Сферический кумулятивный заряд

Изобретение относится к области конструкции кумулятивных зарядов. Сферический кумулятивный заряд содержит заряд взрывчатого вещества, выполненный в форме полого шара, наружная сферическая поверхность и внутренняя сферическая полость которого облицованы металлическими оболочками, и средство взрывания, выполненное в виде контактных датчиков и электродетонаторов, взятых в равных количествах. Они равномерно и симметрично осям полого шара установлены соответственно заподлицо с наружной металлической оболочкой и заподлицо с наружной сферической поверхностью заряда взрывчатого вещества. Электрические выводы каждого из контактных датчиков соединены с входами каждой группы электродетонаторов, находящейся в шаровом сегменте заряда ВВ, расположенном диаметрально противоположно данному контактному датчику. В качестве контактных датчиков использованы пьезодатчики, которые установлены в вырезах или углублениях, выполненных в наружной металлической оболочке. Контактные датчики и электродетонаторы могут быть соединены попарно в виде моноблоков. Технический результат - обеспечение формирования кумулятивной струи по нормали к разрушаемой поверхности при его любой ориентации в момент соударения с преградой. 4 з.п.ф-лы, 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к разрывным зарядам, и может быть использовано при проектировании метаемых средств поражения с активными поражающими элементами.

Кумулятивные заряды широко применяются как в военном деле, так и в различных областях промышленности. Как известно, для реализации высоких разрушающих свойств кумулятивного заряда он должен быть расположен так, чтобы ось кумулятивной выемки в момент подрыва взрывчатого вещества (ВВ) была нормальна к разрушаемой поверхности [1].

Известна кумулятивная боевая часть, содержащая корпус с дном, взрывательное устройство, основной кумулятивный заряд с усилителем детонационного импульса, передаточный заряд и инерционную вставку осесимметричной формы. Между дном боевой части и инертной вставкой выполнена полость с цилиндрической боковой поверхностью, диаметр которой равен максимальному диаметру инертной вставки, цилиндрическая поверхность соосна с боевой частью, передаточный заряд выполнен в виде пластины, дно боевой части выполнено съемным, а основной кумулятивный заряд со стороны взрывательного устройства установлен на выступе, выполненном на внутренней поверхности корпуса [2]. Причинами, препятствующими достижению указанного ниже технического результата при использовании известной кумулятивной боевой части, являются ее громоздкость и неэффективность воздействия при всех положениях оси кумулятивной выемки, отличных от нормали к поражаемой поверхности.

Известен линейный кумулятивный заряд, содержащий стержнеобразный эластичный элемент из взрывчатого вещества с продольной кумулятивной выемкой, облицованной пластичным металлополимером. В качестве ВВ использован баллиститный порох. Кумулятивная выемка выполнена с сегментным поперечным сечением, а ее горизонтальная ось смещена относительно горизонтальной оси стержнеобразного элемента в сторону основания заряда [3]. Известен также удлиненный кумулятивный заряд взрывчатого вещества «Квазар», содержащий оболочку, размещенные в ней взрывчатое вещество и средство взрывания, причем поперечное сечение оболочки представляет собой фигуру, внешний контур которой образован несколькими лепестками, формирующими кумулятивные выемки, а каждый лепесток образован двумя сопряженными между собой отрезками прямых. В качестве ВВ использовано жидкое взрывчатое вещество в виде смеси окислителя с горючим [4]. Причиной, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании описанных кумулятивных зарядов, является то, что они могут быть использованы только в стационарных условиях.

Наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели является кумулятивный заряд, содержащий выполненный в форме полусферы заряд ВВ с кумулятивной выемкой в виде замкнутой полости в форме полусферы и средство взрывания (оживитель), в качестве которого может быть использована тротиловая шашка с детонирующим шнуром, установленная в толще заряда ВВ. Замкнутая полость герметично закреплена на плоском листе, который с помощью арматуры удерживается в заряде ВВ со стороны среза [5]. Данный заряд может быть использован для дробления негабарита и инициирования скважин. Причинами, препятствующими достижению указанного ниже технического результата при использовании известного кумулятивного заряда, являются его громоздкость (из-за наличия детонирующего шнура) и неэффективность воздействия при положениях оси кумулятивной выемки, отличных от нормали к разрушаемой поверхности.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка и создание активного поражающего элемента, обеспечивающего формирование кумулятивной струи по нормали к разрушаемой поверхности при любой его ориентации в момент соударения с преградой.

Это достигается тем, что известный кумулятивный заряд, содержащий выполненный в форме полусферы заряд ВВ с кумулятивной выемкой в виде замкнутой полости в форме полусферы и средство взрывания, согласно полезной модели снабжен вторым, идентичным по форме первому, кумулятивным зарядом, при этом заряды жестко соединены срезами так, что объединенный кумулятивный заряд приобретает форму полого шара, наружная сферическая поверхность и внутренняя сферическая полость которого облицованы металлическими оболочками, а средство взрывания выполнено в виде контактных датчиков и электродетонаторов, взятых в равных количествах, которые равномерно и симметрично осям полого шара установлены соответственно заподлицо с наружной металлической оболочкой в вырезах или углублениях в ней и заподлицо с наружной сферической поверхностью ВВ, причем электрические выводы каждого из контактных датчиков соединены с входами группы электродетонаторов, находящейся в шаровом сегменте заряда ВВ, расположенном диаметрально противоположно данному контактному датчику.

Контактные датчики и электродетонаторы соединены попарно в виде моноблоков.

Благодаря равномерному распределению электродетонаторов и контактных датчиков по сферической поверхности шарообразного кумулятивного заряда реализуются условия, когда при любой его ориентации в момент его соударения с преградой находящийся в точке соприкосновения или ближайший к этой точке контактный датчик формирует электрический импульс подрыва для группы диаметрально расположенных электродетонаторов. В результате их срабатывания и детонации ВВ в замкнутой полусфере, расположенной диаметрально противоположно точке соприкосновения, формируется кумулятивная струя, действующая по нормали к поверхности соприкосновения.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображены: фиг.1 - осевой разрез сферического кумулятивного заряда с раздельным размещением электродетонаторов и контактных датчиков; фиг.2 - осевой разрез сферического кумулятивного заряда с размещением контактных датчиков и электродетонаторов, выполненных в виде моноблоков.

Сферический кумулятивный заряд (фиг.1, 2) содержит ВВ 1, выполненное в форме полого шара с внутренней сферической полостью 2, и устройство взрывания, состоящее из контактных датчиков (КД) 3 и электродетонаторов (ЭД) 4, взятых в равных количествах. Для упрочнения конструкции заряда его наружная сферическая поверхность и внутренняя сферическая полость 2 облицованы оболочками соответственно 5 и 6 из металла (сталь, медь, алюминий, латунь и т.п.). ЭД 4 вмонтированы в толще ВВ 1 заподлицо с наружной сферической поверхностью равномерно и симметрично осям полого шара. КД 3 смонтированы заподлицо с поверхностью наружной металлической оболочки 5 в вырезах или углублениях в ней также равномерно и симметрично осям полого шара. Количество КД 3 и ЭД 4 определяется из условия формирования устойчивой кумулятивной струи при одновременном инициировании ВВ 1 в любой части шарового сегмента заряда, представляющего собой кумулятивную выемку. Это условие выполняется при симметричном расположении КД и ЭД относительно осей полого шара, т.е. при угловых интервалах между ними, кратных 2π/n, где n=1,2,3,.... Количество точек на поверхности сферы (для некоторых значений n), в которых могут быть размещены КД и ЭД, представлено в таблице. КД 3 и ЭД 4 могут быть размещены раздельно со взаимным смещением на половину углового интервала (фиг.1) или попарно объединены в моноблоки (фиг.3). Электрические выходы каждого КД 3 соединены с входами нескольких ЭД 4, находящихся в шаровом сегменте сферического ВВ 1, расположенном диаметрально противоположно данному КД 3 (на чертежах не показано). Так, например, по схеме с угловым интервалом 60° в сферическом ВВ 1 будет размещено 14 КД 3 и 14 ЭД 4 или 14 моноблоков, при этом выходы каждого из КД 3 соединены с входами каждых оппозиционно расположенных 7-ми ЭД 4.

Таблица
N	4	6	8	12	24
Угловой интервал (град)	90	60	45	30	15
Количество КД	6	14	26	62	268
Количество ЭД	6	14	26	62	268

Наружный и внутренний радиусы сферического ВВ 1 (толщина слоя ВВ), толщины наружной 5 и внутренней 6 металлических оболочек, количество КД 3 и ЭД 4 подбираются экспериментально в соответствии с характеристиками разрушаемых преград.

В конструкции сферического кумулятивного заряда могут быть использованы типовые материалы и изделия, выпускаемые промышленностью. Так, в качестве ВВ 1 может быть использован, например, тротил марки ТНТ по ГОСТ В-7059-73. В качестве КД предпочтительно использовать пьезодатчики, например, типа 9Э243, а в качестве ЭД - искровые электродетонаторы, например, типа ИЭД-6 по ОСТ В-84-15-38-78.

Сферический кумулятивный заряд действует следующим образом (фиг.2). При соударении с преградой 8 срабатывает КД 3, находящийся в точке соприкосновения или ближайший к ней. Электрический импульс с выхода этого КД 3 одновременно подается на входы группы ЭД 4, находящейся в шаровом сегменте диаметрально противоположно сработавшему КД 3, которые срабатывают и инициируют подрыв ВВ 1. При этом возникает симметричная детонационная волна, выходящая на поверхность кумулятивной выемки, роль которой играет часть внутренней полости 2, и формируется кумулятивная струя 7, действующая через разрушенную нижнюю часть заряда (показана пунктиром) по нормали к разрушаемой преграде 8. Работоспособность заряда определяется условием, при котором сохраняется целостность части внутренней сферической полости 2, вокруг которой срабатывает группа соответствующих ЭД 4:

τ_cpaб≤R_з/V_c,

где τ_cpaб - суммарное время срабатывания КД и ЭД,

R_з - радиус сферического кумулятивного заряда,

V_c - скорость соударения.

Таким образом, заявленный сферический кумулятивный заряд обеспечивает формирование кумулятивной струи по нормали к разрушаемой поверхности при любой его ориентации в момент соударения с преградой, что расширяет функциональные возможности метаемых средств поражения.

Источники информации

1. Баум Ф.А., Станюкович К.П., Шехтер Б.И. Физика взрыва. М.: Наука, 1959.

2. RU №2114378, F 42 В 1/02, 1/036. 1998.

3. SU №1745018, F 42 B 1/02, 1995.

4. RU №12065559, F 42 B 1/02, 1996.

5. SU №1820176, F 42 B 1/02, 1993.

1. Сферический кумулятивный заряд, характеризующийся тем, что он содержит заряд взрывчатого вещества, выполненный в форме полого шара, наружная сферическая поверхность и внутренняя сферическая полость которого облицованы соответственно наружной и внутренней металлическими оболочками, и средство взрывания, выполненное в виде контактных датчиков и электродетонаторов, взятых в равных количествах, которые равномерно и симметрично осям полого шара установлены соответственно заподлицо с наружной металлической оболочкой и заподлицо с наружной сферической поверхностью заряда взрывчатого вещества, причем электрические выводы каждого из контактных датчиков соединены с входами каждой группы электродетонаторов, находящейся в шаровом сегменте заряда ВВ, расположенном диаметрально противоположно данному контактному датчику.

2. Заряд по п.1, отличающийся тем, что в качестве контактных датчиков использованы пьезодатчики.

3. Заряд по п.1 или 2, отличающийся тем, что контактные датчики установлены в вырезах, выполненных в наружной металлической оболочке.

4. Заряд по п.1 или 2, отличающийся тем, что контактные датчики установлены в углублениях, выполненных в наружной металлической оболочке.

5. Заряд по п.1, отличающийся тем, что контактные датчики и электродетонаторы соединены попарно в виде моноблоков.