БОЕВАЯ ЧАСТЬ Российский патент 2014 года по МПК F42B12/74 F42B12/36 F42B12/06 C06B27/00 

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно к боевым частям ракет, артиллерийским снарядам крупного калибра, минам и авиабомбам, отличающимся боеголовкой по основному действию, в частности фугасному.

Известно устройство «ЭНЕРГОНАСЫЩЕННАЯ ВЗРЫВЧАТАЯ КОМПОЗИЦИЯ». RU Патент №2415119 А. МПК С06В 25/00 (2006.01). Заявка: 2009129232/05, 30.07.2009.

.Энергонасыщенная взрывчатая композиция, включающая жидкий энергетический компонент и металлическое горючее, отличающаяся тем, что в качестве жидкого энергетического компонента она содержит изопропил-нитрат, в качестве металлического горючего содержит смесь магния с алюминием или алюминиево-магниевым сплавом в соотношении от 75/25 до 25/75, при этом магний содержится в виде фрагментов полидисперсной стружки различной геометрической формы со средним размером частиц от 67 до 300 мкм, при содержании компонентов в композиции, мас.%:

Изопропилнитрат 25-60

Магний с алюминием или

с алюминиево-магниевым сплавом 75-40

Энергонасыщенная взрывчатая композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит дифениламин в количестве от 0,5 до 1,0 мас.% (сверх 100).

Энергонасыщенная взрывчатая композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит полиметилметакрилат или фторопласт, или бутадиеннитрильный каучук или фторкаучук в количестве от 3 до 12 мас.% (сверх 100).

Недостатком является сложность использования в боеприпасах.

Известно устройство «БОЕВАЯ ЧАСТЬ». RU Патент №66803 U1. МПК F42B 12/36 (2006.01). Заявка: 2007104246/22, 06.02.2007.

Боевая часть содержит размещенные в несущем корпусе взрывчатое наполнение, включающее металлическую добавку, и взрыватель. Новым является то, что металлическая добавка выполнена в форме центрального сердечника, а по периферии взрывчатого наполнения коаксиально установлена детонационноспособная оболочка усилительного заряда, выполненного из детонационного шнура, при этом между взрывателем и центральным металлическим стержнем помещен замедлитель, а к корпусу изнутри примыкает демпфирующий экран.

Недостатком является невысокая мощность взрыва, не превышающая 6-8 крат от тротилового эквивалента из-за неполного эффекта цилиндрической имплозии взрыва.

Известно устройство «БОЕПРИПАС». RU, Заявка №2010143366 А. МПК F42B 1/00 (2006.01).

Боеприпас, отличающийся тем, что взрывчатый материал состоит из Al(BH4)3 и размещен в конусной кумулятивной воронке обычного взрывчатого вещества (например: тротил, гексаген, тетрил и другие).

Недостатком является невысокий КПД использования энергии взрыва.

Техническим результатом (целью изобретения) является получение мощного взрывного устройства с сердечником из гидрида металла или гидрида сплава при использовании энергии от состояния, близкого к сферической имплозии взрыва.

Технический результат (техническое решение) достигается тем, что детонационная оболочка взаимодействует с одной стороны с детонатором, а с другой стороны посредством детонирующей волны - с детонирующими трубками, как правило, больше одной и равной длины, которые взаимодействуют также, посредством детонирующей волны, с обеими торцевыми поверхностями основного заряда напрямую, а цилиндрическая поверхность заряда имеет демпфирующую цилиндрическую оболочку, причем сердечник выполнен по форме, как правило, цилиндра, но возможна форма сферы или их геометрических производных, и состоит из гидрида металла или гидрида сплава, а многослойный буферный замедлитель выполнен из плоских пластин различных материалов.

На чертеже изображена боевая часть.

Боевая часть включает массивный корпус (1), жестко связанный с крышкой (2), образуя замкнутый объем, где размещено взрывчатое наполнение (3). В крышке (2) выполнено отверстие (4) для крепления взрывателя (5), к которому примыкает детонационноспособная оболочка (6) из пластического взрывчатого вещества для них в корпусе, охватывающая основной заряд (7). На цилиндрической оболочке заряда 7 имеется демпфирующая оболочка (10) для предотвращения прохождения детонирующей волны к внутреннему заряду (7). Над этой оболочкой расположены детонирующие трубки (8) (как правило, больше одной) равной длины. Они передают детонирующую волну к обоим торцам цилиндра внутреннего заряда (7), внутри которого размещен сердечник (9), выполненный из гидрида металла или гидрида сплава, например гидрид сплава Бор-Алюминий-Al(BH4)3 или гидрид Алюминия - AlH3.

Заряд (7) экранирован со стороны взрывателя многослойным буферным замедлителем (11), который выполнен из плоских пластин различных материалов, например: свинца, литой резины, текстолита, меди, а по цилиндрической поверхности экранирован аналогичной прослойкой буферного замедлителя (10). В середине цилиндрической части по периметру цилиндра демпфирующей прослойки (12) расположены отверстия (13) для передачи детонационной волны от оболочки (6) к детонирующим трубкам (8). А между детонационноспособной оболочкой (6) и крышкой (2) расположен демпфер (11) с добавлением пластин из цветных сплавов. Для исключения преждевременного разрушения корпуса от взрыва взрывателя (5) и оболочки (6) располагается замедлитель (11).

Между детонационноспособной оболочкой (6) и детонирующими трубками (8) имеется демпфирующая прослойка (12).

Детонационная волна при срабатывании детонационноспособной оболочки (6) от распространения наружу ограничена композитной прослойкой из буферного замедлителя (10) и демпфера (11). При этом на корпус не передаются разрушающие нагрузки.

При детонации заряда происходит всестороннее динамическое сжатие стержня (9) из Al(BH4)3 при высоком давлении и температуре, возникающих в условиях, близких к сферической имплозии.

При детонации заряда (8) возникает явление цилиндрической имплозии взрыва и кольцевая встречная бегущая детонационная волна с давлением на фронте в диапазоне 250000-350000 атм, распространяющаяся по сердечнику (9) из Al(BH4)3, в центре которого, где волны сходятся, давление может достигать величины в несколько миллионов атмосфер (кг/см²).

Температура при взрыве взрывчатых веществ. ВВ Формула Q, ккал/г r, г/см³ D, км/с Р, ГПа Т, К ТНТ C7H5N3O6 1,0 1,64 7,0 21 3600 Гексоген C3H6N6O6 1,3 1,8 8,8 34 3900 БТФ C6N6O6 1,4 1,9 8,5 33 5100

При сферической имплозии взрыва температура в центре возникает значительно выше. Оптимальная температура для выделения водорода из гидрида Al(BH4)3 около 160°C. Температура кипения Алюминия 2519°C. Температура кипения Бора 3927°C. Водород начинает распадаться на атомы при температуре выше 3000°C. В гидридах металлов водород находится в атомарном состоянии.

1 моль Al = 26,98 грамма

1 моль B = 10,8 грамма

1 моль H+ = 1,0 грамм

1 моль вещества в газовом состоянии находится в 22,4 литрах.

1 моль Al(BH4)3 =71,38 грамма.

Al(BH4)3 => Al + 3B + 12H+.

22,4 л. 22,4+67,2+268,8=358,4 литра.

В 1 кг в газовом состоянии Al(BH4)3 содержится 14 молей, что составляет 5017,6 литра при температуре в 20°C.

С учетом закона Гей-Люсака, объем при температуре в 4000°C составит:

4000 град.×0,00366×5017,6 литра=73 457,6 литра.

1 кг тротила (ТНТ) дает до 700 литров газа при взрыве.

Прямой пересчет дает увеличение мощности фугасного взрыва в 104,93 раза мощнее ТНТ. Учитывая, что при испытаниях прототипа реальная мощность взрыва не превышала 8 крат от ТНТ, а теоретическая равна 14 крат от ТНТ, то КПД взрыва составляет 57%. Значит, взрыв с гидридом сплава Бор-Алюминий Al(BH4)3 можно рассчитывать как реальную мощность взрыва, не превышающую 59,8 крат ТНТ. А это почти в 7,4 раза мощнее прототипа.

Фугасная составляющая взрыва при использовании гидридов металлов или гидридов сплавов увеличивается за счет превращения гидридов от высокой температуры в газ из составляющих атомов и увеличивается разогрев этого газа до температуры, как минимум, в 4000°C в процессе сферической имплозии взрыва.

Технико-экономический эффект относительно прототипа значительно выше.

Перечень позиций

1 - корпус

2 - крышка

3 - взрывчатое наполнение

4 - отверстие

5 - взрыватель

6 - детонационноспособная оболочка

7 - основной заряд

8 - детонирующие трубки

9 - сердечник

10 - прослойка буферного замедлителя

11 - многослойный буферный замедлитель

12 - цилиндр демпфирующей прослойки

13 - отверстие

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно к боевым частям ракет, артиллерийским снарядам крупного калибра, минам и авиабомбам. Боевая часть включает массивный корпус, жестко связанный с крышкой, образуя замкнутый объем, где размещено взрывчатое наполнение. В крышке выполнено отверстие для крепления взрывателя, к которому примыкает детонационноспособная оболочка из пластического взрывчатого вещества, охватывающая основной заряд. На цилиндрической оболочке заряда имеется демпфирующая оболочка для предотвращения прохождения детонирующей волны к внутреннему заряду. Над этой оболочкой расположены детонирующие трубки равной длины. Они передают детонирующую волну к обоим торцам цилиндра внутреннего заряда, внутри которого размещен сердечник, выполненный из гидрида металла или гидрида сплава. Заряд экранирован со стороны взрывателя многослойным буферным замедлителем, который выполнен из плоских пластин различных материалов, а по цилиндрической поверхности экранирован аналогичной прослойкой буферного замедлителя. В середине цилиндрической части по периметру цилиндра демпфирующей прослойки расположены отверстия для передачи детонационной волны от оболочки к детонирующим трубкам. Между детонационноспособной оболочкой и крышкой расположен демпфер с добавлением пластин из цветных сплавов. Для исключения преждевременного разрушения корпуса от взрыва взрывателя и оболочки располагается замедлитель. Достигается увеличение мощности устройства за счет состояния, близкого к сферической имплозии взрыва. 1 ил.

Боевая часть содержит размещенные в несущем корпусе взрывчатое наполнение, включающее сердечник, в форме цилиндра или шара, или их геометрических производных, и взрыватель, а по периферии взрывчатого наполнения коаксиально установлена детонационноспособная оболочка усилительного заряда, при этом между взрывателем и основным зарядом помещен демпфер, выполняющий роль замедлителя, а к корпусу изнутри примыкает демпфирующий экран, отличающаяся тем, что детонационная оболочка взаимодействует с одной стороны с детонатором, а с другой стороны посредством детонирующей волны - с детонирующими трубками, как правило, больше одной и равной длины, которые взаимодействуют также, посредством детонирующей волны, с обеими торцевыми поверхностями основного заряда напрямую, а цилиндрическая поверхность заряда имеет демпфирующую цилиндрическую оболочку, причем сердечник выполнен по форме, как правило, цилиндра, но возможна форма сферы или их геометрических производных, и состоит сердечник из гидрида металла или гидрида сплава, а многослойный буферный замедлитель выполнен из плоских пластин различных материалов.