Устройство для формирования компактного элемента

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. Устройство содержит заряд взрывчатого вещества цилиндрической формы, размещенный на одном из его торцов осесимметричный элемент из полимерного материала, который снабжен осевой кумулятивной выемкой в форме полусфера-цилиндр на его внешнем торце. Кумулятивная выемка покрыта разнотолщинной металлической облицовкой. Также имеется устройство инициирования, расположенное на торце заряда, противоположном торцу с осесимметричным элементом, или боковой поверхности заряда и выполненное с кольцевым расположением точек инициирования. На торце осесимметричного элемента, прилегающем к заряду, выполнен осевой выступ, а заряд при этом снабжен выемкой, ответной указанному выступу. Достигается получение высокоскоростных компактных элементов с требуемой скоростью. 1 ил.

 

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

Известно устройство двухступенчатого разгона элемента, состоящее из баллистической установки и кумулятивного заряда, приведенное в «Физике взрыва» // под редакцией Орленко Л.П. - Изд. 3-е, т.2, стр.40, 2002 г.

Устройство состоит из кумулятивного заряда с осевой выемкой, покрытой металлической облицовкой и баллистической установки. Сначала заряд с металлической облицовкой разгоняется с помощью легкогазовой или пороховой баллистической установки до скорости V0, затем он подрывается в полете с помощью инициирующего устройства, в результате чего образуется КЭ.

Основными недостатками этого устройства являются сложность обеспечения сохранности заряда ВВ при разгоне заряда в стволе баллистической установки и недостаточная скорость формируемого КЭ.

Известно устройство формирования компактного элемента [Патент РФ №73727, МПК6 F42B 1/02, опубликован 27.05.2008], содержащее заряд ВВ цилиндрической формы, металлический диск (осесимметричный элемент) с осевой в форме полусфера-цилиндр кумулятивной выемкой, размещенный на одной торцевой поверхности заряда, устройство инициирования, расположенное на другом торце или боковой поверхности заряда. Устройство инициирования состоит из пенопластовой крышки, покрытой слоем пластического ВВ, причем точки инициирования расположены по кольцу на торцевой или боковой поверхности заряда. Данное устройство выбрано за прототип.

В устройстве-прототипе после инициирования заряда ВВ в результате столкновения падающих детонационных волн на оси образуется детонационная волна Маха. При ее взаимодействии с металлическим диском в последнем генерируется ударная волна, под действием которой выемка схлопывается, формируя высокоскоростной компактный элемент.

Недостатком указанного устройства является невозможность при использовании современных ВВ получения КЭ со скоростью более 7,5 км/с. Кроме того, для формирования сохранного компактного элемента необходимо каким-то образом компенсировать падение давления в нагружающей ударной волне при ее движении вдоль выемки.

Решаемая техническая задача заключается в разработке устройства для формирования компактного элемента, которое обеспечит получение высокоскоростного КЭ с заданной скоростью.

Технический результат заключается в увеличении скорости движения КЭ, а также в увеличении эффективности устройства за счет получения более крупных КЭ.

Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемом устройстве для формирования компактного элемента, содержащем заряд цилиндрической формы, размещенный на одном из его торцов осесимметричный элемент, снабженный осевой кумулятивной выемкой в форме полусфера-цилиндр на его внешнем торце, устройство инициирования, расположенное на другом торце или боковой поверхности заряда и выполненное с кольцевым расположением точек инициирования, в отличие от прототипа осесимметричный элемент выполнен из полимерного материала, кумулятивная выемка снабжена металлической разнотолщинной облицовкой, на торце элемента, прилегающем к заряду, выполнен осевой выступ, а заряд при этом снабжен выемкой, ответной указанному выступу.

Выполнение осесимметричного элемента из полимерного материала позволяет:

- формировать более крупные КЭ за счет того, что диаметр ударной волны в полимерном материале больше диаметра ударной волны в металле;

- направить большую долю энергии, получаемую при взрыве заряда цилиндрической формы на разгон формируемого КЭ, за счет чего увеличить его скорость (При выполнении осесимметричного элемента из металла большая доля получаемой при взрыве заряда цилиндрической формы энергии тратится на его нагрев).

Снабжение осесимметричного элемента металлической разнотолщинной облицовкой позволяет избавиться от градиента скорости КЭ.

Выполнение осевого выступа на торце осесимметричного элемента, прилегающем к заряду, снабжение заряда выемкой, ответной указанному выступу, позволяет задействовать в работе устройства периферийную часть заряда со стороны осесимметричного элемента, что позволяет существенно увеличить скорость формируемого КЭ.

Выполнение всей совокупности признаков формулы позволяет получить более эффективную конструкцию устройства, формирующего КЭ с заданной скоростью.

Изобретение поясняется фигурой, на которой приведена схема заявляемого устройства.

Устройство для формирования компактного элемента содержит устройство инициирования 1 с кольцевым расположением точек инициирования, заряд ВВ 2 цилиндрической формы, осесимметричный элемент из полимерного материала 3, имеющий осевую кумулятивную выемку 4 в форме полусфера-цилиндр на внешнем торце, снабженную разнотолщинной металлической облицовкой 5.

В данном примере выполнения устройства в качестве материала осесимметричного элемента 3 использован полиэтилен, как один из наименее плотных сплошных (непористых) материалов. На торце осесимметричного элемента 3, прилегающем к заряду, выполнен осевой выступ 6 в данном примере выполнения в форме полусфера-цилиндр, а заряд ВВ 2 при этом снабжен выемкой 7, ответной указанному выступу 6.

Устройство работает следующим образом: производится подрыв заряда ВВ 2 по кольцевой поверхности с помощью устройства инициирования 1. При этом генерируются сходящиеся детонационные волны. В полиэтиленовом осесимметричном элементе 3 формируется аналогичная конфигурация мощных ударных волн, которые, кумулируясь на оси, создают ударную волну Маха, давление в которой существенно выше, чем может быть достигнуто при контактном подрыве заряда ВВ 2. Под действием маховской ударной волны разнотолщинная облицовка 5 схлопывается, формируя высокоскоростной компактный элемент. Подобрав параметры облицовки 5, можно получить безградиентный компактный элемент.

Устройство для формирования компактного элемента, содержащее заряд взрывчатого вещества цилиндрической формы, размещенный на одном из его торцов осесимметричный элемент, снабженный осевой кумулятивной выемкой в форме полусфера-цилиндр на его внешнем торце, устройство инициирования, расположенное на другом торце или боковой поверхности заряда и выполненное с кольцевым расположением точек инициирования, отличающееся тем, что осесимметричный элемент выполнен из полимерного материала, кумулятивная выемка снабжена металлической разнотолщинной облицовкой, на торце осесимметричного элемента, прилегающем к заряду, выполнен осевой выступ, а заряд при этом снабжен выемкой, ответной указанному выступу.



 

Похожие патенты:

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 промышленным средствам взрывания, а именно шашке-детонатору, предназначенной для инициирования скважинных зарядов при буровзрывных работах на горнодобывающих предприятиях.

Изобретение относится к системам обеспечения отдельных групп пехотинцев требуемой информацией в реальном времени, в частности к боеприпасам системы воздушной разведки.

Изобретение относится к способу изготовления кумулятивной облицовки. Способ заключается в том, что осуществляют ротационную вытяжку заготовки кумулятивной облицовки, ее калибровку и отжиг.

Изобретение относится к области создания направленных взрывов, в частности к способу создания направленных взрывов. Способ создания направленного взрыва включает взрыв первоначальных источников и создание ударной волны.

Изобретение относится к области взрывной обработки материалов и может использоваться для прессования порошков, получения новых материалов с уникальными свойствами, возбуждения в материалах различных реакций с выделением дополнительной энергии, исследования свойств веществ под действием высокого давления.

Способ и устройство относятся к перфорированию обсадных труб скважин для добычи нефти, газа, воды и могут быть использованы в кумулятивных скважинных перфораторах, улучшающих гидродинамическую связь пласта со скважиной и обеспечивающих повышение дебита скважины.

Изобретение раскрывает устройство кумулятивного заряда скважинного перфоратора, создающего при вскрытии продуктивного пласта расширяющийся кумулятивный канал. Заряд включает корпус с шашкой ВВ и кумулятивной выемкой в форме раскрывшегося тюльпана. Облицовка имеет остроугольную коническую вершину, изготовленную из смеси порошковых металлов, состыкованную с металлическим основанием. Форма боковой поверхности основания образована вращением дуги вокруг оси, а угол между касательной к дуге в месте соединения с вершиной и осью заряда составляет (78±7)°. Достигается повышение качества вскрытия продуктивного коллектора с созданием расширяющегося кумулятивного канала в породе пласта. 3 ил.

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. В разрезающем устройстве, включающем узел задействования, распределитель и два удлиненных кумулятивных заряда, распределитель содержит детонационные прутки. Прутки соединяют узел задействования и удлиненные кумулятивные заряды через шашки. Удлиненные кумулятивные заряды расположены параллельно относительно оси устройства в пазах имеющегося вкладыша. Все вышеперечисленные элементы размещены в корпусе на основании и зафиксированы крышкой, в корпусе выполнено отверстие для подстыковки инициирущего устройства. Корпус, крышка и основание скреплены винтами. Удлиненные кумулятивные заряды и вкладыш склеены между собой. Вкладыш закреплен к корпусу при помощи винта и зафиксирован крышкой. Корпус и крышка выполнены из вязкой ударопрочной стали 12Х18Н10Т. Достигается обеспечение безопасной разрезки элементов изделий ракетно-космической техники за счет малого ударно-волнового воздействия и исключения разлета осколков при его срабатывании. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

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. Струеобразующая часть кумулятивной облицовки выполнена с уменьшением толщины от вершины полусферы к ее основанию от (0,08…0,1)RC до (0,03…0,05)RC, где RC - внешний радиус полусферы. Толщина отсекающей цилиндрической части кумулятивной облицовки составляет 0,5…1,0 от толщины основания полусферы. Достигается повышение скорости высокоскоростных компактных элементов до значений, больших 6…9 км/с. 5 ил.

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. Формирование компактного элемента производят в результате схлопывания металлического вкладыша. Заряд взрывчатого вещества снабжен кумулятивной выемкой с металлической облицовкой с соосно размещенным в выемке металлическим вкладышем. Достигается расширение диапазона масс и скоростей формируемого компактного элемента. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

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. Линза выполнена из металла с низкой скоростью распространения звука и содержит прокладку из оргстекла, внешний диаметр цилиндрической части линзы равен внутреннему диаметру корпуса устройства. Изобретение позволяет повысить эффективность и надёжность кумулятивного боеприпаса. 1 з.п. ф-лы, 8 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 (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 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 области высокоскоростного соударения твердых тел и может быть применено в промышленности и военной технике, использующей заряды взрывчатых веществ для высокоскоростного метания компактных элементов. Устройство содержит заряд взрывчатого вещества цилиндрической формы, размещенный на одном из его торцов осесимметричный элемент из полимерного материала, который снабжен осевой кумулятивной выемкой в форме полусфера-цилиндр на его внешнем торце. Кумулятивная выемка покрыта разнотолщинной металлической облицовкой. Также имеется устройство инициирования, расположенное на торце заряда, противоположном торцу с осесимметричным элементом, или боковой поверхности заряда и выполненное с кольцевым расположением точек инициирования. На торце осесимметричного элемента, прилегающем к заряду, выполнен осевой выступ, а заряд при этом снабжен выемкой, ответной указанному выступу. Достигается получение высокоскоростных компактных элементов с требуемой скоростью. 1 ил.

Наверх