Способ отсечки фрагментов кумулятивной струи

Изобретение относится к области экспериментальной физики и может использоваться совместно с метающими устройствами кумулятивного типа (КМУ) при исследовании высокоскоростного взаимодействия тел, например, при моделировании воздействия метеоритно-техногенных частиц на защиту космических аппаратов. Способ отсечки фрагментов кумулятивной струи, следующей за сформированным с помощью кумулятивного метающего устройства (КМУ) компактным элементом (КЭ), включает генерирование на выходе из КМУ асимметричной ударной волны, уводящей в сторону фрагменты кумулятивной струи. Асимметричную ударную волну формируют при помощи закрепленного снаружи КМУ соосно кумулятивной выемке с заданным зазором относительно его торца отсекающего устройства в виде снабженного асимметричным выступом со стороны КМУ сплошного металлического цилиндра с продольным сквозным каналом с выполненным внутри канала уступом, при этом диаметр канала со стороны ближнего к КМУ торца выполняют больше диаметра канала со стороны дальнего торца. Способ позволяет выделить стабильный по форме одиночный металлический КЭ. 2 ил.

 

Изобретение относится к области экспериментальной физики и может использоваться совместно с метающими устройствами кумулятивного типа (КМУ) при исследовании высокоскоростного взаимодействия тел, например, при моделировании воздействия метеоритно-техногенных частиц на защиту космических аппаратов.

Для моделирования требуется обеспечить отсечку сопутствующих металлических фрагментов кумулятивной струи позади сформированного при помощи метающего устройства компактного элемента (КЭ).

Известен способ выделения (отсечки) КЭ из головной части кумулятивной струи (КС) (см. книгу под ред. Л.П. Орленко «Физика взрыва», т. 2, изд-во «Физматлит», М., 2002 г., с. 37). Реализующий этот способ отсекающий механизм состоит из металлической пластины, взрывчатого вещества» детонирующего шнура. Выделение (отсечка) КЭ из головной части КС происходит при метании взрывом металлической пластины сбоку на струю или же для отсекания используется детонация бокового заряда отсекающего механизма.

Основным недостатком способа является сложность синхронизации запуска отсекающего механизма.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ отсечки фрагментов кумулятивной струи, описанный в патенте РФ №53429 «Кумулятивное метающее устройство», МПК F42B 12/10 (2006.01), опубл. 10.05.2006, Бюл. №13. Устройство отсечки представляет собой расширение на выходном участке сужающегося канала металлической плиты с открытой кумулятивной полостью, установленной сплошным торцом к заряду взрывчатого вещества (ВВ). Форма расширения может быть выполнена асимметричной относительно оси.

При детонации заряда ВВ в материале плиты на выходе из КМУ генерируется мощная асимметричная ударная волна (УВ). Расширяющийся выходной участок канала асимметричной формы при схлопывании под действием этой УВ уводит в сторону растягивающуюся "хвостовую" часть струи и, в итоге, по предполагаемой траектории полета движется одиночный высокоскоростной КЭ. Данный способ выбран в качестве прототипа для заявляемого способа.

Основным недостатком этого способа отсечки, выявленным в ходе экспериментальной проверки, является нестабильность формы КЭ. По-видимому, причиной этого является преждевременное воздействие материала асимметричного участка устройства отсечки на выделяемый из головной части кумулятивной струи КЭ.

Решаемой технической задачей является создание способа отсечки фрагментов кумулятивной струи, позволяющего выделить одиночный стабильный по форме металлический КЭ.

Ожидаемый технический результат - проведение экспериментальных исследований высокоскоростного взаимодействия одиночного стабильного по форме КЭ с преградами.

Технический результат достигается за счет того, что в заявляемом способе отсечки фрагментов кумулятивной струи, следующей за сформированным с помощью кумулятивного метающего устройства компактным элементом, включающем генерирование на выходе из КМУ асимметричной ударной волны, уводящей в сторону фрагменты кумулятивной струи, в отличие от прототипа, асимметричную ударную волну формируют при помощи закрепленного снаружи КМУ соосно кумулятивной выемке с заданным зазором относительно его торца отсекающего устройства в виде снабженного асимметричным выступом со стороны КМУ сплошного металлического цилиндра с продольным сквозным каналом с выполненным внутри канала уступом, при этом цилиндр со стороны КМУ снабжают асимметричным выступом, а диаметр канала со стороны ближнего к КМУ торца выполняют больше диаметра канала со стороны дальнего торца.

Установка снаружи КМУ соосно кумулятивной выемке с заданным зазором относительно его торца отсекающего устройства в виде снабженного асимметричным выступом со стороны КМУ сплошного металлического цилиндра с продольным сквозным каналом с выполненным внутри канала уступом, при этом снабжение цилиндра со стороны КМУ асимметричным выступом, выполнение диаметра канала со стороны ближнего к КМУ торца больше диаметра канала со стороны дальнего торца приводит к тому, что исключается непосредственное распространение ударной волны от КМУ к отсекающему устройству. При выходе УВ на свободную поверхность КМУ, в котором выполнена кумулятивная выемка, начинается его движение в сторону асимметричного выступа отсекающего устройства, в результате взаимодействия с которым генерируется асимметричная УВ, приводящая к асимметричному течению материала элемента КМУ, в котором выполнена кумулятивная выемка, и уводу в сторону фрагментов кумулятивной струи, следующих за КЭ. За счет появления боковой составляющей скорости фрагменты кумулятивной струи тормозятся о стенки сквозного канала отсекающего устройства. Для большей эффективности торможения фрагментов КС диаметр сквозного канала со стороны дальнего по отношению к КМУ торца выполняют больше диаметра канала со стороны дальнего торца.

Изобретение поясняется чентежами. На фиг. 1 изображено КМУ совместно с отсекающим устройством, поясняющее осуществление способа, на фиг. 2 полями распределения плотности на моменты времени t=10 мкс и t=11 мкс проиллюстрирован процесс взаимодействия кумулятивной струи и асимметричного выступа отсекающего устройства.

Заявляемый способ осуществляется при работе КМУ совместно с отсекающим устройством следующим образом.

Кумулятивное метающее устройство содержит в данном примере выполнения заряд ВВ 1, систему инициирования 2 и металлическую плиту 3 с кумулятивной выемкой 4. Снаружи КМУ соосно кумулятивной выемке 4 с заданным зазором 5 относительно его торца закрепляют отсекающее устройство в виде сплошного металлического цилиндра 6 с продольным сквозным каналом 7 с выполненным внутри канала уступом 8, при этом цилиндр со стороны КМУ снабжают асимметричным выступом 9, а диаметр канала 7 со стороны ближнего к КМУ торца выполняют больше диаметра канала со стороны дальнего торца.

В данном примере выполнения зазор 5 между отсекающим устройством и КМУ образован при помощи тонкой стенки 10 сплошного металлического цилиндра 6.

При срабатывании системы инициирования 2 подрывается заряд ВВ 1. В результате схлопывания кумулятивной выемки 4 в металлической плите 3 формируют высокоскоростную кумулятивную струю. При выходе УВ на свободную поверхность торца КМУ (в данном примере на свободную поверхность металлического диска 3) начинается движение диска в сторону асимметричного выступа 9 отсекающего устройства, в результате взаимодействия с которым генерируется асимметричная УВ, приводящая к асимметричному течению материала элемента КМУ, в котором выполнена кумулятивная выемка (металлического диска 3), и уводу в сторону фрагментов кумулятивной струи, следующих за КЭ. За счет появления радиальной составляющей скорости фрагменты кумулятивной струи тормозятся о стенки сквозного канала 7 отсекающего устройства. Для большей эффективности торможения фрагментов КС, диаметр сквозного канала 7 со стороны дальнего по отношению к КМУ торца выполняют больше диаметра канала со стороны дальнего торца.

Заявляемый способ позволяет обеспечить удар с преградами стабильного по форме одиночного компактного элемента.

Таким образом, решается задача проведения исследований высокоскоростного взаимодействия КЭ с преградами.

Способ отсечки фрагментов кумулятивной струи, следующей за сформированным с помощью кумулятивного метающего устройства (КМУ) компактным элементом (КЭ), включающий генерирование на выходе из КМУ асимметричной ударной волны, уводящей в сторону фрагменты кумулятивной струи, отличающийся тем, что асимметричную ударную волну формируют при помощи закрепленного снаружи КМУ соосно кумулятивной выемке с заданным зазором относительно его торца отсекающего устройства в виде снабженного асимметричным выступом со стороны КМУ сплошного металлического цилиндра с продольным сквозным каналом с выполненным внутри канала уступом, при этом диаметр канала со стороны ближнего к КМУ торца выполняют больше диаметра канала со стороны дальнего торца.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области экспериментальном физики. Способ гиперскоростного метания металлического элемента, закрепленного со стороны свободного торца осесимметричного трубчатого заряда взрывчатого вещества (ВВ), противоположного устройству инициирования заряда, включает инициирование заряда ВВ, формирование маховской ударной волны.

Изобретение относится к технологии изготовления кумулятивных облицовок, которые могут быть использованы в перфорационной технике при прострелочно-взрывных работах в нефтедобыче или боевых частях снарядов или ракет.

Изобретение относится к взрывчатым веществам, более конкретно к узлам инициирования осесимметричным с кумулятивной воронкой боевой части. Узел инициирования осесимметричный с кумулятивной воронкой боевой части включает донную часть основного разрывного заряда, передаточный заряд цилиндроконической формы, взрыватель и канал, расположенный соосно с кумулятивной воронкой.

Изобретение относится к средствам инициирования и может быть использовано в разработке боеприпасов военного назначения, взрывных устройств для применения в хозяйственной деятельности, научно-исследовательской деятельности.
Изобретение относится к боеприпасам, в частности к способам движения боевого поражающего элемента. Поражающий элемент имеет процессор.

Изобретение относится к области ракетно-космической и оборонной техники и может быть использовано в различных кумулятивных устройствах, предназначенных для формирования высокоскоростных компактных элементов, используемых при экспериментальном исследовании поведения материалов в условиях высокоинтенсивного кинетического воздействия.

Изобретение относится к области пиротехники и взрывного дела, в частности к способам изготовления детонирующих удлиненных зарядов. Способ изготовления детонирующего удлиненного заряда в не разрушаемой при взрыве металлической оболочке заключается в вибрационном заполнении металлической трубы-заготовки кристаллическим бризантным взрывчатым веществом с последующим волочением ее через ряд волок с последовательно уменьшающимся диаметром очка.

Изобретение относится к разрывным зарядам для боеприпасов. Заряд включает выполненную с глухим осевым цилиндрическим каналом шашку индивидуального и/или смесевого бризантного взрывчатого вещества, линзу, заглубленную во взрывчатое вещество шашки и закрывающую вход в канал с одной стороны, и размещенный со стороны линзы вплотную к шашке генератор плоской ударной волны со средством инициирования детонации.

Изобретение относится к области средств взрывания и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при ведении прострелочно-взрывных работ в скважинах для инициирования зарядов кумулятивных перфораторов.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении облицовок кумулятивных зарядов для калибра 100 мм с переменной толщиной стенки.

Изобретения относятся к области экспериментальной физики и могут быть использованы при исследовании высокоскоростного взаимодействия тел. Способ включает инициирование осесимметричного трубчатого заряда взрывчатого вещества (ВВ), формирование под воздействием маховской ударной волны кумулятивной струи с последующим выделением из нее компактного элемента. При формировании маховской ударной волны создают две поверхности ударной волны (УВ), движущиеся под разными углами относительно оси заряда, при этом, угол наклона поверхности УВ у оси заряда больше, чем на его периферии. Кумулятивное метающее устройство по первому варианту содержит осесимметричный трубчатый заряд взрывчатого вещества с установленным соосно внутри него вкладышем, устройство инициирования с точками инициирования, расположенными по кольцу на наружной боковой поверхности заряда ВВ, осевую кумулятивную выемку в форме полусфера-цилиндр. Вкладыш выполнен в виде сплошного цилиндра с осевой конической выемкой со стороны устройства инициирования, внутри выемки размещена коническая вставка, имеющая акустическую жесткость выше акустической жесткости вкладыша, направленная вершиной в направлении метания, а осевая кумулятивная выемка в форме полусфера-цилиндр выполнена на наружном торце металлического диска, закрепленного на свободной торцовой поверхности заряда ВВ. Во втором варианте заявляемого устройства кумулятивная выемка выполнена во вкладыше со стороны свободной торцовой поверхности заряда ВВ и облицована металлом. Изобретение позволяет обеспечить проведение исследований высокоскоростного взаимодействия кумулятивного элемента с преградами в расширенном диапазоне скоростей. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх