RU2777720C2 - Bullet with reactive launched cartridge - Google Patents

Bullet with reactive launched cartridge Download PDF

Info

Publication number
RU2777720C2
RU2777720C2 RU2020139531A RU2020139531A RU2777720C2 RU 2777720 C2 RU2777720 C2 RU 2777720C2 RU 2020139531 A RU2020139531 A RU 2020139531A RU 2020139531 A RU2020139531 A RU 2020139531A RU 2777720 C2 RU2777720 C2 RU 2777720C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cartridge
bullet
reactive
expelling
accelerating
Prior art date
Application number
RU2020139531A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020139531A (en
Inventor
Павел Владиславович Пивень
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный университет"
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный университет"
Publication of RU2020139531A publication Critical patent/RU2020139531A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2777720C2 publication Critical patent/RU2777720C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: armament.
SUBSTANCE: invention relates to the field of armament, namely to a bullet with a reactive launched cartridge. The bullet is connected by means of a bouncing cartridge to a reactive accelerating cartridge, along the axis of symmetry of which a rod fixed in the bottom part of the bouncing cartridge passes, on which fuel checkers sequentially strung on each other are located, made of components with a different combustion speed, pressed in the form of tubes, with a sequentially changing diameter, the inner surface of which is coated with a combustible composition, fixed by an aerodynamically profiled support element mounted on the above-mentioned rod, passing further through the Laval nozzle, in the area of a diffusor of which, on the rod, there is a structural element of a streamlined shape, having a lentil or rhomboid shape in the longitudinal section. The reactive accelerating cartridge has holes. Between the inner surface of a case of the reactive accelerating cartridge and fuel checkers, there is a gap fixed by transverse easily combustible partitions. The bouncing cartridge is equipped with a bouncing charge initiator. In the bouncing cartridge, there is a piston actuated by the bouncing charge, the upper part of which corresponds in a shape to a tail of the bullet. A bouncing cartridge case is made in the upper part in the form of aerodynamically profiled lobes in the form of prongs embracing the bullet. Lobes at a site of maximum bending of side surfaces rest on the inner surface of the case of the reactive accelerating cartridge.
EFFECT: increase in a bullet range due to reduction in aerodynamic resistance.
8 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области огнестрельного оружия, в частности, к боеприпасам с использованием реактивной тяги.The invention relates to the field of firearms, in particular to ammunition using jet propulsion.

Известен Патрон с реактивной пулей (патент RU №2 372 581 С1, опублик. 10.11.2009 Бюл. №31) включающий гильзу с капсюлем и пулю имеющую сопло с внутренней полостью, в которой находится метательный заряд, состоящий из нескольких частей, имеющих различную скорость горения, размещенных последовательно, вдоль оси симметрии пули. Данная пуля имеет внутреннюю полость, в которой находится метательный заряд, и отверстие в виде сопла. Недостатком данной пули является то, что при выгорании частей метательного заряда, при таком варианте их размещения, хвостовая часть пули становится легче, значительно смещается центр масс пули, что приводит к ухудшению ее баллистики, снижению кучности стрельбы.Known Cartridge with a jet bullet (patent RU No. 2 372 581 C1, published on November 10, 2009 Bull. No. 31) including a cartridge case with a primer and a bullet having a nozzle with an internal cavity in which there is a propellant charge, consisting of several parts having different speeds combustion, placed sequentially along the axis of symmetry of the bullet. This bullet has an internal cavity in which the propellant is located, and a hole in the form of a nozzle. The disadvantage of this bullet is that when parts of the propellant charge burn out, with this variant of their placement, the tail of the bullet becomes lighter, the center of mass of the bullet is significantly shifted, which leads to a deterioration in its ballistics, a decrease in the accuracy of fire.

Также, известен управляемый активно-реактивный снаряд с прямоточным воздушно-реактивным двигателем, запускаемым при воспламенении топлива пороховыми газами, образующимися при выстреле, разработанный компанией Nammo, имеющий подвижные рули управления в его передней части и неподвижные стабилизаторы в его задней части.Also known is a guided active-rocket projectile with a ramjet engine, launched when the fuel is ignited by powder gases generated during firing, developed by Nammo, having movable control rudders in its front part and fixed stabilizers in its rear part.

(The biggest invention since the jet engine [электронный ресурс]. - URL: https://www.mynewsdesk.com/no/nammo/new/the-biggest-invention-since-the-jet-engine-384591(The biggest invention since the jet engine [electronic resource]. - URL: https://www.mynewsdesk.com/no/nammo/new/the-biggest-invention-since-the-jet-engine-384591

(дата обращения 17.03.2020)). Недостатком является дополнительное аэродинамическое сопротивление от выступающих аэродинамических поверхностей - рулей и стабилизаторов, а также то, что конструкция двигателя данного снаряда обуславливает, что на малых высотах он будет работать с перерасширением, а на больших высотах - с недорасширением реактивной струи, с образованием скачков уплотнения (на малых высотах), или разрежения (на больших высотах) в области диффузора сопла Лаваля, в результате чего данное сопло будет работать не оптимально.(Date of access 03/17/2020)). The disadvantage is additional aerodynamic drag from protruding aerodynamic surfaces - rudders and stabilizers, as well as the fact that the design of the engine of this projectile determines that at low altitudes it will work with overexpansion, and at high altitudes - with underexpansion of the jet stream, with the formation of shock waves ( at low altitudes), or rarefaction (at high altitudes) in the diffuser area of the Laval nozzle, as a result of which this nozzle will not work optimally.

Известен корректируемый артиллерийский боеприпас «Краснополь», имеющий реактивный двигатель, или донный газогенератор, а также аэродинамические рули, в частности, состоящий на вооружении самоходной гаубицы "Коалиция-СВ", с безгильзовым модульным заряжанием, у которой применяется микроволновое воспламенение метательного заряда. (Двуствольная самоходная артиллерийская установка (гаубица) 2С36 "Коалиция-СВ" [электронный ресурс]. - URL: https://vpk.name/library/f/2c36-koaliciya-sv.html (дата обращения 13.03.2020)).Known corrective artillery ammunition "Krasnopol", having a jet engine, or a bottom gas generator, as well as aerodynamic rudders, in particular, armed with a self-propelled howitzer "Coalition-SV", with caseless modular loading, which uses microwave ignition propellant charge. (Double-barreled self-propelled artillery mount (howitzer) 2S36 "Coalition-SV" [electronic resource]. - URL: https://vpk.name/library/f/2c36-koaliciya-sv.html (accessed 13.03.2020)).

Недостатки. У артиллерийского боеприпаса «Краснополь», как уже и у рассмотренного выше активно-реактивного снаряда, выступающие аэродинамические поверхности - рули, создают дополнительное аэродинамическое сопротивление, что снижает эффективную дальность стрельбы, а установка газогенератора (или реактивного двигателя) уменьшает полезную нагрузку снаряда - вес боевой части.Flaws. In the Krasnopol artillery ammunition, as already in the active-rocket projectile discussed above, protruding aerodynamic surfaces - rudders, create additional aerodynamic resistance, which reduces the effective firing range, and the installation of a gas generator (or jet engine) reduces the payload of the projectile - combat weight parts.

Известен проект BLAM (Barrel Launched Adaptive Munition), по разработке универсальной насадки для головной части пуль и снарядов - системы самонаведения, в которой привод управляемой аэродинамической поверхности, представляющий собой пьезокерамические стержни, расположенные по окружности под острым углом к оси симметрии снаряда, детектор цели, находятся внутри головной части пули (снаряда).The BLAM (Barrel Launched Adaptive Munition) project is known for the development of a universal nozzle for the head of bullets and projectiles - a homing system in which the drive of a controlled aerodynamic surface, which is piezoceramic rods located around a circle at an acute angle to the axis of symmetry of the projectile, a target detector, located inside the head of the bullet (projectile).

(Barrett, Ron. (2011). Adaptive Fight Control Actuators and Mechanisms for Missiles, Munitions and Uninhabited Aerial Vehicles (UAVs). 10.5772/13796. [электронный ресурс]. - URL: https://www.researchgate.net/figure/Barrel-Launched-Adaptive-Munition-BLAM-Configuration-2311-Setback-Accelerations_fig5_221911988 (дата обращения 17.03.2020)). Недостатки. Снаряд разгоняется лишь в канале ствола, как приводится в вышеуказанном патенте RU №2 372 581 С1, такой принцип разгона дает КПД не более 30% от всей использованной энергии заряда, при этом, пьезокерамические стержни подвергаются резким критическим пиковым нагрузкам, отчего они могут повреждаться, что может повлиять на управляемость снаряда.(Barrett, Ron. (2011). Adaptive Fight Control Actuators and Mechanisms for Missiles, Munitions and Uninhabited Aerial Vehicles (UAVs). 10.5772/13796. [electronic resource]. - URL: https://www.researchgate.net/figure /Barrel-Launched-Adaptive-Munition-BLAM-Configuration-2311-Setback-Accelerations_fig5_221911988 (Accessed 03/17/2020)). Flaws. The projectile accelerates only in the bore, as given in the above patent RU No. 2 372 581 C1, this acceleration principle gives an efficiency of no more than 30% of the total charge energy used, while the piezoceramic rods are subjected to sharp critical peak loads, which can cause them to be damaged, which can affect the controllability of the projectile.

Задачей настоящего изобретения является создание гиперзвуковой пули (снаряда) с реактивной разгонной гильзой, превосходящей по тактико-техническим характеристикам вышеуказанные аналоги. В частности: повышение дальности полета пули (снаряда) за счет уменьшения аэродинамического сопротивления и инженерно-технических решений, направленных на оптимизацию работы сопла Лаваля. Также, решение задачи уменьшения стоимости боеприпаса при использовании более дешевых, по сравнению с применяемыми у аналогов, материалов.The objective of the present invention is to create a hypersonic bullet (projectile) with a reactive accelerating cartridge case, superior in terms of performance characteristics to the above analogues. In particular: increasing the flight range of a bullet (projectile) by reducing aerodynamic drag and engineering solutions aimed at optimizing the operation of the Laval nozzle. Also, the solution to the problem of reducing the cost of ammunition when using cheaper materials compared to those used by analogues.

Сущность изобретения. Гиперзвуковая пуля (снаряд) 2 соединяющаяся посредством вышибного патрона с реактивной разгонной гильзой, по оси симметрии которой проходит стержень 11, на котором находятся последовательно нанизанные друг на друга топливные шашки 12, прессованные в виде трубок, с последовательно изменяющимся диаметром, фиксируемые аэродинамически профилированным опорным элементом 8, установленном на вышеуказанном стержне 11, проходящим далее сквозь сопло Лаваля 9, в области диффузора которого на стержне 11 имеется конструктивный элемент удобообтекаемой формы 10. При сгорании крайнего слоя ракетного топлива в верхней части реактивной разгонной гильзы освобождаются отверстия, переводящие режим работы ее двигателя из ракетного в воздушно-реактивный. Топливные шашки 12, помимо диаметра, могут отличаться друг от друга тем, что выполнены из компонентов с различной скоростью горения. Между внутренней поверхностью корпуса реактивной разгонной гильзы 1 и топливными шашками 12 может иметься зазор, в который засыпается заряд пороха, фиксируемый поперечными легкосгораемыми перегородками 7. Средством воспламенения 6 вышибного заряда 5 в вышибном может быть пиротехнический замедлитель; механическая дистанционная трубка; электровоспламенитель или электродетонатор, питаемый от теплового химического источника тока, или от термоэлектрической генераторной батареи. Нижняя часть вышибного патрона может иметь конусовидную форму. В вышибном патроне может иметься приводимый в движение вышибным зарядом 5 поршень 4, верхняя часть которого отвечает по форме хвостовой части пули (снаряда) 2. Пуле (снаряду) 2 может быть придана форма волнолета. Внутренние поверхности топливных шашек 12, прессованные в виде трубок, могут быть покрыты порошками металлов, или горючими составами на их основе. Конструктивный элемент удобообтекаемой формы 10, установленный на стержне 11 в области диффузора сопла Лаваля 9, может иметь на поверхности винтообразные нарезы или винтообразные лопасти. Корпус реактивной разгонной гильзы 1 и сопло Лаваля 9, в ее нижней части, могут быть изготовлены из термостойких диэлектриков. Сопло Лаваля 9 реактивной разгонной гильзы может быть изготовлено из металлокерамических материалов. Инициация ракетного топлива может производится его воспламенением расположенными по окружности внутренней поверхности корпуса реактивной разгонной гильзы 1 электровоспламенителями, или электродетонаторами, присоединенными к контактным элементам на внешней поверхности корпуса реактивной гильзы 1; воспламенением пороховыми газами, образующимися при выстреле; микроволновым излучением. Гильза вышибного патрона может быть выполнена в верхней части в виде аэродинамически профилированных лепестков (крапанов) 3, охватывающих пулю (снаряд) 2, при этом, данные лепестки 3, в месте максимального перегиба боковых поверхностей, опираются на внутреннюю поверхность корпуса реактивной разгонной гильзы 1. Стержень 11, проходящий по оси симметрии реактивной разгонной гильзы, может верхним концом фиксироваться в донной части вышибного патрона. Данная пуля (снаряд) 2 может иметь расположенный внутри привод управляемой аэродинамической поверхности и детектор цели (Barrel-Launched Adaptive Munition (BLAM)). Изобретение поясняется чертежами.The essence of the invention. A hypersonic bullet (projectile) 2 connected by means of an expelling cartridge with a reactive booster sleeve, along the axis of symmetry of which a rod 11 passes, on which there are fuel cartridges 12 sequentially strung on top of each other, pressed in the form of tubes, with a successively changing diameter, fixed by an aerodynamically profiled support element 8, installed on the above rod 11, passing further through the Laval nozzle 9, in the area of the diffuser of which on the rod 11 there is a structural element of a streamlined shape 10. When the extreme layer of rocket fuel is burned, holes are released in the upper part of the jet booster sleeve, switching the mode of operation of its engine from rocket to air-jet. Fuel pellets 12, in addition to the diameter, may differ from each other in that they are made of components with different burning rates. There may be a gap between the inner surface of the body of the reactive accelerating sleeve 1 and the fuel checkers 12, into which a charge of gunpowder is filled, fixed by transverse easily combustible partitions 7. The means of ignition 6 of the expelling charge 5 in the expelling charge can be a pyrotechnic retarder; mechanical remote tube; an electric igniter or electric detonator powered by a thermal chemical current source, or from a thermoelectric generator battery. The lower part of the knockout cartridge may have a conical shape. The expelling cartridge may have a piston 4 driven by an expelling charge 5, the upper part of which corresponds to the shape of the tail of the bullet (projectile) 2. The bullet (projectile) 2 can be shaped like a wavelet. The inner surfaces of the fuel pellets 12, pressed in the form of tubes, can be coated with metal powders or combustible compositions based on them. A streamlined structural element 10, mounted on a rod 11 in the area of the diffuser of the Laval nozzle 9, may have helical grooves or helical blades on the surface. The body of the booster sleeve 1 and the Laval nozzle 9, in its lower part, can be made of heat-resistant dielectrics. Laval nozzle 9 jet booster sleeve can be made of cermet materials. The initiation of propellant can be carried out by its ignition by electric igniters located around the circumference of the inner surface of the booster case 1, or by electric detonators connected to the contact elements on the outer surface of the rocket case 1; ignition by powder gases generated during firing; microwave radiation. The sleeve of the expelling cartridge can be made in the upper part in the form of aerodynamically profiled petals (prongs) 3, covering the bullet (projectile) 2, while these petals 3, in the place of maximum inflection of the side surfaces, rest on the inner surface of the body of the booster sleeve 1. The rod 11, passing along the axis of symmetry of the reactive accelerating sleeve, can be fixed with its upper end in the bottom part of the expelling cartridge. This bullet (projectile) 2 may have a controlled airfoil drive located inside and a target detector (Barrel-Launched Adaptive Munition (BLAM)). The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показан продольный разрез гиперзвуковой пули (снаряда) с реактивной отстреливаемой гильзой;In FIG. 1 shows a longitudinal section of a hypersonic bullet (projectile) with a jet fired cartridge case;

На фиг. 2 показан поперечный разрез А-А на фиг. 1 гиперзвуковой пули (снаряда) с реактивной отстреливаемой гильзой,In FIG. 2 shows a cross section A-A in FIG. 1 hypersonic bullet (projectile) with a reactive fired cartridge case,

где: 1 корпус реактивной разгонной гильзы;where: 1 jet accelerating sleeve body;

2 пуля (снаряд);2 bullet (projectile);

3 аэродинамически профилированные лепестки (крапаны) гильзы вышибного патрона, охватывающие пулю (снаряд);3 aerodynamically profiled petals (prongs) of the expelling cartridge case, covering the bullet (projectile);

4 поршень вышибного патрона;4 expelling cartridge piston;

5 вышибной заряд;5 expelling charge;

6 средство воспламенения (инициации) вышибного заряда в вышибном патроне;6 means of ignition (initiation) of the expelling charge in the expelling cartridge;

7 поперечные легкосгораемые перегородки;7 transverse combustible partitions;

8 аэродинамически профилированный опорный элемент;8 aerodynamically profiled support element;

9 сопло Лаваля;9 Laval nozzle;

10 конструктивный элемент удобообтекаемой формы;10 a structural element with a streamlined shape;

11 стержень проходящий по оси симметрии реактивной разгонной гильзы;11 rod passing along the axis of symmetry of the reactive accelerating sleeve;

12 топливные шашки.12 fuel checkers.

Согласно изобретению (фиг. 1-2), гиперзвуковая пуля (снаряд) 2 соединяется с реактивной разгонной гильзой посредством вышибного патрона, от которой отделяется после выработки ею ракетного топлива, приводящей к прекращению работы ракетного двигателя. По достижении конца разгонного участка полета, срабатывает вышибной патрон, заряд 5 которого инициируется средством воспламенения 6: пиротехническим замедлителем; механической дистанционной трубкой; электровоспламенителем или электродетонатором, питаемым от теплового химического источника тока, или от термоэлектрической генераторной батареи. Данная батарея находится в центре донной части вышибного патрона и ее нагрев осуществляется лишь тогда, когда выгорят крайние слои ракетного топлива, представляющие собой нанизанные друг на друга топливные шашки 12, прессованные в виде трубок, с последовательно изменяющимся диаметром. Данная сборка топливных шашек 12 находится на стержне 11, проходящем по оси симметрии реактивной разгонной гильзы, в нижней части фиксируемые поперечным аэродинамически профилированным (ромбовидным, или чечевицеобразным, в поперечном сечении) опорным элементом 8 в виде крестовины, упирающейся концами на внутренние стенки корпуса реактивной разгонной гильзы 1. Данная крестовина устанавливается на вышеуказанном стержне 11 перед конфузором сопла Лаваля 9, верхняя же часть стержня 11 может быть зафиксирована у дна вышибного патрона, что позволяет обеспечить жесткость конструкции, которую можно повысить, если гильзу вышибного патрона в верхней части выполнить в виде аэродинамически профилированных (ромбовидных, или чечевицеобразных, в поперечном сечении) лепестков (крапанов) 3, охватывающих пулю (снаряд) 2, при этом, данные лепестки 3, в месте максимального перегиба боковых поверхностей, должны опираться на внутреннюю поверхность корпуса реактивной разгонной гильзы 1.According to the invention (Fig. 1-2), a hypersonic bullet (projectile) 2 is connected to a reactive accelerating cartridge case by means of an expelling cartridge, from which it is separated after it has run out of rocket fuel, leading to the termination of the rocket engine. Upon reaching the end of the accelerating section of the flight, the expelling cartridge is activated, the charge 5 of which is initiated by the ignition means 6: a pyrotechnic retarder; mechanical remote tube; an electric igniter or an electric detonator powered by a thermal chemical current source, or from a thermoelectric generator battery. This battery is located in the center of the bottom part of the expelling cartridge and its heating is carried out only when the extreme layers of rocket fuel are burned out, which are fuel pellets 12 strung on top of each other, pressed in the form of tubes, with a successively changing diameter. This assembly of fuel pellets 12 is located on the rod 11, passing along the axis of symmetry of the reactive booster sleeve, in the lower part they are fixed by a transverse aerodynamically profiled (diamond-shaped, or lenticular, in cross section) support element 8 in the form of a cross, resting with its ends on the inner walls of the booster jet housing sleeves 1. This cross is installed on the above rod 11 in front of the confuser of the Laval nozzle 9, while the upper part of the rod 11 can be fixed at the bottom of the expelling cartridge, which makes it possible to ensure structural rigidity, which can be increased if the sleeve of the expelling cartridge in the upper part is made in the form of an aerodynamically profiled (diamond-shaped, or lenticular, in cross section) petals (prongs) 3, covering the bullet (projectile) 2, while these petals 3, in the place of the maximum bend of the side surfaces, must rest on the inner surface of the body of the reactive accelerating sleeve 1.

Такое решение позволяет создать конструкцию твердотопливного прямоточного воздушно-реактивного двигателя с осесимметричным входным устройством, где функцию центрального тела будут выполнять пуля (снаряд) 2, находящаяся в вышибном патроне и расположенная ниже сборка топливных шашек 12, установленная на стержне 11, а входное устройство формируется головной частью пули (снаряда) 2 и стенками корпуса реактивной разгонной гильзы 1. Для обеспечения надежной обтюрации в канале ствола, а также для вывода прямоточного воздушно-реактивного двигателя на рабочую мощность, необходим предварительный разгон реактивной разгонной гильзы в режиме ракетного двигателя. С этой целью предусмотрено, что, отверстия, переводящие режим работы двигателя реактивной разгонной гильзы из ракетного в воздушно-реактивный, освобождаются лишь при сгорании крайнего слоя ракетного топлива. Также, предлагается использовать для изготовления топливных шашек 12, последовательно нанизанных друг на друга, компонентов имеющих различную скорость горения. В качестве твердотопливного ускорителя, при запуске реактивной разгонной гильзы в режиме ракетного двигателя, можно использовать ракетные пороха на коллоидной основе, или смесевые твердые ракетные топлива с двухосновным связующим. Для этого, между внутренней поверхностью корпуса реактивной разгонной гильзы 1 и топливными шашками 12 оставляется зазор, в который засыпается заряд пороха, фиксируемый поперечными легкосгораемыми перегородками 7, препятствующими высыпанию пороха (перегородку 7 в нижней части реактивной разгонной гильзы у входа в сопло Лаваля 9 целесообразно обработать воспламенительным составом, используемым для воспламенения твердых ракетных топлив, наносимым в виде пасты по контуру крайнего слоя топлива (чтобы обеспечить последовательность горения шашек 12)). Что касается топливных шашек 12, прессованных в виде трубок, то, с последовательно изменяющимся диаметром, можно изменять и скорость горения шашек 12, изготовляя их из компонентов, имеющих различную скорость горения. Так, крайнюю топливную шашку 12 можно изготовить из смесевого ракетного топлива с двухосновным связующим, модифицированным эластомером, которое не растрескивается при длительном хранении, а внутренние шашки 12 можно выполнить из композиции на основе диборида и додекаборида алюминия, характеризующейся более высокой скоростью горения и теплотой сгорания.This solution allows you to create a design of a solid-fuel ramjet engine with an axisymmetric input device, where the function of the central body will be performed by a bullet (projectile) 2 located in the expelling cartridge and the assembly of fuel pellets 12 located below, mounted on the rod 11, and the input device is formed by the head part of the bullet (projectile) 2 and the walls of the body of the booster sleeve 1. To ensure reliable obturation in the bore, as well as to bring the ramjet engine to operating power, it is necessary to pre-accelerate the booster sleeve in the rocket engine mode. For this purpose, it is provided that the holes that change the operating mode of the booster sleeve engine from rocket to air-jet are released only when the outermost layer of rocket fuel is burned. Also, it is proposed to use for the manufacture of fuel blocks 12, sequentially strung on top of each other, components having different burning rates. As a solid propellant booster, when launching a reactive booster sleeve in rocket engine mode, colloidal rocket powders or mixed solid propellants with a dibasic binder can be used. For this, a gap is left between the inner surface of the body of the reactive booster sleeve 1 and the fuel checkers 12, into which the charge of gunpowder is poured, fixed by transverse easily combustible partitions 7 that prevent the powder from spilling out (the partition 7 in the lower part of the reactive booster sleeve at the entrance to the Laval nozzle 9, it is advisable to process an igniter composition used to ignite solid rocket propellants, applied as a paste along the contour of the outer layer of fuel (to ensure the sequence of combustion of checkers 12)). As for the fuel pellets 12 pressed into the form of tubes, with a successively changing diameter, it is possible to change the burning rate of the pellets 12, making them from components having different burning rates. Thus, the outermost fuel pellet 12 can be made from mixed propellant with a dibasic binder, modified with an elastomer, which does not crack during long-term storage, and the inner pellets 12 can be made from a composition based on aluminum diboride and dodecaboride, characterized by a higher burning rate and combustion heat.

Коротких, А.Г. Зажигание и горение высокоэнергетических материалов, содержащих алюминий, бор и диборид алюминия / А.Г. Коротких А.Г., В.А. Архипов, И.В. Сорокин, Е.А. Селихова // Химическая физика и мезоскопия, т. 20. - 2018. - №1. - С. 5-14.Korotkikh, A.G. Ignition and combustion of high-energy materials containing aluminum, boron and aluminum diboride / A.G. Korotkikh A.G., V.A. Arkhipov, I.V. Sorokin, E.A. Selikhov // Chemical physics and mesoscopy, vol. 20. - 2018. - No. 1. - S. 5-14.

Запуск ракетного двигателя, например, в случае гипотетического применения представленного изобретения самоходной гаубицей "Коалиция-СВ", с безгильзовым модульным заряжанием, с системой микроволнового воспламенения метательного заряда, может быть выполнен двумя вариантами: использованием для дополнительного разгона безгильзового модульного метательного заряда, при инициации которого образующимися пороховыми газами, проникающими через сопло Лаваля 9 происходит воспламенение находящегося внутри корпуса реактивной разгонной гильзы 1 ракетного топлива; другой вариант заключается в том, что корпус реактивной разгонной гильзы 1 может быть изготовлен из термостойких диэлектриков, например, полиамид-имида (PAI), или полиэфирэфиркетона (РЕЕК), при этом сопло Лаваля 9 может быть выполнено из металлокерамики. Во втором представленном варианте инициация крайнего слоя ракетного топлива может непосредственно производиться системой микроволнового воспламенения метательного заряда гаубицы, без использования дополнительного заряда, микроволновым излучением, проникающим сквозь стенки корпуса реактивной разгонной гильзы 1, а для того, чтобы защитить от преждевременного воспламенения микроволновым излучением нижележащих слоев ракетного топлива, внутренние поверхности топливных шашек 12, прессованные в виде трубок, покрываются порошками металлов, или горючими составами на их основе, экранирующими микроволновое излучение. Для реактивных систем залпового огня предусмотрена инициация ракетного топлива его воспламенением расположенными по окружности внутренней поверхности корпуса реактивной разгонной гильзы 1 электровоспламенителями, или электродетонаторами, присоединенными к контактным элементам на внешней поверхности корпуса реактивной гильзы 1.Starting a rocket engine, for example, in the case of a hypothetical application of the presented invention by a self-propelled howitzer "Coalition-SV", with a caseless modular loading, with a system of microwave ignition of a propellant charge, can be performed in two ways: using a caseless modular propellant charge for additional acceleration, upon initiation of which the resulting powder gases penetrating through the Laval nozzle 9 ignites the propellant inside the body of the rocket booster sleeve 1; another option is that the body of the booster sleeve 1 can be made of heat-resistant dielectrics, for example, polyamide-imide (PAI) or polyetheretherketone (PEEK), while the Laval nozzle 9 can be made of cermet. In the second presented version, the initiation of the extreme layer of rocket fuel can be directly carried out by the microwave ignition system of the howitzer propellant charge, without the use of an additional charge, by microwave radiation penetrating through the walls of the booster case 1, and in order to protect the underlying layers of the missile from premature ignition by microwave radiation. fuel, the inner surfaces of the fuel pellets 12, pressed in the form of tubes, are covered with metal powders, or combustible compositions based on them, shielding microwave radiation. For multiple launch rocket systems, it is provided for the initiation of rocket fuel by its ignition by electric igniters or electric detonators located around the circumference of the inner surface of the rocket cartridge case 1, or electric detonators connected to the contact elements on the outer surface of the rocket cartridge case 1.

По срабатывании двигателя реактивной разгонной гильзы, в ракетном режиме, реактивная струя в области диффузора сопла Лаваля 9, оптимизируется конструктивным элементом удобообтекаемой формы 10, установленном на стержне 11, проходящем по оси симметрии вышеуказанной гильзы. Данный конструктивный элемент 10 (с учетом специфики характера его обтекания, имеет чечевицеобразную, или ромбовидную (предпочтительнее), в продольном сечении, форму), позволяет минимизировать скачки уплотнения (или разряжения) в сверхзвуковой части сопла 9, что увеличивает его тягу. Вышеуказанный элемент может иметь на поверхности винтообразные нарезы, или винтообразные лопасти, за счет обдува которых реактивной струей представленному изобретению придается вращение вокруг продольной оси, что позволяет обеспечить ему гироскопическую стабилизацию. По сгорании крайнего слоя топлива в верхней части реактивной разгонной гильзы освобождаются отверстия, переводящие режим работы ее двигателя из ракетного в воздушно-реактивный. Набегающий поток воздуха обтекает выступающую остроконечную головную часть пули (снаряда) 2 а затем устремляется в кольцевой канал, образованный зазором между вышибным патроном и внутренней поверхностью корпуса реактивной разгонной гильзы 1 (при условия использования вышибного патрона, имеющего в верхней части лепестки (крапаны) 3, охватывающие пулю (снаряд) 2, при этом, данные лепестки 3, в месте максимального перегиба боковых поверхностей должны опираться на внутреннюю поверхность корпуса реактивной разгонной гильзы 1). В результате набегающий поток тормозится и происходит сжатие воздуха, который далее поступает в камеру сгорания (зазор между внутренними стенками корпуса реактивной разгонной гильзы 1 и сборкой топливных шашек 12, установленных на стержне 11), а далее, газообразные продукты сгорания ракетного топлива поступают в сопло Лаваля 9. Сборка топливных шашек 12 в процессе сгорания будет все более и более уменьшать свой диаметр, поэтому, для улучшения процесса обтекания, нижней части вышибного патрона можно придать конусовидную форму. Также, данное решение препятствует преждевременному срабатыванию вышибного патрона от нагревания его сгорающими топливными шашками 12, обеспечивая нагрев лишь центра его донной части.Upon actuation of the booster sleeve engine, in rocket mode, the jet stream in the area of the Laval nozzle diffuser 9 is optimized by a streamlined structural element 10 mounted on a rod 11 passing along the axis of symmetry of the above sleeve. This structural element 10 (taking into account the specifics of the nature of its flow, has a lenticular or diamond-shaped (preferably) shape in longitudinal section), allows minimizing shocks (or rarefaction) in the supersonic part of the nozzle 9, which increases its thrust. The above element may have on the surface helical rifling, or helical blades, due to the jet blowing of which the present invention is given rotation around the longitudinal axis, which allows it to be gyroscopically stabilized. After the combustion of the extreme layer of fuel in the upper part of the booster sleeve, holes are released, transferring the operating mode of its engine from rocket to air-jet. The oncoming air flow flows around the protruding pointed head of the bullet (projectile) 2 and then rushes into the annular channel formed by the gap between the expelling cartridge and the inner surface of the body of the reactive accelerating cartridge case 1 (under the condition of using the expelling cartridge having petals (prongs) 3 in the upper part, covering the bullet (projectile) 2, while these petals 3, in the place of maximum bending of the side surfaces, must rest on the inner surface of the body of the reactive accelerating sleeve 1). As a result, the oncoming flow is decelerated and air is compressed, which then enters the combustion chamber (the gap between the inner walls of the body of the booster sleeve 1 and the assembly of fuel blocks 12 mounted on the rod 11), and then the gaseous combustion products of rocket fuel enter the Laval nozzle 9. The assembly of fuel pellets 12 will decrease its diameter more and more during the combustion process, therefore, in order to improve the flow process, the bottom of the knockout cartridge can be given a conical shape. Also, this solution prevents premature operation of the expelling cartridge from being heated by burning fuel cartridges 12, providing heating of only the center of its bottom part.

Как было рассмотрено выше, по достижении конца разгонного участка полета, пуля (снаряд) 2 отделяется от реактивной разгонной гильзы при срабатывании вышибного патрона, заряд 5 которого инициируется средством воспламенения 6: пиротехническим замедлителем; механической дистанционной трубкой; электровоспламенителем или электродетонатором, питаемым от теплового химического источника тока, или от термоэлектрической генераторной батареи. Если пуля (снаряд) 2 имеют сложную форму хвостовой части, то в вышибном патроне может находиться приводимый в движение вышибным зарядом 5 поршень 4, верхняя часть которого отвечает по форме хвостовой части пули (снаряда) 2, при этом, между пулей 2 и поршнем 4 может находиться винтовая цилиндрическая пружина, обеспечивающая их разъединение по выходу из вышибного патрона.As discussed above, upon reaching the end of the accelerating section of the flight, the bullet (projectile) 2 is separated from the reactive accelerating cartridge case when the expelling cartridge is fired, the charge 5 of which is initiated by the ignition means 6: a pyrotechnic retarder; mechanical remote tube; an electric igniter or an electric detonator powered by a thermal chemical current source, or from a thermoelectric generator battery. If the bullet (projectile) 2 has a complex shape of the tail, then in the expelling cartridge there may be a piston 4 driven by the expelling charge 5, the upper part of which corresponds to the shape of the tail of the bullet (projectile) 2, while between the bullet 2 and the piston 4 there may be a helical coil spring, which ensures their separation at the exit from the knockout cartridge.

Для гиперзвуковых скоростей, для данной пули (снаряда) 2, наиболее оптимальной является форма волнолета, управление которым может осуществляться расположенными внутри его головной части приводом управляемой аэродинамической поверхности и детектором цели (Barrel-Launched Adaptive Munition (BLAM)). Наведение на цель может осуществляться радиолокационно, или подсветкой цели лучом лазера (Barrett, Ron. (2011). Adaptive Fight Control Actuators and Mechanisms for Missiles, Munitions and Uninhabited Aerial Vehicles (UAVs). 10.5772/13796. [электронный ресурс]. - URL: https://www.researchgate.net/figure/Barrel-Launched-Adaptive-Munition-BLAM-Configuration-2311-Setback-Accelerations_fig5_221911988 (дата обращения 17.03.2020)). Используемые для привода управляемой аэродинамической поверхности пьезокерамические стержни хрупки, имеют слабую устойчивость к разрывающим и изгибающим усилиям, но использование реактивного двигателя позволяет значительно уменьшить силу отдачи при выстреле, повышая сохранность их целостности, обеспечивая высокую точность поражения цели.For hypersonic speeds, for a given bullet (projectile) 2, the most optimal is the shape of a waveplane, which can be controlled by a controlled airfoil drive located inside its head and a target detector (Barrel-Launched Adaptive Munition (BLAM)). Targeting can be carried out by radar, or by illuminating the target with a laser beam (Barrett, Ron. (2011). Adaptive Fight Control Actuators and Mechanisms for Missiles, Munitions and Uninhabited Aerial Vehicles (UAVs). 10.5772/13796. [electronic resource]. - URL : https://www.researchgate.net/figure/Barrel-Launched-Adaptive-Munition-BLAM-Configuration-2311-Setback-Accelerations_fig5_221911988 (Accessed 03/17/2020)). The piezoceramic rods used to drive the controlled aerodynamic surface are fragile, have poor resistance to tearing and bending forces, but the use of a jet engine can significantly reduce the recoil force when fired, increasing the safety of their integrity, ensuring high accuracy of hitting the target.

В отличие от аналогов, представленная гиперзвуковая пуля (снаряд) 2, имеющая реактивную разгонную гильзу имеет ряд преимуществ:Unlike analogues, the presented hypersonic bullet (projectile) 2, which has a reactive accelerating cartridge case, has a number of advantages:

• Представленное изобретение обладает двумя режимами работы двигателя реактивной разгонной гильзы: ракетным и воздушно-реактивным.• The presented invention has two modes of operation of the booster cartridge case engine: rocket and air-jet.

• Реактивная струя оптимизируется конструктивным элементом удобообтекаемой формы в области диффузора сопла Лаваля, установленном на стержне, проходящем по оси симметрии реактивной разгонной гильзы, что позволяет минимизировать скачки уплотнения (или разряжения) в сверхзвуковой части сопла, увеличивает его тягу.• The jet stream is optimized by a streamlined structural element in the area of the diffuser of the Laval nozzle, mounted on a rod passing along the axis of symmetry of the jet booster sleeve, which allows minimizing shocks (or rarefaction) in the supersonic part of the nozzle, increasing its thrust.

• Конструктивный элемент удобообтекаемой формы установленный на стержне, проходящем по оси симметрии реактивной разгонной гильзы, может иметь на поверхности винтообразные нарезы, или винтообразные лопасти, за счет обдува которых реактивной струей, представленному изобретению придается вращение вокруг продольной оси, что позволяет обеспечить ему гироскопическую стабилизацию.• A streamlined structural element mounted on a rod passing along the axis of symmetry of the reactive accelerating sleeve may have helical grooves or helical blades on the surface, due to the blowing of which by a jet stream, the invention is given rotation around the longitudinal axis, which allows it to be gyroscopically stabilized.

• Последовательно нанизанные друг на друга топливные шашки, прессованные в виде трубок, с последовательно изменяющимся диаметром, позволяют обеспечить заданные режимы горения разичных твердых ракетных топлив, а при их выгорании, данный вариант компоновки, минимизирует смещение центра масс пули (снаряда).• Consistently strung on top of each other fuel pellets, pressed in the form of tubes, with a successively changing diameter, allow you to provide the specified modes of combustion of various solid rocket fuels, and when they burn out, this layout option minimizes the displacement of the center of mass of the bullet (projectile).

• Предварительный разгон модульными безгильзовыми зарядами, обеспечение разгонного участка полета двигателем реактивной гильзы, придание дополнительного импульса вышибным зарядом, позволяет довести скорость пули (снаряда) до гиперзвуковых значений.• Preliminary acceleration with modular caseless charges, provision of an accelerating section of the flight by the jet cartridge case engine, giving an additional impulse by the expelling charge, allows to bring the speed of the bullet (projectile) to hypersonic values.

Изобретение может быть использовано в качестве боеприпаса для огнестрельного оружия, в том числе, имеющего микроволновую систему воспламенения метательного заряда.The invention can be used as ammunition for firearms, including those having a microwave propellant ignition system.

Claims (8)

1. Пуля, имеющая реактивную разгонную гильзу, отличающаяся тем, что пуля соединяется посредством вышибного патрона с реактивной разгонной гильзой, по оси симметрии которой проходит фиксирующийся в донной части вышибного патрона стержень, на котором находятся последовательно нанизанные друг на друга топливные шашки, выполненные из компонентов с различной скоростью горения, прессованные в виде трубок с последовательно изменяющимся диаметром, внутренняя поверхность которых покрыта горючим составом, фиксируемые аэродинамически профилированным опорным элементом, установленным на вышеуказанном стержне, проходящем далее сквозь сопло Лаваля, в области диффузора которого на стержне имеется конструктивный элемент удобообтекаемой формы, имеющий чечевицеобразную или ромбовидную форму в продольном сечении; реактивная разгонная гильзы имеет отверстия; между внутренней поверхностью корпуса реактивной разгонной гильзы и топливными шашками имеется зазор, фиксируемый поперечными легкосгораемыми перегородками; вышибной патрон снабжен инициатором вышибного заряда, в самом вышибном патроне имеется приводимый в движение вышибным зарядом поршень, верхняя часть которого отвечает по форме хвостовой части пули; гильза вышибного патрона выполнена в верхней части в виде аэродинамически профилированных лепестков в виде крапанов, охватывающих пулю, при этом данные лепестки, в месте максимального перегиба боковых поверхностей, опираются на внутреннюю поверхность корпуса реактивной разгонной гильзы.1. A bullet having a reactive booster sleeve, characterized in that the bullet is connected by means of a knockout cartridge with a reactive booster sleeve, along the axis of symmetry of which there passes a rod fixed in the bottom of the knockout cartridge, on which there are fuel checkers successively strung on top of each other, made of components with different burning rates, extruded in the form of tubes with a successively changing diameter, the inner surface of which is coated with a combustible composition, fixed by an aerodynamically profiled support element mounted on the above rod, passing further through the Laval nozzle, in the diffuser area of \u200b\u200bwhich the rod has a streamlined structural element, having a lenticular or rhomboid shape in longitudinal section; jet accelerating sleeve has holes; there is a gap between the inner surface of the body of the reactive accelerating sleeve and the fuel checkers, which is fixed by transverse easily combustible partitions; the expelling cartridge is equipped with an expelling charge initiator, in the expelling cartridge itself there is a piston driven by the expelling charge, the upper part of which corresponds to the shape of the tail of the bullet; the expelling cartridge sleeve is made in the upper part in the form of aerodynamically profiled petals in the form of prongs covering the bullet, while these petals, in the place of the maximum bend of the side surfaces, rest on the inner surface of the accelerating cartridge casing. 2. Пуля по п. 1, отличающаяся тем, что средство воспламенения вышибного заряда в вышибном патроне представляет собой пиротехнический замедлитель.2. A bullet according to claim 1, characterized in that the means of ignition of the expelling charge in the expelling cartridge is a pyrotechnic retarder. 3. Пуля по п. 1, отличающаяся тем, что инициатором вышибного заряда является механическая дистанционная трубка, либо электровоспламенитель, либо электродетонатор, питаемый от теплового химического источника тока или от термоэлектрической генераторной батареи.3. A bullet according to claim 1, characterized in that the expelling charge is initiated by a mechanical remote tube, or an electric igniter, or an electric detonator powered by a thermal chemical current source or a thermoelectric generator battery. 4. Пуля по п. 1, отличающаяся тем, что нижняя часть вышибного патрона имеет конусовидную форму.4. Bullet according to claim 1, characterized in that the lower part of the expelling cartridge has a conical shape. 5. Пуля по п. 1, отличающаяся тем, что имеет форму волнолета.5. A bullet according to claim 1, characterized in that it has the shape of a wavelet. 6. Пуля по п. 1, отличающаяся тем, что конструктивный элемент удобообтекаемой формы имеет на поверхности винтообразные нарезы или винтообразные лопасти.6. The bullet according to claim 1, characterized in that the streamlined structural element has helical grooves or helical blades on the surface. 7. Пуля по п. 1, отличающаяся тем, что корпус реактивной разгонной гильзы и сопло Лаваля, в ее нижней части, изготовлены из термостойких диэлектриков.7. The bullet according to claim 1, characterized in that the body of the reactive accelerating sleeve and the Laval nozzle, in its lower part, are made of heat-resistant dielectrics. 8. Пуля по п. 1, отличающаяся тем, что сопло Лаваля реактивной разгонной гильзы изготовлено из металлокерамических материалов.8. The bullet according to claim 1, characterized in that the Laval nozzle of the reactive accelerating sleeve is made of cermet materials.
RU2020139531A 2020-12-01 Bullet with reactive launched cartridge RU2777720C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2020139531A RU2020139531A (en) 2022-06-01
RU2777720C2 true RU2777720C2 (en) 2022-08-08

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2107886C1 (en) * 1996-02-16 1998-03-27 Владимир Николаевич Богомазов Cartridge with active-reactive bullet (variants)
RU138948U1 (en) * 2013-11-14 2014-03-27 Вячеслав Иванович Котельников AMMUNITION "SMERCH" FOR FIRING WEAPONS
WO2015068151A1 (en) * 2013-11-07 2015-05-14 Rachlin Felix Accelerator
RU2552406C1 (en) * 2014-06-25 2015-06-10 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" Cartridge for sniper arms
RU191143U1 (en) * 2019-02-04 2019-07-25 Вячеслав Иванович Котельников High-speed ammunition "Target" for firearms

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2107886C1 (en) * 1996-02-16 1998-03-27 Владимир Николаевич Богомазов Cartridge with active-reactive bullet (variants)
WO2015068151A1 (en) * 2013-11-07 2015-05-14 Rachlin Felix Accelerator
RU138948U1 (en) * 2013-11-14 2014-03-27 Вячеслав Иванович Котельников AMMUNITION "SMERCH" FOR FIRING WEAPONS
RU2552406C1 (en) * 2014-06-25 2015-06-10 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" Cartridge for sniper arms
RU191143U1 (en) * 2019-02-04 2019-07-25 Вячеслав Иванович Котельников High-speed ammunition "Target" for firearms

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3962051B2 (en) Barrel assembly
US9823053B1 (en) Solid-fuel ramjet ammunition
US4712465A (en) Dual purpose gun barrel for spin stabilized or fin stabilized projectiles and gun launched rockets
US4539911A (en) Projectile
CN110906806A (en) Outer trajectory end-segment bottom explosion speed-increasing penetration armor-piercing bullet
RU2079096C1 (en) Ammunition for barrel systems
RU2372581C1 (en) Cartridge with jet bullet
US2681619A (en) Rocket projectile
US10571227B2 (en) Countermeasure flares
US3750979A (en) Rocket assisted projectile
RU2525352C1 (en) Round for grenade launcher
KR101609507B1 (en) Range Extension Form Ramjet Propelled Shell
US4073213A (en) Assembly for launching a projectile
EP0622603A1 (en) Launching tube with multi-stage missile propulsion
CN101113882A (en) Bomb body structure capable of reducing shock wave drag of bomb body and method thereof
RU2777720C2 (en) Bullet with reactive launched cartridge
RU2462686C2 (en) Method of increase of range capability of projectile (versions) and device for its implementation
KR102269204B1 (en) Projectile containing ramjet engine
RU2225586C1 (en) Cassette warhead
RU2150074C1 (en) Cartridge with reaction bullet (modifications)
RU2823083C1 (en) Artillery-shooting system for increasing throwing efficiency, methods of throwing and twisting thrown object
US20240344814A1 (en) Bullet System with Multiple Drag-Reducing Capabilities
RU2117235C1 (en) Pulse rocket projectile
US3067685A (en) Supersonic barrel-fired projectiles carrying propulsion units
RU2814053C1 (en) Method of accelerating bullets and multi-section multi-bullet unitary shot for its implementation