КОМБИНИРОВАННЫЙ РАЗРЫВНОЙ ЗАРЯД Российский патент 2004 года по МПК F42B1/00 

Изобретение относится к боеприпасам и может быть использовано при разработке осколочно-фугасных и стержневых боевых частей ракет, артиллерийских снарядов и авиационных бомб. Кроме того, изобретение может быть использовано при проведении подрывных работ в мирных целях.

Известны разрывные заряды, используемые в боеприпасах, которые состоят из основного заряда бризантного взрывчатого вещества (ВВ) и дополнительного заряда. Дополнительный заряд представляет собой детонаторные цилиндрические шашки ВВ, размещенные по оси основного заряда ВВ в головной или донной частях заряда ВВ (см. Авиационные боеприпасы. - М., ВВИА им. проф. Н.Е.Жуковского, 1978).

Известны разрывные заряды, используемые в боевых частях ракет “воздух - воздух”, в которых дополнительный заряд размещен по оси основного заряда в центральной его части (например, см. Техническое описание. Авиационная управляемая ракета Р-27).

Из известных разрывных зарядов, используемых в боеприпасах, наиболее близким по технической сущности является разрывной заряд, используемый, например, в осколочно-фугасной авиабомбе ОФАБ-250-270 (см. Техническое описание. Осколочно-фугасная авиабомба ОФАБ-250-270). Этот разрывной заряд имеет основной заряд ВВ с центральной осевой полостью, в которой размещен по всей длине основного заряда дополнительный заряд ВВ в виде детонаторных шашек. Причем скорость детонации ВВ дополнительного заряда превосходит скорость детонации ВВ основного заряда. Например, в авиабомбе ОФАБ-250-270 основной заряд ВВ из тротила (скорость детонации D=6900 м/с), а дополнительный заряд из тетрила, имеющего скорость детонации D₁=7500 м/с.

Известно, что скорость разлета продуктов взрыва с поверхности заряда, а следовательно, и мощность взрыва определяется, в основном, направлением взрывного луча и скоростью детонации D применяемого ВВ. При подрыве такого заряда формируется коническая детонационная волна, которая распространяется по заряду ВВ (фиг.1). При этом угол α ₁ между фронтом детонационной волны и осью заряда определяется и составляет приблизительно 68° . При таком значении угла α ₁ скорость разлета U продуктов взрыва с боковой поверхности заряда ВВ определяется (см. Авиационные боеприпасы. - М., ВВИА им. проф. Н.Е.Жуковского, 1978)

где - скорость движения продуктов детонации за фронтом детонационной волны (u₂=1725 м/с);

скорость звука в продуктах детонации к моменту выхода детонационной волны на поверхность заряда ВВ (С₂=5175 м/с);

U - скорость разлета продуктов взрыва (U=5515 м/с), что составляет 0,87 D. При таком характере разлета продуктов взрыва меньшая часть энергии взрыва уходит в направлениях, перпендикулярных боковой поверхности заряда ВВ, а в связи с этим, снижается и поражающее (осколочно-фугасное, стержневое) действие боеприпасов с цилиндрическими боевыми частями.

Цель изобретения - повышение эффективности поражающего действия боеприпасов за счет увеличения мощности взрыва в результате уменьшения времени взрывчатого превращения и усиления энергии взрыва в направлениях, перпендикулярных боковой поверхности заряда.

Для достижения поставленной цели в разрывном заряде, имеющем основной цилиндрический заряд взрывчатого вещества с центральной осевой плоскостью, размещен дополнительный заряд взрывчатого вещества. Этот дополнительный заряд взрывчатого вещества выполнен в виде кумулятивного предзаряда, обращенного кумулятивной выемкой вплотную к торцу основного заряда по осевой линии.

Такое взаимное размещение основного и дополнительного заряда в виде кумулятивного предзаряда позволит существенно уменьшить угол между осью основного заряда и фронтом детонационной волны. В этом случае, угол (где D - скорость детонации ВВ тротила основного заряда; V_КС - скорость газовой кумулятивной струи, формируемой кумулятивным предзарядом) составляет, при скорости детонации ВВ основного заряда 6900 м/с и скорости газовой кумулятивной струи около 20000 м/с, приблизительно 28° (фиг.2). При таком направлении фронта детонационной волны уменьшится время взрывчатого превращения комбинированного разрывного заряда и усилится энергия взрыва в направлениях, перпендикулярных боковой поверхности заряда, а следовательно, усилится поражающее действие указанных боеприпасов. На фиг.1, 2 изображены схемы распространения фронта детонационной волны по разрывному заряду и направления разлета продуктов взрыва с поверхности заряда для прототипа и изобретения соответственно.

Комбинированный разрывной заряд (фиг.3) содержит основной цилиндрический заряд ВВ (1) с центральной осевой полостью (2). Со стороны торцевой части основного цилиндрического заряда ВВ размещен вплотную на осевой линии дополнительный заряд (3) в виде кумулятивного предзярада с конической выемкой (4), обращенной в сторону основного цилиндрического заряда ВВ. В осевой полости основного цилиндрического заряда по всей его длине размещен кольцевой слой (5) наиболее чувствительного к инициированию взрывчатого вещества.

Устройство работает следующим образом. При срабатывании средства инициирования (капсюль-детонатор, электродетонатор и др.) детонирует дополнительный кумулятивный предзаряд (3). В этом случае формируется газовая кумулятивная струя, которая, проходя вдоль осевой полости (2) с большой скоростью V_КС до 20 км/с, вызывает детонацию внутреннего чувствительного слоя ВВ (5). В результате этого формируется и перемещается по заряду ВВ фронт конической детонационной волны 2-2 (фиг.2) с углом , где D - скорость детонации ВВ основного заряда (для тротила скорость детонации D=6900 м/с), м/с; V_КС - скорость газовой кумулятивной струи, м/с. В этом случае вершина конического фронта детонационной волны 2-2(2’-2’) на фиг.2 перемещается со скоростью V_КС и достигает противоположной торцевой поверхности, с момента внедрения газовой кумулятивной струи в осевую полость, за время

Очевидно, что полное время взрывчатого превращения, как следует из чертежа на фиг.3 определяется

где τ _2п - полное время взрывчатого превращения, м/с;

ON - условная длина основного цилиндрического заряда ВВ, м;

FN - условный радиус основного цилиндрического заряда ВВ, м;

D - скорость детонации ВВ основного цилиндрического заряда, м/с;

V_КС - скорость газовой кумулятивной струи, м/с.

Разлет продуктов детонации с боковой поверхности при угле α ₂=28° (при V_КС≈_{20000 м/с и τ 2п) будет происходить под постоянным углом со скоростью U≈ 0,98 D.}

На фиг.1, для сравнения, условно показан фронт конической дистанционной волны для прототипа 1-1(1’-1’), перемещающийся по основному цилиндрическому заряду ВВ под углом α ₁≈_{68° . В этом случае скорость разлета продуктов детонации с боковой поверхности составляет U≈ 0,87 D (при скорости детонации дополнительного осевого заряда D1=7500 м/с).}

Использование предлагаемого комбинированного заряда взрывчатого вещества позволяет повысить эффективность поражающего действия боеприпасов за счет большей скорости выделения энергии, приходящейся на единицу массы взрывчатого вещества, что приводит к увеличению концентрации энергии при взрыве заряда, которая обусловливает, в конечном итоге, большую мощность взрыва и его разрушающую способность.

Время полного взрывчатого превращения τ _2п комбинированного разрывного заряда в сравнении с прототипом, при одних и тех же массовых и габаритных характеристиках, значительно меньше. Например, время полного взрывчатого превращения τ _2п 1 кг тротила составляет 0,85× 10^-5 с при длине заряда ВВ 0,12 м и диаметре 0,04 м, имеющего плотность 1,6 кг/м³ и скорость детонации D=6900 м/с. Для прототипа время полного взрывчатого превращения составляет приблизительно 1,83× 10^-5с. Скорость разлета продуктов детонации с боковой поверхности комбинированного разрывного заряда составляет 0,98 D, а у прототипа - 0,87 D. Таким образом, в сравнении с прототипом время полного взрывчатого превращения комбинированного разрывного заряда в 2,15 раза меньше, а скорость разлета продуктов детонации на 10-11% выше.

Изобретение относится к боеприпасам и может быть использовано при разработке осколочно-фугасных и стержневых боевых частей ракет, артиллерийских снарядов и авиационных бомб. Кроме того, изобретение может быть использовано при проведении подрывных работ в мирных целях. Задача изобретения - повышение эффективности поражающего действия боеприпасов за счет увеличения мощности взрыва в результате уменьшения времени взрывчатого превращения и усиления энергии взрыва в направлениях, перпендикулярных боковой поверхности заряда. Для достижения поставленной задачи в разрывном заряде, имеющем основной цилиндрический заряд взрывчатого вещества с центральной осевой плоскостью и кольцевым слоем чувствительного взрывчатого вещества, размещен дополнительный заряд взрывчатого вещества. Этот дополнительный заряд взрывчатого вещества выполнен в виде кумулятивного предзаряда, обращенного кумулятивной выемкой вплотную к торцу основного заряда по осевой линии. В сравнении с ближайшим аналогом время полного взрывчатого превращения комбинированного разрывного заряда в 2,15 раза меньше, а скорость разлета продуктов детонации на 10-11% выше. 3 ил.

Комбинированный разрывной заряд, содержащий основной заряд взрывчатого вещества цилиндрической формы с осевой полостью и дополнительный заряд взрывчатого вещества, размещенного по оси основного заряда взрывчатого вещества, отличающийся тем, что этот дополнительный заряд выполнен в виде кумулятивного предзаряда с конической выемкой, обращенной в сторону основного цилиндрического заряда взрывчатого вещества, имеющего внутренний кольцевой слой чувствительного взрывчатого вещества.