Средство взрывного воздействия
Изобретение относится к области кумулятивного воздействия на твердые среды, в частности ледовые массивы и аварийные объекты, с целью их разрушения, и может быть использовано для ликвидации ледовых заторов, устранения лавино- и селеопасных ситуаций, ликвидации последствий природных и техногенных катаклизмов, пожаров, а также при создании противопожарных водоемов. Средство взрывного воздействия содержит чехол, каркас, закрытый крышкой и выполненный в виде решетчатой конструкции, метаемое вещество, размещенное в чехле взрывчатое вещество, при этом чехол выполнен двухслойным, натянут на решетчатый каркас, который выполнен расширяющимся кверху из сходящихся в нижней части ребер, а между двумя слоями чехла размещено метаемое вещество, причем сверху к крышке прикреплен противоопрокидывающий элемент. Изобретение обеспечивает повышение эффективности взрывного воздействия на разрушаемые объекты. 21 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области взрывного воздействия на твердые среды, в частности ледовые массивы и аварийные объекты, с целью их разрушения, и может быть использовано для ликвидации ледовых заторов, устранения лавино- и селеопасных ситуаций, ликвидации последствий природных и техногенных катаклизмов, пожаров, а также при создании противопожарных водоемов.
Известен заряд для разрушения ледового покрова на открытых водоемах (RU, патент 2081393, F 42 D 7/00, 1997), представляющий собой взрывчатое вещество в оболочке. Указанный заряд размещают на ледовом покрове и подрывают с использованием инициатора взрыва.
Недостатком известного технического решения следует признать его ненаправленное действие, приводящее к крайне неэффективному использованию энергии взрыва.
Известен также заряд для разрушения ледового покрова, размещаемый во льду (RU, патент 2180094, Е 02 В 15/02, 2002), представляющий собой взрывчатое вещество в оболочке. Указанный заряд размещают в шпуре, предварительно выполненном в ледовом покрове, намораживают сверху слой льда и подрывают с использованием инициатора.
Недостатком известного технического решения следует признать сложность его использования, а также низкий коэффициент полезного действия, обусловленный слабым экранирующим действием намороженного слоя льда.
Известно также средство взрывного воздействия (RU, патент 2073541, А 62 С 35/00, 1997), содержащее чехол, каркас, закрытый крышкой и выполненный в виде решетчатой конструкции, метаемое вещество, размещенное в чехле взрывчатое вещество.
Недостатком известного технического решения следует признать его ненаправленное действие, приводящее к крайне неэффективному использованию энергии взрыва.
Техническая задача, решаемая с использованием предложенного средства, состоит в повышении эффективности воздействия на твердые среды в полевых условиях.
Технический результат, получаемый при реализации предложенного технического решения, состоит в усилении направленного действия на твердые среды при использовании устройства в труднодоступных местах и аварийных ситуациях.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать средство взрывного воздействия, содержащее чехол, каркас, закрытый крышкой и выполненный в виде решетчатой конструкции, метаемое вещество, размещенное в чехле взрывчатое вещество, причем чехол выполнен двухслойным, натянутым на решетчатый каркас, который выполнен расширяющимся кверху из сходящихся в нижней части ребер, при этом между двумя слоями указанного чехла размещено метаемое вещество, а к крышке сверху прикреплен противоопрокидывающий элемент. Крышка, закрывающая внутреннюю часть устройства, заполненную взрывчатым веществом, способствует формированию направленного действия взрыва в сторону, противоположную крышке. Наличие в качестве метаемого вещества дисперсного материала, жидкости или замерзшей жидкости (льда), а также формирование в каркасе (за счет ребер) ячеек, состоящих из метаемого вещества, создает кумулятивный эффект. Использование от трех до двенадцати ребер (а в наиболее предпочтительном варианте - шесть ребер), с одной стороны, дает достаточно устойчивый каркас для размещения взрывчатого вещества и, с другой стороны, усиливает кумулятивный эффект при взрыве указанного вещества. Наличие противоопрокидывающего элемента исключает в любом варианте использования (сброс с вертолета, самолета или из кузова автомобиля) нежелательное размещение средства крышкой вниз. В качестве метаемого вещества обычно используют дисперсный материал (песок, дробь, металлические отходы и т.д.), жидкость или лед. В предпочтительном варианте реализации каркас имеет форму шарового сегмента или форму конуса со скругленной вершиной. Это дает устройству возможность повернуться нижней частью каркаса в сторону воздействуемой среды (ледового покрытия водоема, селеопасного массива и т.д.). Указанный каркас выполнен из деревянных реек, фанерных или полимерных пластин, металлических полос, трубок и т.д. В предпочтительном варианте массового производства каркас может быть отформован из полимерного материала типа поливинилхлорида или полипропилена. Для создания равномерности действия в разные стороны вокруг устройства желательно, чтобы ребра каркаса имели одинаковую длину и были расположены на одинаковом расстоянии друг от друга. Обычно, но не обязательно, длина ребер составляет от 100% до 150% расстояния между ребрами в верхней части каркаса, а толщина каркаса, определяющая толщину слоя метаемого вещества между слоями чехла, составляет от 5% до 20% расстояния между ребрами в верхней части каркаса. Для упрочнения каркаса, а также усиления кумулятивного эффекта желательно, чтобы ребра каркаса были соединены между собой дополнительными перемычками, размещенными внутри чехла, а также чтобы указанные перемычки были соединены между собой. Сам чехол может быть выполнен из брезента, из многослойной бумаги или из полимерной пленки. Крышка предпочтительно может быть выполнена из деревянного щита, листа металла, пластика или толстой фанеры. Предпочтительно использовать полую крышку, а внутрь ее поместить дисперсный материал (песок, мелкий щебень и т.д.). В зависимости от вида используемого инициатора взрыва в крышке может быть выполнено отверстие для введения его во взрывчатое вещество. Противоопрокидывающий элемент может быть выполнен в виде шеста, длина которого превышает половину наибольшего линейного размера крышки, или в виде треноги, высота которой превышает половину наибольшего линейного размера крышки.
В настоящее время открыт новый вид кумулятивного эффекта (см. Зоненко С.И., Черный Г.Г. Новый вид кумуляции энергии и импульса метаемых взрывом пластин и оболочек. «Доклады Академии Наук», 2003, т.390, №1, стр.46-50), имеющий место при метании пластины, выполненной из легко деформируемого материала, толщина которой много меньше ее линейных размеров. В предложенном устройстве функцию метаемой пластины выполняет слой материала, расположенного между слоями чехла. Новый вид кумулятивного эффекта лег в основу настоящего изобретения.
Предложенное средство может быть доставлено на место применения любым известным способом, предпочтительно сброшено из люка вертолета. При этом форма каркаса, на котором расположен чехол с взрывчатым веществом, в совокупности с противоопрокидывающим элементом обеспечит расположение устройства, по меньшей мере, частично крышкой вверх. В зависимости от рельефа места использования возможны различные варианты расположения устройства на местности, кроме расположения на крышке. Это приводит в совокупности с крышкой, исполняющей роль забойки для заряда, к направлению энергии взрыва в сторону поверхности льда (в случае разрушения ледового покрова открытых водоемов), в сторону осыпных пород (в случае вызова схода лавин или селей), в сторону грунта (при создании противопожарных водоемов) и т.д.
Поскольку при реализации предложенного средства могут быть использованы различные инициаторы взрыва, то изначально устройство может и не содержать инициатора. Инициатор может быть введен в объем взрывчатого вещества непосредственно перед сбрасыванием устройства из средства доставки.
На чертеже приведен общий вид предложенного устройства, при этом использованы следующие обозначения: крышка 1, чехол 2, каркас 3, противоопрокидывающий элемент 4, взрывчатое вещество 5.
В дальнейшем сущность предложенного устройства будет раскрыта с использованием конкретных примеров реализации.
1. Устройство кумулятивного воздействия содержит двухслойный чехол из брезента, натянутый на каркас, выполненный из шести фанерных пластин толщиной 0,02 м, скрепленных вместе внизу и прикрепленных вверху к кольцу из фанеры диаметром 0,5 м, причем каркас имеет форму конуса со скругленной вершиной; длина ребер каркаса составляет 0,35 м. Между стенками чехла засыпано около 10 кг кварцевого песка. Устройство заполнено 20 кг аммонита, в который вставлен взрыватель, настроенный на срабатывание через 10 мин после сбрасывания из вертолета. Сверху чехол закрыт толстослойной фанерной крышкой, в центральной части которой закреплен противоопрокидывающий элемент в виде деревянного шеста длиной около 0,3 м. Для провоцирования ледохода указанные устройства сбрасывают из люка вертолета с высоты 10-15 м на ледовое покрытие открытого водоема, при этом расстояние между соседними устройствами составляет 15-20 м. При последовательных взрывах этих устройств сплошной ледовый массив толщиной до 3 м раскалывается на отдельные льдины.
2. Устройство кумулятивного воздействия содержит двойной чехол из полиэтиленовой пленки, натянутый на каркас, выполненный из шести поливинилхлоридных трубок диаметром 0,025 м, скрепленных вместе в нижней части и прикрепленных к кольцу из поливинилхлоридной пластины в верхней части, причем каркас имеет форму конуса со скругленной вершиной. Длина трубок составляет 0,45 м, диаметр кольца - 0,6 м. Чехол заполнен 30 кг тротила, в который вставлен детонатор с огнепроводным шнуром; детонатор усилен пластитом. Сверху чехол закрыт деревянным щитом, в центральной части которого закреплен противоопрокидывающий элемент в виде деревянного шеста длиной 0,4 м. Между стенками чехла залито около 15 л воды, причем в нижней части чехла вода отсутствует. Для предотвращения попадания воды в нижнюю часть чехла указанный чехол содержит выполненные сваркой швы, проходящие параллельно кольцу. Перед применением устройства воду в чехле замораживают. Для предотвращения замора рыбы из-за отсутствия доступа воздуха указанное устройство располагают на ледовом покрытии водоема. После срабатывания указанного устройства в сплошном ледовом покрытии образуется область открытой воды, обеспечивающая насыщение воды кислородом воздуха.
3. Устройство кумулятивного воздействия содержит двойной чехол из брезента, натянутый на каркас, выполненный из шести стальных профилей 0,01×0,01 м длиной 0,25 м, скрепленных вместе в нижней части и с использованием кольца из стальной пластины в верхней части, причем каркас имеет форму шарового сегмента.
Сверху чехол закрыт крышкой из стальной пластины толщиной 0,01 м и диаметром 0,3 м, в центральной части которой закреплен противоопрокидывающий элемент в виде треноги с высотой 0,5 м. Внутри чехла помещена шашка тротилгексогена весом 10 кг, выполненная также в виде шарового сегмента. В шашку вставлен радиовзрыватель. Между стенками чехла засыпано 12 кг свинцовой дроби. Для провоцирования схода снежной лавины устройство сбрасывают с борта вертолета с высоты 20-40 м. При подрыве происходит сход лавины.
4. Устройство кумулятивного воздействия содержит двойной чехол из многослойной бумаги, натянутый на каркас, выполненный из шести дюралевых трубок с диаметром 0,02 м и длиной 0,4 м, скрепленных вместе в нижней части и с использованием кольца диаметром 0,5 м из дюралевой пластины в верхней части, причем каркас имеет форму шарового сегмента. Сверху чехол закрыт крышкой, выполненной из двух листов фанеры, между которыми засыпано 15 кг песка; толщина слоя песка составляет около 0,06 м. На крышке закреплена деревянная тренога высотой 0,35 м. Между стенками чехла засыпано 12 кг кварцевого песка. Устройство заполнено 25 кг аммонита, в который вставлен радиовзрыватель. Для полного разрушения здания, признанного аварийным, устройство сбрасывают из люка вертолета с высоты примерно 10 м на крышу здания. После подрыва происходит гарантированное обрушение здания.
5. Устройство кумулятивного воздействия содержит двойной чехол из брезента, натянутый на каркас, выполненный из шести дюралевых полос 0,012×0,012 м длиной 0,3 м, скрепленных вместе в нижней части и с использованием кольца из дюралевой пластины в верхней части, причем каркас имеет форму шарового сегмента.
Сверху чехол закрыт крышкой из дюралевой пластины толщиной 0,015 м и диаметром 0,35 м, в центральной части которой закреплен противоопрокидывающий элемент в виде треноги с высотой 0,3 м. Внутрь чехла помещена шашка тротилгексогена весом 15 кг, выполненная в виде шарового сегмента. В шашку вставлен взрыватель, настроенный на срабатывание через 5 мин. Между стенками чехла засыпано 4-5 кг песка. Для тушения горящих нефтепродуктов устройство сбрасывают из вертолета с высоты 30-50 м. При подрыве происходит сбивание пламени.
6. Устройство кумулятивного воздействия содержит двойной чехол из многослойной бумаги, натянутый на каркас, выполненный из шести дюралевых трубок с диаметром 0,032 м и длиной 0,6 м, скрепленных вместе в нижней части и с использованием кольца из дюралевой пластины в верхней части, причем каркас имеет форму конуса со скругленной вершиной. Сверху чехол закрыт деревянной крышкой толщиной 0,1 м. На крышке закреплена деревянная тренога высотой 0,5 м. Между стенками чехла засыпано около 30 кг песка. Устройство заполнено 80 кг аммонита, в который вставлен радиовзрыватель. Для создания в полевых условиях противопожарного водоема 5 подобных устройств сбрасывают из кузова грузового автомобиля через 6-7 м на землю. После одновременного подрыва всех устройств происходит образование противопожарного водоема размером примерно 40×15×5 м.
Предложенное устройство позволяет создавать разрушения в твердой среде, по объему большие, чем заряд в оболочке с удвоенной массой. Использование предложенного устройства позволяет, по меньшей мере, в два раза экономить взрывчатое вещество.
1. Средство взрывного воздействия, содержащее чехол, каркас, закрытый крышкой и выполненный в виде решетчатой конструкции, метаемое вещество, размещенное в чехле взрывчатое вещество, отличающееся тем, что чехол выполнен двухслойным, натянут на решетчатый каркас, который выполнен расширяющимся кверху из сходящихся в нижней части ребер, при этом между двумя слоями указанного чехла размещено метаемое вещество, а к крышке сверху прикреплен противоопрокидывающий элемент.
2. Средство по п.1, отличающееся тем, что каркас содержит от трех до двенадцати сходящихся в нижней точке ребер.
3. Средство по п.2, отличающееся тем, что каркас содержит шесть сходящихся в нижней точке ребер.
4. Средство по п.1, отличающееся тем, что в качестве метаемого вещества использован дисперсный материал.
5. Средство по п.1, отличающееся тем, что в качестве метаемого вещества использована жидкость.
6. Средство по п.1, отличающееся тем, что в качестве метаемого вещества использован лед.
7. Средство по п.1, отличающееся тем, что каркас имеет форму шарового сегмента.
8. Средство по п.1, отличающееся тем, что каркас имеет форму конуса со скругленной вершиной.
9. Средство по п.1, отличающееся тем, что каркас выполнен из фанерных пластин.
10. Средство по п.1, отличающееся тем, что каркас выполнен из полимерного материала.
11. Средство по п.1, отличающееся тем, что ребра каркаса имеют одинаковую длину и расположены на одинаковом расстоянии друг от друга.
12. Средство по п.11, отличающееся тем, что длина ребер составляет от 100 до 150% расстояния между ребрами в верхней части каркаса.
13. Средство по п.11, отличающееся тем, что толщина каркаса составляет от 5 до 20% расстояния между ребрами в верхней части каркаса.
14. Средство по п.1, отличающееся тем, что ребра каркаса соединены между собой дополнительными перемычками, размещенными внутри чехла.
15. Средство по п.1, отличающееся тем, что чехол выполнен из брезента.
16. Средство по п.1, отличающееся тем, что чехол выполнен из многослойной бумаги.
17. Средство по п.1, отличающееся тем, что чехол выполнен из полимерной пленки.
18. Средство по п.1, отличающееся тем, что крышка выполнена в виде деревянного щита.
19. Средство по п.1, отличающееся тем, что крышка выполнена полой и засыпана дисперсным материалом.
20. Средство по п.1, отличающееся тем, что в крышке выполнено отверстие для введения во взрывчатое вещество инициатора взрыва.
21. Средство по п.1, отличающееся тем, что противоопрокидывающий элемент выполнен в виде шеста, длина которого превышает половину наибольшего линейного размера крышки.
22. Средство по п.1, отличающееся тем, что противоопрокидывающий элемент выполнен в виде треноги, высота которой превышает половину наибольшего линейного размера крышки.
