Гиперскоростной ускоритель масс

Полезная модель относится к ускорителям масс, а именно к ускорителям макрочастиц весом доли - единицы грамм. Гиперскоростной ускоритель масс, содержит в метательную установку, выполненную в виде артиллерийской пушки с лазерной системой наведения снарядов, снаряд с отделяемой головной частью содержит капсулу с ударными ядрами и метательным кумулятивным зарядом взрывчатого вещества. При этом кумулятивный заряд взрывчатого вещества выполнен в виде отливки из тринитротолуола в металлическом корпусе из стали или вольфрамо-никилиевого железа (ВКЖ). Внешняя выпуклая поверхность обоймы и сопряженная с ней внутренняя вогнутая торцевая часть кумулятивного заряда выполнены в форме эллиптического параболоида. Ускоряемые макрочастицы выполнены из стали, а их полусферы - с диаметром (0.12- 0.17) диаметра кумулятивного заряда. Обойма крепления ударных ядер выполнена из пластмассы. Отделяемая головная часть ракеты содержит обтекатель с кольцевым пиропатроном, установленным на юбке обтекателя, и блок управления, соединенный по управляющим входам с фотоприемниками снаряда, а по выходам - с рулевыми машинками снаряда и детонатором кумулятивного заряда. Полезная модель позволяет повысить скорость и энергию метаемых макрочастиц.

Полезная модель относится к ускорителям масс, а именно к ускорителям макрочастиц весом доли - единицы грамм и может быть использована для исследования воздействия метеорных частиц на различные материалы в условиях разреженной атмосферы.

Известен гиперскоростной ускоритель масс (RU 29579, кл. F 41 F 7/00. 2003), содержащий метательную установку, метаемую капсулу с ударными ядрами, кумулятивный заряд взрывчатого вещества в форме цилиндра с выемкой с одной из торцевых его сторон и детонатором с другой, расположенных соосно на оси цилиндра. При этом метательная установка выполнена в виде трубы, метаемая капсула - в виде пустотелого пластмассового корпуса треугольного сечения, а кумулятивный заряд взрывчатого вещества (ВВ) - с конусообразной выемкой в его хвостовой части.

Недостатком известного ускорителя является быстрое затухания скорости и ударных ядер (макрочастиц) ускорителя при проходе последних через плотные приземные слои атмосферы и, как следствие, снижение качества моделирования воздействия метеорных частиц на материалы в условиях разреженной атмосферы.

В основу полезной модели поставлена задача создания гиперскоростного ускорителя масс, конструкция которого позволяет улучшить качество моделирования воздействия метеорных частиц на материалы в условиях разреженной атмосферы.

Решение поставленной задачи достигается тем, что гиперскоростной ускоритель масс, содержащий метательную установку, метаемую капсулу с ударными ядрами, кумулятивный заряд взрывчатого вещества в форме цилиндра с выемкой с одной из торцевых его сторон и детонатором с другой, расположенных соосно на оси цилиндра, согласно полезной модели метательная установка выполнена в виде артиллерийской пушки с лазерной системой наведения снарядов, метаемая капсула установлена

в корпусе снаряда пушки между кумулятивным зарядом и отделяемой головной частью, метаемая капсула выполнена в виде параболической обоймы, ударные ядра выполнены в виде стальных полусфер, впрессованных в поверхность обоймы и обращенных выпуклой стороной к кумулятивному заряду, торцевая выемка кумулятивного заряда выполнена равновеликой по форме и размерам выпуклой стороне обоймы, снаряженной ударными ядрами.

При этом кумулятивный заряд взрывчатого вещества выполнен в виде отливки из тринитротолуола в металлическом корпусе из стали или вольфрамо-никилиевого железа (ВКЖ). Внешняя выпуклая поверхность обоймы и сопряженная с ней внутренняя вогнутая торцевая часть кумулятивного заряда выполнены в форме эллиптического параболоида. Ускоряемые макрочастицы выполнены из стали, а их полусферы - с диаметром (0.12÷0.17) диаметра кумулятивного заряда. Обойма крепления ударных ядер выполнена из пластмассы. Отделяемая головная часть ракеты содержит обтекатель с кольцевым пиропатроном, установленным на юбке обтекателя, и блок управления, соединенный по управляющим входам с фотоприемниками снаряда, а по выходам - с рулевыми машинками снаряда и детонатором кумулятивного заряда.

Введение указанных отличительных признаков позволяет исключить возможность существенного затухания скорости ударных частиц при прохождении последних через плотную атмосферу путем доставки последних в корпусе снаряда пушки в непосредственную близость к объекту воздействия и, тем самым, позволяет улучшить качество моделирования воздействия метеорных частиц на материалы в условиях разреженной атмосферы. Кроме того, дополнительная энергия частиц обеспечивается за счет суммирования кинетической энергии снаряда и кумулятивного заряда, установленного в корпусе снаряда.

На фигуре 1 представлен рисунок, поясняющий конструкцию метательной установки гиперскоростного ускорителя масс в виде артиллерийского орудия с лазерной системой наведения снарядов, на фиг.2

представлена - конструкция снаряда с тротиловым ускорителем макрочастиц, на фиг 3 - вид тротилового заряда со стороны установки обоймы с ударными ядрами, на фиг.4 - вид донной части управляемого снаряда, на фиг.5 -функциональная схема управляемого снаряда.

Гиперскоростной ускоритель содержит метательную установку 1. выполненную виде длинноствольной артиллерийской пушки с лазерной системой 2 наведения снарядов 3. Снаряд 3 содержит корпус 4 и отделяемую головную часть 5. В корпусе 4 снаряда установлен кумулятивный заряд 6 из тринитротолуола в металлическом корпусе 7 из стали или вольфрамо-никилиевого железа (ВКЖ). В торцевой части заряда 6 выполнена параболическая выемка 8, в которую установлена метаемая капсула 9. Капсула 9 выполненная в виде обоймы с впрессованными в нее ударными ядрами 10 из стали в форме полусфер. Торцевая поверхность 8 заряда 6 и внешняя часть обоймы 9 выполнены в форме сопрягаемых вогнутых эллипсоидальных параболоидов. На поверхности 8 заряда 6 выполнены сферические выемки 11 по расположению, форме и размерам соответствующие установке и геометрическим параметрам полусферических ядер 10 в обойме 9. Обойма 9 выполнена из пластмассы или иного горючего материала и прижата выпуклой стороной к торцевой выемке 8 кумулятивного заряда 6. При этом кумулятивный заряд 6 взрывчатого вещества выполнен в виде отливки из тринитротолуола. Ударные ядра 10 выполнены из стали, а их полусферы - с диаметром d=(0.12÷0.17)D, где D - диаметр кумулятивного заряда. В донной части 12 снаряда 3 установлены фотоприемники 13, соединенные по входу с блоком управления 14, выходы которого соединены с входами струйных рулевых машинок 15 и детонатором 16 кумулятивного заряда 6. Блок управления 14 установлен в отделяемой головной части 5 ракеты 3, Отделяемая головная часть ракеты 3 содержит обтекатель 17 с кольцевым пиропатроном 18, установленным на юбке обтекателя 17.

Работа гиперскоростного ускорителя масс состоит в следующем.

В ствол метательной установки 1 (с казенной части пушки) устанавливают снаряд 3, а за ним в ствол вводят выстрел (метательный заряд снаряда 3). Заряженную пушку прицелом системы наведения 2 ориентируют стволом в направлении объекта 19 воздействия и производят выстрел. Вылетевший из ствола пушки 1 снаряд 3 попадает в поле зрения лазерной системы 2 наведения. При отклонении снаряда 3 от заданной траектории на его фотоприемники 13 подается импульсно-кодовый сигнал корректировки. Сигналы, принятые фотоприемниками 13 снаряда 3, подаются в блок 14 управления, где дешифрируются и преобразуются в сигнал управления соответствующей рулевой машинкой 15. При выбросе машинкой 15 газовой струи, перпендикулярной направлению полета снаряда происходит соответствующая корректировка траектории снаряда 3. При подлете снаряда 3 к объекту 19 и за десятки - сотни метров от него с системы 2 выдаются сигналы последовательного подрыва кольцевого пиропатрона 18 и кумулятивного заряда 6 снаряда 3 через фотоприемники 15 на блок управления 14. Блок 14 вырабатывает сигналы подрыва, поступающие на кольцевой пиропатрон 18 и с задержкой (доли - единицы секунд) на детонатор 20. При взрыве пиропатрона 18 отбрасывается в сторону головка 5 с обтекателем 17 снаряда 3. В заряде 6 срабатывает детонатор 16 и поджигает кумулятивный заряд 6. При этом под воздействием взрыва сгорает обойма 6, схлопываются металлические полусферы ядер 10 и образуется поток твердых частиц в направлении объекта 19 со скоростью

V₂=V ₁+V₁

где:

V ₁ - скорость снаряда 3 в момент отделения обтекателя,

V₁ - скорость вылета ядер 10 под действием взрыва кумулятивного заряда.

Авторами проведено физическое моделирование предложенного ускорителя и доказана возможность его использования для исследования процессов воздействия метеоритных потоков на преграды в условиях разряженной атмосферы.

1. Гиперскоростной ускоритель масс, содержащий метательную установку, метаемую капсулу с ударными ядрами, кумулятивный заряд взрывчатого вещества, выполненный в форме цилиндра с выемкой с одной из торцевых его сторон и детонатором с другой, расположенных соосно на оси цилиндра, отличающийся тем, что метательная установка выполнена в виде артиллерийской пушки с лазерной системой наведения снарядов, метаемая капсула установлена в корпусе снаряда пушки между кумулятивным зарядом и отделяемой головной частью, метаемая капсула выполнена в виде параболической обоймы из горючего материала, ударные ядра выполнены в виде стальных полусфер, впрессованных в поверхность обоймы и обращенных выпуклой стороной к кумулятивному заряду, торцевая выемка кумулятивного заряда выполнена равновеликой по форме и размерам выпуклой стороне обоймы, снаряженной ударными ядрами.

2. Гиперскоростной ускоритель масс по п.1, отличающийся тем, что кумулятивный заряд взрывчатого вещества выполнен отливкой тринитротолуола в корпусе из стали или вольфрамо-никилиевого железа.

3. Гиперскоростной ускоритель масс по п.1, отличающийся тем, что внешняя выпуклая поверхность обоймы и сопряженная с ней внутренняя вогнутая торцевая часть кумулятивного заряда выполнены в форме эллиптического параболоида.

4. Гиперскоростной ускоритель масс по п.1, отличающийся тем, что стальные полусферы ударных ядер выполнены с диаметром (0,12÷0,17) диаметра кумулятивного заряда.

5. Гиперскоростной ускоритель масс по п.1, отличающийся тем, что отделяемая головная часть ракеты содержит обтекатель с кольцевым пиропатроном, установленным на юбке обтекателя, и блок управления, соединенный по управляющим входам с фотоприемниками снаряда, а по выходам - с рулевыми машинками снаряда и детонатором кумулятивного заряда.