретения является создание артиллерийского снаряда, обладающего достаточной прочностью и высокими осколочно-фугасными характеристиками.The technical result of the invention is the creation of an artillery shell with sufficient strength and high high-explosive fragmentation characteristics.

Технический результат достигается тем, что снаряд содержит корпус, взрыватель и взрывчатое вещество, при этом корпус выполнен из керамики, на которую намотаны концентричные слои растянутых параллельно лежащих волокон, ориентированных послойно под углом 0°, +45°, -45° к продольной оси снаряда, скрепленных между собой посредством полимерного связующего, волокна выполнены с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника, при этом площадь поперечного сечения волокон уменьшается послойно в направлении от оси снаряда, а соседние волокна контактируют между собой взаимообращенными гранями. Кроме того, корпус может быть выполнен из кварцевой, нитридной или оксидной керамики и могут использоваться стеклянные или базальтовые волокна.The technical result is achieved in that the shell contains a shell, fuse and explosive, while the shell is made of ceramic, on which are wound concentric layers of parallel fibers stretched in parallel, oriented layerwise at an angle of 0 °, + 45 °, -45 ° to the longitudinal axis of the shell bonded together by means of a polymeric binder, the fibers are made with a cross section in the form of an equilateral triangle, while the cross-sectional area of the fibers decreases in layers from the axis of the projectile, and the adjacent fibers on contact with each other by reversed faces. In addition, the housing may be made of quartz, nitride or oxide ceramics and glass or basalt fibers may be used.

Технический результат достигается за счет того, что во время выстрела обмотка из волокон контактирует с внутренней поверхностью ствола орудия и не дает корпусу снаряда разрушаться. Избыточное давление растянутых слоев волокон сжимает керамический корпус снаряда с большой силой. При полете снаряд невидим для радаров и не может быть замеченным. При встрече с целью происходит детонация взрывчатого вещества, размещенного в корпусе снаряда, но разрыв корпуса на осколки происходит только в последний момент, когда взрывчатое вещество взорвалось в полном объеме.The technical result is achieved due to the fact that during the shot the winding made of fibers is in contact with the inner surface of the gun barrel and does not allow the shell of the shell to collapse. The excess pressure of the stretched layers of fibers compresses the ceramic shell of the projectile with great force. When flying, the projectile is invisible to radar and cannot be seen. When meeting the target, detonation of the explosive placed in the shell of the shell occurs, but the shell breaks into fragments only at the last moment when the explosive exploded in full.

На рис. 1 представлен общий вид снаряда, на рис. 2 - разрез А-А на рис. 1.In fig. 1 shows a general view of the projectile, in Fig. 2 - section AA in Fig. one.

Снаряд содержит корпус 1 с взрывателем 2. В корпусе 1 размещено взрывчатое вещество 3. На корпус 1 намотаны концентричные слои растянутых параллельно лежащих волокон 4, ориентированных послойно под углом 0°, +45°, -45° к продольной оси снаряда, скрепленных между собой посредством полимерного связующего, например эпоксидной смолы, полиэфирной и др. Волокна 4 выполнены с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника, при этом площадь поперечного сечения волокон 4 уменьшается послойно в направлении от оси снаряда, а соседние волокна контактируют между собой взаимообращенными гранями. Снаряд выполнен из радиопрозрачного материала. Взрывчатое вещество 3 может быть зажигательного, фугасного, объемно-детонирующего и др. действия.The projectile contains a housing 1 with a fuse 2. An explosive 3 is placed in the housing 1. Concentric layers of elongated parallel fibers 4 are wound around the housing 1, layered in layers at an angle of 0 °, + 45 °, -45 ° to the longitudinal axis of the projectile, fastened together by means of a polymeric binder, for example, epoxy, polyester, etc. Fibers 4 are made with a cross section in the form of an equilateral triangle, while the cross-sectional area of the fibers 4 is reduced layer by layer in the direction from the projectile axis, and adjacent fibers are Editin vzaimoobraschennymi interconnected facets. The shell is made of radiolucent material. Explosive 3 can be incendiary, high explosive, volume-detonating, and other actions.

Корпус 1 может быть выполнен из кварцевой, нитридной или оксидной керамики. В качестве волокон 4 используются стеклянные или базальтовые волокна.The housing 1 may be made of quartz, nitride or oxide ceramics. As fibers 4, glass or basalt fibers are used.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В момент выстрела может быть использовано как гладкоствольное, так и нарезное орудие. При необходимости снаряд может быть размещен в контейнере. Придание вращения снаряду вокруг своей продольной оси может быть осуществлено за счет нарезов ствола или за счет контейнера. На всем участке полета снаряд является невидимым для радаров и других средств обнаружения. Поскольку керамика имеет меньшую плотность по сравнению с металлом, то общий вес снаряда будет меньше стального и он гарантированно будет лететь со сверхзвуковой скоростью и обладать достаточно высокой кинетической энергией. При встрече с целью сработает взрыватель, который может быть мгновенного действия или с задержкой. Взрыватель мгновенного действия может быть использован, например, в зажигательных снарядах, когда подрыв взрывчатого вещества должен происходить в момент соприкосновения с целью. Взрыватель с задержкой позволяет активировать взрывчатое вещество после прохождения снарядом слоя брони. При встрече снаряда с легкобронированной целью (бронетранспортер, катер береговой охраны, ракетная пусковая установка, надстройка и корпус транспорта, корабля и др.) снаряд пробивает броню и взрывается внутри боевого отделения, нанося поражение керамическими осколками, фугасным и зажигательным действием взрывчатого вещества.At the time of the shot, both a smoothbore and a rifled gun can be used. If necessary, the projectile can be placed in the container. Giving the rotation of the projectile around its longitudinal axis can be carried out by rifling the barrel or by the container. Throughout the flight, the projectile is invisible to radar and other means of detection. Since ceramics has a lower density compared to metal, the total weight of the projectile will be less than steel and it will be guaranteed to fly at supersonic speed and have a sufficiently high kinetic energy. When meeting with a target, a fuse will fire, which can be instantaneous or delayed. An instant fuse can be used, for example, in incendiary shells, when the explosive should be detonated at the moment of contact with the target. The fuse with a delay allows you to activate the explosive after passing the shell layer of armor. When a projectile meets a lightly armored target (armored personnel carrier, coast guard boat, missile launcher, superstructure and hull of a transport, ship, etc.), the projectile breaks through the armor and explodes inside the fighting compartment, inflicting damage with ceramic fragments, high-explosive and incendiary explosives.

Слои волокон 4 с треугольным профилем поперечного сечения (в виде равностороннего треугольника), контактирующие между собой взаимообращенными гранями, позволяют создать «плотную упаковку» с минимальным содержанием связующего (не более 5% по весовому составу). Расположение слоев волокон поочередно послойно под углом 0°, +45°, -45° к продольной оси снаряда позволяет снаряду хорошо воспринимать продольные и касательные напряжения, создавая при этом колоссальное давление сжатия керамического корпуса 1, не позволяя ему преждевременно разрушиться в момент выстрела или при соприкосновении с целью. Разрушение снаряда возможно только при взрыве взрывчатого вещества 3 (при его полной детонации). Уменьшение площади поперечного сечения волокон послойно в направлении от оси снаряда позволяет наружную поверхность снаряда выполнить с высоким качеством с отсутствием геометрических погрешностей (волн на поверхности, некруглости и т.д.). Количество слоев зависит от калибра снаряда и может достигать от нескольких десятков до сотен. Толщина волокна может изменяться послойно от 24 до 7 мкм, поэтому на корпусе может быть размещено не менее ста слоев в зависимости от калибра снаряда. Корпус снаряда может быть выполнен из кварцевой, нитридной или оксидной керамики, которые по своим физико-механическим характеристикам превосходят металлы и обладают хорошей радиопрозрачностью. В качестве волокон могут быть использованы стеклянные или базальтовые, обладающие низкой стоимостью, радиопрозрачностью и высокими физико-механическими характеристиками. В качестве полимерного связующего может быть использована эпоксидная или полиэфирная смола. Взрыватель выполнен из радиопрозрачного материала (керамика, ситаллы, стеклопластик, органопластик и др.).Layers of fibers 4 with a triangular cross-sectional profile (in the form of an equilateral triangle), contacting each other by mutually inverted faces, allow you to create a “tight packaging” with a minimum binder content (not more than 5% by weight). The location of the fiber layers alternately in layers at an angle of 0 °, + 45 °, -45 ° to the longitudinal axis of the projectile allows the projectile to well perceive the longitudinal and tangential stresses, while creating tremendous compression pressure of the ceramic body 1, not allowing it to prematurely collapse at the time of the shot or contact with the target. The destruction of the projectile is possible only with the explosion of explosive 3 (with its full detonation). Reducing the cross-sectional area of the fibers in layers in the direction from the axis of the projectile allows the outer surface of the projectile to be performed with high quality with no geometric errors (waves on the surface, non-circularity, etc.). The number of layers depends on the caliber of the projectile and can reach from several tens to hundreds. The fiber thickness can vary in layers from 24 to 7 microns, so at least a hundred layers can be placed on the body, depending on the caliber of the projectile. The shell of the projectile can be made of quartz, nitride or oxide ceramics, which in their physicomechanical characteristics are superior to metals and have good radio transparency. Glass or basalt fibers with low cost, radio transparency and high physical and mechanical characteristics can be used as fibers. As the polymer binder, an epoxy or polyester resin can be used. The fuse is made of radiolucent material (ceramics, glass, fiberglass, organoplastic, etc.).

Claims

1. An invisible projectile comprising a body, fuse and explosive made of radiolucent material, characterized in that the body is made of ceramic, on which concentric layers of parallel fibers stretched in parallel, oriented layerwise at an angle of 0 °, + 45º, -45º are wound to the longitudinal axis of the projectile, bonded together by means of a polymer binder, while the fibers are made with a cross section in the form of an equilateral triangle, the cross-sectional area of which decreases in layers in the direction from B projectile, while adjacent fibers are in contact with each other vzaimoobraschennymi faces.

2. The projectile according to claim 1, characterized in that the casing is made of quartz, nitride or oxide ceramics.

3. The projectile according to claim 1, characterized in that glass or basalt fibers are used.