Програмовані боєприпаси

Реферат: Предметом винаходу є програмований боєприпас (1), який приймає сигнал програмування і передачу енергії. Для цього боєприпас (1) включає акумулятор енергії (5), електронний пристрій (6) і підривник (7), а також щонайменше один датчик (2) для отримання сигналу, надісланого для програмування, частотою (f3), який далі передається в електронний пристрій (6). Боєприпас (1) при цьому може комбінуватися з блоком передачі енергії, який передає інший сигнал частотою (f2) через той самий і/або інший датчик на акумулятор енергії (5) і заряджає останній. Програмування і передача енергії здійснюються при проходженні снаряда (1) крізь дуло гармати, дульне гальмо або інший подібний елемент, який використовується як порожнистий провідник нижче граничної частоти. UA 108627 C2 (12) UA 108627 C2 UA 108627 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до проблеми програмування снаряда під час проходження в стволі чи іншому подібному місці. У іншому варіанті здійснення винаходу передбачено також здійснення передачі енергії на снаряд при проходженні в стволі тощо. Для програмованих боєприпасів потрібно передати на снаряд інформацію про час підривання і/або траєкторію польоту, які також задаються. В системах, в яких час підривання розраховується за виміряною дульною швидкістю V0, інформація може бути передана лише при виході з дула і/або під час польоту. Якщо програмування відбувається ще до виходу зі ствола гармати, снаряд, як правило, пролітає поруч з блоком програмування з дульною швидкістю V 0, і тому рухається відносно блоку програмування. Відомий блок програмування описаний в винаході СН 691 143 А5. За допомогою передавальної котушки інформація індуктивно передається на котушку зворотного зв'язку в/на снаряді. Незважаючи на масивну конструкцію блока програмування неекранована передавальна котушка може спричинити небажане випромінювання, тому що котушка також діє як антенна. Випромінений сигнал може бути захоплений і через це потрапити в місце встановлення гармати. З опису винаходу до патенту WO 2009/085064 А2 відомий Спосіб, за яким програмування відбувається шляхом надсилання світлових променів. Для цього по периметру снаряда встановлюються оптичні датчики. У раніше неопублікованому описі винаходу до патенту DE 10 2009 024 508.1 описано Спосіб коригування траєкторії польоту керованих на кінцевому етапі боєприпасів, особливо, коли ці снаряди або боєприпаси мають штампування і відносяться до середнього калібру. В ньому пропонується після вогневого удару (тривалого вогню, швидкого одиночного вогню) приводити в дію кожен снаряд окремо і при цьому передавати додаткову інформацію для окремого снаряда щодо напрямку магнітного поля Землі. Форма снаряда створюється за принципом керування снарядами напрямним променем. При цьому кожен снаряд зчитує лише призначений для цього снаряда напрямний промінь і може визначити на підставі додаткової інформації абсолютний крен у просторі, щоб досягти правильної видачі коригувального імпульсу. Альтернативні можливості передачі, наприклад за допомогою мікрохвильового передавача, відомі фахівцям, зокрема з опису винаходу до патенту ЕР 1 726 911 А1. Отже програмування під час польоту технічно можливе, однак і воно піддається впливу завад. У випадку програмованих боєприпасів снаряду має бути надана енергія для живлення вбудованого в ньому електронного пристрою і для запуску підривного кола. Для цього в різних боєприпасах використовуються невеликі батарейки, які забезпечують постачання необхідної енергії. Інші програмуються і забезпечуються енергією перед пострілом. Коли певна кількість енергії присутня тривалий час, наприклад, під час зберігання або завантаження в гармату, може трапитися небажана самоліквідація снаряда при збої електронного пристрою. Тому використання простого акумулятора енергії, такого як батарейка, не завжди підходить. Тому з міркувань безпеки рекомендується, щоб енергія подавалася на снаряд лише безпосередньо перед пострілом, наприклад, після підривання бойового заряду і перед виходом з дула ствола гармати. Тим самим буде гарантовано, що перед пострілом боєприпаси не можуть самостійно детонувати, тому що в них немає для цього енергії. Батарейка згідно з описом винаходу до патенту DE 31 50 172 А активується лише після виходу зі ствола гармати, що, серед іншого, здійснюється за допомогою механічного реле часу. Батарейка згідно з описом винаходу до патенту DE 199 41 301 А також активується лише під дією великих прискорень при пострілі. Згідно з описом винаходу до патенту DE 488 866 конденсатор підривника у закритому стані заряджається через зовнішні контакти. Згідно з описом винаходу до патенту DE 10 2007 007 404 А конденсатор підривання заряджається вже після завершення часу дальнього зведення, тобто приблизно за дві секунди до завершення часу проходження. Конденсатор підривання згідно з описом винаходу до патенту DE 26 53 241 А заряджається індуктивно через магнітну котушку перед пострілом. В описі винаходу до патенту US 4 144 815 А описується тип системи з передачі енергії, в якій ствол гармати виконує роль провідника мікрохвиль, так що перед стрільбою відбувається передача енергії і даних. Приймальна антенна на підривнику приймає випромінений сигнал і направляє його через комутатор або на випрямляч, або на фільтр, що виконує роль демодулятора, який виділяє дані з отриманого сигналу. Випрямляч призначений для того, щоб створити напругу живлення з отриманого сигналу, енергія якої потім накопичується. Відомі також пристрої, які виділяють енергію з енергії руху снаряда. Для цього в снаряд вбудований механізм, який перетворює необхідну енергію з прискорення після підривання 1 UA 108627 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 бойового заряду в електромагнітну енергію і при цьому заряджає акумулятор, що знаходиться в снаряді. Так, в описі винаходу до патенту СН 586 384 А описаний Спосіб, в якому шляхом лінійного прискорення пострілу відбувається зсув кільця з м'якого заліза і кільцевого постійного магніту по відношенню до індукційної котушки в напрямку вісі снаряда, в результаті чого в котушці виникає напруга, що заряджає конденсатор. З міркувань безпеки в описі винаходу до патенту СН 586 889 А цей вузол оснащений захисним пристроєм транспортування, який руйнується лише під дією високого прискорення під час пострілу. Недоліком тут може бути те, що буде використовуватися прискорення снаряда в стволі гармати, оскільки його неможливо досить точно контролювати. Це призводить до різного акумулювання енергії, в результаті чого снаряду передається надто багато або зовсім мало енергії під час руху. Недоліком занадто малої кількості енергії є те, що не гарантується працездатність. Ще одним недоліком є складний і габаритний механізм перетворення для перетворення механічної енергії в електромагнітну енергію. При сильних навколишніх впливах (удари при пострілі, поперечні прискорення і скручування) на снаряд під час пострілу, цей механізм до того ж може бути зруйнований. Щоб виключити таку можливість, слід вживати конструктивних заходів, які не лише роблять боєприпаси дорожчими, а ще й вимагають додаткового місця в снаряді і роблять його важчим. Генератори в головці снаряда пропонуються в описі винаходу до патенту DE 25 18 266 А і патенту DE 103 41 713 А. Альтернативою є використання п'єзокристалів, як запропоновано і викладено в описах винаходу до патентів DE 77 02 073 A, DE 25 39 541 А або DE 28 47 548 А. В останніх з описів вже йдуть шляхом заміни відомих механізмів перетворення енергії системами передачі енергії, які передають снаряду необхідну енергію не пізніше виходу з дула. У винаході поставлена задача створити снаряд, який при простій конструкції дає можливість досягти оптимального програмування і/або оптимальної передачі енергії. Ця задача вирішується в пунктах 1-4 формули винаходу. Кращі варіанти здійснення винаходу показані в наведеній нижче формулі винаходу. За основу винаходу взята ідея здійснювати програмування і передачу енергії індуктивно і/або ємнісно. Для цього в снаряді розміщується датчик, який отримує сигнал програмування, а також електрично зв'язаний з цим датчиком процесор, який проводить програмування та ініціює підривання снаряда. Електричний акумулятор призначений для електроживлення процесора. У переважному варіанті здійснення винаходу він одержує енергію в результаті проходження крізь ствол гармати і/або дульне гальмо. У переважному варіанті здійснення винаходу використовуваний в якості порожнистого провідника ствол гармати, дульне гальмо або додаткова деталь між стволом гармати і дульним гальмом, а також деталь, що кріпиться до дульного гальма, працюють нижче граничної частоти. Подібний Спосіб разом з пристроєм для вимірювання дульної швидкості снаряда або подібних елементів відомий з опису винаходу до патенту DE 10 2006 058 375 Α. Β ньому пропонується, щоб ствол гармати або трубна напрямна і/або частини дульного гальма використовувалися в якості порожнистого провідника (порожнистим провідником вважається трубка з характерною формою поперечного перерізу, що має стінку з дуже доброю електропровідністю. Технічно дуже поширені, передусім, прямокутні і круглі порожнисті провідники), які працюють нижче граничної частоти відповідної моди порожнистого провідника. В описі винаходу до патенту WO 2009/141055 А ця ідея розвивається далі і комбінуються два Способи вимірювання V0. У паралельних заявках цього заявника описаний Спосіб і пристрій для програмування і передачі енергії. В ній мова йде, по суті, про конструкцію прив'язування на стороні зброї модулів для програмування і / або передачі енергії. Навіть вимірювання V0 тут за переважним варіантом здійснення виконується за допомогою порожнистого провідника. Подібне рішення у цьому випадку може бути основою програмування на стороні зброї і передачі енергії на снаряд. Винахід вимагає детальнішого пояснення на основі варіанта здійснення винаходу з зображенням. Показана схематична ілюстрація. Фіг. 1 програмований боєприпас з першим варіантом смугового фільтра. Фіг. 2 програмований боєприпас з Фіг. 1 зі зв'язаним силовим колом, Фіг. 3 програмований боєприпас з Фіг. 2 зі зв'язаним колом програмування. Фіг. 4/5 блок-схеми програмування або передачі енергії боєприпасу. На Фіг. 1-3 показаний снаряд або боєприпас 1 зі, щонайменше, одним датчиком 2 для прийому сигналу програмування частотою f3 і/або сигналу передачі енергії частотою f2. Датчиком може бути, наприклад, котушка для індуктивної передачі сигналу і/або електрод для ємнісної передачі сигналу. Цифрою 7 позначається підривник (електричний), який приводиться в дію електронним пристроєм (процесором) 6 з акумулятором енергії 5. Сигнал частотою f2 2 UA 108627 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 живить акумулятор 5 енергією, а сигнал частотою f 3 програмує електронний пристрій 6, задаючи, наприклад, час підривання. Акумулятор 5 подає струм на електронний пристрій 6 і підривник 7. У переважному варіанті здійснення передача енергії може бути узгоджена з сигналом програмування. При цьому на Фіг. 1 використовується сигнал програмування частотою f 3≠f2, так що для економії місця один і той самий датчик 2 може використовуватися для обох процесів. Таким чином, у цьому переважному варіанті здійснення використовується лише один датчик 2 для програмування і передачі енергії для забезпечення енергією акумулятор 5 в снаряді 1. Це також стає можливим завдяки тому, що передача енергії при проходженні снаряда 1 крізь ствол гармати, дульне гальмо тощо і програмування відбуваються у часі після такої передачі енергії. Звичайно ж можна використовувати також і два окремі датчики і перемикати їх окремо. Згідно з переважним варіантом здійснення винаходу на Фіг. 1 надходження енергії (передача енергії) на снаряд 1 відбувається шляхом отримання частоти f 2, a програмування шляхом отримання частоти f3. Оскільки для обох частот використовується спільний приймальний датчик 2, встановлений смуговий фільтр 3, 4, який з одного боку пропускає сигнал частотою f2 на акумулятор 5, а з іншого боку - сигнал частотою f3 на електронний пристрій 6. Таким чином, обидва смугові фільтри 3, 4 розділяють отримані сигнали залежно від їхньої частоти. У другому варіанті здійснення згідно з Фіг. 2 і Фіг. 3 (може бути встановлена умова f 2≠f3 або f2=f3) замість смугових фільтрів 3, 4 встановлений блок управління 8, який забезпечує комутацію на окремі кола - силове коло і коло програмування - через перемикач 9 або інший подібний елемент. На Фіг. 2 показаний зв'язок акумулятора 5 силового кола, а на Фіг. 3 - зв'язок датчика 2 з електронним пристроєм 6 кола програмування. На Фіг. 4 відображена блок схема програмування для умови f 2≠f3. На Фіг. 5 відображена блок схема програмування для умови f2=f3. Конструкція на стороні зброї для програмування або передачі енергії докладно не зображена (див. обидві паралельні заявки заявника). Ракета або боєприпас, або снаряд 1 влітає у не зображений детально порожнистий провідник. На першому кроці відбувається передача енергії на снаряд 1 всередині порожнистого провідника HL1. Для цього використовуються або смугові фільтри 3, 4, або, згідно з варіантом здійснення винаходу за Фіг. 2 і Фіг. 3 - блок управління 8. Після цього відбувається програмування, наприклад, всередині порожнистого провідника HL2. Обидва зазначені порожнисті провідники можуть бути також побудовані у формі одного і того ж порожнистого провідника. За наявності кількох розташувань порожнистих провідників, які ідуть один за одним (що відповідає N>1: так), процедура повторюється. Інакше снаряд 1 виходить з порожнистого провідника. Якщо для передачі енергії і програмування використовується лише одна частота (f 2=f3), електричні кола в снаряді 1 повинні відкриватися або закриватися поперемінно. У найпростішому варіанті здійснення це відбувається за допомогою перемикача 8 у боєприпасі. У цьому варіанти також можуть використовуватися кілька порожнистих провідників, які ідуть один за одним (коло N>1: так), перш ніж снаряд 1 залишає порожнистий провідник. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 1. Програмований боєприпас (1), оснащений щонайменше одним акумулятором енергії (5), електронним приладом (6) і підривником (7), а також щонайменше одним датчиком (2) для отримання сигналу частотою (f 2) для передачі енергії, яка може бути передана на акумулятор енергії (5), а також для отримання сигналу, що надсилається для програмування, частотою (f 3) і подальше надсилання цього сигналу на електронний прилад (6) для програмування. 2. Боєприпас за п. 1, який відрізняється тим, що використовуються два смугові фільтри (3, 4), з яких один смуговий фільтр (3) пропускає сигнал частотою (f 2) на акумулятор (5), а інший смуговий фільтр (4) передає сигнал частотою (f 3) на електронний прилад (6). 3. Боєприпас за п. 1, який відрізняється тим, що блок керування (8) включає перемикач (9), так що сигнал частотою (f2) передається на акумулятор (5), а сигнал частотою (f 3) - на електронний прилад (6). 4. Спосіб для програмування і/або передачі енергії боєприпаса (1), оснащеного щонайменше одним акумулятором енергії (5), електронним приладом (6) і підривником (7), а також щонайменше одним датчиком (2), що складається з наступних етапів: передача енергії на снаряд (1) шляхом надсилання сигналу частотою (f2) і 3 UA 108627 C2 5 10 програмування снаряда (1) шляхом надсилання сигналу частотою (f3), причому від щонайменше одного датчика (2) надсилається сигнал частотою (f 2) на акумулятор (5), а також сигнал частотою (f3) - на електронний прилад (6). 5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що послідовне перемикання відбувається за допомогою фільтрації. 6. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що перемикання відбувається за допомогою керованого перемикача. 7. Спосіб за одним з пп. 4-6, який відрізняється тим, що програмування і передача енергії відбувається при проходженні снаряда (1) крізь ствол гармати, дульне гальмо або подібний елемент, який використовується як порожнистий провідник нижче граничної частоти. 4 UA 108627 C2 5 UA 108627 C2 Комп’ютерна верстка М. Шамоніна Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6