ЗАРЯД ДЛЯ ПРОДЕЛЫВАНИЯ ПРОЛОМОВ В ЭЛЕМЕНТАХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Российский патент 2020 года по МПК F42B3/87 F42B1/04 

Изобретение относится к области вооружения и военной специальной техники, а более конкретно к инженерным боеприпасам (подрывным зарядам), и может быть использована для создания средств, используемых для проделывания проломов для прохода личного состава в элементах строительных конструкций (в стенах, межэтажных перекрытиях и т.п.) при действиях штурмовых войсковых групп в ходе боевых действий на урбанизированной местности, а также спасательных групп в условиях чрезвычайных ситуаций.

Известны состоящие на вооружении инженерных войск ВС РФ удлиненные фугасные заряды СЗ-1Э, СЗ-4П, СЗ-6М на основе пластичных и эластичных ВВ, удлиненные кумулятивные заряды КЗУ, КЗУ-2, ЛКЗ-80, а также кумулятивно-фугасные заряды типа КФЗ-1, КФЗ, КФ3-Т (аналоги), которые могут быть использованы в отдельных случаях для разрушения преград из кирпича и бетона в интересах проделывания проходов через них (Средства поражения и боеприпасы: Учебник/ А.В. Бабкин, В.А. Велданов, Е.Ф. Грязнов и др.; под общ. ред. В.В. Селиванова. - В 2 т. Т. 1. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. - 506 с.; История создания средств инженерного вооружения. Книга 2: Инженерные боеприпасы. - Нахабино: 15 ЦНИИИ Минобороны России, 2009. - 136 с.; Инженерные боеприпасы. Руководство по материальной части и применению. Книга первая. - М.: Военное издательство Министерства обороны СССР, 1976. - 244 с.; Руководство по подрывным работам. - М.: Военное издательство Министерства обороны СССР, 1969. - 464 с.).

Недостатками этих зарядов являются значительные массогабаритные размеры и ограниченная приспособленность к применению (в том числе и по удобству размещения на разрушаемой преграде) в сложных условиях (в зонах техногенных и природных катастроф и в ходе боя в городе), а также формирование достаточно мощного поля поражения за счет осколочного и фугасного действия в зоне применения этих зарядов и, соответственно, наличие высокой опасности поражения личного состава спасателей и штурмовых групп, располагающегося, как правило, рядом с намечаемым проломом, что ограничивает их использование в условиях чрезвычайных ситуаций и штурмовых действий. Кроме того, некоторые из них не обеспечивают разрушение арматуры в железобетонных преградах, что приводит к отсутствию сплошного прохода в преграде после их срабатывания.

Известны также удлиненные (по другой терминологии - шнуровые, линейные) кумулятивные заряды серии УКЗ-Л, разработанные в НИИ проблем конверсии и высоких технологий при Самарском государственном техническом университете (модификации внутри серии отличаются размерами и, соответственно, толщиной пробиваемой преграды) (прототип) (Взрывные технологии: учебник для вузов / В.В. Селиванов, И.Ф. Кобылкин, С.А. Новиков. - М: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. - 519 с. С. 404-405). Эти заряды обеспечивают определенные удобства применения в сложных ситуациях (допускают вариации своей формы применительно к решаемой задаче, в том числе к форме преграды). Гибкость (эластичность) этих зарядов обеспечивается применением эластичного ВВ (например, ЭГ - 85), полиэтиленовых оболочек в качестве корпусов, облицовок из гибкой ленты на основе металлизированного состава, получаемого из смеси полимеров и порошков меди или стали. При этом в зоне применения этих зарядов реализуется относительно низкий уровень параметров осколочного и фугасного действия, что важно для обеспечения безопасности личного состава, применяющего эти средства. Однако, существенным недостатком зарядов этого типа является их низкая способность по разрушению типовых элементов строительных конструкций (особенно железобетонных) при проделывании проломов для прохода личного состава (как правило, без разрушения арматуры), а для достижения требуемого эффекта необходимо кратно увеличить массогабаритные размеры этих зарядов с соответствующей потерей по удобству их применения в рассматриваемых условиях.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение пробивного действия удлиненных кумулятивных зарядов при сохранении их основных преимуществ - удобства применения в сложных условиях и ограниченного поражающего действия в зоне их установки.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в предложенном заряде для проделывания проломов в элементах строительных конструкций реализуется разнесенное по времени, месту и направлению воздействие удлиненных кумулятивных зарядов, установленных специальным образом на площади заданного пролома.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется следующими изображениями (схематично):

- на фиг. 1 показан общий вид предлагаемого заряда при его установке на разрушаемой преграде;

- на фиг. 2 - сечение заряда по линии перемычки (место сечения А-А показано на фиг. 1);

- на фиг. 3 - складной вещмешок для переноски заряда;

- на фиг. 4 - вариант использования подкладки из складного вещмешка для крепления заряда на преграде;

- на фиг. 5 - сечение по линии застежек, которое показывает возможность использования откидных клапанов подкладки для более плотного прилегания заряда к разрушаемой преграде (место сечения Б-Б показано на фиг. 4).

Заряд для проделывания проломов в строительных конструкциях (фиг. 1) состоит из нескольких кольцевых секций (1), расположенных коаксиально. При этом каждая из них содержит один-два и более отрезков удлиненных кумулятивных зарядов. Они снаряжены пластичным взрывчатым веществом и соединены между собой с помощью фланца (2) с передаточным детонатором. Секции уложены на мягкую тканевую подкладку (3) в форме концентрических колец и крепятся на ней с помощью застежек (4). Втулка (5) для установки средств взрывания с дополнительным детонатором (узел инициирования) расположен в геометрическом центре заряда. Передача детонации от средств взрывания к кольцевым секциям осуществляется с помощью детонирующих перемычек (6), которые также выполняются из отрезков удлиненных кумулятивных зарядов и устанавливаются между кольцевыми секциями. Для обеспечения надежного контакта детонирующих перемычек (6) с кольцевыми секциями (1) и фиксации требуемого между ними расстояния на концах перемычек имеются упругие накладные хомуты (7). Крепление предлагаемого заряда для проделывания проломов на вертикальных или наклонных стенках строительных конструкциях производится с использованием проушин (8), выполненных по углам подкладки (3), с помощью лент и других связочных материалов.

Как показано на сечении (А-А) по линии перемычки (фиг. 2) пластичное взрывчатое вещество (9) в кольцевых секциях и в перемычке (в виде отрезка удлиненного кумулятивного заряда) расположено в гибком (например, из полимерного материала) чехле (корпусе) (10). Этот заряд имеет полуцилиндрическую кумулятивную облицовку (11) из гибкого материала (например, на основе смеси полимеров и порошков меди или стали) и подставку (12) для установки секций заряда с отклонением в ту или иную сторону от нормали к разрушаемой преграде, чем обеспечивается возможность множественного (коллективного) и направленного воздействия по этой преграде. Накладной хомут (7) используется для фиксации положения перемычки (6), что обеспечивает заданное расстояние и надежность передачи детонации между кольцевыми секциями (1).

В соответствии с фиг. 3 транспортирование (переноска) секций заряда осуществляется в разобранном виде (в виде отрезков удлиненных кумулятивных зарядов и перемычек) в складном вещевом мешке (13) с ремнями (14). В нем отрезки кольцевых секций (15) с фланцами (2) и перемычки (6) с накладными хомутами (7) на их концах укладываются в составном вещмешке (13) параллельными рядами послойно. Складной вещевой мешок (13) в раскрытом виде используется в качестве подкладки (3) для сборки и крепления заряда на объекте поражения при проделывании проломов.

Согласно фиг. 4 для более плотного контакта заряда с преградой на подкладке (3) по линии укладки заряда в ней выполнен фигурный разрез (16), обеспечивающий образование вдоль этого разреза откидных клапанов (17) из материала подкладки. Эти клапаны в транспортном положении фиксируются застежками (4) с пряжкой (18).

Как показано на фиг. 5 (сечение Б-Б по линии застежки) при сборке заряда на объекте поражения откидные клапаны (17) раскрываются и вместе с застежками (4) с помощью пряжек (18) охватывают заряд, обеспечивая его надежное крепление на подкладке (3) и более полное прилегание к преграде (19).

Предлагаемый заряд работает следующим образом (вариант). По команде оператора (взрывника) импульс от средств взрывания инициирует взрыв промежуточного детонатора (узла инициирования), обеспечивая с помощью перемычек передачу детонации на внутреннюю кольцевую секцию заряда. Детонация распространяется по этой секции заряда в обе стороны до мест установки перемычек, с помощью следующей группы перемычек передается на последующую кольцевую секцию и далее, аналогично, на внешнюю кольцевую секцию заряда.

Эффективность действия предлагаемого заряда определяется использованием эффектов «локальной» кумуляции (действием кумулятивных «ножей», формирующихся из облицовок секций шнуровых зарядов) и «объемной» кумуляции (в зоне формируемого пролома за счет ударно-волнового взаимодействия проникающих в преграду «ножей» от каждой секции, с учетом направленности их действия и, отчасти, бризантного действия их зарядов ВВ). Другими словами, ведущую роль в повышении результативности действия этого заряда играет эффект множественного (коллективного) воздействия на разрушаемую преграду, разнесенного по времени и месту, а также по направлению (за счет поворота оси симметрии облицовки кумулятивного заряда каждой из секций: у внешней секции - перпендикулярно преграде, а у внутренних секций - попеременно, в направлении от внешней секции, с ориентацией наружу или внутрь формируемого пролома под углом 20…30° от нормали к преграде) (О характере разрушения преград при множественном ударе твердых тел с умеренной скоростью. Р.И. Илькаев, Э.Э. Лин, А.Л.

Михайлов и др. - ДАН. - 2006. - Т. 409. N 2. С. 182-184; Буравова С.Н. Эффект фокусировки волн разгрузки и повреждаемость преграды под действием потока частиц // Письма в ЖТФ. - 1989, Т. 15. Вып. 17. С. 63-67; Зелепугин С.А., Сидоров В.Н., Хорев И.Е. Экспериментальное и численное исследование разрушения преград группой высокоскоростных тел // Проблемы прочности. - 2003, N 2 (362). С. 92-101; О механизмах коллективного воздействия твердых тел на преграду. Э.Э. Лин, В.Ю. Мельцас, С.А. Новиков и др. // Сборник материалов III научной конференции Волжского регионального центра РАРАН «Современные методы проектирования и отработки ракетно-артиллерийского вооружения» - Саров, РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2004. Т. 2. С. 618-624.). Такой характер воздействия порождает интерференцию волн напряжений в нагружаемой среде и снижение прочностных характеристик материала преграды вблизи ударников («ножей») за счет накопления повреждений. Это приводит к более эффективному внедрению таких ударников по сравнению с одиночным воздействием и требуемому разрушению преграды в заданной зоне, в том числе и за счет более развитого откола, с образованием сплошного пролома в преграде после их срабатывания.

При этом одним из критических условий при определении зазора (расстояния) между кольцевыми секциями является недопущение передачи детонации соседним секциям через воздушный промежуток воздушной ударной волной, то есть недопущение перехода детонации на внешние кольцевые секции заряда вне предусмотренных радиальных перемычек.

Теоретические исследования, проведенные в процессе разработки предложенного изобретения, подтвердили, что в современных условиях по основным тактико-техническим характеристикам и по критерию оценки «эффективность боевого применения - стоимость» рассматриваемое техническое решение имеет показатели в 1,5-2,0 раза выше по сравнению с известными аналогами.

Заряд для проделывания проломов в элементах строительных конструкций относится к области вооружения и военной специальной техники, а более конкретно к инженерным боеприпасам - подрывным зарядам, и может быть использован для создания средств, используемых для проделывания проломов для прохода личного состава в элементах строительных конструкций - в стенах, межэтажных перекрытиях и т.п., при действиях спасательных групп в условиях чрезвычайных ситуаций, а также штурмовых войсковых групп в ходе боевых действий на урбанизированной местности. Взрыв кольцевых секций заряда происходит последовательно от внутренней кольцевой секции до внешней кольцевой секции с помощью перемычек, установленных между ними и снаряженных пластичным взрывчатым веществом аналогично кольцевым секциям заряда. Изобретение обеспечивает разнесение по месту, времени и направлению воздействия на разрушаемую преграду с помощью коаксиально установленных кольцевых секций удлиненного кумулятивного заряда. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Заряд для проделывания проломов в элементах строительных конструкций, состоящий из удлиненных кумулятивных зарядов, отличающийся тем, что состоит из нескольких, двух и более, кольцевых секций, расположенных по концентрическим окружностям с зазором между собой и имеющих две-четыре перемычки, установленные по радиальным направлениям между соседними секциями прямолинейными отрезками кумулятивных зарядов этого же типа с упругими хомутами на своих концах, обеспечивающими их сочленение и закрепление на этих секциях, для трансляции детонации между зарядами ВВ соседних секций и задания контролируемого зазора между этими секциями, причем места этих сочленений на одной секции расположены диаметрально противоположно друг другу, но со сдвигом по углу относительно соседних пар секций, а узел его инициирования с втулкой для установки средств взрывания выполнен в виде креста из отрезков удлиненного кумулятивного заряда, располагаемого в центре внутренней секции.

2. Заряд по п. 1, отличающийся тем, что секции этих зарядов в исходном состоянии - до применения, в транспортном положении, выполнены в виде прямолинейных отрезков удлиненных кумулятивных зарядов, а на их концах размещены узлы их сочленения в виде соединительных фланцев с передаточным детонатором.

3. Заряд по п. 1, отличающийся тем, что секции этих зарядов имеют разную направленность действия кумулятивных ножей за счет поворота оси симметрии облицовки кумулятивного заряда каждой из секций: у внешней секции - перпендикулярно преграде, а у внутренних секций - попеременно, в направлении от внешней секции, с ориентацией наружу или внутрь формируемого пролома под углом 20-30⁰ от нормали к преграде.

4. Заряд по п. 1, отличающийся тем, что этот заряд при применении размещается на тканевой подкладке из развернутого складного вещевого мешка для его переноски и хранения, входящего в состав комплекта заряда, а его секции крепятся к ней с помощью застежек, сочлененных с откидными клапанами подкладки, для задания кольцевой формы секций и непосредственного их контакта с преградой, а эта подкладка снабжена проушинами для крепления на объекте.