Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПРОБИТИЯ ПРЕГРАДЫ КУМУЛЯТИВНЫМ ЗАРЯДОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
СПОСОБ ПРОБИТИЯ ПРЕГРАДЫ КУМУЛЯТИВНЫМ ЗАРЯДОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

СПОСОБ ПРОБИТИЯ ПРЕГРАДЫ КУМУЛЯТИВНЫМ ЗАРЯДОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к конструкциям и производству боевых частей боеприпасов с кумулятивными выемками, а также при перфорации нефтяных, газовых скважин. Сущность способа пробития преграды кумулятивным зарядом, включающего подрыв заряда взрывчатого вещества и нагрев облицовки кумулятивной выемки, состоит в том, что в нем нагрев облицовки кумулятивной выемки осуществляют перед подрывом заряда взрывчатого вещества до t ≅ tпл - tocт, где tпл - температура плавления материала облицовки, tocт - температура струи (без предварительного нагрева). Устройство представляет собой кумулятивный заряд, содержащий заряд взрывчатого вещества с кумулятивной выемкой, облицовку кумулятивной выемки, инициирующее устройство и генератор энергии в виде генератора тепловой энергии, в виде генератора горячих газов с газоотводом на внутреннюю поверхность кумулятивной облицовки и коллектором сброса во внешнюю среду отработанных газов, размещенный вне зоны формирования кумулятивной струи, для воздействия на кумулятивную облицовку. Изобретение позволяет увеличить глубину пробития преграды. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2164656
Класс(ы) патента: F42B12/10, F42D1/00
Номер заявки: 4517174/02
Дата подачи заявки: 04.07.1989
Дата публикации: 27.03.2001
Заявитель(и): Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное научно-производственное предприятие "Базальт"
Автор(ы): Обухов А.С.; Кореньков В.В.; Смеликов В.Г.; Колпаков В.И.; Ковалев С.А.; Рыжков И.В.; Плетнев С.Л.
Патентообладатель(и): Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное научно-производственное предприятие "Базальт"
Описание изобретения: Изобретение относится к военной технике, в частности к конструкциям и производству боевых частей боеприпасов с кумулятивными зарядами и зарядами, формирующими ударное ядро.
Изобретение может быть использовано также при перфорации нефтяных, газовых, нагнетательных и водозаборных скважин.
Бронебойное действие кумулятивных зарядов зависит от конфигурации облицовок кумулятивной выемки, точности линейно-угловых параметров элементов заряда и особенно от пластических свойств материала облицовки кумулятивной выемки.
Известен способ пробития преграды кумулятивным зарядом с облицовкой, заключающийся в размещении заряда вблизи преграды, подрыва заряда и формирования из облицовки кумулятивной струи в направлении к преграде. Этот способ пробития преград широко представлен в технической литературе (Ф.А.Баум, Л.П. Орленко и др. "Физика взрыва", М., 1975, 367-368; 379-386 - прототип; Л.Я. Фридляндер "Прострелочно-взрывная аппаратура и ее применение в скважинах", М. : Недра, 1985), а также в технической документации предприятия п/я А-3862 на средства ближнего боя, противотанковые авиабомбы и снаряды.
Недостатком этого способа является то, что материалы, используемые в этих изделиях в качестве облицовки кумулятивной выемки (медь, алюминиевые сплавы, малоуглеродистая сталь и др.), обладают существенной чувствительностью к факторам технологического процесса изготовления,а также то,что при формирование кумулятивной струи реализуются не все возможности управления физико-механическими характеристиками материала, например пластическими свойствами. В частности, пластичность материала облицовки существенно зависит от температуры нагрева, который является результатом экстремально высоких скоростей деформирования, релизуемых при ударно-волновом нагружении. Тепловой эффект ударного сжатия образцов из различных металлов приводит к нагреву до разных температур. Например, катастрофическое для свинца давление 20 ГПа, приводящее его к расплавлению, вызывает нагрев меди или вольфрама значительно ниже температуры рекристаллизации. Эта остаточная температура металла (tост) может быть определена экспериментально сразу после разгрузки при атмосферном давлении (см. , например, Г.Н. Эпштейн "Строение металлов, деформированных взрывом", М., "Металлургия", 1980).
Известно также, что у всех материалов, применяемых для облицовок, пластические свойства при нагреве (не в результате ударно-волнового нагружения) увеличиваются. Это увеличение происходит неравномерно, существуют температурные интервалы, в которых пластичность материала с увеличением температуры не повышается, а даже снижается (А.А.Пресняков "Сверхпластичность металлов и сплавов". "Наука", Алма-Ата, 1969). Это связано со структурными и химическими преобразованиями и перестройкой кристаллической решетки. Например, для меди MI в интервале температур 300...400oC наблюдается провал пластичности (Б. А. Колачев, В. А. Ливанов и др. "Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов". М., "Металлургия", 1972, стр. 225).
Таким образом, при подрыве заряда ВВ и схлопывании облицовки при достижении материалов облицовки температуры, соответствующей провалу пластичности, ухудшаются условия формирования кумулятивной струи. При растяжении она частично разрушается, что приводит к снижению глубины пробития преграды.
Целью предполагаемого изобретения является увеличение глубины пробития преграды путем улучшения условий образования кумулятивной струи. При этом облицовку к моменту подрыва нагревают до температуры t ≅ tпл - tост, где
tпл - температура плавления материала облицовки в 0oC или К,
tост -остаточная температура материала непосредственно после ударно-волнового нагружения (температура теплового эффекта адиабатического сжатия, т.е. температура струи).
Например, для меди различных марок в исследованном диапазоне типоразмеров кумулятивных зарядов tост составляет 400...600oC (В.И.Васюков, Ю.М.Дильдин, С.В.Ладов, А.И.Колмаков "Оценка разогрева металла кольцевого элемента в результате пластической деформации" Труды МВТУ. - 1981. - N 358. - с. 54-63; Racah E. Shaped charge jet heating// Propellants explos. pyrotech. - Vol. 13. N, 6 - 1988 p. 178), что существенно ниже tпл = 1083oC.
Предварительный нагрев облицовки позволяет пройти интервал температур, соответствующий провалу пластичности до момента образования кумулятивной струи.
Струеобразование происходит в условиях повышенных пластических и других свойств материала, что предотвращает разрушение струи при ее растяжении.
Таким образом, температура материала в струе в этом случае складывается из температуры предварительного нагрева и приобретаемой температуры в условиях ударно-волнового нагружения. Если суммарная температура превысит температуру плавления материала облицовки, то кумулятивная струя, не обладая достаточной прочностью, распадается на отдельные элементы, и глубина пробития преграды резко снизится.
Для меди МI с учетом температуры струеобразования ~ 500oC температура предварительного нагрева должна быть не ниже ~ 500oC, но не превышать ~ 580oC.
Для осуществления способа были изготовлены кумулятивные боевые части противотанковых гранат с облицовками из меди МI, запрессованными в корпус с обеспечением теплоизоляции между облицовкой и зарядом во избежание деструкции или инициирования ВВ.
Для подтверждения эффективности действия кумулятивной боевой части и надежности такой теплоизоляции предложен кумулятивный заряд, содержащий взрывчатое вещество с кумулятивной выемкой, облицовку кумулятивной выемки и инициирующее устройство, отличающихся тем, что с целью повышения эффективности действия за счет увеличения глубины пробития преграды он снабжен генератором тепловой энергии, размещенным вне зоны формирования кумулятивной струи с обеспечением передачи тепловой энергии облицовке кумулятивной выемки.
Кольцевой нагреватель контактировал с кумулятивной облицовкой, которая была снабжена термопарами для измерения температуры.
При помощи такой сборки была отработана схема подведения тепловой энергии, обеспечивающая относительно равномерный прогрев облицовки по длине образующей и толщине ее до температуры 200 ... 250oC.
Результаты испытаний на бронепробиваемость кумулятивных боевых частей (КБЧ) с нагревом облицовки и без подогрева сведены в таблицу.
Предлагаемый способ и устройство позволяют повысить бронепробиваемость не менее чем на 18%.
Формула изобретения: 1. Способ пробития преграды кумулятивным зарядом, включающий подрыв заряда взрывчатого вещества и нагрев облицовки кумулятивной выемки, отличающийся тем, что, с целью увеличения глубины пробития преграды путем улучшения условий образования кумулятивной струи, в нем нагрев облицовки кумулятивной выемки осуществляют перед подрывом заряда взрывчатого вещества до t ≅ tпл - tост, где tпл - температура плавления материала облицовки, tост - температура струи (без предварительного нагрева).
2. Кумулятивный заряд, содержащий заряд взрывчатого вещества с кумулятивной выемкой, облицовку кумулятивной выемки, инициирующее устройство и генератор энергии, размещенный вне зоны формирования кумулятивной струи, для воздействия на кумулятивную облицовку, отличающийся тем, что, с целью увеличения глубины пробития преграды путем улучшения условий образования кумулятивной струи, в нем генератор выполнен в виде генератора тепловой энергии.
3. Кумулятивный заряд по п.2, отличающийся тем, что генератор тепловой энергии выполнен в виде генератора горячих газов с газоотводом на внутреннюю поверхность кумулятивной облицовки и коллектором сброса во внешнюю среду отработанных газов.