КУМУЛЯТИВНЫЙ ЗАРЯД Российский патент 2005 года по МПК F42B1/02 

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано при проектировании кумулятивных боеприпасов.

Известна кумулятивная боевая часть (Патент RU №0005446, МКИ6 F 42 B 1/2, от 16.11.97), содержащая охватывающую коническую облицовку, заряд взрывчатого вещества (ВВ), инициирующий детонатор и размещенный между ними формирователь кольцевой детонационной волны, образованный барьером в виде нескольких слоев инертного материала с различными акустическими импедансами и слоем из ВВ. Каждый из упомянутых слоев имеет чашеобразную форму. Слой ВВ размещен между барьером и дополнительным слоем из инертного материала аксиально с конической облицовкой и примыкает центральной частью к инициирующему детонатору, а открытым кольцевым торцом - к задней торцовой поверхности заряда ВВ.

Недостатком данного изобретения является его высокая себестоимость и низкая эффективность функционирования, связанная с ненадежностью конструкции, выявленной при ее эксплуатации. Кроме того, сложность конструкции формирователя детонационной волны накладывает дополнительные требования к качеству сборки изделия в целом.

В качестве прототипа выбран кумулятивный заряд (КЗ) (Патент RU №2110037, МКИ6 F 42 B 1/2, 1/036, от 27.04.98), содержащий корпус, основной заряд и запресованный в крышку промежуточный заряд пластичного ВВ, разделенные инертной линзой. Причем изготавливают крышку диаметром, превышающим диаметр корпуса в зоне размещения промежуточного заряда, из эластичного материала, а затем в крышку запрессовывают промежуточный заряд и устанавливают ее в корпус с радиальным обжимом.

К недостаткам данного изобретения можно отнести конструктивные и технологические затруднения при размещении линзы и ВВ вдоль оси КЗ. Кроме того, результаты проведенных исследований показали, что при функционировании КЗ повышенное давление на центральную часть линзового узла оказывает существенное влияние на его деформирование и на процесс функционирования в целом.

Задачей настоящего изобретения является создание КЗ, отличающегося простотой конструкции и повышенной эффективностью действия благодаря надежному функционированию изделия, при обеспечении требуемого режима нагружения оболочки, за счет временной задержки выхода волны сжатия на свободную поверхность линзы и поверхность контакта с основным ВВ.

Это достигается тем, что между предохранительно-исполнительным механизмом и линзой помещается демпфирующая вставка, а также выполняется воздушный зазор. При этом время задержки детонационной волны в осевом направлении определяется значениями времени движения волны детонации и сжатия.

Толщина демпфирующей вставки вдоль оси симметрии КЗ, b₂, выбирается из диапазона, определяемого неравенством:

b₂₁&λτ;_b2&λτ;b22,

где

причем m=b₁+h₁;

n=b21

τ =b₁·_h1;

u=b₁+η ₁,

где b₁ - длина предохранительно-исполнительного механизма вдоль оси симметрии КЗ;

h₁ - расстояние от точки инициирования А до основного заряда ВВ;

h₁=Δ h+b₁;

Δ h=b₂+b₃+b₄,

где Δ h - расстояние от крышки пpeдoxpaнитeльно-исполнительного

механизма до основного заряда ВВ;

b₃ - толщина воздушного зазора вдоль оси симметрии КЗ;

b₄ - толщина оставшейся части линзы вдоль оси симметрии КЗ;

где ρ ₁ и ρ ₂ - плотность ВВ предохранительно-исполнительного механизма и материала демпфирующей вставки;

D₁ - скорость детонации ВВ предохранительно-исполнительного механизма;

t₁=t_п;

t_п - полное время распространения волны детонации от точки инициирования по периметру линзы до оси основной заряда ВВ;

где D₂ – скорость детонации ВВ основного зарядa;

a₁ - расстояние от точки инициирования А до точки В;

а₂ - длина дуги между точками В и С;

а₃ - расстояние от точки С до точки О;

а₄ - расстояние от точки О до точки Д на оси КЗ по образующей линзы.

Толщина воздушного зазора вдоль оси симметрии КЗ, b₃, выбирается из диапазона, определяемого неравенством:

D₁·_{t2·(1+δ )-b1<b3<(Δ h-b2),}

где c₁ - скорость распространения волны сжатия в материале демпфирующей вставки.

Толщина оставшейся части линзы вдоль оси симметрии КЗ, b₄, определяется соотношением:

b₄=Δ h-(b₂+b₃),

Время задержки выхода осевой волны сжатия в основной заряд ВВ определяется из соотношения:

t_o=t_в+t_з+t_л,

где t_в - время задержки осевой волны детонации в демпфирующей вставке,

t_з - время задержки осевой волны детонации в воздушном зазоре;

где х=b₁+b₃;

λ =b₂·_{ρ 2;}

θ =b₁·_{ρ 1;}

t_л - время задержки осевой волны детонации в оставшейся части линзы;

где c₂ - скорость распространения волны сжатия в материале инертной линзы.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена половина сечения кумулятивного заряда, а на фиг.2 - узел инициирования.

Кумулятивный заряд содержит корпус 1, заряд ВВ 6, кумулятивную облицовку 7, инициирующее ВВ - точка А, предохранительно-исполнительный механизм 2, между которым и инертной линзой осесимметричной формы 5 помещается демпфирующая вставка 3, и выполняется воздушный зазор 4.

Работает КЗ следующим образом.

ВВ предохранительно-исполнительного механизма 2 инициируется в точке А. После этого инициирующий импульс выходит в основной заряд ВВ 6. При этом его инициирование в центре исключается, т.к. на пути распространения детонационной волны в осевом направлении располагаются демпфирующая вставка 3 и воздушный зазор 4. Детонационная волна огибает инертную линзу 5, образуя сходящийся фронт, который, взаимодействуя с кумулятивной облицовкой 7, вызывает ее схлопывание. Далее волна детонации распространяется по основному заряду ВВ 6, обеспечивая тем самым требуемый режим нагружения кумулятивной облицовки.

Предлагаемая схема инициирования позволяет в достаточно широких пределах регулировать время задержки выхода волны сжатия в основной заряд ВВ в осевом направлении и тем самым oбеспечить надежность функционирования изделия.

ПРИМЕР РЕАЛИЗАЦИИ

В КЗ, имеющем калибр d=100 мм и длину L=120 мм, снаряженном ВВ типа ОМА, имеющим скорость детонации D₁=8850 м/с, инертной линзой, изготовленной из пластмассы, имеющей скорость распространения волны детонации D₂=2000 м/с, предохранительно-исполнительным механизмом, имеющим диаметр d₁=24,4 мм и длину b₁=16 мм, причем между последними помещается демпфирующая вставка, выполненная из меди, толщина которой вдоль оси симметрии КЗ выбирается из диапазона b₂₁=0,7 мм... b₂₂=28 мм, и для данной конструкции КЗ равняется b₂=10 мм, а также выполняется воздушный зазор, толщина которого вдоль оси симметрии КЗ выбирается из диапазона b₃=4... 20 мм и для данной конструкции КЗ равняется b₃=10 мм. Полное время распространения волны детонации от точки инициирования по периметру линзы до оси основного заряда ВВ для типов ВВ A-IX-I и ОМА составляет t_п=11 мкс, а время выхода осевой волны сжатия в основной заряд ВВ t_o=16 мкс. Это значение больше значения времени распространения волны детонации от точки инициирования по периметру линзы на 5 мкс, что достаточно для нормального функционирования КЗ.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность и надежность функционирования кумулятивного заряда, благодаря обеспечению требуемого режима нагружения оболочки, за счет временной задержки выхода волны сжатия на свободную поверхность линзы и поверхность контакта с основным взрывчатым веществом, а также снизить ее интенсивность, за счет распределения энергии ударной волны в радиальном направлении.

Изобретение относится к области проектирования кумулятивных зарядов. Кумулятивный заряд содержит корпус, инициирующее устройство, шашку взрывчатого вещества с кумулятивной выемкой, покрытой облицовкой, инертную линзу, причем между предохранительно-исполнительным механизмом помещается демпфирующая вставка, толщина которой вдоль оси симметрии кумулятивного заряда выбирается из диапазона, определяемого неравенством: а также выполняется воздушный зазор, толщина которого вдоль оси симметрии кумулятивного заряда выбирается из диапазона, определяемого следующим неравенством: Общее время задержки выхода осевой волны сжатия в основной заряд взрывчатого вещества определяется из соотношения:. Техническим результатом является создание надежного кумулятивного заряда с простой конструкцией. 2 ил.

Кумулятивный заряд, включающий корпус, в котором размещены основной заряд взрывчатого вещества с кумулятивной выемкой, покрытой облицовкой, и инертная линза, отличающийся тем, что между предохранительно-исполнительным механизмом и линзой помещается демпфирующая вставка, а также выполняется воздушный зазор, при этом толщина демпфирующей вставки вдоль оси симметрии кумулятивного заряда b2 выбирается из диапазона, определяемого неравенством:

причем

где b₁ - длина предохранительно-исполнительного механизма вдоль оси симметрии кумулятивного заряда;

h₁ - расстояние от точки инициирования А до основного заряда взрывчатого вещества;

где ρ₁ и ρ₂ - плотность взрывчатого вещества предохранительно-исполнительного механизма и материала демпфирующей вставки;

D₁ - скорость детонации взрывчатого вещества предохранительно-исполнительного механизма;

t_п - полное время распространения волны детонации от точки инициирования по периметру линзы до оси основного заряда взрывчатого вещества, а толщина воздушного зазора вдоль оси симметрии кумулятивного заряда b₃ выбирается из диапазона, определяемого неравенством:

где c₁ - скорость распространения волны сжатия в материале демпфирующей вставки, при этом толщина оставшейся части линзы вдоль оси симметрии кумулятивного заряда b₄ определяется соотношением:

где Δh - расстояние от крышки предохранительно-исполнительного механизма до основного заряда взрывчатого вещества, а время задержки выхода осевой волны сжатия в основной заряд взрывчатого вещества определяется из соотношения:

где t_в - время задержки осевой волны детонации в демпфирующей вставке;

t_з - время задержки осевой волны детонации в воздушном зазоре;

t_л - время задержки осевой волны детонации в оставшейся части линзы.