Способ защиты от кумулятивных боеприпасов и устройство для осуществления способа

1 Изобретение относится к области защиты преград, а конкретно, к способам и устройствам для защиты преград, например объектов бронетанковой техники от кумулятивных боеприпасов (КБ). Наиболее эффективно предложенный способ и техническое решение могут быть использованы для защиты броневых преград танков и изделий на их базе с облегченной броней от кумулятивных снарядов, ПТУР и кумулятивных гранат. Известен "Способ и система для защиты объектов от поражения снарядами" (см. патент 1421379, Великобритания, опубл. 14.01.1976 г., МКИ: F 42B 3/08), представляющий собой систему лучей (сетку), расположенную перед преградой параллельно плоскости, на которой укреплены кумулятивные заряды. При пересечении снарядом луча детонирует соответствующий кумулятивный заряд, который поражает снаряд на некотором удалении от защищаемого объекта. Недостатком известного способа является низкая эффективность поражения снарядов, т.к. система лучей (световых, ультразвуковых, инфракрасных) может бездействовать в условиях запыленности, дыма, снегопада и при других атмосферных явлениях. Кроме того, способ является дорогостоящим и не может широко применяться на многочисленном семействе объектов бронетанковой техники. Известен наиболее схожий способ защиты от кумулятивных боеприпасов (см. "MilitaryTechnology", 1987, V. 11,12, р. 53-55), заключающийся в том, что инициированное кумулятивной струей (КС) взрывчатое вещество (ВВ) детонирует. Под действием газообразных продуктов детонации металлические пластины приходят в движение, направление которого близко к нормали, к поверхности металлических пластин. В процессе перемещения пластины пересекают траекторию движения КС. Совместно с расширяющимися газообразными продуктами заряда ВВ пластины диспергируют КС на отдельные фрагменты и отклоняют их от первоначального направления движения. В таком положении струя, состоящая из отдельных, не расположенных в одну линию компонентов, не способна более проникнуть на значительную глубину в основную броневую защиту. Недостатком известного способа является то, что не обеспечивается в целом высокий уровень противокумулятивного действия независимо от углов подхода КС к преграде и присутствует ВВ значительной массы, размещенное на поверхности преграды. Значительная масса ВВ,участвующая в отражении КС, неприемлема для защиты легкобронной техники и отрицательно воздействует на экипаж при взрыве. Известно устройство защиты танков от артиллерийских снарядов (см. патент ФРГ, кл. F 41 Н 5/04,2053345, заявл. 30.10.70., опубл. 2 03.02.77 г). Работает оно на принципе создания направленного взрыва. Монтируется это устройство на преграде, изготовленной из материала, противостоящего ударным нагрузкам. К преграде присоединяется монтажная плита, в которой имеются специальные отверстия, огражденные направляющими ударной волны, выполненными из достаточно плотного материала, например свинца, благодаря чему волна получает направленное действие. Внутри отверстий заделано ВВ, взрывающееся при давлении 6-30 кбар. При подлете снаряда к устройству возникает ударное давление, идущее впереди снаряда и вызывающее инициирование ВВ. Поток продуктов взрыва устремляется навстречу снаряду со скоростью 1-3 км/с, что при встрече со снарядом нарушает траекторию его полета. Недостатком данного устройства является отсутствие защитного экрана перед отверстиями с заделанными в них ВВ, т.к. это приводит к преждевременной детонации ВВ или разрушению отверстий при попадании в них пуль, осколков или снарядов, не представляющих защищаемой преграде реальной угрозы поражения. Применение же защитного экрана не позволит данному устройству воспринимать давление нападающего снаряда в 6-30 кбар, необходимое для работы устройства. Кроме того,изменение только траектории снаряда не всегда приводит к уменьшению его бронепробития, а в некоторых случаях приводит к увеличению. Известна конструкция, наиболее схожая с предлагаемым техническим решением, взрывной брони (см. патент США, кл. 109-37, F 41 Н 5/06,3592148), состоящая из множества свободно поворачивающихся чашек, внутри которых размещены заряды бризантного ВВ. Кулачки удерживают чашки в гнездах. Под чашками расположены детонаторы с манжетами в гильзах. При ударе снаряда во взрывную броню нагрузка через пластины действует на систему кулачков, и с их помощью чашка с зарядом разворачивается плоской частью в сторону снаряда. Детонатор накалывается на боек, и происходит взрыв. При этом сила взрыва направляется в сторону снаряда и отбрасывает его. Недостатком данной конструкции является наличие нескольких механических связей между пластинами, системой кулачков, чашками,детонатором и бойком, что приводит к большой инерционности устройства и не позволяет своевременно отражать КС, двигающуюся со скоростью 7000-8000 м/с. Кроме того, для разворота чашек с ВВ навстречу снаряду необходим временной интервал, не сопоставимый со скоростью КС. Целью изобретения является повышение противокумулятивной стойкости преграды независимо от углов встречи КС с контейнером и снижение массы ВВ, участвующего в отражении КС. 3 Поставленная цель достигается за счет того, что минизаряды взрывчатого вещества перед преградой размещают в локальных облицованных взрывооткольных ячейках послойно с полным перекрытием ячеистой структурой поверхности защищаемой преграды, обеспечивая при прохождении кумулятивной струей ячеистой структуры серию микровзрывов, многократно воздействующих материалом облицовки и откольными элементами ячеек на струю с ее разрушением, при этом облицовку каждой взрывооткольной ячейки выполняют по форме тела вращения для организации в направлении оси тела вращения гидродинамического течения материала облицовки взрывооткольной ячейки и его откольных элементов при каждом микровзрыве. Для повышения защиты преграды от КБ взрывооткольные ячейки размещены в контейнере, выполненном в виде металлического экрана коробчатой формы и множества многослойно, установленных со взаимным перекрытием в слоях взрывооткольных ячеек, которые, в свою очередь, содержат слой заряда ВВ и облицовку. Ячейки размещены в материале с плотностью,равной 0,19-3,0 г/см 3, при этом каждая облицовка взрывооткольной ячейки выполнена из материала с плотностью, равной 7-9 г/см 3. Выбор количества слоев и формы взрывооткольной ячейки определяется технологической целесообразностью изготовления этих слоев и необходимостью обеспечить отсутствие детонации между соседними взрывооткольными ячейками. Анализ основных отличительных признаков настоящего изобретения показал, что- размещение зарядов ВВ в локальных облицованных взрывооткольных ячейках и участие в отражении КС только тех ячеек, в которые внедряется КС, позволяет снизить вес ВВ и взрывную нагрузку на защищаемую преграду;- послойное размещение взрывооткольных ячеек с полным перекрытием ячеистой структурой защищаемой поверхности обеспечивает серию микровзрывов, многократно воздействующих на внедряющуюся КС;- выполнение каждой взрывооткольной ячейки по форме тела вращения организует в направлении оси вращения гидродинамическое течение материала облицовки ячейки и ее откольных элементов и тем самым создает на пути КС гидродинамический барьер, который разрушает ее, снижая бронепробивную способность;- наличие у контейнера коробчатого металлического экрана способствует защите взрывооткольных ячеек от пуль и осколков, а также обеспечивает взведение взрывателя кумулятивного боеприпаса (КБ) до проникновения его в контейнер, при попадании в любую из его граней, под любым углом встречи;- послойная установка со взаимным перекрытием в слоях взрывооткольных ячеек, со 002511 4 держащих слой заряда ВВ и облицовку, позволяет наиболее плотно заполнить внутренний объем контейнера ячейками и расположить их так, что КС при прохождении контейнера обязательно воздействует минимум на две ячейки и подвергается разрушению;- размещение взрывооткольных ячеек в материале с плотностью 0,19-3,0 г/см 3 обеспечивает отсутствие передачи детонации между близлежащими ячейками и снижает общий вес конструкции контейнера;- выполнение облицовки взрывооткольной ячейки из материала с плотностью 7-9 г/см 3 обеспечивает гидродинамическое течение совместно с отколами облицовки и ее схлопывание под действием слоя ВВ и КС;- выполнение взрывооткольных ячеек с облицовкой, имеющей форму тела вращения(сферы или полусферы), позволяет выбирать более технологичный способ изготовления ячеек. Изобретение поясняется чертежами, где показано: на фиг. 1 - устройство для защиты преграды от КБ со сферическими ячейками; на фиг. 2 - вид сверху на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство для защиты преграды от КБ с размещением плоского слоя ВВ над сферической частью облицовки; на фиг. 4 - вид сверху на фиг. 3, 5, 6; на фиг. 5 - устройство для защиты преграды от КБ с полусферическими ячейками; на фиг. 6 - устройство для защиты преграды от КБ со сферически-цилиндрическими ячейками; на фиг. 7 - устройство для защиты преграды от КБ с размещением плоского слоя ВВ по диаметру сферической и полусферической облицовки; на фиг. 8 - вид сверху на фиг. 7. Способ защиты от КБ заключается в том,что заряды ВВ 3 размещают перед преградой в локальных облицованных взрывооткольных ячейках 2 и выполняют по форме тела вращения для организации в направлении оси тела вращения гидродинамического течения материала облицовки 4 ячейки 2, ее откольных элементов при каждом микровзрыве, что позволяет создать на пути КС (на фигурах показана стрелкой ) гидродинамический барьер, который разрушает ее, снижая бронепробивную способность. Послойное размещение ячеек с полным перекрытием ячеистой структуры поверхности защищаемой преграды обеспечивает последовательное многократное воздействие микровзрывов на КС. При внедрении КС во взрывооткольную ячейку 2 происходит микровзрыв слоя ВВ 3. В результате взаимодействия продуктов взрыва с облицовкой 4 возникает эшелонированное гидродинамическое течение, состоящее из откольных частиц с внутренней поверхности 9 облицовки 4 и основного материала облицовки 4, вcхлопывающейся облицовки 4 воздействует на КС, дестабилизируя и разрушая ее, что приводит к снижению ее бронебойного действия. Устройство для защиты преграды от КБ(фиг. 1, 3, 5, 6, 7) содержит коробчатый металлический экран 1, за которым размещено множество многослойно установленных со взаимным перекрытием в слоях взрывооткольных ячеек 2 (фиг. 1-8), которые содержат слой ВВ 3 и облицовку 4 (фиг. 1, 3, 5, 6, 7). Взрывооткольные ячейки 2 размещены в материале 5 (фиг. 18) с плотностью 0,19-3,0 г/см 3. Каждая облицовка 4 взрывооткольной ячейки 2 выполнена из материала с плотностью 7-9 г/см 3. Конструктивными особенностями устройства является выполнение взрывооткольных ячеек по форме тела вращения и различное место расположения слоя ВВ. Взрывооткольные ячейки:- сферическая, состоящая из слоя заряда ВВ 3 и облицовки 4, заключенных в наружный защитный кожух 6 (фиг. 1);- полусферическая, состоящая из слоя ВВ 3 и облицовки 4, заключенных в наружный защитный кожух 7 (фиг. 5);- сферически-цилиндрическая, состоящая из слоя заряда ВВ 3 и облицовки 4, заключенных в наружный защитный кожух 8 (фиг. 6);- с размещением плоского слоя заряда ВВ 3 над сферической частью облицовки 4 (фиг. 3);- с размещением плоского слоя заряда ВВ 3 по диаметру сферической и полусферической облицовки 4 ( фиг. 7). При попадании КБ в контейнер под любым углом встречи образовавшаяся КС (на фигурах показана стрелкой ) пробивает коробчатый металлический экран 1 и внедряется во взрывооткольную ячейку 2. Поражающая КС детонирует слой заряда ВВ 3, создавая ударную волну в материале облицовки 4. Движение ударной волны по облицовке 4 со сферической, полусферической или сферически-цилиндрической поверхностью вызывает гидродинамическое течение материала облицовки 4 и отколы с внутренней поверхности 9 облицовки 4 в направлении, пересекающем траекторию КС, диспергируя и отклоняя ее от первоначальной траектории. Расходящиеся продукты взрыва слоя ВВ 3 затухают в низкоплотном материале 5 с плотностью 0,19-3,0 г/см 3, не передавая детонацию на соседние взрывооткольные ячейки 2. Оставшиеся неразрушенными участки КС подвергаются дальнейшей дестабилизации при прохождении последующих ячеек 2, встречающихся на пути КС в контейнере. Таким образом, предложенное изобретение"Способ защиты от кумулятивных боеприпасов и устройство для осуществления способа" обеспечивают полную защиту преграды независимо от угла встречи КС с контейнером путем обра 002511 6 зования эшелонированного гидродинамического течения, состоящего из откольных частиц с внутренней поверхности облицовки и основного материала облицовки и множества многослойно установленных со взаимным перекрытием в слоях взрывооткольных ячеек. Последовательное увеличение слоев ячеек в контейнере позволяет добиваться отражения КБ любой мощности. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ защиты преграды от поражения струей кумулятивного боеприпаса, включающий размещение у преграды в контейнере заряда взрывчатого вещества для его взрыва при воздействии кумулятивной струи и приведения в движение защитной облицовки и ее откольных элементов, разрушающих кумулятивную струю при пересечении ее траектории, отличающийся тем, что заряды взрывчатого вещества (3) перед преградой размещают в локальных облицованных взрывооткольных ячейках (2) послойно, с полным перекрытием ячеистой структурой поверхности защищаемой преграды, обеспечивая при прохождении кумулятивной струей ячеистой структуры серию микровзрывов, многократно воздействующих материалом облицовки(4) и откольными элементами ячеек на струю с ее разрушением, при этом облицовку (4) каждой взрывооткольной ячейки (2) выполняют по форме тела вращения для организации в направлении оси тела вращения гидродинамического течения материала облицовки (4) взрывооткольной ячейки (2) и ее откольных элементов при каждом микровзрыве. 2. Устройство для защиты преграды от кумулятивного боеприпаса, представляющее собой установленный перед преградой контейнер,в котором выполнены ячейки под заряды взрывчатого вещества, отличающееся тем, что контейнер выполнен в виде металлического экрана(1) коробчатой формы и множества многослойно установленных со взаимным перекрытием в слоях взрывооткольных ячеек (2), содержащих слой взрывчатого вещества (3) и облицовку (4),размещенных в материале (5) плотностью, равной 0,19-3,0 г/см 3, при этом каждая облицовка(4) взрывооткольной ячейки (2) выполнена из материала плотностью, равной 7-9 г/см 3. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем,что взрывооткольная ячейка (2) выполнена сферической, состоящей из слоя взрывчатого вещества (3) и облицовки (4), заключенных в наружный защитный кожух (6). 4. Устройство по п.2, отличающееся тем,что взрывооткольная ячейка (2) выполнена полусферической, состоящей из слоя взрывчатого вещества (3) и облицовки (4), заключенных в наружный защитный кожух (7). 5. Устройство по п.2, отличающееся тем,что взрывооткольная ячейка (2) выполнена сфе 7 рическо-цилиндрической, состоящей из слоя взрывчатого вещества (3) и облицовки (4), заключенных в наружный защитный кожух (8). 6. Устройство по п.2, отличающееся тем,что взрывооткольная ячейка (2) выполнена с размещением плоского слоя взрывчатого вещества (3) над сферической частью облицовки (4). 8 7. Устройство по п.2, отличающееся тем,что взрывооткольная ячейка (2) выполнена с размещением плоского слоя взрывчатого вещества (3) по диаметру сферической и полусферической облицовки.