СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ МОЩНОСТИ ВЗРЫВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ /ВАРИАНТЫ/ Российский патент 2013 года по МПК F42B1/00 F42B33/06 F42B3/10 F42B33/00 

Изобретение относится к гражданским и, особенно, к военным взрывным зарядам (потому, что объем и вес военного заряда обычно очень ограничены возможностями средств доставки). Изобретение применимо во всех видах гражданских взрывных работ и во всех военных боеприпасах, кроме стационарных мин.

Известны взрывные заряды, см., например, «Оружие пехоты» Харвест, 1999, с.556. Изобретение направлено не на устранение недостатков, а на усиление бризантного и осколочного действия взрывных боеприпасов.

Для этого заряд взрывчатого вещества (далее ВВ) или весь боеприпас вместе с корпусом подогреваются до температуры, меньшей температуры разложения. Тогда температура продуктов взрыва будет больше и они смогут расширяться быстрее (как известно, расширяться они будут со скоростью звука в данной смеси газов при данной температуре и давлении). То есть фронт ударной волны будет иметь большее давление, а осколки будут иметь большую начальную скорость.

Особенно хорошо, если температура разложения выше температуры плавления ВВ (например, тол). Тогда тепловой эффект реакции взрыва увеличится еще и на теплоту фазового перехода.

Пример: тринитротолуол плавится при температуре 80,9°C, а разлагается при 150°C. Нагреваем заряд (при ведении взрывных работ) или весь боеприпас (например, авиабомбу) до температуры 140°C, и вследствие этого их фугасное или осколочное действие существенно возрастает. Возрастает оно и потому, что скорость детонации горячего ВВ будет выше.

При этом следует учитывать, что чувствительность ВВ к механическим воздействиям при нагревании будет повышена, особенно - инициирующих ВВ. И особенно - в условиях замкнутого пространства, то есть в боеприпасах. Это может потребовать и применения других взрывателей - с другим ВВ.

В боеприпасах, предназначенных для использования с подогревом, надо оставлять свободное пространство для термического расширения ВВ, особенно - при плавлении.

Нетрудно понять, что максимальный эффект данный способ повышения мощности взрыва даст при использовании термостойких ВВ (у которых температура разложения как можно выше), а еще лучше - для ВВ, допускающих испарение в замкнутом пространстве. В этом случае к энергии взрыва добавятся теплота фазового перехода в газообразное состояние и потенциальная энергия сжатого «газа».

Военные могут возразить, что, дескать, боеприпасы всегда должны быть готовы к применению. Во-первых, они и так всегда готовы, ведь их можно применять и без разогрева. Во-вторых, при наступательных операциях время применения каждого боеприпаса известно с точностью до минуты. И, в-третьих, при вялотекущих боевых действиях известен приблизительный расход боеприпасов, и это количество боеприпасов можно заранее разогреть и хранить в больших (размером примерно с автомобильный прицеп) контейнерах с хорошей теплоизоляцией и небольшим жидкостным подогревом. То есть в среднем для 80% боеприпасов есть возможность заранее их разогреть и хранить некоторое время в термоконтейнере.

Вследствие термического расширения диаметра корпуса для снарядов, минометных мин, и, возможно, реактивных снарядов (правильнее говорить - боевых ракет) потребуется применение сменного ведущего кольца на снаряде. Например, резьбового. Впрочем, диаметр мины значительно больше диаметра ствола, и кольца она не имеет. А при пуске боевых ракет (например, «Град») основополагающим является диаметр ракетного двигателя. Так что обязательным упомянутое требование является только для артиллерийских орудий.

Возможен вариант применения ведущего кольца, рассчитанного на два наружных диаметра снаряда. Для этого ведущее кольцо должно иметь обтюратор в виде повернутой назад юбки.

Впрочем, возможен и другой вариант - можно на одном откатнике орудия установить два ствола - один для холодных снарядов, другой - для горячих. Это имеет и два второстепенных полезных качества: уменьшится износ стволов (так как стрелять, возможно, будут и холодными и горячими снарядами), то есть увеличится боеспособность орудия без замены ствола, и увеличится живучесть орудия - при повреждении одного ствола можно стрелять из другого.

Можно применить и другой вариант - использование снарядов, мин и ракет двух типоразмеров наружных диаметров - с учетом будущего нагрева, или для стрельбы в холодном виде. Разумеется, первыми снарядами можно стрелять и без нагрева из штатных стволов, просто при этом начальная скорость и дальность незначительно снизятся. А так как стрельба на максимальную дальность - чрезвычайно редкий, почти не встречающийся в артиллерии случай, то указанное обстоятельство несущественно.

Заряжание орудий желательно применить раздельное, чтобы не подвергать нагреву гильзу и/или порох. Впрочем, если они допускают применяющийся нагрев (например до 140°C, то это возможно и даже полезно - увеличится начальная скорость.

Разумеется, таблицы прицеливания (или вводные данные компьютеров) нужно иметь на все возможные случаи, в том числе и на случай частичного нагрева боеприпаса.

Заодно следует отметить возросшее поражающее действие осколков - имея начальную температуру 140°C, да еще несколько нагревшись при выстреле и при взрыве, они будут оказывать в теле человека еще и обжигающее действие, приводя к омертвлению и отравлению продуктами пиролиза окружающих живых тканей.

Снаряды, минометные мины и ракеты находятся в полете сравнительно недолго и поэтому не нуждаются в теплозоляции. А вот авиабомбы могут находиться в процессе подвешивания, выруливания самолета и его полета к цели несколько часов, поэтому для них необходимо предусмотреть съемный теплоизолирующий кожух, например, состоящий из двух половин.

Теплоизоляцию в виде панелей или покрывал необходимо применять и при взрывных горных работах.

Более того, на борту самолета или в процессе нахождения в штольне такие заряды могут еще и подогреваться, но очень осторожно. Хотя возможно и наоборот - заряд в штольне может подогреваться до тех пор, пока сам не взорвется. В этом случае мощность взрыва будет максимальна.

Нагрев зарядов требуется очень осторожный и возможен двумя основными вариантами.

Вариант 1. Нагрев производится в ванне с веществом, имеющим температуру, меньшую, чем температура разложения ВВ. Например, в машинном масле.

Вариант 2. В массе ВВ равномерно распределены мелкодисперсные электропроводные элементы, например алюминиевая пудра или рубленое углеволокно. И такое ВВ равномерно разогревается равномерно распределенными в пространстве радиоволнами микроволнового диапазона. Для чего имеется соответствующее устройство (магнетрон). Такой вариант позволяет производить очень быстрый ускоренный нагрев заряда. Доза облучения подбирается исходя из начальной температуры боеприпаса, его средней теплоемкости и мощности излучателя.

Возможности данного способа не исчерпываются современными ВВ. Если специально для этой цели будут созданы новые ВВ, допускающие высокую температуру плавления и испарения в замкнутом пространстве без разложения, то коэффициент повышения мощности взрыва будет выше.

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к способу повышения мощности взрыва и к устройству для его осуществления. Способ повышения мощности взрыва заключается в том, что боеприпас вместе с корпусом подогревается до температуры, меньшей температуры разложения взрывчатого вещества. В одном варианте исполнения устройство для осуществления способа повышения мощности взрыва представляет собой сменное кольцо или кольца снаряда. В другом варианте ведущее из колец имеет обтюратор в виде повернутой назад юбки. В другом варианте устройство представляет собой снаряды, мины и ракеты двух типоразмеров наружного диаметра. В другом варианте представляет собой орудие на одном откатнике с двумя стволами разных калибров. В другом варианте представляет собой теплоизоляцию заряда или боеприпаса. В другом варианте представляет собой ванну с веществом, имеющим температуру, меньшую, чем температура разложения взрывчатого вещества. В другом варианте, представляет собой источник радиоволн микроволнового диапазона. В массе взрывчатого вещества равномерно распределено мелкодисперсное электропроводное вещество, например алюминиевая пудра или рубленое углеволокно. Достигается усиление бризантного и осколочного действия боеприпаса. 8 з.п. ф-лы.

1. Способ повышения мощности взрывного заряда, характеризующийся тем, что боеприпас вместе с корпусом подогревается до температуры, меньшей температуры разложения взрывчатого вещества.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, представляющее собой сменное кольцо или кольца снаряда.

3. Устройство для осуществления способа по п.1, представляющее собой сменные кольца снаряда, причем ведущее из них имеет обтюратор в виде повернутой назад юбки.

4. Устройство для осуществления способа по п.1, представляющее собой снаряды, мины и ракеты двух типоразмеров наружного диаметра.

5. Устройство для осуществления способа по п.1, представляющее собой орудие на одном откатнике с двумя стволами разных калибров.

6. Устройство для осуществления способа по п.1, представляющее собой теплоизоляцию заряда или боеприпаса.

7. Устройство для осуществления способа по п.1, представляющее собой ванну с веществом, имеющим температуру, меньшую чем температура разложения взрывчатого вещества.

8. Устройство для осуществления способа по п.1, представляющее собой источник радиоволн микроволнового диапазона, а в массе взрывчатого вещества равномерно распределено мелкодисперсное электропроводное вещество, например алюминиевая пудра или рубленое углеволокно.