СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ОБЛИЦОВКИ КУМУЛЯТИВНОЙ ВЫЕМКИ ЗАРЯДА ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА Российский патент 1996 года по МПК F42B33/06 

Изобретение относится к технике вооружений и может быть использовано, в частности при расснаряжении кумулятивных боеприпасов.

Известен способ расснаряжения боеприпасов, в том числе и кумулятивных, посредством вымывания из корпуса взрывчатого вещества струей горячей воды при t 90 95^oС (патент Германии N 338420, кл. F 42 B 33/06, 1921). Способ обеспечивает сохранность корпуса боеприпаса и других элементов, например металлической облицовки кумулятивной выемки заряда, которая после вымывания взрывчатого вещества извлекается или разбирается механическим способом и далее используется по соответствующему назначению.

Недостатком известного способа извлечения металлической облицовки кумулятивной выемки заряда взрывчатого вещества при расснаряжении кумулятивных боеприпасов является его малая производительность, сложность технологии, экологическая вредность, невозможность использования извлеченного из корпуса взрывчатого вещества без дополнительных мероприятий по его выделению из образующейся суспензии.

Целью предлагаемого изобретения является ликвидация указанных недостатков, повышение производительности и улучшение экологии процесса извлечения металлической облицовки кумулятивной выемки заряда взрывчатого вещества, позволяющего сохранить взрывчатое вещество для дальнейшего использования.

Цель достигается за счет того, что для извлечения металлической облицовки кумулятивной выемки заряда взрывчатого вещества осуществляют закрепление кумулятивного заряда в пространстве и в области пространства над облицовкой создают импульсное магнитное поле, при этом обеспечивают время нарастания магнитного поля до максимального значения, не превышающее , и максимальное значение индукции магнитного поля не меньше , где d₀ толщина металлической кумулятивной облицовки, σ₀ проводимость материала облицовки, μ₀ 1,256•10^-6 Гн/м магнитная постоянная, α угол полураствора конической облицовки, s_ск прочность на скол взрывчатого вещества. В частном случае реализации предлагаемого способа перед созданием импульсного магнитного поля осуществляют нагрев заряда взрывчатого вещества до температуры, не превышающей температуру начала теплового разложения взрывчатого вещества.

Предложенный способ извлечения металлической облицовки кумулятивного заряда основан на известном физическом явлении взаимодействия магнитного поля с проводящими средами. При создании на поверхности проводящей среды магнитного поля происходит его проникновение (диффузия) в проводящую среду, сопровождающееся возникновением индукционных токов, взаимодействие которых с магнитным полем порождает объемные пондеромоторные силы, оказывающие силовое воздействие на проводящую среду.

Возникающие в проводящей среде индукционные токи тем больше, чем выше степень неоднородности пространственного распределения магнитного поля (, где плотность тока, вектор индукции магнитного поля в данной частице проводящей среды). Степень неоднородности пространственного распределения магнитного поля в проводящей среде при создании на ее поверхности, например постоянного поля, со временем изменяется, уменьшаясь до нуля по мере диффузии внешнего поля в среду. С другой стороны, возникающие в среде объемные пондеромоторные силы определяются индукционным током и индукцией магнитного поля . Отсюда следует, что для обеспечения определенного силового воздействия на проводящую среду необходимо создать достаточно интенсивное внешнее поле и задать вполне определенный временной закон его изменения. В частности, при мгновенном или достаточно быстром нарастании магнитного поля до максимальной величины B_o, индукционные токи и объемные пондеромоторные силы концентрируются в узком поверхностном слое (так называемый скин-слой), а оказываемое силовое воздействие на среду эквивалентно действию распределенного по поверхности давления так называемого магнитного давления . Критерием для отнесения темпа нарастания, создаваемого на поверхности тела толщиной δ магнитного поля к достаточно быстрому может являться равенство толщины d тела толщине S скин-слоя: .

При создании над закрепленной в заряде взрывчатого вещества кумулятивной облицовкой магнитного поля за время, не большее , по наружной поверхности по нормали к последней действует магнитное давление , порождающее осевую силу F_м= P_м•S•sinα, выталкивающую кумулятивную облицовку из предварительно зафиксированного в пространстве кумулятивного заряда. Указанная сила должна превышать силу, удерживающую кумулятивную облицовку в заряде. При использовании современных методов снаряжения (прессование на облицовку, вибрационная заливка) силы сцепления облицовки с взрывчатым веществом достаточно велики, так что при выталкивании облицовки из заряда пондеромоторными силами происходит разрушение граничащего с облицовкой слоя взрывчатого вещества посредством скола, что подтверждается проведенными опытами. Поэтому максимально возможное предельное значение препятствующей извлечению облицовки осевой силы определяется прочностью взрывчатого вещества на скол σ_ск, площадью наружной облицовки S и углом полураствора α конической облицовки как F_c= σ_ск•S•cosα, где cosα учитывает действие касательных "скалывающих" напряжений в приграничном слое взрывчатого вещества по касательной к поверхности облицовки. Баланс выталкивающей и удерживающей сил F_м F_c и определяет минимально необходимое значение индукции B_o, создаваемого на поверхности облицовки магнитного поля. Прочность на скол взрывчатого вещества существенно уменьшается с нагревом. Поэтому предварительный подогрев заряда приведет к уменьшению необходимого магнитного поля, а следовательно и к уменьшению необходимых для реализации данного способа энергозатрат.

Таким образом закрепленный в пространстве кумулятивный заряд подвергается воздействию принципиально иных сил с использованием новых элементов для реализации процесса извлечения металлической облицовки из кумулятивного заряда.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показана схема реализации предлагаемого способа извлечения металлической облицовки кумулятивной выемки заряда взрывчатого вещества, иллюстрирующая пример конкретного выполнения изобретения.

В проведенных экспериментах использовался лабораторный кумулятивный заряд 1 из флегматизированного гексогена с медной конической кумулятивной облицовкой 2 с углом раствора 2α 50^o и средней толщиной d_o 1,2 мм. Магнитное поле над облицовкой 2 создавалось посредством пропускания импульсного тока через многовитковый соленоид 3, навитый вокруг заряда 1 и соединенный через коммутатор 4 с емкостным накопителем 5.

При значении проводимости меди σ_o 63,3•10⁶1/Ом•м [1] и прочности на скол флегматизированного гексогена, равной при температуре t 20^oC значению σ_ск 0,7 МПа [3] минимально необходимое амплитудное значение магнитного поля составляет B_o 1,94 Тл, а время его нарастания до максимального значения не должно превышать 28 мкс. При создании внешнего поля с параметрами B_o 2 Тл, t 25 мкс в опытах зафиксировано "вырывание" облицовки из заряда с сохранением остатков взрывчатого вещества на ее поверхности со следами скола. При уменьшении значений индукции магнитного поля (B_o 1,2 Тл; B_o 0,4 Тл) извлечения облицовки из заряда не происходило.

Использование предлагаемого способа извлечения металлических облицовок кумулятивной выемки зарядов взрывчатых веществ позволит сохранить без разрушения выполняемые из дефицитных и дорогих материалов облицовки, а также и заряды взрывчатых веществ. При этом упрощается технология утилизации кумулятивных боеприпасов, повышается производительность и улучшается экология процесса расснаряжения боеприпасов.

Использование: расснаряжение боеприпасов. Сущность изобретения: осуществляют закрепление кумулятивного заряда в пространстве и создают в области пространства над облицовкой импульсное магнитное поле с обеспечением времени нарастания магнитного поля до максимального значения не большего t = δ20

σ₀μ₀π/4, и максимального значения индукции магнитного поля не меньшего , где σ₀ - толщина металлической кумулятивной облицовки, σ₀ - проводимость материала облицовки, μ₀ = 1,256•10^-6 Гн/м - магнитная постоянная, α - угол полураствора конической облицовки, s_ск - прочность на скол взрывчатого вещества. В частном случае перед созданием импульсного магнитного поля осуществляют нагрев заряда взрывчатого вещества до температуры, не превышающей температуру начала теплового разложения взрывчатого вещества. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ извлечения металлической облицовки кумулятивной выемки заряда взрывчатого вещества, включающий закрепление кумулятивного заряда в пространстве, создание импульсного магнитного поля в области пространства над облицовкой кумулятивной выемки при условии обеспечения времени нарастания магнитного поля до максимального значения, не превышающего значения, определяемого из соотношения

и максимального значения индукции магнитного поля, не меньшего значения, определяемого из соотношения

где t время нарастания магнитного поля, мкс;
В₀ индукция магнитного поля, Тл;
d_o толщина металлической облицовки, мм;
α угол полураствора конической облицовки;
s_o проводимость материала облицовки, (Ом • м)^-1;
μ_o магнитная постоянная 1,256.10^-6Гн/м;
σ_ск прочность на скол взрывчатого вещества, МПа. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед созданием импульсного магнитного поля осуществляют нагрев заряда взрывчатого вещества до температуры, не превышающей температуры начала теплового разложения взрывчатого вещества.