КУМУЛЯТИВНЫЙ ЗАРЯД Российский патент 2012 года по МПК F42B1/02 F42B1/36 

Изобретение относится к взрывным работам и к различным отраслям промышленности, использующим взрывные технологии, и может быть применено при проектировании кумулятивных зарядов боевых частей ракет и прострелочно-взрывной аппаратуры.

Известен кумулятивный заряд, содержащий корпус и заряд взрывчатого вещества (ВВ), состоящий из основного и промежуточного зарядов, разделенных экраном из инертного материала (заявка ФРГ 3843884, F42B 1/02, опубл. 26.07.90 г.). Эта конструкция позволяет использовать способ изготовления кумулятивного заряда (заявка ФРГ 3742290, опубл. 22.06.89 г.), когда сначала изготавливают основной и промежуточный заряды, потом их соединяют с инертной вставкой, а затем устанавливают в корпус. Однако такая конструкция кумулятивного заряда и способ его снаряжения и сборки имеют существенные недостатки, связанные с тем, что при установке заряда ВВ в корпус между ними возникает зазор. При таком способе сборки зазоры оказывают отрицательное влияние на распространение детонационной волны. Они приводят к искажению фронта детонационной волны и к снижению эффективности действия кумулятивного заряда. При установке в корпус заряда ВВ также возникает проблема осесимметричности установки, что усложняет технологию сборки.

Известен кумулятивный заряд и способ его изготовления, при этом кумулятивный заряд включает корпус, в котором размещены заряд ВВ и запрессованный в крышку промежуточный заряд ВВ, разделенные инертной линзой. Размеры промежуточного заряда выбираются по определенным зависимостям. Изготовление такого заряда производят следующим образом: размещают в корпусе основной заряд ВВ и линзу, в крышку запрессовывают промежуточный заряд ВВ и устанавливают ее в корпус с радиальным обжимом (пат. РФ 2110037, F42B 1/02, опубл. Бюл. 12, 27.04.98 г.).

В такой конструкции и способе ее снаряжения и сборки также существуют недостатки, связанные с зазором, возникающим при установке заряда ВВ в корпус. Этот зазор ликвидировать невозможно, если даже применять дополнительные технологические операции по его устранению, которые усложняют процесс сборки. Даже малый зазор приводит к искажению фронта детонационной волны и к снижению эффективности действия кумулятивного заряда.

Известен кумулятивный заряд, включающий корпус и заряд взрывчатого вещества, между которыми размещен слой из эластичного инертного материала. Способ изготовления указанного кумулятивного заряда заключается в установке заряда взрывчатого вещества в корпус с зазором и размещении между корпусом и зарядом взрывчатого вещества эластичного инертного материала. В известном решении инертный слой служит для предотвращения возникновения внутренних напряжений в заряде ВВ при изменении температуры и ударах (патент FR 2669721, МПК 7 F42B 1/02, 25.05.1992).

Известен кумулятивный заряд, включающий корпус и заряд взрывчатого вещества, между которыми размещен слой из эластичного инертного материала, при этом максимальная толщина слоя эластичного инертного материала не превышает 0,02d, где d - диаметр заряда взрывчатого вещества (патент РФ №2187778, F42B 1/02, F42B 1/02 - прототип).

Указанный кумулятивный заряд работает следующим образом. От взрыва инициатора детонирует промежуточный заряд, в котором формируется симметричная детонационная волна, инициирующая основной заряд. Далее симметрию детонационной волны в основном заряде поддерживает наличие на поверхности взрывчатого вещества компаунда, препятствующего возникновению опережающей ударной волны или скользящей детонации. В результате детонации основного заряда формируется кумулятивная струя, обеспечивающая пробивное действие кумулятивного заряда.

Указанный кумулятивный заряд изготавливается следующим способом.

Внутрь корпуса заливается компаунд "Виксинт К-18". Далее в корпус помещается основной заряд взрывчатого вещества, предварительно соединенный с линзой, промежуточным зарядом и крышкой. Осесимметричное расположение основного заряда взрывчатого вещества и корпуса обеспечивается технологическим приспособлением, с помощью которого основной заряд взрывчатого вещества помещается внутрь корпуса. Установка основного заряда взрывчатого вещества в корпус производится с одновременным вытеснением компаунда в зазор между корпусом и основным зарядом взрывчатого вещества под действием усилия пресса, прикладываемого к основному заряду взрывчатого вещества. Для повышения качества заполнения зазора компаундом и устранения воздушных полостей применяется вакуумирование с помощью вакуумного насоса.

Основными недостатками данного кумулятивного заряда и способа его изготовления является неоптимальная толщина слоя из эластичного материала, что, с одной стороны, приводит к уменьшению диаметра и массы заряда ВВ, что ухудшает характеристики заряда и его массово-габаритные характеристики, с другой - к усложнению технологии из-за заполнения относительно тонкого кольцевого зазора достаточно вязким герметиком, преимущественно компаундом "Виксинт К-18".

Технической задачей предложенного изобретения является устранение указанных недостатков, создание кумулятивного заряда с улучшенными массово-габаритными характеристиками и снижение себестоимости кумулятивного заряда за счет упрощения технологии его изготовления.

Решение поставленной задачи достигается за счет того, что в предложенном кумулятивном заряде, содержащем корпус и заряд взрывчатого вещества, между которыми размещен слой из эластичного инертного материала, согласно изобретению на поверхности заряда взрывчатого вещества выполнена, как минимум, одна спиральная канавка.

В варианте применения толщина слоя S эластичного инертного материала составляет 0,001D≤S≤0,004D, предпочтительно, 0,002D≤S≤0,003D, где S - толщина слоя эластичного инертного материала, D - диаметр заряда взрывчатого вещества.

В варианте применения слой эластичного инертного материала размещен по торцу заряда взрывчатого вещества, противоположному облицовке.

Выполнение на поверхности заряда взрывчатого вещества, как минимум, одной спиральной канавки, позволит улучшить защиту заряда ВВ от механических и тепловых повреждений при эксплуатационных воздействиях и предотвратить возникновение на боковой поверхности заряда ВВ опережающей ударной волны или опережающей скользящей детонации.

Опережающая ударная волна или скользящая детонация возбуждаются продуктами взрыва, движущимися в зазоре вдоль боковой поверхности заряда ВВ со скоростью, превышающей фазовую скорость фронта детонации в нем. При этом опережающая ударная волна влияет на условия распространения детонационной волны, меняя исходное физическое состояние ВВ, а именно плотность, структуру, а опережающая детонационная волна непосредственно влияет на форму детонационного фронта в заряде ВВ.

Толщину слоя эластичного инертного материала выбирают в пределах 0,001D≤S≤0,004D, предпочтительно, 0,002D≤S≤0,003D, где S - толщина слоя эластичного инертного материала, D - диаметр заряда взрывчатого вещества, исходя из того, что дальнейшее увеличение зазора выше указанного значения приводит к уменьшению диаметра и массы заряда взрывчатого вещества, что ухудшает характеристики заряда, а дальнейшее уменьшение зазора ниже указанного значения приводит к уменьшению толщины эластичного инертного материала, что не позволит предотвратить искажение детонационного фронта в заряде ВВ и обеспечить оптимальные условия распространения детонации в заряде. Кроме этого уменьшение зазора ниже указанного предела приведет к значительному усложнению технологии из-за заполнения относительно тонкого кольцевого зазора достаточно вязким герметиком, преимущественно компаундом "Виксинт К-18". Также при определенных значениях зазора достаточно проблематично заполнить вязким компаундом достаточно длинную узкую кольцевую щель без нарушения ее сплошности.

Таким образом, заполнение зазора между корпусом и зарядом ВВ слоем эластичного инертного материала предотвращает искажение детонационного фронта в заряде ВВ и обеспечивает оптимальные условия распространения детонации в заряде. Наличие зазора упрощает осесимметричную установку заряда в корпус, а заливка зазора фиксирует такое расположение заряда относительно корпуса, т.е. центровку. Это приводит к улучшению технологии изготовления кумулятивного заряда и улучшает его характеристики.

В заявляемом решении, кроме предохранения от механических повреждений заряда, оболочка из эластичного инертного материала предотвращает искажение фронта детонации при работе заряда, что не обнаружено в известных решениях, следовательно, явным образом не следует из известного уровня техники.

Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию "изобретательский уровень". Выбор предложенной величины зазора дает возможность установить заряд соосно с корпусом, что позволяет избежать дополнительного искажения детонационной волны за счет неравномерности влияния корпуса. Это также приводит к повышению эффективности работы заряда.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 показан продольный разрез предложенного кумулятивного заряда.

Основными элементами предложенного кумулятивного заряда являются:

1 - корпус;

2 - основной заряд ВВ;

3 - промежуточный заряд;

4 - линза;

5 - крышка;

6 - слой эластичного инертного материала (компаунд);

7 - прокладка.

Примером конкретного выполнения заявляемого решения может служить кумулятивный заряд (КЗ), включающий корпус 1 из алюминиевого сплава, в котором установлен основной заряд ВВ 2 на основе состава ОМА и промежуточный заряд 3 из пластичного ВВ на основе ТЭНа, размещенный между линзой 4 и крышкой 5. Линза и крышка выполнены из пенопласта. В крышке имеется отверстие, а в линзе посадочное место для размещения инициатора.

При изготовлении КЗ с помощью технологических приспособлений обеспечивается соосное расположение составных частей КЗ. Образовавшийся при этом зазор 0,2-0,5 мм между корпусом и поверхностью ВВ заполняется эластичным герметиком 6, преимущественно компаундом "Виксинт К-18". Одновременно при этом заполняется и зазор между дном корпуса 1 и крышкой 5, обеспечиваемый толщиной прокладки, которая наклеивается на крышку.

Кумулятивный заряд работает следующим образом. От взрыва инициатора детонирует промежуточный заряд 3, в котором формируется симметричная детонационная волна, инициирующая основной заряд 2. Далее симметрию детонационной волны в основном заряде 2 поддерживает наличие на поверхности ВВ компаунда 6, препятствующего возникновению опережающей ударной волны или скользящей детонации. В результате детонации основного заряда 2 формируется кумулятивная струя, обеспечивающая пробивное действие кумулятивного заряда.

Примером конкретного выполнения способа изготовления кумулятивного заряда служит следующий способ.

Внутрь корпуса 1 заливается компаунд, преимущественно "Виксинт К-18". Далее в корпус 1 помещается основной заряд ВВ 2, предварительно соединенный с линзой 4, промежуточным зарядом 3 и крышкой 5. Осесимметричное расположение основного заряда ВВ 2 и корпуса 1 обеспечивается технологическим приспособлением, с помощью которого основной заряд ВВ 2 помещается внутрь корпуса 1. Установка основного заряда ВВ 2 в корпус 1 производится с одновременным вытеснением компаунда 6 в зазор между корпусом 1 и основным зарядом ВВ 2 под действием усилия пресса, прикладываемого к основному заряду ВВ 2. Для повышения качества заполнения зазора компаундом без нарушения его сплошности применяется вакуумирование с помощью вакуумного насоса.

Использование предложенного технического решения позволит создать кумулятивный заряд с улучшенными массово-габаритными характеристиками с одновременным снижением себестоимости за счет упрощения технологии его изготовления.

Изобретение относится к области взрывных работ. Кумулятивный заряд содержит корпус и заряд взрывчатого вещества, между которыми размещен слой из эластичного инертного материала. На поверхности заряда взрывчатого вещества выполнена, как минимум, одна спиральная канавка. Повышается эффективность кумулятивного заряда. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Кумулятивный заряд, содержащий корпус и заряд взрывчатого вещества, между которыми размещен слой из эластичного инертного материала, отличающийся тем, что на поверхности заряда взрывчатого вещества выполнена как минимум одна спиральная канавка.

2. Кумулятивный заряд по п.1, отличающийся тем, что толщина S слоя эластичного инертного материала составляет 0,001D≤S≤0,004D, предпочтительно, 0,002D≤S≤0,003D, где D - диаметр заряда взрывчатого вещества.

3. Кумулятивный заряд по п.1, отличающийся тем, что слой эластичного инертного материала размещен по торцу заряда взрывчатого вещества, противоположному облицовке.