Пристрій для захисту перешкоди від високошвидкісних засобів ураження
Номер патенту: 72781
Опубліковано: 15.04.2005
Автори: Магерамов Лютфалій Курбан-Алієвич, Борисюк Михайло Дем'янович, Чепков Ігор Борисович, Куров Микола Костянтинович, Афонський Павло Вікторович, Костін Юрій Миколайович, Бусяк Юрій Митрофанович, Вакуленко Володимир Вікторович, Горожанин Юрій Георгийович, Риць Олександр Романович, Дураченко Василь Васильович
Формула / Реферат
1. Пристрій для захисту перешкоди від високошвидкісних засобів ураження, що містить корпус, в якому розміщені щонайменше два сполучених між собою подовжених циліндричних заряди, кожний з яких виготовлений як оболонка, заповнена вибуховою речовиною і виконана з подовжньою кумулятивною виїмкою, яка утворена циліндричною поверхнею, при цьому осі зарядів лежать в одній площині і заряди повернені виїмками в одну сторону по відношенню до згаданої площини, який відрізняється тим, що кумулятивні виїмки виконані з кутом розкриття (кут між площиною симетрії виїмки і площиною, що проходить через вісь і периферійну кромку виїмки), який більший 0°, не перевищує 90° і визначений співвідношенням
(град.), де z - відстань між осями заряду і виїмки (мм), r - радіус циліндричної поверхні виїмки (мм), R - радіус внутрішньої поверхні оболонки заряду (мм).
2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що заряди розташовані під кутом один до одного.
3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що площина симетрії виїмки розташована під гострим кутом до площини, в якій розташовані осі зарядів.
Текст
Винахід відноситься до військової техніки, зокрема, до реактивних засобів захисту, і може бути використаний, для захисту броньованих машин та інших об'єктів, в тому числі невійськового призначення, від високошвидкісних засобів ураження. Відомий пристрій для захисту наземного транспортного засобу, виготовлений у вигляді контейнера з розміщеним в ньому, щонайменше, одним зарядом вибухової речовини. Заряд має плоску форму, вибухова речовина в ньому розташована між двома металевими пластинами. Пристрій є одним з елементів динамічного захисту, що встановлюються на поверхні перешкоди. Конструкція пристрою передбачає наявність певної відстані між згаданою поверхнею і зарядом в контейнері. У разі вибуху одного з елементів, викликаному впливом снаряда, інші зберігають працездатність. Завдяки зазору між зарядом і поверхнею, що захищається, ініціювання вибухової речовини заряду відбувається раніше, ніж головна частина заряду досягне поверхні перешкоди. Внаслідок детонації вибухової речовини зарядів ураженого пристрою продукти вибуху впливають на засіб поразки і спричиняють порушення безперервності і стійкості руйнуючого стр уменя, що приводить до зниження її бронепробивної здатності [патент ЄПВ №0161390, MПК4 F41H7/04; 5/04,25.11.85). Недоліком відомого пристрою є залежність ефективності його роботи від напряму обстрілу, тобто від кута зіткнення кумулятивного струменя із зарядом. Відомо також, що фронт детонаційної хвилі являє собою деяку частину простору, який оточує заряд. Енергія продуктів детонації, що розширяються, витрачається при цьому як на метання пластин заряду, так і на вплив (в тому числі і за допомогою фрагментів пластин) на все, що знаходиться в цій зоні. У результаті поверхня перешкоди, що захи щається, може бути пошкоджена. Відомий пристрій для захисту перешкоди від снарядів, що містить корпус, в якому розміщені, щонайменше, два подовжених заряди. Кожний заряд має плоску форму і виконаний у вигляді замкненого контейнера (оболонки), заповненого вибуховою речовиною. Заряди встановлені в корпусі парами під гострим кутом один до одного в площині, перпендикулярній їм і поверхні, що захи щається, і сполучені у вершині кута для створення детонаційного ланцюга. Один із зарядів розташований паралельно однієї з стінок корпусу. У результаті кут зіткнення кумулятивного струменя, щонайменше, з одним із зарядів буде оптимальним для ефективного впливу при детонації згаданого заряду на струмінь або снаряд. Крім того, здійснюється передача детонації до другого заряду, що також сприяє підвищенню ефективності роботи пристрою [патент України №22154, МПК5 F41H5/007,11.10.99]. Недоліком відомого пристрою є імовірність пошкодження поверхні, що захищається, продуктами детонації і фрагментами оболонки заряду в зв'язку з їх поширенням від місця вибуху у всі х напрямах. Внаслідок розсіювання енергії вибуху заряду відомий пристрій неефективний проти кінетичних снарядів, оскільки величина ударного імпульсу, що впливає на снаряд, недостатня для значного відхилення його від первинної траєкторії і дестабілізації. Вказаного недоліку позбавлений пристрій для захисту перешкоди від високошвидкісних засобів ураження, який є найближчим аналогом технічного рішення, що заявляється [патент України №41788А, МПК7 F41Н5/00, 17.09.01]. Пристрій містить корпус, в якому розміщені, щонайменше, два сполучених між собою подовжених заряда. Кожний заряд виготовлений у вигляді циліндричної оболонки, заповненої вибуховою речовиною. Оболонка заряду виконана з подовжньою кумулятивною виїмкою, утвореною циліндричною поверхнею, яка забезпечує при детонації вибухової речовини концентрацію енергії вибуху в одному певному напрямі і утворення плоского кумулятивного струменя. Осі зарядів лежать в одній площині і заряди звернені виїмками в одну сторону по відношенню до згаданої площини. Контакт по твірних оболонок зарядів зумовлює формування детонаційного ланцюга і послідовне їх спрацьовування внаслідок ініціювання. При цьому плоскі кумулятивні струмені зарядів безперервно впливають на високошвидкісний засіб ураження - перетинають траєкторію руху кумулятивного стр уменя засобу ураження і руйнують його, відхиляють сам засіб ураження від первинної траєкторії, а також руйнують його. Для формування кумулятивних струменів з необхідними для цього параметрами радіус г циліндричної поверхні виїмки повинен бути не менше за 0,333 і не більше за 1,83 радіуса R внутрішньої поверхні оболонки заряду, а відстань z між осями заряду її виїмки дорівнює 0,333...1,83 згаданого радіуса R внутрішньої поверхні заряду. Недоліком відомої конструкції є те, що не при всіх значеннях геометричних параметрів профілю заряду, що знаходяться в межах указаних інтервалів, пристрій працездатний. Відомо, що частина вибухової речовини, яка розташована ближче до кумулятивної виїмки (активна маса заряду), забезпечує формування кумулятивного струменя. Продукти вибуху, які рухаються по нормалі до поверхні кумулятивної виїмки, після сходження в її фокусі утворюють плоский кумулятивний струмінь з різними швидкостями переміщення продуктів вибуху, що вилітають з різних точок виїмки. Відмінність швидкостей руху часток оболонки зумовлює наявність градієнта швидкості сформованого кумулятивного струменя, його розтягання в процесі рушення і, в кінцевому результаті, розрив на окремі фрагменти. Максимальну швидкість будуть мати частей, що вилетіли з вершини виїмки в площині її симетрії. Частки, що вилетіли з периферійних дільниць виїмки, мають меншу швидкість. Ці частки стикаються з частками, що летять від вершини виїмки, і утворюють разом з ними плоский кумулятивний струмінь. Наприклад, при невеликих z і при малих значеннях r виїмка відсутня, в той час як виконуються умови: r=0,333R, z=0,333R (наприклад, при R=15мм; r=5мм і z=5мм). Заряди з виїмкою, що має r=(0,333-0,666)R, а фокус, розташований в межах кола радіуса R, тобто при z=(0,333-0,999)R, непрацездатні, хоч співвідношення геометричних параметрів знаходяться у вказаних інтервалах. При їх спрацюванні частки, які рухаються від периферії до фокуса виїмки, утворять струмінь, направлений у бік осі заряду і перешкоджаючий формуванню плоского кумулятивного стр уменя, здатного впливати на засіб ураження. Крім того, при z=1,83R фокус виїмки буде знаходитися на великій відстані від заряду, тому до моменту формування плоского кумулятивного струменя частки настільки втратять швидкість, що його ударний імпульс буде близький до нуля. В основу винаходу поставлена задача створення пристрою для захисту перешкоди від високошвидкісних засобів ураження, в якому оптимізація геометрії профілю заряду і взаємне розташування зарядів забезпечить при детонації формування плоских кумулятивних струменів з оптимальними параметрами, і в результаті підвищення ефективності захисту. Пристрій для захисту перешкоди від високошвидкісних засобів ураження містить корпус, в якому розміщені, щонайменше, два сполучених між собою подовжених циліндричних заряди. Кожний заряд виготовлений у вигляді оболонки, заповненої вибуховою речовиною і виконаної з подовжньою кумулятивною виїмкою, яка утворена циліндричною поверхнею. При цьому осі зарядів лежать в одній площині і заряди звернені виїмками в одну сторону по відношенню до згаданої площини. Відповідно до винаходу кумулятивні виїмки виконані з кутом розкриття φ (кут між площиною симетрії кумулятивної виїмки і площиною, що проходить через вісь периферійну кромку виїмки), який більше 0°, не перевищує 90° і визначений співвідношенням j = arccos r 2 + z2 - R 2 (град) 2rz , де z – відстань між осями заряду і виїмки, (мм), r - радіус циліндричної поверхні виїмки, (мм), R - радіус вн утрішньої поверхні оболонки заряду, (мм). Додатковими відмінностями винаходу від прототипу є те, що заряди розміщені під кутом один до одного; а також те, що площина симетрії виїмки розташована під гострим кутом до площини, в якій розташовані осі зарядів. Використання винаходу забезпечує підвищення ефективності захисту перешкоди від високошвидкісних засобів ураження. Це зумовлене наступним. По-перше, геометрія профілю кожного із зарядів оптимізована: на відміну від прототипу збільшена кількість параметрів оптимізації геометрії профілю заряду і виявлено складний взаємозв'язок між ними. У результаті виключені непрацездатні варіанти виконання профілю заряду, при яких не формується кумулятивний струмінь із заданими ударним імпульсом і довжиною. При спрацюванні кумулятивних зарядів, у яких кут φ перевищує 90°, рухомі від периферії до фокусу виїмки частки утворять струмінь, направлений у бік осі заряду і перешкоджаючий формуванню плоского кумулятивного струменя, здатного впливати на засіб ураження. По-друге, заряди можуть бути розташовані під кутом один до одного, що забезпечить різноманіття взаємного розташування в просторі кумулятивних струменів, які формуються подовженими зарядами, та дозволить здійснити максимальне перекриття поверхні, яка захищається, і збільшити площину впливу на засіб ураження. Особливо ці конструкції ефективні проти впливу бронебійно-підкаліберних снарядів в зв'язку з тим, що плоскі кумулятивні струмені зарядів розташовані в площинах, які знаходяться під кутом одна до одної. І, нарешті, по-третє, розташування площини симетрії виїмки заряду під гострим кутом відносно площини, в якій розташовані осі зарядів, дозволяє використати Пристрої, виконані згідно з винаходом, для захисту вертикальних и горизонтальних поверхонь перешкод. Поясняється це тим, що при обстрілі по нормалі до згаданих Поверхонь перешкод завдяки такому положенню зарядів в пристрої кумулятивні стр умені зарядів будуть спрямовані під кутом до траєкторії руху засобу ураження і обов'язково мають перегнути цю траєкторію і сам засіб ураження, в той час, як пристрій, в якому площина симетрії кожного заряду знаходиться під прямим кутом до площини осей зарядів, виявляється малоефективним, оскільки кумулятивні струмені подовжених зарядів паралельні траєкторії руху засобу ураження. Суть винаходу пояснюється кресленнями, на яких представлені: на Фіг.1 -поперечний перетин пристрою для захисту перешкоди від високошвидкісних засобів ураження, на Фіг.2 - поперечний перетин заряду; на Фіг.3, 4, 5 і 6 - варіанти конструктивного виконання пристрою, на Фіг.7 і 8 розрахунково-експериментальна залежність ударного імпульсу плоского кумулятивного струменя Іуд. від радіусу виїмки r при різних значеннях відстані z між осями заряду і виїмки для двох типів зарядів; на Фіг.9 і 10 - розрахунково-експериментальна залежність довжини плоского кумулятивного струменя Lстр. від радіусу виїмки r при різних значеннях відстані z між осями заряду і виїмки для двох типів зарядів. Пристрій для захисту перешкоди від високошвидкісних засобів ураження містить корпус 1, в якому розміщені, щонайменше, два сполучених між собою подовжених заряда 2. Заряди 2 в корпусі 1 розташовані паралельно (Фіг.1) або під кутом один до одного (Фіг.4). Осі зарядів 2 лежать в одній площині. Кожний заряд 2 виготовлений у вигляді оболонки 3, заповненої вибухо вою речовиною 4 (Фіг.2). Заряд 2 виконаний циліндричним з подовжньою кумулятивною виїмкою 5, утвореною циліндричною поверхнею. Вісь виїмки 5 зміщена відносно осі заряду 2 на відстань z. Заряди 2 звернені виїмками 5 в одну сторону по відношенню до площини, в якій розташовані осі зарядів 2. Площина симетрії виїмки 5 розташована під прямим (Фіг.1) або під гострим кутом (Фіг.4) до площини, в якій розташовані осі зарядів 2. Кумулятивні виїмки 5 виконані з кутом розкриття φ (кут між площиною симетрії кумулятивної виїмки і площиною, що проходить через вісь циліндричної поверхні кумулятивної виїмки і подовжню кромку виїмки), який визначений співвідношенням: j = arccos r 2 + z2 - R 2 2 rz , де z - відстань між осями заряду і виїмки, r - радіус циліндричної поверхні виїмки, R - радіус внутрішньої поверхні оболонки заряду. При цьому кут φ розкриття виїмки 5 більше 0° і не перевищує 90°. Працює пристрій таким чином. Високошвидкісний засіб ураження ініціює детонацію вибухової речовини 4 одного з подовжених зарядів 2, який сполучений з іншими зарядами для передачі детонації на них. Послідовне спрацювання зарядів 2 в пристрої зумовлює безперервний вплив на високошвидкісний засіб ураження кумулятивними струменями. Пристрій встановлений на поверхні перешкоди таким чином, що кумулятивні виїмки 5 розташовані з боку передбачуваного обстрілу. Ефективність захисту перешкоди залежить від кількості зарядів 2, їх взаємного розташування і геометрії профілю заряду. При впливі на бронебійно-підкаліберний снаряд заряд 2 здатний зруйнувати або відхилити його від заданої траєкторії і надати йому кут атаки, при якому знижується глибина проникнення снаряда в перешкоду. При впливі заряду 2 на боєприпаси по типу «ударного ядра» і кумулятивний снаряд можливе руйнування "ударного ядра" на окремі фрагмента або руйнування кумулятивного струменя снаряду. Вибір конструктивних параметрів профілю заряду 2, таких як R - радіус вн утрішньої поверхні оболонки заряду, r - радіус циліндричної поверхні виїмки, z - відстань між осями заряду і виїмки і кут розкриття виїмки φ (кут між площиною симетрії кумулятивної виїмки і площиною, що проходить через вісь циліндричної поверхні виїмки і подовжню кромку виїмки), здійснюється з урахуванням взаємозв'язку між указаними параметрами, вираженого наступним співвідношенням: r 2 + z2 - R 2 2 rz . З розгляду виключені варіанти виконання профілю заряду, при яких φ більше 90°. Кумулятивні заряди з такою геометрією профілю непрацездатні. При їх спрацюванні частки, які рухаються від подовжньої кромки до фокуса виїмки, утворюють стр умінь, направлений у бік осі заряду і перешкоджаючий формуванню плоского кумулятивного струменя, здатного впливати на засіб ураження. Основними параметрами, що характеризують ефективність впливу кожного із зарядів 2 на засоби ураження різної природи є: ударний імпульс струменя Іуд., що являє собою добуток маси часток, що розлітаються, на швидкість розльоту, (кг м/с), і довжина струменя L (мм). Розрахунково-експериментальним шляхом визначена залежність ударного імпульсу Іуд. (Фіг.7 і Фіг.8) і довжини струменя L (Фіг.9 і Фіг.10) від радіусу виїмки r при різних відстанях z між осями заряду і виїмки для двох типів подовжених кумулятивних зарядів - УКЗ-34 і УКЗ-19 відповідно. Приклад 1. Максимальне значення ударного імпульсу кумулятивного струменя, рівне 270кг м/с, для УКЗ-34 (R=15мм) може бути отримано при r=11,18мм, z=10мм, φ=88°. При цьому L=49мм (Фіг.7). Цей варіант найбільш ефективний при впливі на бронебійно-підкаліберні снаряди. Максимальна довжина струменя L=62мм може бути отримана при r=14,14мм, z=5мм і φ=82° (Фіг.9). Цей варіант найбільш ефективний проти кумулятивних засобів ураження. Приклад 2. Максимальне значення ударного імпульсу кумулятивного стр уменя, рівне 84,3кг м/с, для УКЗ-19 (R=7,5мм) може бути отримане при r=6,5мм, z=3,75мм і φ=88° (Фіг.8). При такій геометрії профілю заряду може бути отримана максимальна довжина струменя L=28мм (Фіг.10). Варіанти виконання пристрою, в яких заряди 2 розташовані під кутом один до одного (Фіг.4, 5, і 6), забезпечують різноманіття взаємного розташування в просторі кумулятивних стр уменів, що формуються подовженими зарядами, та дозволяють здійснити максимальне перекриття поверхні, яка захищається, і збільшити площину впливу на засіб ураження. Особливо ці конструкції ефективні проти впливу бронебійнопідкаліберних снарядів в зв'язку з тим, що плоскі кумулятивні струмені, які формуються кожним зарядом, розташовані в площинах, які перетинаються. Варіант виконання пристрою, в якому заряди 2 в корпусі 1 повернені навколо своєї осі таким чином, що площина симетрії кожного заряда 2 знаходиться під гострим цугом відносно площини, в якій розташовані осі зарядів 2 (Фіг.3), ефективний при використанні пристою, що заявляється, для захисту вертикальних и горизонтальних поверхонь перешкод. Пояснюється це тим, що при обстрілі по нормалі до згаданих поверхонь перешкод завдяки такому положенню зарядів 2 в пристрої кумулятивні струмені зарядів будуть спрямовані під кутом до траєкторії руху засобу ураження і обов'язково мають перегнути траєкторію і сам засіб ураження, в той час, ж пристрій, зображений на Фіг.3, виявляється малоефективним, оскільки кумулятивні струмені подовжених зарядів паралельні траєкторії руху засобу ураження. j = arccos
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюAppliance for protection of a barrier against high-speed striking means
Автори англійськоюAfonskyi Pavlo Viktorovych, Borysiuk Mykhailo Dem'ianovych, Busiak Yurii Mytrofanovych, Vakulenko Volodymyr Viktorovych, Horozhanin Yurii Heorhiiovych, Durachenko Vasyl Vasyliovych, Kurov Mykola Kostiantynovych, Maheramov Liutfalii Kurban-Aliievych, Maheramov Liuftfalii Kurban-Alievych, Ryts Oleksandr Romanovych, Chepkov Ihor Borysovych
Назва патенту російськоюУстройство для защиты преграды от скоростных средств поражения
Автори російськоюАфонский Павел Викторович, Борисюк Михаил Демьянович, Бусяк Юрий Митрофанович, Вакуленко Владимир Викторович, Горожанин Юрий Георгиевич, Дураченко Василий Васильевич, Куров Николай Константинович, Магерамов Лютфалий Курбан-Алиевич, Рыць Александр Романович, Чепков Игорь Борисович
МПК / Мітки
МПК: F41H 5/007
Мітки: засобів, перешкоди, високошвидкісних, ураження, захисту, пристрій
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-72781-pristrijj-dlya-zakhistu-pereshkodi-vid-visokoshvidkisnikh-zasobiv-urazhennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для захисту перешкоди від високошвидкісних засобів ураження</a>