Взрывное устройство с пластизольным взрывчатым веществом
Владельцы патента RU 2450235:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" (RU)
Изобретение относится к области боеприпасов. Взрывное устройство содержит корпус с поджимной крышкой и размещенным в нем зарядом из пластизольного взрывчатого вещества, систему инициирования, выполненную в инертном материале в виде каналов, заполненных взрывчатым составом, с общим приемным участком с установленным на нем взрывателем. Поджимная крышка установлена герметично относительно корпуса и снабжена системой температурной компенсации. Между внутренней боковой поверхностью корпуса и зарядом введена смазка или антиадгезионное покрытие, обеспечивающие отсутствие адгезии материала корпуса и пластизольного взрывчатого вещества к материалу стенок корпуса. Повышается безопасность эксплуатации и увеличение срока службы взрывного устройства. 1 ил.
Изобретение может быть использовано в разработке боеприпасов военного назначения, взрывных устройств для применения в хозяйственной деятельности (инженерные заряды, добыча полезных ископаемых, машиностроение и др.) и научно-исследовательской деятельности в области высоких энергий.
Известны конструкции различных боеприпасов, снаряженных пластизольными ВВ. При снаряжении взрывных устройств пластизольными взрывчатыми смесями формирование заряда происходит в корпусе взрывного устройства. При дальнейшей эксплуатации заряд пластизольного ВВ находится в конструкции взрывного устройства в ненагруженном состоянии, при этом пластизольное ВВ прочно связано адгезионными связями с корпусом, а торец пластизольного заряда, сформированный при заливке, как правило, находится в свободном состоянии (патент РФ №2353895, опубл. 20.01.2008).
К недостаткам рассматриваемого аналога следует отнести то, что корпус боеприпаса, осколочный блок и заряд пластизольного взрывчатого вещества расположены с их непосредственным контактом. Известно, что хорошие адгезионные свойства обычных невзрывчатых пластизольных композиций широко используется в технике для получения покрытий различного назначения. Для пластизольных взрывчатых составов (ВС), снаряжение которых осуществляется непосредственно в корпус изделий, высокая адгезионная способность пластизоля в совокупности с более высоким, относительно материала корпуса снаряда, коэффициентом термического расширения может привести к нежелательным последствиям. Поэтому при термическом расширении или сжатии изделия, содержащего разнородные по свойствам материалы, возможно разрушение корпуса при повышенных эксплуатационных температурах или возникновение зазоров и трещин в заряде пластизольного ВС при пониженных температурах, что может привести к снижению или потере боевых качеств боеприпаса.
В качестве прототипа выбрано взрывное режущее устройство (патент РФ №2325609, опубл. 27.05.2008). Сущность данного изобретения заключается в том, что в корпусе взрывного устройства размещен заряд из пластизольного взрывчатого состава (ВС) с системой инициирования, выполненной в пенопласте в виде каналов с общим приемным участком, заполненных взрывчатым веществом, в качестве узла задействования используется механический взрыватель. Система инициирования прилегает к торцу заряда пластизольного ВС и поджимается к нему с помощью гайки большого диаметра, которая ввинчивается в корпус взрывного устройства.
К недостаткам прототипа можно отнести те же недостатки, что и для аналога, а именно:
- наличие непосредственного контакта пластизольного ВС с элементами корпуса и системой инициирования за счет высокой адгезионной способности и высокого значения коэффициента термического расширения пластизольного ВС может привести к разрушению корпуса и системы инициирования вследствие возникновения критических напряженно-деформированных состояний всей конструкции при эксплуатационных температурных перепадах;
- при отрицательных эксплуатационных температурах, вследствие значительной разницы в величинах коэффициентов термического расширения заряда пластизольного ВС и корпуса взрывного устройства возможен отход торца заряда ВС от инициирующих элементов системы инициирования с образованием зазоров, способных снизить надежность инициирования или даже привести к отказу инициирования заряда;
- негерметичность конструкции при повышенных температурах приводит к интенсивному терморазложению органических составляющих пластизольного ВС и выделению (экссудации) пожаро-взрывоопасных компонентов, что существенно снижает безопасность и срок эксплуатации изделия.
Все вышеперечисленное может привести к потере боевых и эксплуатационных качеств, а также к снижению безопасности при эксплуатации.
Задачей настоящего изобретения является сохранение боевых и эксплуатационных характеристик взрывного устройства с пластизольным ВВ в широком диапазоне эксплуатационных температур, повышение безопасности эксплуатации и увеличение срока его службы.
Технический результат заключается в обеспечении конструктивной целостности и работоспособности взрывного устройства, снаряженного пластизольным ВВ, во всем диапазоне эксплуатационных температур и механических воздействий, повышении безопасности эксплуатации и технологичности изготовления.
Технический результат достигается тем, что во взрывном устройстве, содержащем корпус с поджимной крышкой и размещенным в нем зарядом из пластизольного ВВ, систему инициирования, выполненную в инертном материале в виде каналов, заполненных взрывчатым составом, с общим приемным участком с установленным на нем взрывателем, поджимная крышка установлена герметично относительно корпуса и снабжена системой температурной компенсации. Между внутренней боковой поверхностью корпуса и зарядом введена смазка или антиадгезионное покрытие, обеспечивающие отсутствие адгезии пластизольного ВВ к стенкам корпуса, при этом смазка или адгезионное покрытие не наносится на днище корпуса, обеспечивая силовую связь за счет адгезионных сил между нижним торцом заряда и днищем корпуса изделия. Система температурной компенсации представляет собой кольцо, закрепленное на корпусе над поджимной крышкой, в пазах кольца установлены пружины, взаимодействующие с поджимной крышкой.
Применение системы температурной компенсации обеспечило отсутствие полостей и трещин в заряде пластизольного ВВ, а также плотность сборки и отсутствие зазоров во всем диапазоне эксплуатационных температур и механических воздействий. Герметизация полости корпуса, в котором размещено пластизольное ВВ, позволила замедлить процесс терморазложения органических составляющих пластизольного ВВ и выделение пожаро-взрывоопасных компонентов (экссудата) и, соответственно, увеличить безопасность, срок хранения и эксплуатации взрывного устройства. Введение смазки между корпусом и зарядом исключило непосредственный контакт пластизольного ВВ с элементами корпуса и, как следствие, исключило возникновение критических напряженно-деформированных состояний всей конструкции при эксплуатационных температурных перепадах, что могло бы привести к разрушению целостности заряда. Наличие адгезионной связи между зарядом пластизольного ВВ и днищем корпуса изделия обеспечивает конструктивную целостность изделия.
На чертеже показано взрывное устройство.
Взрывное устройство содержит корпус 1 с поджимной крышкой 2, в нем размещен заряд 3 из пластизольного ВВ, систему инициирования, выполненную в инертном материале 4 в виде каналов 5, заполненных взрывчатым составом, с общим приемным участком с установленным на нем взрывателем 6. Поджимная крышка 2 установлена герметично относительно корпуса 1 посредством резинового уплотнительного кольца 7 и снабжена системой температурной компенсации. Система температурной компенсации представляет собой закрепленное на корпусе 1 над поджимной крышкой 2 упорное кольцо 8, в котором установлены пружины 9, взаимодействующие с поджимной крышкой 2. Между внутренней боковой поверхностью корпуса 2 и зарядом 3 введена смазка 10, обеспечивающая отсутствие адгезии материала стенок корпуса 1 и пластизольного ВВ, при этом между нижним торцом заряда и днищем корпуса смазка или адгезионное покрытие отсутствует.
По результатам экспериментальных исследований образцов изделий, снаряженных пластизольным ВВ, заливка и отверждение которых производились при отсутствии и наличии смазки между пластизольным ВВ и материалом корпуса, наблюдалось существенное различие в механизмах разрушения материала пластизоля при приложении растягивающего усилия. Так, при отсутствии смазки разрушение происходит с разрывом материала тела пластизоля, то есть реализуется когезионный механизм разрушения. При наличии смазки целостность материала тела пластизоля не нарушается, наблюдается гладкий отлип от поверхности образца материла корпуса. Усилие разрыва испытательных образцов при адгезионном механизме отрыва более чем в 6 раз больше усилия, наблюдаемого при адгезионном (при наличии смазки) механизме отрыва. Таким образом, введение смазки или адгезионной прослойки между пластизольным ВВ и стенками корпуса изделия совместно с действием усилия сжатия системы температурной компенсации позволяет сохранить целостность пластизольного ВВ, обеспечить сохранение боевых качеств изделия во всем диапазоне эксплуатационных температур и повысить безопасность.
Взрывное устройство, содержащее корпус с поджимной крышкой, в нем размещен заряд из пластизольного взрывчатого вещества, систему инициирования, выполненную в инертном материале в виде каналов, заполненных взрывчатым составом, с общим приемным участком с установленным на нем взрывателем, отличающееся тем, что поджимная крышка установлена герметично относительно корпуса и снабжена системой температурной компенсации, между внутренней боковой поверхностью корпуса и зарядом введена смазка или антиадгезионное покрытие, обеспечивающие отсутствие адгезии материала корпуса и пластизольного взрывчатого вещества к материалу стенок корпуса.
