UA119815C2 - Боєприпас з електророзрядним запалом для ствольних систем - Google Patents

Abstract

Винахід належить до боєприпасів з елементами електричного ініціювання метального заряду, зокрема боєприпасів з ініціювання метального заряду електричним розрядом. Боєприпас з електророзрядним запалом для ствольных систем доцільно застосовувати у артилерійських системах для безструсового прискореного приведення у дію унітарного боєприпасу (ініціювання метального заряду), ініціювання метального заряду роздільного боєприпасу або викидного заряду з метою підвищення потужності пострілу снаряда під час його ходу по магістралі ствола. Конструкція боєприпасу з електророзрядним запалом для ствольних систем забезпечить у найкоротший час безударне рівномірне від центральної осі стримера іскрового розряду запалювання масиву метального заряду за рахунок створення електричного розряду внаслідок подачі імпульсів електричного струму високої напруги в масив метального заряду, поступове пошарове прогресуюче його згорання та прогресуюче збільшення тиску у просторі розміщення метального заряду, завдяки чому знижується струс боєприпасу та ствольної системи, підвищується потужність метання снаряда, точність попадання снаряда у ціль, збільшується відстані польоту снаряда до цілі. Конструкція може забезпечити зменшення об'єму масиву метального заряду та компенсування метальної потужності заряду (пострілу) за рахунок покращення чинників згорання масиву метального заряду у гільзі боєприпасу, забезпечити щільність заряджання меншого заряду на один літр об'єму камери та одночасно високі показники ініціювання метального заряду. Конструкція боєприпасу забезпечить підвищення початкової (ствольної) швидкості снаряда, тобто підвищення ствольної енергії снаряда. Інші технічні результати (збільшення пробивної спроможності, дальності тощо).

Description

метального заряду, завдяки чому знижується струс боєприпасу та ствольної системи, підвищується потужність метання снаряда, точність попадання снаряда у ціль, збільшується відстані польоту снаряда до цілі. Конструкція може забезпечити зменшення об'єму масиву метального заряду та компенсування метальної потужності заряду (пострілу) за рахунок покращення чинників згорання масиву метального заряду у гільзі боєприпасу, забезпечити щільність заряджання меншого заряду на один літр об'єму камери та одночасно високі показники ініціювання метального заряду. Конструкція боєприпасу забезпечить підвищення початкової (ствольної) швидкості снаряда, тобто підвищення ствольної енергії снаряда. Інші технічні результати (збільшення пробивної спроможності, дальності тощо). 4 5 в З 8 З 9

ЩЕ ганок човні човні онов; Ововой оойовоАійААНААНА; ши шк що А ко з 8 Ес Же ою Кокс А АХ гу й Й ри ж форт Ж де НИНІ ГУ

Б | ї 4 , р ЗОВ БУ не Я НК В я М КАК КН д а і В ни Ку ха 7 , ни В ово ШІ

Фіг. 1

Винахід належить до боєприпасів з елементами електричного ініціювання метального заряду, зокрема боєприпасів з ініціювання метального заряду електричною дугою (плазмою).

Боєприпас електророзрядним запалом для ствольньїх систем з доцільно застосовувати у артилерійських системах для безструсового прискореного приведення у дію унітарного боєприпасу (ініціювання метального заряду), ініціювання метального заряду роздільного боєприпасу або викидного заряду з метою підвищення потужності пострілу снаряда під час його ходу по магістралі ствола.

Відомий боєприпас з електрозапальником і стріллючий пристрій для нього, що містить струмопровідний корпус, виконаний електроіїзольованим від каналу ствола і з можливістю подавання на нього полярності, протилежній до тієї, яка подається на ствол, струмопровідного сердечника, електроіїзольованого від корпусу і виконаного з струмопровідним пружинним контактом або струмопровідним елементом, які виконані з можливістю контактування із стволом, електричний капсуль, сполучений з струмопровідним сердечником і струмопровідним корпусом боєприпасу через струмопровідний корпус газогенератора, вставленого в струмопровідний корпус боєприпасу і обтиснутий зі зменшенням діаметра в задній частина, при цьому корпус газогенератора виконаний з можливістю захисту метальної речовини і електрокапсуля від зовнішньої дії і створення умов для його займання, у задній частині боєприпас містить струмопровідну шайбу з одним або декількома отворами, струмопровідний корпус, виконаний з можливістю знаходження в електроконтакті із стволом, струмопровідний корпус газогенератора, розташовані в передній частині боєприпасу струмопровідного сердечник, електроїзольований від корпусу, і замикаючий електрод, електроіїзольований від корпусу і від струмопровідний сердечника, електричний капсуль і блок управління, розташований в корпусі боєприпасу і сполучений із замикаючим електродом, струмопровідний ствол, в казенній частині якого знаходиться знімний струмопровідний стержень, електроізольований від ствола, і кришка, надіта на ствольну частину ствола з частиною, що входить в ствол, яка по конфігурації повторює задню частину боєприпасу, струмопровідний стержень розташований в деталі, що закриває казенну частину ствола, і електроізольований від неї (Патент Российской Федерации Мо 2344363. Боеприпас с злектровоспламенением (варианть)) и стреляющее устройство для него. Заявка: 200610126/02, 12.01.2006 Е428 5/08

Зо (2006.01), Р41А 21/00 (2006.01) опубл 20.01.2009. Автор(ь): Патентообладатель(и): Плешаков

Николай Александрович (В) - аналогі.

Для ініціювання боєприпасу по стволу або по знімному струмопровідному стержні подається струм. При подаванні електричного імпульсу електричний капсуль нагрівається та запалює метальну речовину, яка при згоранні, створивши певний тиск, розкриває задню частину боєприпасу, після чого гази прориваються в канал ствола і виштовхують боєприпаси.

Недоліком цієї конструкції є те, що запалювання метального заряду здійснюється за рахунок нагрівання струмопровідного матеріалу, після чого матеріали згорає, залишаючи агресивну для ствола речовину. Також недоліком цієї конструкції є її складність і трудомісткість у разі промислового виготовлення. Недоліком аналога є недостатньо ефективне конструктивне рішення, що не дозволяє забезпечити більш високі величини імпульсу тиску.

Найбільш близьким технічним рішенням, як по суті, так і за задачею, що вирішується, яке вибрано за найближчий аналог (прототип), є боєприпас для ствольних систем, що містить, гільзу, снаряд, капсуль, запальник додаткового заряду, метальний заряд, виконаний у вигляді основного і одного або декількох додаткових за снарядом і виконаних з можливістю руху додаткових зарядів уздовж каналу ствола в процесі пострілу, при цьому кожен додатковий заряд сполучений із запалом (ініціатором), а зовнішні поверхні додаткового метального заряду захищені оболонкою, що оберігає від самозаймання, виконаною з можливістю збільшення об'єму внутрішньої порожнини, займаної додатковим зарядом під час його згорання (Патент

Росийскої Федерации Мо 2079096. Боеприпас для ствольньїх систем. Номер заявки: 94012012/02. МПК: Б428 5/16. Изобретатель: Тарасов С.А. Патент опублик. 26.12.2011, 10.05.1997. Патентообладатель(и): Войсковая часть 25840. - прототип)|.

Основним їх недоліком є наднизька температура ініціювання метального заряду, значна тривалість процесу спалахування та горіння метального заряду, недостатнє значення тиску газів для надавання найкращих значень показників балістики і, відповідно, значна тривалість процесу метання снаряду. Коефіцієнт використання метального заряду не досягає своєї максимально можливої величини, внаслідок чого значно знижується швидкість снаряда, що метається. Під час ударного ініціювання метального заряду відбувається струс боєприпасу та ствольної системи, що погіршує точність прицілювання та попадання снаряда у ціль

ІНикифоров Н.Н Артиллерия. Никифоров Н.Н., Туркин П.И., Жеребцов А.А., Галиенко С.Г. бо Артиллерия /Стр. 119-130 Под общ. ред. Чистякова М.Н. - М.: Воениздат МО СССР, 1953.|.

У разі, коли маса метального заряду неоднорідна, зовнішні шари горять швидше за внутрішні. Наприклад, запалювання пороху відбувається у діапазоні температур від 200 "С до 320 "С. Бездимні порохи горять паралельними шарами з однаковою швидкість з усіх боків.

Характер горіння залежить від форми порохових зерен, від їх взаємного розміщення: чим ближче поверхні, що горять, розміщені один до іншого, тим інтенсивніше відбувається горіння.

Зазначені властивості порохів погіршують значення чинників ефективності згорання пороха.

Але, у будь-якому разі необхідно не допустити детонацію метального заряду з метою уникнення розриву ствольної системи та, водночас, забезпечити максимальну потужність метання снаряду.

В основу винаходу поставлено задачу розробити боєприпас з електророзрядним запалом для ствольних систем, який за рахунок зміни конструкції прототипу та введення додаткових елементів забезпечить безударне рівномірне запалювання масиву метального заряду за рахунок створення іскрового електричного розряду, внаслідок подачі імпульсів електричного струму високої напруги в масив метального заряду, завдяки чому знижується струс боєприпасу та ствольної системи під час запалювання масиву метального заряду, підвищиться точність попадання снаряду у ціль. Це спричинить скорочення часу спалахування масиву метального заряду, поступове пошарове прогресуюче його згорання та прогресуюче збільшення тиску у просторі розміщення метального заряду під руху снаряда у каналі ствола, більш високі значення величин імпульсу тиску, що діє на снаряд, завдяки чому підвищується потужність метання снаряду, підвищується початкова (ствольна) швидкість снаряда. Тобто, підвищується ствольна енергія снаряда, збільшується відстань польоту снаряда до цілі та пробивна сила.

Іншим завданням є зменшення об'єму масиву метального заряду та компенсування метальної потужності заряду (пострілу) за рахунок покращення чинників згорання масиву метального заряду у гільзі боєприпасу та у каналі ствола. Зменшити щільність заряджання метального заряду на один літр об'єму камори та одночасно забезпечити високі показники ініціювання метального заряду.

Поставлена задача вирішується тим, що боєприпас з електророзрядним запалом для ствольних систем, що містить гільзу з капсулем, снаряд, запальник, первинний і вторинний метальньій заряд, при цьому капсуль нерухомо закріплено у донній частині гільзи, у капсулі

Зо встановлено запальник, метальньй заряд розміщено у гільзі та герметично закрито закріпленим у гільзі снарядом, згідно з винаходом, гільза додатково містить термостійкий електричний ізолятор, снаряд додатково містить електроди капсуля та снаряда, капсуль електрично ізольовано від гільзи за допомогою термостійкого електричного ізолятора, кінцівки електродів направлені парно одна до іншої, електроди капсуля та снаряду виконано із легсовипарюваного металу, речовина метального заряду всередині покрита легко випарюваним металом, а ззовні - негорючим матеріалом.

Виконання електродів катодів та анодів відповідно із матеріалу з найбільшим потенціалом іонізації забезпечує утворення заряджених електронів та іонів у масиві стримера електричного розряду.

Направлення електродів капсуля та снаряда один до іншого забезпечує формування ствола (стримера) електричного розряду у масиві метального заряду. Виконання складових частин речовини метального заряду різних геометричних розмірів забезпечує прогресуюче спалахування та згорання метального заряду всередині гільзи, відслідковуюче прогресуюче нарощування тиску та високу потужність ходу снаряда під час його руху по магістралі ствола.

Виникнення електричного розряду забезпечує дію температури у діапазонах від 1000 до 2000 С на метальний заряд. Після подавання імпульсу електричного струму спричиняє іскровий електричний розряд, внаслідок чого виникає термоелектронна емісія від катода до анода, які розігріваються імпульсом електричного струму.

Виконання об'єму метального заряду пропорційним об'єму камори ствола улоеможливлює виникнення детонації та вибуху (розривання) ствольної системи.

Суть конструкції пояснюється за допомогою ілюстрацій, де на фіг. 1 показано вигляд боєприпасу з електророзрядним запалом для ствольних систем, а на фіг. 2 показаний момент горіння метального заряду у масиві електричного розряду та початок руху снаряду в (каналі) магістралі ствола.

Згідно з фіг. 1 та фіг. 2 боєприпас з електророзрядним запалом для ствольних систем містить гільзу 1 з капсулем 2, снаряд З, електрод капсуля 4, первинний 5 і вторинний 6, метальньй заряд, термостійкий електричний ізолятор 7, електрод 8 снаряда. Також на фіг. 1 і фіг. 2 показаний канал ствола 9 та джерело імпульсів 10.

Боєприпас з електророзрядним для ствольних систем приводиться у дію та функціонує бо наступним чином (див. фіг. 1).

Боєприпас подають у канал ствола таким чином, щоб гільза 1 електрично контактувала з каналом ствола 9. Від джерела імпульсів 10 через капсуль 2 до електрода 4 капсуля подають імпульс електричного струму. Під час подавання імпульсу електричного струму через капсуль 2 на один із електродів між катодом і анодом виникає електричне поле, яке спричиняє виникнення електричного розряду між електродами 4 та 8 (капсуля 2 та снаряда 3). При цьому температура між катодом і анодом значно зростає. Стовп метального заряду в стволі (стримері) електричного розряду нагрівається та нагріває весь масив метального заряду за рахунок виникнення електричного розряду. Масив метального заряду спалахує та спричиняє значне зростання тиску газу у магістралі гільзи та ствольної системи.

Таким чином, подача імпульсу електричного струму на електроди капсуля 2 або снаряда З забезпечує формування ствола (стримеру) електричного іскрового розряду температурою від 1000 до 2000 "С у масиві метального заряду, рівномірне його запалювання та згорання у найкоротший час без струсу боєприпасу.

Внаслідок миттєвого згорання так прогресуючого горіння метального заряду значно підвищується тиск і температура утворюваних у каморі метального газу, значно збільшується потужність метання снаряда, підвищується точність попадання снаряда за рахунок безструсового запалювання метального заряду, збільшується відстань польоту снаряда до цілі за рахунок повного згорання та значного підвищення тиску утворюваних у каморі метальних газів.

Взаємодія електродів з іскровим електричним розрядом спричиняє їх нагрівання, випарювання. Випарений метал у газі відіграватиме роль матеріалу, що спричиняє відновлювання внутрішньої поверхні магістралі (каналу) ствола під час пострілів.

Технічним результатом є також і те, що конструкція боєприпасу з електророзрядним запалом для ствольних систем забезпечить найкоротший час безударне рівномірне запалювання масиву метального заряду за рахунок створення електричного іскрового розряду внаслідок подачі імпульсів електричного струму високої напруги у масив метального заряду та дію температури електричного іскрового розряду на масив метального заряду. Температура електричного іскрового розряду спричинить миттєве спалахування масиву метального заряду від осі стримера електричного розряду, поступове пошарове прогресуюче його згорання та

Зо прогресуюче збільшення тиску у просторі розміщення метального заряду, завдяки чому знижується струс боєприпасу та ствольної системи перед спалахуванням, підвищується потужність метання снаряду, точність його попадання у ціль, збільшується відстань польоту снаряду до цілі.

Технічним результатом є також і те, що конструкція боєприпасу може забезпечити зменшення об'єму масиву метального заряду та компенсування метальної потужності заряду (пострілу) за рахунок покращення чинників згорання масиву метального заряду у гільзі боєприпасу, забезпечити потрібну щільність заряджання метального заряду на один літр об'єму камори та одночасно високі показники ініціювання метального заряду. Конструкція боєприпасу також забезпечить більш прогресивне збільшення тиску під час руху снаряда у каналі ствола, забезпечити більш високі величини імпульсу тиску, що діє на снаряд, забезпечить підвищення початкової (ствольної) швидкості снаряда, тобто підвищення ствольної енергії снаряда. Іншими технічними результатами є збільшення пробивної спроможності, дальності, точності тощо.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

   Боєприпас з електророзрядним запалом для ствольних систем, що містить гільзу з капсулем, снаряд, первинний і вторинний метальний заряди, при цьому капсуль нерухомо закріплено у донній частині гільзи, метальний заряд розміщено у гільзі та герметично закрито закріпленим у гільзі снарядом, який відрізняється тим, що гільза додатково містить термостійкий електричний ізолятор, капсуль додатково містить електрод капсуля, а снаряд додатково містить електрод снаряда, при цьому капсуль електрично ізольовано від гільзи термостійким електричним ізолятором, кінцівки електродів направлені парно одна до іншої, причому електроди капсуля та снаряда виконано із легсовипарюваного металу, речовина метального заряду всередині покрита легсовипарюваним металом, а ззовні - негорючим матеріалом.

   2 7 4 5 6 1 8 З З М і | М й: "Пн пр нн в и ані св М Ж уееснтееетпввсств Зикепявеесевввсттну Зноневесуенсетечстсеватесе.

   Чисте ї М ши о о ев Ж ни Ж ШЕ В х х КЕ шко - Пон Що КУ, МВ ж Є МО ОК.

   КЕ Фо, 7дЯ ух бити ро ро і В Кия І.

   Модесвссвссососпоо ооо осо ооо сссссосооооосоооововов Фіг: 1 4 ЧИ у ' 8 З з кч К хх ко ї ее нти ес ех ен вен фор ссве ді че й: с ж п ЧИ пл - - жу варта " " ни пса ) вчи! анна ща с по! Що т ше «ріг ї