Кумулятивный заряд и способ его изготовления

 

Область применения: взрывные работы и различные отрасли промышленности, использующие взрывные технологии, например в прострелочно-взрывной аппаратуре при взрывных работах в нефтегазодобывающей промышленности. Сущность изобретения: в корпусе размещен заряд взрывчатого вещества (ВВ), между корпусом и зарядом помещен слой из эластичного инертного материала, толщина которого не превышает 0,02 d, где d - диаметр заряда ВВ. При установке заряда ВВ в корпус оставляют зазор, который заполняют эластичным инертным материалом под давлением и(или) вакуумированием. Технический результат: выравнивание фронта детонационной волны по заряду ВВ и повышение технологичности изготовления. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

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 (заявка ФРГ 3843884, F 42 B 1/02, опублик. 26.07.90 г.), содержащий корпус и заряд взрывчатого вещества (ВВ), состоящий из основного и промежуточного зарядов, разделенных экраном из инертного материала. Эта конструкция позволяет использовать способ изготовления кумулятивного заряда (заявка ФРГ 3742290, опублик. 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 по пат. РФ 2110037 F 42 B 1/02, опубл. Бюл. 12, 27.04.98 г. 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. 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.

Ближайшим аналогом к предлагаемому изобретению является кумулятивный заряд и способ его изготовления, известные из источника - FR 2669721, МПК 7 F 42 В 1/02, 25.05.1992. Известный кумулятивный заряд включает корпус и заряд взрывчатого вещества, между которыми размещен слой из эластичного инертного материала. Известный способ изготовления кумулятивного заряда включает установку заряда взрывчатого вещества в корпус с зазором и размещение 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.

Задачей изобретения является создание кумулятивных зарядов с повышенной эффективностью действия. Техническим результатом заявляемого решения является выравнивание фронта детонационной волны по заряду ВВ и повышение стойкости кумулятивного заряда к механическим и тепловым воздействиям, а также повышение технологичности изготовления. Заявляемый технический результат достигается тем, что в кумулятивном заряде, включающем корпус и заряд взрывчатого вещества, между которыми размещен слой из эластичного инертного материала, максимальная толщина слоя эластичного инертного материала не превышает 0,02 d, где d - диаметр заряда взрывчатого вещества.

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

Способ изготовления кумулятивного заряда включает установку заряда взрывчатого вещества в корпус с зазором и размещение между корпусом и зарядом взрывчатого вещества эластичного инертного материала, причем максимальную толщину слоя эластичного инертного материала выбирают не превышающей 0,02 d, где d - диаметр заряда взрывчатого вещества.

В предпочтительном варианте способа изготовления кумулятивного заряда размещение между корпусом и зарядом взрывчатого вещества эластичного инертного материала производят вакуумированием.

Толщина слоя эластичного инертного материала не должна превышать величины 0,02 d, где d - наружный диаметр заряда ВВ, т.к. увеличение зазора приводит к уменьшению диаметра и массы заряда ВВ, что ухудшает характеристики заряда. Наличие слоя из эластичного инертного материала обеспечивает защиту заряда ВВ от механических и тепловых повреждений при эксплуатационных воздействиях и предотвращает 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 (плотность, структуру), а опережающая детонационная волна непосредственно влияет на форму детонационного фронта в заряде ВВ. 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 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 определенной 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.

На чертеже изображен заявляемый кумулятивный заряд: 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 КЗ, включающий корпус 1 из алюминиевого сплава с внутренним диаметром 123,4 мм, в котором установлен основной заряд ВВ 2 на основе состава ОМА d=122,8 мм 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 (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 "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 (отсутствия воздушных полостей) применяется вакуумирование с помощью вакуумного насоса.

Формула изобретения

1. Кумулятивный заряд, включающий корпус и заряд взрывчатого вещества, между которыми размещен слой из эластичного инертного материала, отличающийся тем, что максимальная толщина слоя эластичного инертного материала не превышает 0,02d, гдe d - диаметр заряда взрывчатого вещества.

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

3. Способ изготовления кумулятивного заряда, включающий установку заряда взрывчатого вещества в корпус с зазором и размещение между корпусом и зарядом взрывчатого вещества эластичного инертного материала, отличающийся тем, что максимальную толщину слоя эластичного инертного материала выбирают не превышающей 0,02d, где d - диаметр заряда взрывчатого вещества.

4. Способ изготовления кумулятивного заряда по п.3, отличающийся тем, что размещение между корпусом и зарядом взрывчатого вещества эластичного инертного материала производят вакуумированием.

РИСУНКИ

Рисунок 1