ЭЛЕМЕНТ ДИНАМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ОТ КУМУЛЯТИВНЫХ БОЕПРИПАСОВ Российский патент 1997 года по МПК F41H5/07 

Изобретение относится к военной технике, в частности к конструкции броневой защиты, предназначенной для противодействия кумулятивным боеприпасам.

Широко известны различные типы монолитных броневых преград /1/, общим недостатком которых является пассивность сопротивления проникающим кумулятивным струям, и как следствие потребность в существенном увеличении толщины броневых листов для обеспечения надежной защиты от кумулятивных боеприпасов.

Известны также конструкции броневых преград, содержащих элементы динамической защиты и предназначенных для активного воздействия на проникающую кумулятивную струю. Вариант элемента динамической защиты /2/ принят авторами в качестве прототипа.

Рассматриваемый элемент динамической защиты содержат две металлические пластины с размещенным между ними слоем взрывчатого вещества.

Принцип действия элемента динамической защиты (ЭДЗ) заключается в следующем. При взаимодействии кумулятивной струи с ЭДЗ происходит инициирование взрывчатого вещества (ВВ), приводящее к метанию продуктами детонации пластин, которые, взаимодействуя с кумулятивной струей существенно уменьшают ее эффективную длину, снижая в конечном счете эффективность действия кумулятивного заряда по основной преграде в целом.

Однако, рассматриваемый вариант ЭДЗ не лишен недостатков. В частности, существует техническая возможность преодоления рассматриваемого типа ЭДЗ кумулятивной струей без инициирования ВВ, например, в случаях использования в кумулятивных зарядах облицовок из малоплотного материала. В этом случае активное противодействие ЭДЗ проникающей кумулятивной струи отсутствует. Это подтверждает теория, разработанная Хельдом, согласно которой инициирование ВВ происходит при выполнении условия:
A=ρV²d>[A]=180,
где
ρ плотность материала кумулятивной струи, /г/см³/;
V скорость кумулятивной струи, /км/с/;
d диаметр струи, /м/;
[A] критические значение коэффициента чувствительности ЭДЗ.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности срабатывания ЭДЗ, в частности, в случаях применения в кумулятивных зарядах вкладышей из материала низкой плотности.

Решение поставленной задачи обеспечивает конструкция ЭДЗ, предлагаема авторами.

ЭДЗ содержит корпус, выполненный из двух пластин, и заряд ВВ, размещенный в нем. При этом ЭДЗ снабжен закрепленными на внутренней пластине на всей ее площади ребрами, выполненными из прочного материала и образующие ячейки, при этом длины сторон ячейки равны 5^oC10 толщины пластины, высота равна 0,3^oC0,5 расстояния между пластинами, а толщина ребер 1,5^oC2,0 толщины пластины.

На фиг.1 изображено поперечное сечение ЭДЗ; на фиг.2 сечение А-А на фиг. 1
ЭДЗ содержит нижнюю 1 и верхнюю 2 пластины, заряд ВВ 3, размещенный между пластинами/ и ребра 4, закрепленные на нижней пластине 1, образующие ячейки. Представлены основные геометрические характеристики предлагаемого ЭДЗ:
h_пл. толщина пластин;
H расстояние между пластинами;
h высота ребер ячеек;
A,B расстояние между ребрами в ячейке;
d толщина ребер.

Функционирование предлагаемого ЭДЗ происходит следующим образом. После пробития кумулятивной струей верхней пластины ЭДЗ происходит ее взаимодействие с ВВ. При этом, если параметры кумулятивной струи (в соответствии с критерием Хельда A=ρV²d<[A]=180 ) недостаточны для инициирования заряда ВВ, то кумулятивная струя проходит слой ВВ высотой H-h, прилегающий к верхней пластине, без инициирования взрыва. Отсутствие инициирования верхнего слоя ВВ объясняется недостаточным уровнем температур и напряжений, возникающих во взрывчатом веществе при его взаимодействии с кумулятивной струей. Недостаточный уровень разогрева ВВ объясняется относительно невысокой скоростью кумулятивной струи и относительно небольшой поверхностью контакта кумулятивной струи с ВВ. Недостаточный уровень напряжений во взрывчатом веществе связан с относительно невысокой скоростью кумулятивной струи и плотностью материала струи. При этом на интегральный разогрев ВВ существенное влияние оказывает способность ВВ к упругому и пластическому деформированию в напряжениях, перпендикулярных оси кумулятивной струи. Чем интенсивнее осуществляется деформация ВВ, тем меньше продолжительность взаимодействия кумулятивной струи с ВВ, а, следовательно, меньше разогрев ВВ и вероятность его инициирования.

При прохождении кумулятивной струи через слой ВВ высотой h, прилегающий к нижней пластине, характер деформирования В0в изменяется, что связано с наличием жестких ребер ячеек, ограничивающих перемещение частиц ВВ в радиальном направлении по отношению к оси кумулятивной струи. Это приводит к уменьшению деформации в ВВ, а значит и росту в нем напряжений, кроме того, несколько возрастает продолжительность взаимодействия кумулятивной струи с ВВ, что также повышает вероятность его инициирования даже при невыполнении критерия Хельда, который не учитывает влияния граничных поверхностей на характер деформации ВВ.

Таким образом, осуществляется решение поставленной задачи, заключающейся в повышении надежности срабатывания ЭДЗ в случае применения в кумулятивной заряде вкладышей из материала низкой плотности.

Следует отметить, что достигаемый эффект не сопряжен с существенными технологическими трудностями и не приводит к значительному увеличению себестоимости ЭДЗ. Увеличение массы ЭДЗ, связанное с введением ребер также невелико и к тоже оно может быть компенсировано соответствующим снижением толщины пластины, что не отразится на эффективности действия ЭДЗ в целом.

Использование: броневая защита для противодействия кумулятивным боеприпасам. Сущность изобретения: в элементе динамической защиты, содержащем нижнюю 2 и верхнюю 2 пластины и заряд взрывчатого вещества 3, размещенный между пластинами 1, 2, на нижней пластине 2 закреплены ребра 4 из прочного материала. Ребра 4 образуют ячейки, при этом длины сторон ячейки равны 5-10 толщины пластины 2, высота равна 0,3-0,5 расстояния между пластинами 1, 2, а толщина ребер - 1,5-2,0 толщины пластины. Такое выполнение позволяет повысить надежность срабатывания устройства. 2 ил.

Элемент динамической защиты от кумулятивных боеприпасов, содержащий корпус, выполненный из двух пластин, и заряд взрывчатого вещества, размещенный в нем, отличающийся тем, что он снабжен закрепленными на внутренней пластине на всей ее площади ребрами, выполненными из прочного материала и образующими ячейки, при этом длины сторон ячейки равны 5 10 толщинам пластины, высота равна 0,3 0,5 расстояния между пластинами, а толщина ребер 1,5 2,0 толщинам пластины.