Конструктивные схемы механизмов разделения снарядов, вскрытия головных частей и разброса боевых элементов

Необходимость решения различных боевых задач во многом определяет конструктивную схему и требования к функционированию КГЧ в процессе разделения. Удачная конструкция отдельных элементов КГЧ в значительной степени определяет достоинства и недостатки головной части и снаряда в целом. При этом эффективность его применения во многом определяется выбором системы разделения и рационального конструктивного воплощения ее в реальной конструкции, что в инженерном плане представляет из себя достаточно сложную научно-техническую задачу [19].

Существуют различные конструктивные схемы систем разделения, включающие механизмы разделения РРС, вскрытия КГЧ и разброса БЭ, выбор которых определяется типом и количеством боевых элементов, а также требуемым распределением их на поражаемой местности. В соответствии с традициями проектирования снарядов РСЗО наиболее часто на практике используется принцип газодинамического («мягкого») метания, при котором разброс БЭ в направлении стрельбы осуществляется за счет отстрела кассеты с боевыми элементами при низких уровнях рабочего давления. А разброс БЭ в радиальном направлении осуществляется за счет вращения разделяемого боеприпаса в заданной точке траектории (—60 рад/с). Это объясняется тем, что в результате научного поиска был разработан высокоэффективный боевой элемент осколочного действия с готовыми осколочными фракциями, размещенными в пластической массе с тонкой корпусной оболочкой. Такое выполнение БЭ требовало реализации щадящих силовых нагрузок в процессе разделения, и в первую очередь осевых перегрузок (п_доп < 300). Естественно, это исключало использование взрывного метода разброса, наиболее часто применяемого в артиллерийских снарядах при разбросе БЭ с прочными корпусами.

Газодинамический метод разделения в сочетании с разбросом боевых элементов за счет действия аэродинамических сил был реализован в конструкции кассетной головной части, разработанной к 220-мм реактивному снаряду системы «Ураган». Характерными особенностями такого конструктивного решения (рис. 2.8) является также использование двухсекционной кассеты с промежуточным поршнем, разделяющим боевые элементы, «разориентированные» относительно друг друга. Указанные конструктивные мероприятия позволили:

• • снизить осевые перегрузки, действующие на БЭ в процессе разделения, в 1,7 раза;
• • увеличить площадь разброса БЭ на местности в 1,15 раза за счет разновременности процесса вертикализации БЭ головной и донной секции.

Таким образом, наиболее характерным для снарядов залпового огня является использование газодинамического метода разделения КГЧ.

Рис. 2.8. Конструктивная схема КГЧ осколочного действия:

1 — передняя диафрагма; 8 — центральная труба; 2 — оболочка; 9 — донная диафрагма; 3 — заряд взведения; 10— дно ГЧ;4 — взрыватель; 11 —узел форсирования; 5 — передний заряд; 12 — уплотнитель; б — вышибной заряд; 13 — боевой элемент; 7 — поршневая группа; 14 — продольные лонжероны с обеспечением вскрытия боеприпаса на заданной высоте. При этом разведение траекторий движения боевых элементов и пассивных элементов головной и ракетной частей осуществляется за счет вращения боеприпаса на траектории, начального силового импульса в процессе отстрела и последующего аэродинамического воздействия на разделяемые элементы PC.

Основным требованием к механизмам вскрытия является получение максимальной площади разброса БЭ по поражаемой местности. Это обусловлено в первую очередь повышением мощности действия кассетных боеприпасов (увеличением эффективности действия отдельных БЭ, возрастанием калибра и массы КГЧ), а также необходимостью повышения точности стрельбы. Одним из направлений увеличения площади разброса БЭ на местности является увеличение высоты вскрытия кассетного боеприпаса на траектории. Однако такой подход неразрывно связан с необходимостью определения оптимальной высоты вскрытия боеприпаса, при которой не наблюдается существенное снижение точности стрельбы. Дело в том, что в большинстве конструкций БЭ используются стабилизирующие тормозные устройства, обеспечивающие быстрое затухание экваториальных колебаний и вертикализацию траектории. В связи с этим для выброшенной из кассеты композиции БЭ характерен значительный ветровой снос, доля которого в общем рассеивании БЭ на местности для КГЧ тактических ракет составляет 30— 50% и более, что свидетельствует об ограниченных возможностях применяемых конструкций БЭ и механизмов разброса.

Особенно остро вопрос увеличения площади разброса стоит в случае использования в КГЧ малогабаритных боевых элементов, например, кумулятивно-осколочного действия (КОБЭ). Это связано с большим количеством БЭ, размещаемых в кассете. Тенденция увеличения числа КОБЭ в КГЧ проявляется в настоящее время в связи с концепцией, согласно которой основной задачей боеприпасов такого типа является поражение легких бронированных целей. Выведение же из строя танка рассматривается как желательный результат, достижимый при благоприятном сочетании условий поражения. Такие тенденции просматриваются в разработке США 155-мм кассетного снаряда М483А1, который снабжен 132 кумулятивно-осколочными БЭ М80, имеющими меньшие габаритно-массовые характеристики и бронепробиваемость по сравнению с элементами М42 отечественного производства.

Дополнительными требованиями к механизмам разброса КГЧ могут являться требования по обеспечению заданного распределения БЭ в зоне поражения (на практике в большинстве случаев наиболее рациональным считается равномерное распределение). Так, например, практический интерес к обеспечению распределения БЭ в виде узкой «дорожки» возник в связи с возможным использованием реактивного снаряда с кассетной головной частью для формирования прохода в минных полях.

В некоторых конструктивных схемах кассетных ГЧ для НУРС залпового огня могут быть использованы газодинамические разбрасывающие механизмы. Подобные схемы предполагают воздействие на боевые элементы струи газа из аккумулирующей зоны, в качестве которой может быть использован центральный газовод, либо воздействие на БЭ через систему толкателей различного типа поршневых, поворотных, надувных оболочек [20].

Вариант разброса БЭ с поршневыми толкателями в центральной трубе имеет ряд существенных недостатков, связанных с тем, что после выброса БЭ первого (второго) ряда происходит быстрый сброс давления в центральной трубе и силовое воздействие на БЭ следующих рядов резко уменьшается. Это приводит к незначительной прибавке радиальной скорости БЭ последующих рядов. Ориентируясь на результаты экспериментальной отработки изделия такого типа, можно сделать вывод о недостаточной эффективности поршневых толкателей с точки зрения радиального разброса БЭ (У_рад = 2-^4 м/с), а также о некоторой сложности их конструктивного исполнения.

Незначительные преимущества имеют конструктивные схемы, реализующие использование энергии порохового аккумулятора давления для наддува разбрасывающих оболочек. Такие конструкции целесообразно использовать при выбросе большого количества малогабаритных боевых элементов (КОБЭ), требующих размещения БЭ на значительных площадях поражения (рис. 2.9).

Энергия порохового аккумулятора давления может быть использована также и для раскрутки разделяющихся боеприпасов. Но, несмотря на наличие патентов, в основе которых лежит использование вращения для разброса БЭ [21], практическое использование их связано с существенным усложнением конструктивных схем КГЧ и не нашло реального воплощения.

В последнее время пороховые аккумуляторы давления или малогабаритные ракетные двигатели находят свое применение в конструкциях КГЧ, имеющих крупногабаритные БЭ сложной формы или блоки боевых элементов. Такой вариант разброса был реализован в конструкции кассетного боеприпаса, снабженного самоприцеливающимися боевыми элементами (рис. 2.10). В этом случае реализовывались необходимые условия для разброса СПБЭ и поиска поражаемой цели [22].

Однако такой подход представляется целесообразным лишь для кассетных боеприпасов, имеющих незначительное количество относительно крупногабаритных БЭ (4—5 шт.). Разработка же КГЧ с механизмом разброса большого количества боевых элементов представляет достаточно сложную техническую задачу. Так, например, при выборе рационального варианта кассетной головной части для системы «Смерч» было проработано несколько различных технических решений, позволивших обеспечить заданное рассеивание БЭ.

Puc. 2.9. Конструктивная схема КГЧ с использованием ПАДа для наддува разбрасывающих оболочек:

инициирующее устройство; 7 — боевые элементы; 2 — форсажная трубка; кассета; 3 — обтекатель; 9 — расходная диафрагма; 4 — пороховой заряд; - оболочка ГЧ; 5 — воспламенитель; 11 — вышибной заряд; 6 — аккумулирующая труба; 12 — ракетная часть; 13 — разбрасывающая оболочка.

Рис. 2.10. Конструктивная схема КГЧ с самоприцеливающимися боевыми элементами:

1 — неконтактный датчик цели; 2 — вышибной заряд БСУ; 3 — передний диск; 4 — устройство разделения отсеков; 5 — диафрагма; 6 — оболочка контейнера; 7 — самоприцеливающийся БЭ; 8— газовод; 9 — передаточный пороховой заряд; 10 — задний диск; 11 — вышибной заряд контейнера; 12 — передаточная трубка; 13 — предохранительно-исполнительный механизм; 14 — труба контейнера; 75 — двигатель разведения.