УДЛИНЕННЫЙ КУМУЛЯТИВНЫЙ ЗАРЯД Российский патент 2006 года по МПК F42B1/02 F42B3/08 

Изобретение относится к области взрывного дела и может найти применение в различных областях промышленности, использующих взрывные технологии, например, для разделения (резки, разрушения) объектов (материалов, преград, конструкций) взрывом, в частности, при разделке на металлолом громоздких металлических конструкций (отслужившей бронетанковой, авиационной, морской и речной техники, локомотивов, железнодорожных вагонов и т.д.), состоящих из корпуса, обшивки, оболочки и облицовки, несущих, усиливающих, перегораживающих и/или балластных элементов и комплектующего оборудования, а также в строительстве для взрывного демонтажа (обрушивания, разборки) зданий, сооружений, строительных конструкций и для разделения бетонных и железобетонных строительных конструкций с целью их демонтажа и повторного использования.

При многообразии названий (УКЗ, КУЗ, ШКЗ, ДУЗ, КУКЗ, УККЗ и пр.) и форм общим для всех удлиненных кумулятивных зарядов является наличие профилированной кумулятивной выемки вдоль всей длины заряда. Из многочисленных типов УКЗ самое широкое распространение имеют заряды в металлических (медь, алюминий, латунь, сталь и др.) оболочках, снаряженные сильноуплотненным высокобризантным взрывчатым веществом (ВВ) твердого агрегатного состояния (гексоген, октоген).

Известен УКЗ в медных оболочках с гексогеновым (октогеновым) снаряжением с полуцилиндрической или клиновидной кумулятивной выемкой (Ефанов В.В., Кузин Е.Н., Тимофеев В.Н., Челышев В.П. Устройства и системы пироавтоматики летательных аппаратов на основе линейных кумулятивных зарядов // Общероссийский научно-технический журнал "Полет". 2003. №10. С.42-49), обладающие высокой эффективностью действия. Под эффективностью действия УКЗ понимают достижение максимальной пробивной (режущей) способностью заряда при оптимальной массе ВВ. УКЗ этого класса широко используют в различных системах пироавтоматики в ракетно-космической, авиационной, специальной технике, при резке труб в нефтяных и газовых скважинах.

Однако, применение их непосредственно при утилизации изделий В и ВТ, тем более - в строительстве, представляется проблематичным, по крайней мере, по двум причинам. Во-первых, для указанных выше целей необходимо использовать УКЗ, сравнительно больших калибров (наружных диаметров) - от 25 мм и более, а они, как правило, не технологичны. Во-вторых, такие заряды имеют очень высокую стоимость из-за дороговизны применяемых материалов (медная труба, гексоген или октоген).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является линейный заряд (заявка Японии №63-21119 от 02.05.1988 г. по F 42 D 1/02, 3/08, F 42 D 3/00), имеющий трубчатый кожух из обладающего хорошей пластичностью материала (сталь, медь, алюминий, свинец и др.). В кожухе в продольном направлении выполнена V-образная канавка (кумулятивная выемка). Внутренняя часть кожуха заполнена порошкообразным или крупнокристаллическим ВВ. Плотность ВВ в готовом заряде не превышает 1,4 г/см³.

Недостатком известного и принятого за прототип линейного заряда является то, что с увеличением его калибра (наружного диаметра) плотность снаряжения в готовом заряде будет падать из-за неизбежной разноплотности ВВ в различных зонах сечения УКЗ (непропрессовки); кроме того, велика вероятность возникновения разноплотности ВВ по длине заряда. При торцевом инициировании детонации в таком УКЗ в ВВ возбуждается детонационная волна сложного профиля, что приводит к неодновременному набеганию детонационной волны на внутреннюю стенку облицовки кумулятивной выемки и, как результат, - неодновременности схлопывания ее. Этот эффект, в конечном счете, приведет к "размыву" кумулятивного ножа, а следовательно, к снижению эффективности действия УКЗ.

Целью заявляемого изобретения является существенное повышение эффективности действия УКЗ больших калибров, а также снижение их стоимости.

Требуемый технический результат достигается тем, что в конструкцию УКЗ большого калибра, содержащую оболочку (трубчатый кожух) из обладающего хорошей пластичностью материала (сталь, медь, алюминий, свинец и т.д.) с выполненной в продольном направлении V-образной канавкой (кумулятивной выемкой), внутренней полостью, заполненной порошкообразным или крупнокристаллическим ВВ, дополнительно размещен внутри оболочки вдоль по всей ее длине напротив апекса кумулятивной выемки с расстояниями от верхней стенки внутренней поверхности оболочки в 1/5-1/3 калибра наружного диаметра заряд-раздатчик детонационной команды. Заряд-раздатчик выполнен в виде детонирующего удлиненного заряда некумулятивного типа высокобризантного ВВ (гексогена, октогена) с плотностью в 1,2-1,3 раза выше плотности снаряжения самого УКЗ в металлической оболочке (медной или алюминиевой), имеющего круговое или эллиптическое поперечное сечение с малой главной осью в плоскости кумулятивной выемки. Кроме того, заряд-раздатчик может быть выполнен из безоболочечного шнурового заряда эластичного ВВ, например ЭВВ-22М. В качестве снаряжения УКЗ использовано взрывчатое вещество, высвобождаемое из утилизируемых боеприпасов. Площадь поперечного сечения заряда-раздатчика детонационной команды составляет 0,1-0,2 от площади поперечного сечения УКЗ.

Инициирование детонации в УКЗ осуществляется через заряд-раздатчик от любого штатного средства инициирования (электродетонатора или капсюля-детонатора).

Сравнительный анализ существенных признаков прототипа и предлагаемого устройства показывает, что отличительными признаками заявляемого предложения являются те, в соответствии с которыми:

а) в УКЗ размещен дополнительно заряд-раздатчик детонационной команды, изготавливаемый отдельно и имеющий большую плотность снаряжения, а следовательно, и скорость детонации;

б) инициирование детонации в снаряжении УКЗ осуществляется от заряда-раздатчика детонационной команды;

в) для снаряжения УКЗ используется ВВ, высвобождаемое из утилизируемых боеприпасов.

Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии критерию "Новизна".

В научно-технической литературе не обнаружено решений с такой совокупностью отличительных признаков, следовательно, заявляемое решение соответствует критерию "Изобретательский уровень".

Заявляемое устройство содержит стандартные элементы из области взрывного дела и пиротехники, следовательно, изобретение соответствует критерию "Промышленная применимость".

Общий вид устройства представлен на чертеже.

Удлиненный кумулятивный заряд состоит из оболочки (трубчатого кожуха) (1), кумулятивной выемки с облицовкой (2) вдоль образующей кожуха, взрывчатого вещества (3) и заряда-раздатчика (4) детонационной команды, размещенного на вертикальной оси сечения заряда напротив апекса кумулятивной выемки.

Принцип действия предлагаемого устройства состоит в том, что при инициировании детонации в заряде-раздатчике детонационной команды угол набегания детонационной волны на внутреннюю поверхность облицовки кумулятивной выемки УКЗ будет близок к 90°; одновременно происходит процесс предварительного уплотнения слоя ВВ в УКЗ непосредственно перед прохождением по нему детонационной волны. Помимо того, заряд-раздатчик детонационной команды позволяет создать оптимальную волну детонации в поперечном сечении УКЗ, что также увеличивает пробивную способность последнего. Все перечисленные выше факторы способствуют формированию сплошного (ровного) без разрывов кумулятивного ножа, что очень важно в УКЗ больших калибров, где технически сложно создать высокую и равномерную в сечении и по длине заряда плотность снаряжения, тем более при использовании ВВ, высвобождаемых из утилизируемых боеприпасов.

Удлиненный кумулятивный заряд предназначен для использования во взрывных работах, а именно для взрывной резки громоздких металлических и неметаллических конструкций. Удлиненный кумулятивный заряд (УКЗ) содержит внутри снаряжения по всей длине заряд-раздатчик детонационной команды, выполненный из детонирующего удлиненного заряда некумулятивного типа высокобризантного взрывчатого вещества, например гексогена или октогена, заключенного в металлическую оболочку. Заряд раздатчик детонационной команды имеет круговое или эллиптическое поперечное сечение, расположен на вертикальной оси сечения УКЗ напротив апекса кумулятивной выемки на расстоянии 1/5-1/3 его наружного диаметра от внутренней стенки оболочки. Площадь поперечного сечения заряда-раздатчика детонационной команды составляет 0,1-0,2 от площади поперечного сечения УКЗ. УКЗ снаряжается взрывчатым веществом из утилизируемых боеприпасов. Изобретение обеспечивает повышение эффективности действия УКЗ больших калибров и снижение их стоимости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Удлиненный кумулятивный заряд, содержащий заполненную порошкообразным или крупнокристаллическим взрывчатым веществом оболочку из высокопластичного материала с выполненной вдоль ее образующей V-образной кумулятивной выемкой, отличающийся тем, что внутри его снаряжения по всей длине заряда вдоль оси размещен заряд-раздатчик детонационной команды, выполненный из детонирующего удлиненного заряда некумулятивного типа высокобризантного взрывчатого вещества, заключенного в металлическую оболочку, имеющего круговое или эллиптическое сечение и расположенного на вертикальной оси сечения удлиненного кумулятивного заряда напротив апекса кумулятивной выемки на расстоянии 1/5-1/3 его наружного диаметра от внутренней стенки оболочки.2. Удлиненный кумулятивный заряд по п.1, отличающийся тем, что его снаряжением является взрывчатое вещество утилизируемых боеприпасов.