Устройство для метания твердых тел

 

Использование: при изучении высокоскоростного удара. Сущность изобретения: устройство содержит заряд взрывчатого вещества в виде конического стакана с равномерной по длине толщиной стенок и углом конусности 10 - 12°. Вся полость стакана заполнена вставкой из материала с малым акустическим сопротивлением. На торцевой поверхности вставки по оси стакана выполнен держатель метаемых тел. Заряд снабжен детонатором и может быть выполнен из пластического взрывчатого вещества. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение касается метания снарядов с применением метательных зарядов из взрывчатых веществ (ВВ) и может быть использовано для изучения высокоскоростного удара.

Известны ускорители для метания тел с помощью ВВ. Из них широко используемым является кумулятивный заряд [1].

В данном устройстве метаемым телом является кумулятивная струя, образующаяся при схлопывании конической оболочки. В процессе полета струя растягивается и разрывается на отдельные частицы, которые разлетаются в поперечном направлении благодаря эксцентричному подрыву заряда, устраиваемому для нанесения раздельных ударов по мишени. Недостатками этого устройства являются его ограниченные функциональные возможности и низкая точность диагностики, так как оно не позволяет ускорять тела с определенной массой и скоростью (масса и скорость метаемых тел измеряются только в полете) и без потерь их прочностных характеристик.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности является устройство для метания твердых тел [2]. Устройство содержит заряд ВВ с полостью и детонатор. При этом заряд ВВ выполнен в виде стакана с равномерной по длине заряда толщиной стенок. Во внутренней полости стакана установлена вставка из материала с малым акустическим сопротивлением, на торцевой поверхности которой по оси стакана выполнен держатель метаемых тел. Это устройство позволяет несколько снизить разрушающее действие детонационной волны на метаемые тела.

Однако известно, что скорость метаемого тела зависит от массы ВВ и чтобы получить большую скорость необходимо увеличивать эту массу, что связано с нарастанием давления при подрыве ВВ, что приводит, в свою очередь, к деформации метаемого тела, изменению его первоначальной формы и даже его разрушению. Данное устройство не дает возможность избавиться от этих эффектов. Кроме того, из-за контакта метаемого тела с ВВ происходит обгорание его поверхности и частичная потеря массы.

Целью изобретения является повышение скорости метаемых тел при сохранении их прочностных характеристик.

Это достигается тем, что заряд ВВ выполнен в форме конического стакана с углом конусности 10 - 12^о. Вся полость заряда заполнена вставкой, которая выполнена из материала с малым акустическим сопротивлением.

Сопоставительный анализ с аналогами и прототипом показывает, что изобретение совпадает по трем существенным признакам. Оба устройства содержат заряд ВВ в виде стакана с равномерной по длине толщиной станок, держатель метаемых тел и детонатор. Основные отличия предлагаемого устройства заключаются в том, что заряд ВВ выполнен коническим с углом конусности 10 - 12^о, при этом вся полость стакана заполнена материалом с малым акустическим сопротивлением. Кроме того, заряд выполнен из пластического ВВ.

Наличие конусности обеспечивает постоянное плавно нарастающее давление продуктов взрыва на основание и боковую поверхность вставки, а вставка преобразует разрушающее воздействие ударной волны в разгонную нагрузку.

Совокупность перечисленных отличительных признаков обеспечивает достижение положительного эффекта и не применяется ни в одном из известных метательных устройствах, что позволяет признать заявляемое решение соответствую- щим критерию "существенные отличия".

На фиг.1 и 2 представлено устройство, общий вид.

Устройство включает заряд ВВ, выполненный в форме конического стакана 1, внутренняя полость которого заполнена вставкой 2. На торцевой поверхности вставки 2 по оси стакана 1 закреплен держатель 3 метаемых тел. В основании стакана 1 размещен детонатор 4. Кроме того, дополнительно обозначены (см. фиг.2) метаемые тела 5, отсекатели продуктов взрыва 6, 7, стойка 8, преграда 9.

Устройство работает следующим образом.

При помощи детонатора 4 производят подрыв заряда ВВ. Ударная волна, которая образуется при достижении детонационной волной поверхности вставки 2, обжимает вставку. Угол конусности стакана 1, установленный экспериментально и равный 10 - 12^о, обеспечивает постоянное давление в области оси симметрии стакана 1 и вставки 2, перемещающейся по направлению к держателю 3 метаемых тел. При этом из вставки 2, выполняющей роль демпфера, преобразующего разрушающее воздействие ударной волны в плавно нарастающую разгонную нагрузку, формируется толкающий поршень, который воздействует на держатель 3 метаемых тел с предварительно укрепленными в нем метаемыми телами 5 и сообщает последним ускорение.

Изготовлено устройство для метания твердых тел в следующем виде.

Вставка изготовлена из пенопласта в виде прямого усеченного конуса с диаметром большего основания 80 мм, меньшего основания 50 мм и высотой 150 мм, что соответствует углу конусности 12^о. На боковую поверхность и меньшее основание вставки равномерно нанесен слой пластического ВВ. При этом толщина слоя ВВ выбирается из условий детонации заряда ВВ и получения необходимой скорости метаемых тел. Для разгона метаемых тел до скоростей 1000 м/с и более толщина слоя ВВ должна быть не менее 5 мм. Держатель метаемых тел изготовлен из материала вставки (пенопласта) в форме цилиндра диаметром 30 мм и высотой 20 мм и приклеен в центре большего основания вставки. На торце держателя выполнены гнезда для крепления метаемых тел. В качестве метаемых тел используют стальные сферы диаметром 8 мм. Отсекатели, позволяющие исключить воздействие ударной волны и продуктов взрыва на преграду, изготовлены из стали марки Ст.3 толщиной 30 и 100 мм с диаметром отверстий 30 и 80 мм соответственно. Стойка выполнена из стальных труб диаметром 100 мм. Преграда изготовлена из дюралевой плиты размерами 400 х 400 мм², толщиной 100 мм.

Изобретение позволяет повысить скорость метаемых тел при сохранении их прочностных характеристик. Кроме того, его применение дает возможность более точно имитировать воздействие высокоскоростного твердого тела на преграду.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕТАНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ, содержащее заряд взрывчатого вещества в виде стакана с равномерной по длине толщиной стенок, установленную во внутренней полости стакана вставку из материала с малым акустическим сопротивлением, на торцевой поверхности которой по оси стакана выполнен держатель метаемых тел, и детонатор, отличающееся тем, что, с целью повышения скорости метаемых тел при сохранении их прочностных характеристик, в нем заряд выполнен коническим с углом конусности 10 - 12^o, при этом вся полость стакана заполнена материалом вставки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем заряд выполнен из пластического взрывчатого вещества.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2