Ленточный заряд из листового взрывчатого вещества

Изобретение относится к технике взрыва площадных зарядов из листовых взрывчатых веществ (ВВ) и может быть использовано в практике динамических испытаний преград (материалов и конструкций), а также в ряде импульсных технологических операций (штамповка и сварка взрывом). Заряд содержит секции из лент листового ВВ, наклеенных на внешние полуокружности трубок и расположенных равноудалено от преграды. Ленты листового ВВ имеют поперечный зазор, исключающий взаимодействие детонационных волн в лентах заряда. Практически одновременное начало детонации зарядов достигается с помощью многоточечной лучевой системы инициирования с торцов лент ВВ. Разные по величине импульсы давления на поверхности создаются за счет изменения толщины и ширины лент ВВ (варьирования импульсного давления) и расстояния до преграды (варьирования длительности импульса). Профилирование (распределение) нагрузки по площади нагружения достигается раскладкой лент и изменением расстояния между ними. Техническим результатом изобретения является воспроизведение плавного профиля давления на цилиндрической поверхности преграды и расширение диапазона создания малых и сверхмалых импульсов давления. 3 ил.

 

Изобретение относится к технике взрыва площадных зарядов из листовых взрывчатых веществ (ВВ) и может быть использовано в практике динамических испытаний преград (материалов и конструкций), а также в ряде импульсных технологических операций (соединение и упрочнение слоев взрывом).

Известно устройство для формирования взрывной волны методом скользящей детонации тонкослойного листового заряда ВВ, нанесенного на поверхность преграды и обладающего детонационной способностью в толщинах детонации более 0,3 мм [1]. При создании распределенной нагрузки листы ВВ наклеивают на поверхность преграды слоями различной толщины, а для снижения воспроизводимого импульса давления выполняют перфорацию (выштамповку отверстий в листах ВВ). Однако это не позволяет получить малые импульсы давления при использовании листового ВВ для испытаний преград, имеющих низкую механическую прочность.

Известно так же устройство для формирования взрывной волны [2], в котором для многоточечного инициирования заряда из листового ВВ используется детонационная разводка с разветвленными концевыми участками, расположенными на основном заряде ВВ или на дополнительном слое гибкого ВВ, выполняющего роль промежуточного заряда. С использованием детонационной разводки формируется не скользящая детонационная волна, а многоточечная детонация площадного заряда, что не исключает взаимодействия детонационных волн, приходящих из различных точек инициирования, и возникновения «ножевого эффекта» на поверхности преграды (разрушений преграды в местах схождения сильных детонационных волн).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению (прототипом) является контактно-секторный заряд из листового ВВ по патенту №2498200 от 08.08.2012 г., содержащий секции, каждая из которых разбита на секторы с зазорами между ними, исключающими взаимодействие детонационных волн, приходящих от различных точек при одновременном многоточечном инициировании, при этом система детонационной разводки выполнена в виде полосок одинаковой длины и минимально возможной для устойчивой детонации ширины, которые собираются в пучки и инициируются быстродействующими детонаторами. Недостатки прототипа:

1. Ступенчатый профиль воспроизводимой ударной волны при требуемом плавном распределении давления на преграде, приводящий в местах перепада значений импульсов давления к появлению сдвиговых напряжений в материале преграды.

2. Бризантное действие контактного подрыва заряда, что приводит к локальному разрушению наружных слоев преграды, при этом достигается воспроизведение общего импульса силы, а импульс давления в слоях с перфорацией ВВ усредняется.

3. Узкий диапазон воспроизведения импульсов давления, так как контактный подрыв листов ВВ имеет ограничения для создания низкоинтенсивных импульсных нагрузок из-за критической толщины детонации более 0,3 мм.

Разработка отнесенного профилированного заряда из листового ВВ устраняет эти недостатки и позволяет воспроизвести плавное распределение давления по угловой координате преграды.

Технический результат изобретения заключается в воспроизведении плавного профиля давления на цилиндрической поверхности преграды и расширении диапазона создания малых и сверхмалых импульсов давления при формировании заряда из лент листового ВВ, располагаемых равноудалено от поверхности преграды на трубках круглого сечения.

Технический результат достигается тем, что заряд содержит секции из лент листового ВВ, наклеенных на внешние полуокружности трубок и расположенных эквидистантно (равноудалено) от преграды. Воспроизведение разных по величине импульсов давления на элементах преграды создается за счет изменения толщины и ширины лент ВВ (варьирования импульсного давления) и расстояния до преграды (варьирования длительности импульса). Профилирование (распределение) нагрузки по площади нагружения достигается раскладкой лент и изменением расстояния между ними. Для практически одновременного начала детонации заряда используется многоточечная лучевая система инициирования с торцов лент ВВ, которые имеют поперечный зазор, исключающий взаимодействие детонационных волн в лентах заряда.

Новый технический результат изобретения заключается в расположении лент, вырезанных из листов ВВ, на трубках круглого сечения, равноудаленных от поверхности нагружения, что обеспечивает расширение диапазона воспроизведения импульсов давления, а также использование лучевой детонационной разводки для многоточечного инициирования заряда с формированием невзаимодействующих детонационных волн в лентах ВВ.

Схема реализации предлагаемого ленточного заряда представлена на рисунках 1-3, где показаны: 1 - секции листового заряда ВВ; 2 - трубки круглого сечения; 3 - ленты ВВ, расположенные на полуокружностях трубок; 4 - преграда; 5 - детонационная разводка; 6 - электродетонаторы; 7 - зазор в лентах ВВ.

Устройство работает следующим образом: ленточный заряд располагается на заданном расстоянии от преграды 4 и образует равноудаленную (эквидистантную) поверхность к нагружаемому участку преграды, при этом электродетонаторы 6 относятся от поверхности преграды 4 и не создают дополнительный импульс давления (рисунок 1). Схема раскладки лент 3 и их ширина выбираются из условий наилучшего воспроизведения распределения импульсной нагрузки на поверхности преграды. Снижение импульса давления достигается разрезанием листа ВВ на узкие ленты с последующим нанесением их на трубки. Ленты ВВ закрепляют снаружи на полуокружностях трубок 2 с помощью клея или скотча (в процессе внутрь трубок может вставляться стержень, например электрод). После наклеивания лент и высыхания клея стержень вынимают. Натягивают равноудаленно от поверхности преграды без провисания трубки с лентами ВВ с помощью силовых кнопок (фиксаторов). Для минимальных искажений прочностных характеристик преграды бандаж для крепления ленточного заряда изготавливается из легкоразрушаемого материала (пенопласта). Ленты ВВ, наклеенные на полуокружностях трубок, могут иметь различный угол закрепления из-за кривизны трубок (рисунок 2) и содержат зазоры 7 для исключения схождения детонационных волн, приходящих от различных точек детонационной разводки 5 (рисунок 3). Зазор в лентах заряда составляет 1-3 мм и не изменяет общего характера деформирования преграды. Затем собирают из сформированных лент, наклеенных на трубки, секции заряда над элементами преграды для воспроизведения различных по величине импульсов давления (величины импульсов определяются из предварительного расчета). Одновременность нагружения преграды обеспечивается за счет синхронного подрыва секций заряда. Подрыв ленточного заряда производят от системы инициирования, состоящей из детонационной разводки 5 и быстродействующих электродетонаторов 6. Выдается команда на срабатывание электродетонаторов, инициирование лент ВВ, заполнение свободных промежутков между лентами ударными волнами и размытие ударной волны от ленточного заряда за счет кривизны трубок.

Реализация изобретения проводилась на взрывном комплексе «Бронекамера» и позволила получить ударно-волновое нагружение преград с длительностью 10-50 мкс, при этом от одного детонатора инициировалось 10 лент с шириной 4 мм и толщиной 0,5 мм, согнутых по радиусу кривизны полиэтиленовых трубок (использовался кембрик диаметром 4 мм). Для получения плавного профиля ударных волн расстояние между лентами ВВ выбиралось равным 40 мм при расположении от поверхности преграды на 15 мм. Использование ленточного заряда из ВВ марки ЭВВ-8Т позволило снизить величину воспроизводимого импульса давления в несколько раз по сравнению с контактно-секторным зарядом при одинаковой плотности заряжания (массе ВВ, приходящей на единицу площади нагружения) и воспроизвести сверхнизкий импульс давления, равный 50 Па·с (контактный подрыв листа ВВ марки ЭВВ-8Т толщиной 0,3 мм воспроизводит импульс давления 1000 Па·с).

При использовании профилированных зарядов поверхность материала преграды нагружается более равномерно и меньшим по амплитуде давлением. Использование полиэтиленовых трубок круглого сечения позволяет получить профиль ударной волны без скачков между лентами заряда и уменьшить максимальное давление под лентой в 1,5 раза по сравнению с расположением ленты на плоской подложке. Применение лучевой схемы инициирования заряда с торцов лент обеспечивает надежную передачу детонации при многоточечном инициировании и позволяет уменьшить динамическое воздействие на преграду от ее подрыва.

Изобретение позволяет изготовлять взрывные генераторы ударных волн сложной конфигурации, работающие с высокой надежностью для нагружения криволинейной поверхности преград большой площади. Взрывные генераторы с изменяемой воздействующей нагрузкой дают возможность тонкой регулировки импульса давления, что необходимо для оценки прочности конструкционных материалов в условиях, максимально приближенных к экстремальным. Для крупногабаритных преград более предпочтительным является использование ленточного заряда из листового ВВ, т.к. в этом случае существенно ниже расход листового ВВ на единицу площади нагружения (при перфорации ВВ в контактно-секторном заряде выштампованное ВВ идет в отходы). Ленточный заряд выполняется равноудаленным по форме нагружаемой поверхности, что обеспечивает нагружение конструкций сложной конфигурации (наличие выступающих элементов, шпангоутов, пазов).

Источники информации

1. Физика взрыва / Под ред. Орленко Л.П., Т.2, М. Физматлит, 2002. С.536-541.

2. Патент на изобретение «Устройство для формирования взрывной волны» №2135935 от 5 августа 1997 г.

Ленточный заряд из листового взрывчатого вещества, включающий секции взрывчатого вещества, систему инициирования из детонационной разводки и электродетонаторов, отличающийся тем, что секции заряда расположены равноудалено от поверхности преграды и выполнены в виде трубок круглого сечения, на которых нанесены ленты взрывчатого вещества, расположенные со стороны преграды по внешним полуокружностям трубок, причем по центру каждой ленты выполнен поперечный зазор, исключающий взаимодействие детонационных волн при многоточечном инициировании заряда.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области разрушения взрывным способом конструкций и может быть использовано при утилизации резинотехнических изделий, например изношенных шин.

Изобретение относится к производству подрывных зарядов, в частности плоской или ленточной формы. .

Изобретение относится к зарядам для взрывных работ, а именно для взрывной резки металлических и железобетонных конструкций различной конфигурации и формы. .

Изобретение относится к вооружению и может быть использовано в кумулятивных боеприпасах. Устройство управления формой фронта детонационной волны содержит осесимметричные промежуточный заряд взрывчатого вещества с детонатором и основной заряд взрывчатого вещества с кумулятивной выемкой, инертную линзу в форме полого цилиндра с дном.

Изобретение относится к области экспериментальной физики, в частности к способу формирования металлического компактного элемента. Способ формирования металлического компактного элемента заключается в инициировании осесимметричного основного заряда взрывчатого вещества, разгоне металлической облицовки кумулятивной выемки под действием продуктов взрыва основного заряда, выполнении каждого металлического вкладыша в форме, аналогичной форме металлической облицовки, покрытии вкладыша со стороны облицовки слоем дополнительного заряда взрывчатого вещества, производстве ударного инициирования разогнанной металлической облицовкой примыкающего к ней дополнительного заряда взрывчатого вещества, размещенного на первом по направлению метания металлическом вкладыше.

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к комбинированной кумулятивной облицовке для формирования высокоскоростных компактных элементов. Комбинированная кумулятивная облицовка для формирования высокоскоростных компактных элементов содержит струеобразующую часть в форме полусферы и сопряженную с ней отсекающую часть в форме цилиндра.

Изобретение относится к области военной техники, более конкретно к устройствам для разрезки стальных стержней, трубопроводов, электрических жгутов и т.п. с помощью удлиненных кумулятивных зарядов (УКЗ), и может быть использовано в ракетно-космической технике.

Изобретение раскрывает устройство кумулятивного заряда скважинного перфоратора, создающего при вскрытии продуктивного пласта расширяющийся кумулятивный канал.

Изобретение относится к области высокоскоростного соударения твердых тел и может быть применено в промышленности и военной технике, использующей заряды взрывчатых веществ для высокоскоростного метания компактных элементов.

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к конструкциям облицовок снарядоформирующих зарядов, и может использоваться в устройствах формирования поражающих элементов (ПЭ) для пробития бронированных целей.

Cпособ включает управление процессом формирования поражающего элемента путем инициирования и формирования фронта детонационной волны в заряде взрывчатого вещества, обеспечивающего разгон облицовки с предварительно подобранной геометрией.

Шашка-детонатор для промышленного взрывания содержит один или два сквозных канала и гнездо под капсюль, изготавливается заливкой из смесевого взрывчатого вещества, содержащего 50-70 мас.% тротила и 50-30 мас.% пентаэритрита тетранитрат, не прошедшего стадию перекристаллизации, в цилиндрическую оболочку из полимерного материала или многослойной бумаги толщиной 0,5-3,0 мм.

Изобретение относится к области военной техники, в частности к устройству кумулятивных зарядов. Удлиненный кумулятивный заряд взрывчатого вещества с облицованной металлом продольной выемкой снабжен двумя промежуточными детонаторами и двумя слоями взрывчатого вещества с высокой скоростью детонации.

Изобретение относится к технологии конверсионных производств и может быть использовано для изготовления кумулятивных зарядов для дробления негабаритов горных пород. В способе утилизации баллиститных ракетных топлив путем переработки их в кумулятивные разрывные заряды закрепляют заряд топлива в патроне токарного станка, отрезают части заряда необходимой длины при орошении водой и высушивают заряд. Для придания кумулятивного эффекта заряду высверливают кумулятивную воронку при орошении водой и прикрепляют к заряду электровоспламенитель. Достигается создание способа изготовления кумулятивного заряда из баллиститного ракетного топлива. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к механике и может быть использовано для придания ускорения телу. Газодинамически ускоряют тело, ускоряют тело взрывной волной, перемещаемой в пространстве со скоростью в зависимости от скорости детонации, радиуса и шага намотки спирали, обеспечивают устойчивость процесса ускорения тела условием автофазировки, синхронизируют газодинамическое ускорение и ускорение взрывной волной в зависимости от удаления тела от области взрыва. Изобретение позволяет достичь гиперзвуковой скорости тела. 2 табл., 1 ил.

Изобретение относится к технологии конверсионных производств и может быть использовано для изготовления кумулятивных зарядов для дробления негабаритов горных пород, пробития металлических преград. В способе утилизации баллиститных ракетных топлив путем переработки их в кумулятивные разрывные заряды разрезают заряд баллиститного ракетного топлива на части, размещают отрезанную часть баллиститного ракетного топлива и формируют кумулятивную воронку конуса в матрицу пресс-формы, заполненную подогреваемой водой, нагревают их до размягчения топлива, после чего формируют кумулятивную воронку путем воздействия пуансона на формующий конус. Охлаждают пресс-форму, извлекают формующий конус и выталкивают изделие из гнезда пресс-формы. Достигается создание способа изготовления кумулятивного заряда из баллиститного ракетного топлива с истекшим сроком хранения. 2 ил.

Изобретение относится к области ракетно-космической и оборонной техники и может быть использовано в различных кумулятивных устройствах (КУ), предназначенных для формирования высокоскоростных компактных элементов (ВКЭ) при моделировании воздействия метеоритных частиц или космического мусора искусственного происхождения на корпус космических объектов и при экспериментальном исследовании материалов в условиях высокоскоростного ударного нагружения. Комбинированная кумулятивная облицовка (КО) для формирования высокоскоростных компактных элементов содержит струеобразующую часть в форме сферического сегмента и сопряженную с ней отсекающую часть в форме цилиндра с внешним радиусом, равным внешнему радиусу поперечного сечения струеобразующей части в плоскости сопряжения. Высота сферического сегмента выбирается в диапазоне (1,2…1,8) RC, где RC - внешний радиус сферического сегмента. Изобретение позволяет усовершенствовать конструкцию комбинированной КО, как одного из элементов простейшего КУ для формирования ВКЭ, обеспечивающей формирование ВКЭ с необходимыми массово-скоростными характеристиками. 4 ил.
Изобретение относится к боеприпасам, в частности к кумулятивным зарядам. Кумулятивный заряд состоит из шашки взрывчатого вещества с конусной выемкой и, возможно, с внутренней облицовкой. Заряд содержит облицовку по наружной боковой конусной или цилиндрической поверхности шашки взрывчатого вещества. Также заряд содержит полностью или частично облицовку по задней поверхности шашки взрывчатого вещества. Причем если задняя облицовка выполнена по всей задней поверхности, то она полностью или частично может быть прикреплена к внешней, а может располагаться свободно. Если задняя облицовка выполнена по части задней поверхности, то она расположена свободно. Достигается повышение скорости кумулятивной струи. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области стрелкового вооружения и может быть использовано в стрелковом огнестрельном оружии сверх малого калибра. Способ создания метательной силы для убойно-разрушающего элемента стрелкового огнестрельного оружия заключается в том, что заранее формируют порцию термоядерного топлива, дозируют мощность энергии экзотермической реакции прогнозируемого термоядерного синтеза выбором объема порции термоядерного топлива внутри неразрушающейся гильзы миниатюрного размера, размещают неразрушающую миниатюрную гильзу с заранее сформированной порцией термоядерного топлива в затворную часть ствола стрелкового огнестрельного оружия сверх малого калибра, инициируют реакцию термоядерного синтеза в неразрушающейся миниатюрной гильзе электрическим разрядом и высвобождают продукты реакции термоядерного синтеза из неразрушающейся миниатюрной гильзы с возможностью выталкивания убойно-разрушающего элемента из миниатюрной гильзы и раскручивания его относительно продольной оси при выходе из ствола стрелкового огнестрельного оружия сверх малого калибра. Достигается повышение боевой эффективности оружия. 1 ил.

Изобретение относится к кумулятивным боеприпасам. Кумулятивный заряд состоит из шашки взрывчатого вещества с конусной выемкой и, возможно, с внутренней облицовкой выемки, при этом в качестве взрывчатого вещества содержит вещество, выделяющее при взрыве из газов водород. Состав взрывчатого вещества включает боргидрид бериллия, гидрид бериллия и в качестве окислителя - нитрат аммония, динитрамид аммония, нитрат бора, нитрат бериллия или пятиокись азота. Техническим результатом изобретения является повышение скорости кумулятивной струи до 4 раз и соответственно повышение бронепробиваемости. 5 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технике взрыва площадных зарядов из листовых взрывчатых веществ и может быть использовано в практике динамических испытаний преград, а также в ряде импульсных технологических операций. Заряд содержит секции из лент листового ВВ, наклеенных на внешние полуокружности трубок и расположенных равноудалено от преграды. Ленты листового ВВ имеют поперечный зазор, исключающий взаимодействие детонационных волн в лентах заряда. Практически одновременное начало детонации зарядов достигается с помощью многоточечной лучевой системы инициирования с торцов лент ВВ. Разные по величине импульсы давления на поверхности создаются за счет изменения толщины и ширины лент ВВ и расстояния до преграды. Профилирование нагрузки по площади нагружения достигается раскладкой лент и изменением расстояния между ними. Техническим результатом изобретения является воспроизведение плавного профиля давления на цилиндрической поверхности преграды и расширение диапазона создания малых и сверхмалых импульсов давления. 3 ил.

Наверх