Зажигательный элемент авиабомбы

Зажигательный элемент авиабомбы

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к области военной техники, а именно к авиационным бомбовым средствам поражения, а более конкретно к осколочно-фугасно-зажигательным авиабомбам, в которых зажигательный эффект достигается за счет комплектации их зажигательными вкладными элементами.

Из литературных данных (А.А.Шидловский «Основы пиротехники», издательство «Машиностроение», 1964 г.) известно, что эффективность зажигательного элемента характеризуется следующими показателями:

- количеством тепла, выделяемого при горении;

- температурой горения;

- характером шлаков, образовавшихся после горения;

- воспламеняемостью и скоростью горения зажигательного состава и корпуса.

Зажигательный элемент авиабомбы, как правило, состоит из корпуса, выполненного из сгораемого материала, например сплава «электрон», состоящего на 88÷98% из магния и 0,5÷10% из алюминия, и зажигательного состава, изготовленного на основе термитов и размещенного в полости корпуса.

Известен зажигательный элемент пиротехнической головки усиленного зажигательного и поражающего действия (патент Франции №02707387 от 09.07.1993 г.).

Зажигательный элемент содержит пиротехнический состав для металлотермического нагрева и куски металла. Инициирование пиротехнического состава происходит до срабатывания взрывчатого состава, что позволяет обеспечить нагрев кусков металла до высокой температуры перед их разбрасыванием при взрыве. Зажигательные элементы помещены в теплоизолированные отсеки, равномерно распределенные вокруг продольной оси с угловым интервалом и ограниченные в наружном направлении корпусом головки.

К недостаткам данного технического решения следует отнести:

- низкую эффективность зажигательного действия, так как куски металла зажигательного элемента при срабатывании заряда взрывчатого вещества будут дробиться на мелкие частицы, которые не смогут воспламенить трудновозгораемые материалы (например, сырая древесина, дизельное топливо);

- незначительные радиус и время зажигательного действия;

- сложность конструкции авиабомбы, так как зажигательный элемент требует размещения его в теплоизолированном отсеке.

Известен зажигательный элемент авиабомбы по патенту США №2586801 от 26.02.1952 г. - прототип.

Зажигательный элемент выполнен в виде корпуса из воспламеняющегося материала, например магния, и зажигательной смеси, размещенной в полости корпуса, концевые части которого содержат воспламенитель и навеску взрывчатого вещества и снабжены крышками, в боковой и торцевой поверхностях которых выполнены отверстия. Взрывчатое вещество, размещенное вдоль продольной оси зажигательного элемента, заключено в легковоспламеняющуюся оболочку и имеет форму цилиндра, один конец которого взаимодействует с воспламенительным составом, а другой - находится в полости крышки на уровне торцевого отверстия.

К недостаткам данного технического решения следует отнести:

- воспламенение зажигательного состава осуществляется с двух торцев, что требует увеличения габаритов (высоты) зажигательного элемента для обеспечения требуемого подвода тепла для воспламенения корпуса, что, в конечном итоге, приводит к значительному снижению зажигательного эффекта авиабомбы из-за уменьшения количества зажигательных элементов, размещаемых в заданном объеме;

- сложность конструкции (наличие крышек с отверстиями по боковым поверхностям и торцам, заряда взрывчатого вещества);

- возможность разбрызгивания расплавленного материала корпуса при автономном полете зажигательного элемента (после выброса его из авиабомбы), что приведет к значительному снижению зажигательного действия у цели;

- растекание шлаков после окончания горения на отдельные быстро остывающие фрагменты, что значительно снижает воспламенительную и проплавляющую способность зажигательного элемента.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности действия зажигательного элемента авиабомбы.

Технический результат состоит в повышении воспламенительной и проплавляющей способности, в упрощении конструкции и снижении габаритно-массовых характеристик зажигательного элемента авиабомбы.

Технический результат достигается тем, что зажигательный элемент авиабомбы содержит корпус цилиндрической формы из сгораемого материала и зажигательный состав, размещенный в полости корпуса, при этом корпус по наружной боковой поверхности облицован кожухом из сгораемого материала с температурой кипения, превышающей температуру кипения материала корпуса.

В качестве сгораемого материала корпуса зажигательного элемента может применяться сплав «электрон», состоящий на 88÷98% из магния и на 0,5÷10% из алюминия, который обеспечивает прочность зажигательного элемента и, в то же время, сам является зажигательным веществом. Горение сплава «электрон» осуществляется за счет кислорода воздуха. Для зажжения сплава «электрон» применяют пиротехнические составы на основе термитов. При горении сплава «электрон» образуется небольшое, но ослепительно яркое пламя с большим тепловым излучением. Возможно использование сплава МА2-1М по ГОСТ 19441-74.

В качестве материала кожуха возможно использование алюминиевого сплава АД0 по ГОСТ 21488-76, отношение температур кипения сплавов АД0 и МА2-1М находится в пределах 1,6-1,8, а отношение температур плавления - в пределах 1,01-1,02.

Возможно применение других сгораемых материалов, при этом оптимальное отношение температур кипения материалов кожуха и корпуса должно находится в пределах 1,6-1,8.

Повышение воспламенительной и проплавляющей способностей зажигательного элемента обеспечивается за счет увеличения, при заданных габаритах, общего времени горения, которое достигается за счет уменьшения поверхности корпуса, контактирующей с кислородом воздуха (корпус с наружной боковой поверхности облицован кожухом), что приводит к снижению скорости горения корпуса, а следовательно, к повышению времени горения зажигательного элемента. Кроме того, кожух выполняет функцию теплозащиты корпуса, так как при автономном полете зажигательного элемента кожух с одной стороны охлаждается потоком набегающего воздуха, а с другой стороны нагревается горящими зажигательным составом и материалом корпуса, при этом теплоотдача горящих зажигательного состава и материала корпуса значительно больше теплопотерь в воздушный поток, что обеспечивает плавление и зажжение материала кожуха.

Экспериментально установлено, что при сгорании материала со сравнительно низкой температурой кипения образуются легкотекучие шлаки, которые имеют возможность распадаться на отдельные фрагменты и быстро остывать, при этом, чем выше температура кипения материала, тем меньше текучесть шлаков при его сгорании.

Повышение проплавляющей способности зажигательного элемента достигается за счет облицовки наружной боковой поверхности корпуса кожухом из сгораемого материала с температурой кипения, превышающей температуру кипения материала корпуса, что исключает разбрызгивание расплавленного материала корпуса и обеспечивает компактную форму шлаков без разделения их на отдельные фрагменты, а следовательно, позволяет концентрировать тепловое воздействие шлаков на меньшей площади при большем времени воздействия.

Так как кожух выполнен из материала с более высокой температурой кипения по сравнению с температурой кипения материала корпуса, препятствует разбрызгиванию расплавленного интенсивно горящего материала корпуса и обеспечивает сохранение компактной формы корпуса как в процессе горения, так и после сгорания корпуса, то это приводит к увеличению как времени горения, так и к более продолжительному сохранению тепла, а следовательно, и к повышению воспламенительной и проплавляющей способности зажигательного элемента.

При этом отношение температуры кипения материала кожуха к температуре кипения материала корпуса зажигательного элемента может составлять 1,6÷1,8.

Уменьшение данного соотношения может привести к частичному разбрызгиванию материала корпуса.

Увеличение данного соотношения может привести к отсутствию зажжения материала кожуха, вследствие этого эффект зажигательного элемента может существенно снижаться из-за потерь тепла на нагревание и плавление кожуха.

Упрощение конструкции и снижение габаритно-массовых характеристик зажигательного элемента авиабомбы достигается за счет исключения из его конструкции донных крышек с боковыми и торцевыми отверстиями, заряда взрывчатого вещества для воспламенения зажигательного состава, герметизирующих оболочек, воспламенения зажигательного состава с одного торца, что позволило значительно увеличить количество зажигательных элементов, размещаемых в заданном объеме авиабомбы, и, тем самым, повысить ее зажигательное действие.

Отношение массы облицованного кожухом корпуса к массе зажигательного состава может составлять 0,8÷1,1.

Экспериментально установлено, что в случае уменьшения данного соотношения возможно снижение общего времени горения зажигательного элемента, так как зажигательный состав быстро расплавляет и сжигает облицованный кожухом корпус, и зажигательный состав не успевает поджечь его.

Увеличение данного соотношения может привести к отсутствию воспламенения корпуса из-за недостаточной теплоотдачи зажигательного состава.

Отношение толщины стенки кожуха к толщине стенки корпуса в месте расположения зажигательного состава может составлять 0,11÷0,13.

Уменьшение данного соотношения может привести к частичному разбрызгиванию материала корпуса, а также распаду шлаков на отдельные фрагменты, что может привести к снижению поджигающей и проплавляющей способности зажигательного элемента.

Увеличение данного соотношения может привести к отсутствию расплавления и зажжения материала кожуха, что может существенно снизить эффективность зажигательного элемента.

На чертеже показан зажигательный элемент авиабомбы.

Зажигательный элемент авиабомбы состоит из кожуха 1, корпуса 2, зажигательного состава 3.

До выброса из авиабомбы на зажигательный элемент подается тепловой импульс, от воздействия которого происходит зажжение зажигательного состава 3. После этого производится выброс зажигательного элемента из авиабомбы. Зажигательный состав горит в течение 25÷30 секунд. За это время материал корпуса 2 и корпуса 1 зажигательного элемента расплавляется и воспламеняется. При попадании горящего зажигательного элемента в цель за счет поджигающего и проплавляющего эффектов она загорается.

1. Зажигательный элемент авиабомбы, содержащий корпус цилиндрической формы из сгораемого материала и зажигательный состав, размещенный в полости корпуса, отличающийся тем, что корпус по наружной боковой поверхности облицован кожухом из сгораемого материала с температурой кипения, превышающей температуру кипения материала корпуса.

2. Зажигательный элемент авиабомбы по п.1, отличающийся тем, что отношение температур кипения материалов кожуха и корпуса составляет 1,6...1,8.

3. Зажигательный элемент авиабомбы по п.1 или 2, отличающийся тем, что отношение масс облицованного кожухом корпуса и зажигательного состава составляет 0,8...1,1.

4. Зажигательный элемент авиабомбы по п.1 или 2, отличающийся тем, что отношение толщин стенок кожуха и корпуса в месте размещения зажигательного состава составляет 0,11...0,13.

5. Зажигательный элемент авиабомбы по п.3, отличающийся тем, что отношение толщин стенок кожуха и корпуса в месте размещения зажигательного состава составляет 0,11...0,13.