Система активной защиты небронированных и легкобронированных транспортных средств

Система активной защиты небронированных и легкобронированных транспортных средств

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области боеприпасов и средств поражения и может быть использовано для защиты прежде всего специальной автомобильной техники, предназначенной для перевозки ядерно- и взрывоопасных объектов, от нападения и захвата их во время передвижения террористическими группами и бандформированиями. Может применяться также для защиты транспортных средств, перевозящих весьма ценные грузы, как от нападения с целью захвата отдельных преступных элементов, так и организованных преступных группировок.

Известен и широко применяется на практике в военном деле один из старейших и наиболее распространенных типов боеприпасов основного назначения, предназначенных для поражения практически всех видов целей (открытых и слабо защищенных объектов, наземной и воздушной небронированной и легкобронированной техники) за исключением бетонированных, подводных и тяжелобронированных - боеприпасы осколочного действия или осколочные боеприпасы (ОБП) [1]. Осколочные боеприпасы наносят повреждение главным образом высокоскоростным потоком поражающих элементов, метаемых взрывом заряда бризантного взрывчатого вещества (БВВ). Поражающие элементы представляют собой либо осколки естественного или заданного дробления металлического корпуса боеприпасов, либо являются готовыми поражающими элементами (ГПЭ).

Особый интерес в плане активной защиты небронированных и легкобронированных транспортных средств представляют из всего разнообразия ОБП инженерные мины осколочного действия [1; 2], предназначенные для устройства минно-взрывных заграждений в целях поражения различных объектов противника, главным образом - живой силы. Поэтому они относятся к группе противопехотных мин. По виду осколочного поля эти мины подразделяются на мины с круговыми и направленными полями поражения.

Известно большое количество как отечественных, так и зарубежных противопехотных осколочных мин с круговыми полями поражения, устанавливаемых над поверхностью грунта (например, отечественные мины времен Великой Отечественной войны ПОМЗ-2М (ПОМЗ-2) в чугунном корпусе заданного дробления с подрезами со стороны наружной поверхности), либо так называемые выпрыгивающие мины (например, отечественная мина ОЗМ-72 в корпусе с ГЭП или предшествующие ее аналоги - ОЗМ-3 и ОЗМ-4 в чугунном корпусе естественного дробления и вышибными зарядами, выбрасывающими мины до их срабатывания на определенную высоту над поверхностью земли) [1; 2]. Недостатком, практически исключающим возможность использования всех мин с круговыми осколочными полями для активной защиты транспортных средств, является необходимость выноса непосредственно перед применением мины типа ПОМЗ-2М (ПОМЗ-2) или выбрасывания вышибным зарядом мины типа ОЗМ-72 (ОЗМ-3, ОЗМ-4) на достаточную (с точки зрения безопасности) высоту над защищаемым транспортным средством. А это приведет к существенному снижению эффективности поражения осколками корпуса или ГПЭ живой силы, укрывшейся непосредственно на поверхности земли.

Известны противопехотные осколочные мины направленного действия, образующие осколочные поля с углом разлета ГПЭ от нескольких градусов до нескольких десятков градусов. Типовой для данного семейства мин является конструкция отечественной мины МОН-50 [1 с. 299, рис. 3.144] или ее аналоги - зарубежные мины МРУД (Югославия), М18А1 (США), а также отечественная МОН-90. Противопехотная мина МОН-50 состоит из пластмассового корпуса, внутри которого размещены метательный заряд взрывчатого материала (паститного БВВ - ПВВ-5А с двумя дополнительными детонаторами в виде шашек из A-IX-1, запрессованных в «запальные» гнезда, размещенные в верхней части корпуса) и блок ГПЭ. Однослойный блок ГПЭ прилегает к выпуклой стороне корпуса и содержит стальные поражающие элементы в виде либо цилиндров диаметром 6 мм, высотой 7 мм и массой 1,5 г, либо стальных шариков диаметром 6,35 мм и массой 1 г, залитых эпоксидным компаундом. Общее количество ГПЭ в блоке для цилиндров составляет 485 шт. или для шариков - 540 шт. В «запальных» гнездах установлен узел инициирования детонации - электродетонаторы типа ЭДП-р или «запал» МД-5М. Для приведения мины в действие предусмотрена система управления подрывом, в состав которой могут входить взрыватели типа МВЭ-72, МУВ-2 и др., срабатывающие от растяжек, или взрыватели замедленного действия типа ВЗД-6ч, ВЗД-3м. В управляемом варианте мина может подрываться от электродетонаторов типа ЭДП-р, приводимых в действие по проводной электрической цепи от подрывной машинки или других источников тока.

Данное известное устройство наиболее близко к предлагаемому.

В этом известном устройстве по сравнению с предыдущими (мины с круговыми осколочными полями) достигается существенное повышение эффективности поражения живой силы противника, расположенной даже на поверхности земли, благодаря возможности размещения мин по всем бортам транспортного средства, а также в лобовой его части практически на любом уровне: на уровне порогов, бамперов, радиатора, крыши и т.д. При подрыве мины МОН-50 образуется осколочное поле с углом разлета в горизонтальной плоскости 54°, при этом радиус зоны сплошного поражения живой силы достигает 50…58 м при ширине зоны 45…54 м, а убойный интервал равен 80…85 м. Тем не менее, по ряду других причин применение известного, наиболее близкого к заявленному, устройства для активной защиты особенно небронированных транспортных средств не представляется возможным. Во-первых, это нецелесообразно из-за высоких уровней ударно-волновых нагрузок, воспринимаемых транспортным средством, на борту которого размещены мины, при их подрыве, возможной потери устойчивости средства и даже его опрокидывания для случая легкового автомобиля. При этом перевозимые спецтранспортом опасные объекты могут быть также подвергнуты нерегламентированным нагружениям, результаты которых могут привести к тяжелым последствиям. Во-вторых, взрыв заряда БВВ- пластита ПВВ-5А массой 0,7 кг в разрушаемом при взрыве пластмассовом корпусе мины непосредственно на борту или вблизи борта автомобиля неминуемо приведет к разрушению кузова автомобиля. Попытка защитить кузов от разрушения приведет либо к сильному бронированию его, либо к установке дополнительных защитных экранов, что в обоих случаях сильно утяжелит автомобиль и ухудшит его проходимость и скоростные показатели. В-третьих, мина является одноразовым изделием и не допускает ее перезаряжания с целью повторного, тем более многократного использования.

Техническое решение по предлагаемому изобретению направлено на достижение технического результата, заключающегося в устранении названных недостатков, а именно:

- в существенном снижении уровня ударных нагрузок на транспортное средство при срабатывании на его бортах предлагаемого устройства;

- в расширении функциональных возможностей предлагаемого устройства;

- в обеспечении многократности использования предлагаемого устройства.

Для достижения указанного технического результата устройство по предлагаемому изобретению для активной защиты небронированных и легкобронированных транспортных средств, как и указанное выше известное, наиболее близкое к нему, содержит корпус, внутри которого размещен метательный заряд взрывчатого материала, блок готовых поражающих элементов, узел инициирования детонации, а также систему управления подрывом.

В отличие от наиболее близкого известного в устройстве по предлагаемому изобретению взрывчатым материалом метательного заряда является трубчатый баллиститный порох в виде набора пороховых элементов или смесевое твердое топливо в виде набора топливных элементов, представляющих собой одноканальные шашки или шайбы, либо пироксилиновый или дымный порох или гранулированный пиротехнический состав, помещенный в картуз. Метательный заряд плотно посажен в полость корпуса, имеющего в сечении П-образный профиль с утолщенными боковыми стенками и днищем и выполненного из прочного конструкционного металлического (вязких орудийных сталей, алюминиевых, титановых броневых сплавов) или композитного материала. На оси каналов пороховых или топливных элементов с гарантированным воздушным зазором от свода элемента размещен или через картуз с порохом или пиротехническим составом пропущен детонирующий удлиненный заряд бризантного взрывчатого вещества в металлической оболочке, выполняющий функцию детонационного воспламенителя, либо элементов трубчатого баллиститного пороха или канальных шашек (шайб) смесевого твердого топлива, либо размещенного в картузе пироксилинового или дымного пороха или пиротехнического состава, обеспечивая практически мгновенное воспламенение пороха (топлива) по всей длине корпуса устройства.

С открытой стороны («дульного» среза) корпуса установлен блок готовых поражающих элементов. Блок ГПЭ может быть одно-, двух- или многослойным и содержать поражающие элементы в виде шариков, кубиков, коротких цилиндров (роликов), прямоугольных или шестигранных призм, стержней и т.д., изготовленных из стали, тяжелых сплавов, например, на основе вольфрама или из других конструкционных материалов. Готовые поражающие элементы собраны в блок с помощью легкого связующего материала (эпоксидного компаунда, других клеящих составов, мастик, цементного раствора). Для подавления эффекта опережающего преждевременного (до начала движения ГПЭ) прорыва продуктов горения в зазоры между поражающими элементами (эффекта «выдувания» связующего материала), приводящего к снижению скорости метания, между топливным (пороховым) элементом или порохом в картузе и блоком ГПЭ установлена тонкая пластина из любого конструкционного материала (металлического или неметаллического). Для обеспечения защиты предлагаемого устройства от воздействия природных факторов и скрытности его на транспортном средстве устройство может быть прикрыто панелью или чехлом из тонкого металла (фольги), пластика, конструкционной бумаги или картона (фибры, гетинакса), текстильных материалов типа брезента, кордной ткани и т.д.

В предлагаемой конструкции осуществляется «мягкое» метание поражающих элементов порохом, смесевым твердым топливом или пиротехническим составом, чем обеспечиваются существенно (на порядок) меньшие ударные нагрузки на транспортное средство, по сравнению с метанием аналогичных поражающих элементов с поверхности бризантного взрывчатого вещества (при обеспечении таких же скоростей метания).

Детонирующий удлиненный заряд в металлической оболочке, играющий роль детонационного воспламенителя, содержит от нескольких граммов до нескольких десятков граммов бризантного взрывчатого вещества (гексогена или октогена) на одном метре заряда и сколь-нибудь ощутимого воздействия на транспортное средство при его подрыве оказывать не может.

Благодаря тому что корпус предлагаемого устройства выполнен прочным и неразрушаемым при срабатывании, создается возможность многократного использования устройства путем его перезаряжания.

Изобретение иллюстрируется чертежами. На фиг. 1 изображен пример устройства, поясняющий суть заявляемого решения, где в качестве основного метательного заряда применены элементы трубчатого баллиститного пороха или смесевого твердого топлива в виде одноканальных шашек или шайб. Здесь:

1 - корпус;

2 - элемент трубчатого пороха или одноканальная шашка (шайба) СТТ;

3 - детонирующий удлиненный заряд бризантного ВВ в металлической оболочке;

4 - тонкая пластина;

5 - блок ГПЭ;

6 - система инициирования детонации.

На фиг. 2 приведено сечение А-А устройства, где в качестве основного метательного заряда применен порох или гранулированный пиротехнический состав (ПТС), размещенный в картузе. Обозначения поз. 1, 3, 4, 5 те же, что на фиг. 1; поз. 7 - картуз с порохом или ПТС.

Представленное выше устройство работает следующим образом. При подаче команды-сигнала с пульта управления оператора (он же может быть сопровождающим груза), дистанционно или по проводным линиям на систему инициирования детонации 6 происходит ее задействование, в результате чего срабатывает детонирующий удлиненный заряд 3 бризантного ВВ в металлической оболочке. Главным образом высокоскоростные осколки оболочки детонирующего удлиненного заряда 3, а также продукты детонации его ВВ и воздушная ударная волна воспламеняют пороховые или топливные элементы 2, порох или ПТС 7 практически мгновенно по всей длине корпуса 1 устройства. Давление, создаваемое в полости корпуса (зарядной камере) продуктами сгорания, воздействует через пластину 4 на блок ГПЭ 5, выталкивая (выстреливая) последние из корпуса устройства 1. При этом легкий связующий материал разрушается, каждый ГПЭ получает свой вектор скорости, образуется поле осколков заданной формы и массы. Пластина 4 в зависимости от материала, из которого она изготовлена, толщины его и давления пороховых газов в ЗК может либо разрушаться с образованием естественных осколков, либо только деформироваться, сохраняя свою целостность.

Устройство может монтироваться по бортам транспортного средства в один или несколько рядов, а также в лобовой части машины в районе бампера, радиатора или капота. Система приведения в действие предлагаемого устройства должна предусматривать защиту от случайного и несанкционированного срабатывания; она позволяет производить метание поражающих элементов как залпом, так и отдельными рядами и секциями.

Тестовые испытания лабораторного образца заявляемого устройства показали, что удлиненный заряд наружного диаметра (калибра) 3 мм в медной оболочке, снаряженный гексогеном с массой ВВ 4,3 г/м надежно воспламеняет (период задержки воспламенения равен примерно 0,07·10^-3 с) порох марки НМФ-2 трубчатой формы с диаметром канала 12 мм и с такой же толщиной свода. Образующиеся при сгорании пороха продукты выталкивают из ЗК готовые поражающие элементы в виде стальных шариков диаметром 6,35 мм и массой 1 г (общее количество ГПЭ в однослойном блоке - 775 шт. при длине корпуса, равной 1 м) с начальной скоростью 450…470 м/с. При этом «радиус» зоны сплошного поражения живой силы достигает 50…60 м, а убойный интервал превышает 80 метров.

На фиг. 3 представлен пример размещения заявляемого устройства на борту грузового спецавтомобиля.

Источники информации

1. Боеприпасы осколочного действия // Средства поражения и боеприпасы: Учебник / А.В. Бабкин, В.А. Велданов, Е.Ф. Грязнов и др.; Под общ. ред. В.В. Селиванова. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э Баумана, 2008. С. 189-322.

2. Инженерные боеприпасы. Руководство по материальной части и применению. Кн. 1. - М.: Воениздат, 1976.

Система активной защиты небронированных и легкобронированных транспортных средств, включающая смонтированные в одном корпусе метательный заряд взрывчатого материала, блок готовых поражающих элементов, узел инициирования детонации, а также систему управления подрывом, отличающаяся тем, что взрывчатым материалом метательного заряда является трубчатый баллиститный порох в виде набора пороховых элементов и/или смесевое твердое топливо в виде набора топливных элементов, представляющих собой одноканальные шашки и/или шайбы, или взрывчатым материалом метательного заряда является помещенный в картуз пироксилиновый и/или дымный порох и/или гранулированный пиротехнический состав, плотно посаженные в полость корпуса устройства, имеющего в сечении П-образный профиль с утолщенными боковыми стенками и днищем и выполненного из прочного конструкционного металлического и/или композитного материала, при этом на оси каналов пороховых и/или топливных элементов размещен или через картуз с порохом и/или пиротехническим составом пропущен детонирующий удлиненный заряд бризантного взрывчатого вещества в металлической оболочке таким образом, чтобы между оболочкой детонирующего удлиненного заряда и сводом порохового и/или топливного элемента трубчатого баллиститного пороха и/или смесевого твердого топлива оставался воздушный зазор; блок готовых поражающих элементов смонтирован в открытой дульной части корпуса устройства вплотную к метательному заряду с установкой между ними тонкой пластины из конструкционного металлического и/или неметаллического материала.