Способ формирования металлического компактного элемента

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 области экспериментальной физики и могут быть использовано при исследовании высокоскоростного взаимодействия тел, например при моделировании воздействия метеоритно-техногенных частиц на конструктивные элементы защиты космических аппаратов.

Для моделирования требуется разработка метающих устройств, позволяющих разгонять металлические компактные элементы (КЭ), массы и скорости которых соответствуют диапазонам возможных условий столкновений. К таким устройствам относятся взрывные метающие устройства кумулятивного типа.

Известны способ и устройство двухступенчатого метания элемента (см. книгу под ред. Л.П. Орленко «Физика взрыва», т.2, изд-во «Физматлит», М., 2002 г., стр.40). Устройство состоит из баллистической установки (БУ) и кумулятивного заряда, который выстреливается из БУ. Сначала кумулятивный заряд с металлической облицовкой в поддоне разгоняется с помощью легкогазовой или пороховой баллистической установки, затем с помощью взрывательного устройства детонирует взрывчатое вещество (ВВ) кумулятивного заряда, в результате чего формируется компактный элемент.

Основным недостатком способа и устройства двухступенчатого метания элемента является сложная система подрыва заряда ВВ в полете.

Наиболее близкими к заявляемым способу и устройству являются кумулятивное устройство и способ его работы, описанные в патенте РФ №2383849, МПК12 F42B 1/028, опубл. 10.03.2010, Бюл. №7. Кумулятивное устройство содержит цилиндрический заряд взрывчатого вещества, выполненную в нем осевую кумулятивную выемку в форме полусферы-цилиндра с металлической облицовкой, детонационное устройство. В полости кумулятивной выемки заряда соосно с ней установлен вкладыш в виде металлического стакана с осевой кумулятивной выемкой в форме полусферы-цилиндра и с фланцем со ступенчатой торцевой поверхностью, обращенной к заряду. Вкладыш присоединен к торцевой поверхности облицовки торцевой поверхностью ступени фланца с меньшим диаметром наружной боковой поверхности, а ступень фланца с большим диаметром наружной боковой поверхности, равным или большим диаметра наружной боковой поверхности заряда, расположена с заданным зазором относительно ближе расположенного торца заряда.

При помощи детонационного устройства подрывается заряд ВВ. При схлопывании облицовки в определенный момент времени на ней образуется плоский участок, который при ударе о вкладыш генерирует в материале последнего мощную ударную волну, под действием которой полусферическая часть кумулятивной выемки вкладыша схлопывается, формируя высокоскоростную кумулятивную струю. Подобрав параметры кумулятивной выемки вкладыша (радиус полусферической части и высоту цилиндрического участка) и фланца со ступенчатой торцевой поверхностью, можно получить утолщенную безградиентную головную часть струи, которую можно рассматривать как компактный элемент. Данные способ и устройство выбраны в качестве прототипа для заявляемых способа и устройства соответственно.

Основным недостатком этого способа метания и устройства является относительно невысокая масса формируемого КЭ.

Решаемой технической задачей является создание способа и устройства, позволяющих сформировать металлический компактный элемент с повышенной по сравнению с прототипом массой элемента при относительно небольшом снижении его скорости.

Ожидаемый технический результат - расширение диапазона масс и скоростей КЭ.

Технический результат достигается за счет того, что в способе формирования металлического компактного элемента (КЭ), включающем инициирование осесимметричного основного заряда взрывчатого вещества (ВВ), снабженного кумулятивной выемкой с металлической облицовкой с соосно размещенным в выемке по крайней мере одним металлическим вкладышем, разгон металлической облицовки кумулятивной выемки под действием продуктов взрыва основного заряда, в отличие от прототипа, каждый металлический вкладыш выполняют в форме, аналогичной форме металлической облицовки. Со стороны облицовки вкладыш покрывают слоем дополнительного заряда ВВ, разогнанной металлической облицовкой производят ударное инициирование примыкающего к ней дополнительного заряда ВВ, размещенного на первом по направлению метания металлическом вкладыше, а формирование КЭ производят в результате схлопывания по крайней мере одного металлического вкладыша.

Инициирование основного заряда ВВ может быть осуществлено по его кольцевой поверхности.

Технический результат достигается за счет того, что в кумулятивном устройстве, содержащем осесимметричный основной цилиндрический заряд взрывчатого вещества (ВВ) с осевой кумулятивной выемкой с металлической облицовкой и по крайней мере одним металлическим вкладышем на одной торцевой поверхности основного заряда ВВ, устройство инициирования на другой его торцевой поверхности, в отличие от прототипа, каждый вкладыш имеет форму, аналогичную форме металлической облицовки, а также со стороны облицовки он покрыт слоем дополнительного заряда ВВ.

Точки инициирования устройства инициирования могут быть расположены по кольцу на другой торцевой или боковой поверхности основного заряда ВВ.

Выполнение каждого металлического вкладыша в форме, аналогичной форме металлической облицовки, снабжение вкладыша со стороны облицовки слоем дополнительного заряда ВВ, ударное инициирование разогнанной металлической облицовкой примыкающего к ней дополнительного заряда ВВ, размещенного на первом по направлению метания металлическом вкладыше, приводит к тому, что под действием давления продуктов взрыва дополнительного заряда ВВ происходит схлопывание металлического вкладыша аналогично схлопыванию металлической облицовки кумулятивной выемки основного заряда. При этом облицовка основного заряда продолжает свое движение в сторону металлического вкладыша и за счет идентичных форм металлической облицовки и вкладыша подпирает продукты взрыва дополнительного заряда и не дает им разлететься, увеличиваются время действия продуктов взрыва дополнительного заряда на вкладыш и масса вкладыша, вовлекаемая в процесс формирования КЭ.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображено заявляемое устройство в разрезе, на фиг.2 - рентгенограмма сформированного металлического компактного элемента.

Кумулятивное устройство (см. фиг.1) состоит из осесимметричного основного цилиндрического заряда взрывчатого вещества 1 с осевой кумулятивной выемкой с металлической облицовкой 2 и по крайней мере одним металлическим вкладышем 4 на одной торцевой поверхности основного заряда ВВ 1, устройства инициирования на другой его торцевой поверхности. Каждый вкладыш 4 имеет форму, аналогичную форме металлической облицовки 2, а также со стороны облицовки он покрыт слоем дополнительного заряда ВВ 3.

Точки инициирования устройства инициирования 5 расположены по кольцу на другой торцевой или боковой поверхности основного заряда ВВ 1.

Заявляемый способ реализуется с помощью указанного кумулятивного устройства следующим образом. При помощи устройства инициирования 5 по кольцевой поверхности инициируется основной заряд ВВ 1. Под действием давления продуктов взрыва основного заряда ВВ 1 металлическая облицовка 2 его кумулятивной выемки разгоняется и, набрав некоторую скорость, ударно инициирует примыкающий к ней дополнительный заряд ВВ 3, возбуждая в нем детонационную волну. Под действием давления продуктов взрыва дополнительного заряда ВВ 3 происходит схлопывание металлического вкладыша 4 аналогично схлопыванию металлической облицовки 2 кумулятивной выемки основного заряда 1. При этом облицовка 2 основного заряда 1 продолжает свое движение в сторону металлического вкладыша 4 и за счет идентичных форм металлической облицовки 2 и вкладыша 4 подпирает продукты взрыва дополнительного заряда 3 и не дает им разлететься (увеличиваются время действия продуктов взрыва дополнительного заряда 3 на вкладыш 4 и масса вкладыша 4, вовлекаемая в процесс формирования КЭ). Подобрав параметры вкладыша 4, можно получить утолщенную безградиентную головную часть струи, которую можно рассматривать как компактный элемент.

В зависимости от заданной скорости движения КЭ или его массы выбираются параметры и количество вкладышей, покрытых слоем дополнительного заряда ВВ и помещенных один в другой.

Так, при экспериментальной проверке заявляемых способа и устройства сформирован металлический компактный элемент, масса которого относительно компактного элемента, формируемого по способу и устройству прототипу, повышена более чем в 4 раза при одновременном уменьшении его скорости на величину ≈20%.

Таким образом, решается задача расширения диапазонов масс и скоростей компактных элементов.

1. Способ формирования металлического компактного элемента (КЭ), включающий инициирование осесимметричного основного заряда взрывчатого вещества (ВВ), снабженного кумулятивной выемкой с металлической облицовкой с соосно размещенным в выемке по крайней мере одним металлическим вкладышем, разгон металлической облицовки кумулятивной выемки под действием продуктов взрыва основного заряда, отличающийся тем, что каждый металлический вкладыш выполняют в форме, аналогичной форме металлической облицовки, со стороны облицовки вкладыш покрывают слоем дополнительного заряда ВВ, разогнанной металлической облицовкой производят ударное инициирование примыкающего к ней дополнительного заряда ВВ, размещенного на первом по направлению метания металлическом вкладыше, а формирование КЭ производят в результате схлопывания по крайней мере одного металлического вкладыша.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что инициирование основного заряда ВВ осуществляют по его кольцевой поверхности.



 

Похожие патенты:

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 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 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 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 подрывным зарядам для разрушения крепких пород. Подрывной заряд содержит электродетонатор, дополнительный детонатор и размещенный по длине заряд взрывчатого вещества с осевым каналом, выполненный с возможностью взрывного разложения упомянутого взрывчатого вещества в режиме пересжатой детонации от электродетонатора и дополнительного детонатора. Осевой канал в заряде взрывчатого вещества выполнен из четного количества зеркально расположенных относительно друг друга кумулятивных выемок с образованием взаимоперекрещивающихся осесимметричных эллипсных форм, высота которых в 1,1-2 раза больше ширины и составляет два фокусных расстояния зеркально расположенных кумулятивных выемок. Дополнительный детонатор размещен у торца заряда взрывчатого вещества, имеет форму, повторяющую форму торца заряда взрывчатого вещества, и выполнен с возможностью точечного инициирования в его центре. В осевом канале заряда взрывчатого вещества с противоположного от дополнительного детонатора конца заряда взрывчатого вещества размещена вставка из взрывчатого вещества, имеющая форму, повторяющую форму сечения осевого канала заряда взрывчатого вещества с выступающей частью, обеспечивающей возможность его соединения с аналогичным подрывным зарядом. Обеспечивается высокая степень взрывного дробления. 2 ил., 1 табл.
Наверх