Устройство формирования компактного элемента

Полезная модель относится к области испытательной техники и может быть использована для исследования высокоскоростного удара. Устройство состоит из заряда цилиндрической формы, металлического диска с осевой кумулятивной выемкой в форме полусфера-цилиндр на одной торцевой поверхности заряда и устройства инициирования. Точки инициирования устройства инициирования расположены по кольцу на другой торцовой или боковой поверхности заряда.

Технический результат от реализации изобретения заключается в формировании высокоскоростного компактного элемента (КЭ) и расширении диапазона масс и скоростей для проведения экспериментальных исследований высокоскоростного взаимодействия КЭ с преградами.

Полезная модель относится к испытательной технике и может быть использована для исследования высокоскоростного удара.

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 цилиндрического заряда взрывчатого вещества (ВВ) с выемкой, металлической облицовки и баллистической установки. Сначала кумулятивный заряд с металлической облицовкой в поддоне разгоняется с помощью легкогазовой или пороховой баллистической установки, затем, с помощью взрывательного устройства, детонирует ВВ кумулятивного заряда, в результате чего образуется компактный элемент (КЭ), летящий со скоростью V ₀.

Основными недостатками этого метающего устройства являются громоздкая экспериментальная отработка двухступенчатой схемы метания и недостаточная скорость КЭ.

Наиболее близким к заявленному устройству является устройство для разгона элемента, состоящее из генератора плоской волны (ГПВ) -устройства инициирования, цилиндрического заряда ВВ и оболочки -металлического диска с осевой выемкой с полусферическим участком поверхности, размещенного на одной торцовой поверхности заряда (см. сборник докладов II научной конференции Волжского регионального центра РАРАН «Современные методы проектирования и отработки ракетно-артиллерийского вооружения», Саров, 2003, стр.323). При помощи ГПВ, расположенного на другой торцовой поверхности заряда ВВ, инициируется заряд взрывчатого вещества для создания в оболочке с выемкой ударной волны. Под действием высокого давления в ударной волне происходит

схлопывание выемки с образованием КЭ. Данное устройство выбрано в качестве прототипа.

Основными недостатками этого метающего устройства являются градиент скорости в образующейся кумулятивной струе (КС), препятствующий образованию крупных фрагментов КС и их недостаточная скорость.

Решаемой технической задачей, является формирование компактного элемента и повышение его скорости.

Ожидаемый технический результат - проведение экспериментальных исследований высокоскоростного взаимодействия КЭ с преградами в расширенном диапазоне масс и скоростей.

Техническая задача решается при помощи устройства формирования компактного элемента, содержащего заряд цилиндрической формы, металлический диск с осевой полусферической кумулятивной выемкой на одной торцовой поверхности заряда, устройство инициирования, расположенное на другой торцовой поверхности заряда. В устройстве предложено точки инициирования устройства инициирования расположить по кольцу на другой торцовой или боковой поверхности заряда, а кумулятивную выемку снабдить участком цилиндрической формы.

Сопоставительный анализ предлагаемого решения и прототипа показывает, что заявляемое кумулятивное метающее устройство отличается совокупностью новых конструктивных признаков:

- точки инициирования заряда взрывчатого вещества расположены по кольцу на другой торцовой или боковой поверхности заряда;

- кумулятивная выемка снабжена участком цилиндрической формы. Применение инициирования заряда взрывчатого вещества по кольцу на торцовой или боковой поверхности позволяет при столкновении падающих детонационных волн на оси образовать маховскую волну, давление в которой существенно выше, чем за фронтом стационарной волны.

При взаимодействии маховской волны с металлическим диском в последнем генерируется ударная волна с более высокими параметрами, под действием которой выемка охлопывается, формируя высокоскоростную кумулятивную струю с повышенной скоростью. Подобрав параметры выемки (радиус выемки и высоту ее цилиндрической части), можно получить утолщенную безградиентную головную часть струи, которую можно рассматривать как компактный элемент.

Полезная модель поясняется чертежами.

На фигуре 1 показано устройство для формирования компактного элемента, где

1 - Цилиндрический заряд ВВ.

2 - Устройство инициирования.

3 - Металлический диск.

4 - Полусферическая часть выемки.

5 - Цилиндрическая часть выемки.

На фигуре 2 приведена рентгенограмма сформированного компактного элемента.

Предлагаемое устройство формирования компактного элемента работает следующим образом.

Цилиндрический заряд ВВ 1 с устройством инициирования 2 устанавливают со стороны сплошного торца металлического диска 3. Устройство формирования КЭ ориентируют в направлении требуемой линии метания.

При помощи устройства инициирования 2, точки инициирования которого расположены по кольцу на другой торцовой поверхности заряда (в данном примере исполнения), подрывается заряд ВВ 1. При столкновении падающих детонационных волн на оси устройства образуется маховская детонационная волна, давление в которой существенно выше, чем за фронтом падающей стационарной волны. Маховская детонационная волна генерирует в металлическом диске 3 мощную ударную волну. Под действием давления

ударной волны выемка схлопывается. При этом в компактный элемент идет материал из области вершины полусферического участка выемки 4. Цилиндрический участок выемки 5 «исправляет» градиент осевой скорости и формирует головную часть кумулятивной струи в виде головного безградиентного утолщения (собственно, компактного элемента).

Проведено численное моделирование процесса формирования КЭ, подтвержденное экспериментальными данными. При использовании в качестве металлического диска стальной плиты получен компактный элемент массой 0.2÷0.3 г, со скоростью 7 км/с.

Таким образом, решается задача получения высокоскоростных металлических компактных элементов, взаимодействующих с преградами в расширенном диапазоне масс и скоростей.

Устройство формирования компактного элемента, содержащее заряд цилиндрической формы, металлический диск с осевой полусферической кумулятивной выемкой, размещенный на одной торцевой поверхности заряда, устройство инициирования, расположенное на другой торцевой поверхности заряда, отличающееся тем, что точки инициирования устройства инициирования расположены по кольцу на другой торцевой или боковой поверхности заряда, а кумулятивная выемка снабжена участком цилиндрической формы.