К вопросу о кумулятивных боеприпасах.

Форум о вооружении и боеприпасах (для военной технике)

К вопросу о кумулятивных боеприпасах.

Сообщение EvMitkov » 14 янв 2014, 03:40

ВМЕСТО ВВЕДЕНИЯ:

Доброго времени суток всем!
Согласно принятому решению - см. тему"Гаубичный танк" тут:
viewtopic.php?f=7&t=770&start=1790#p22440
я открыл эту тему у нас на форуме, чтобы поплотнее разобрать вопросы, связанные с кумулятивными зарядами, боеприпасами, их поражающими факторами, да и самим явлением кумуляции как таковой. И в физическом аспекте, и в химическом, и - в практическом.

Однако, должен сказать по чести: не смотря на наличие у меня как достаточного количества материалов ( и в цифре, и в больей степени - в бумаге), так и некоторого личного опыта в общении со "всяко-всяческими взрывалками" задача оказалась не такой простой, каковой казалась в первом прикиде.

Прежде всего - по двум причинам:
1. Делая выборки из различных "наставлений", "памяток" и более фундаментальных работ и документов я столкнулся с тем, что необходимо соблюдать "золотое сечение".
То бишь - немного отойти от подачи материалов в виде "наукообразной инфы", о которой наш Серега очень метко и правильно заметил, что
ЖеньЖеничь диссертацию будет,защищать...
. :mrgreen: Наукообразное изложение - хотя и соответствует наиболее полному пониманию происходящих процессов - но тем не менее в достаточной степени загромождено формулами, определениями и прочим. Мне самому, имеющему приличную подготовку, при работе с постом пришлось многое вспоминать и освежать в башке - что тогда говорить о тех, кто подобной подготовки и практики не имеет?
Человек попросту глянет на заборы формул, частокол схем и графиков - да и пойдет себе мимо. Еще и гримаску соорудит, мол - "...Умники-заумники, интернет-эксперты..."
Поэтому необходимо организовать структуру и подачу материалов таким макаром, чтобы они стали достаточно понятными для людей с НЕВОЕННЫМ образованием - но избегать при этом чрезмерных упрощений.

Именно потому я буду прибегать к некоторым "лубочным" примерам, чтобы кое-что растолковывать "на пальцах". И если я где-то перегну палку - просьба сразу давать знать, для этого сам пост до оконечного изложения я и оставляю открытым.

2. При выборе материалов из некоторых нормативных документов ( до сих пор большинство практических наставлений по минно-взрывному делу совершенно справедливо считаются ДСП) я буду со всей наивозможнейшей тщательностью следить за тем, чтобы приведенная информация не могла послужить "руководством к действию" для "любителей собирать СВУ на коленке".
В лучшем случае такому любителю оторвет яйцы-пальцы и повышибает бельмы.
В худшем - это может послужить еще одной каплей в бутылку терроризма или простого криминала.
Наш Борис Викторович сталкивался со всем этим так же плотно, как и я - и потому, если ты, Борь, заметишь, что я где-то что-то сказал не то и не так, как должно и правильно с этой колокольни - подправь.

Итак, я полагаю правильным начать разговор о кумулятивах с общих понятий и определений. Пусть кто-то снисходительно ухмыльнется и поморщится - мол - "общие места". Но я ДЕЙСТВИТЕЛЬНО полагаю верным начать именно с т.н. "общих мест", потому, что именно понятия и определения закладывают фундамент того, что позже может быть рассмотрено боле подробно и детализировано.

Средства поражения, боеприпасы, минно-взрывные, саперные и некоторые т специальные пиротехнические устройства кумулятивного действия предназначены для поражения бронированных и легкобро­нированных целей ( БТТ и иная мобильная техника), инженерных сооружений и конструкций, построек из неметаллических материалов и так и далее.

Действие кумулятивных боеприпасов по бронезащите любого типа и состава основано на использовании явления кумуляции.

Кумуляция, т.е. концентрация в малом объеме силы, энергии или другой физической величины, представляет со­бой комплексное физико-химическое явление.
Примени­тельно к кумулятивным боеприпасам явление кумуляции заключа­ется в сосредоточении энергии взрыва в заданном направлении, что приводит к значительному локальному увеличению разрушитель­ного действия. Поражение целей осуществляется кумулятивной струей, которая формируется при обжатии кумулятивной облицов­ки взрывом заряда ВВ, а так же - в несколько меньшей степени - сопутствующими образованию струи, ее воздействию на преграду и результирующими вторичными факторами.

Принцип действия "классического" кумулятивного заряда достаточно прост и не сложен:
При встрече с преградой ( целью) баллистичекого метаемого снаряда с кумулятивной боевой частью срабатывает взрыватель; импульс от взрыва детонатора взрывателя передается капсюлю-детонатору заряда, расположенному в нижней части разрывного заряда у вершины кумулятивной облицовки.
Взрыв капсюля-детонатора вызывает детонацию промежуточного детона­тора и разрывного заряда. При прохождении детонационного фронта вдоль кумулятивной выемки на металлическую облицовку действуют давления в несколько сотен тысяч атмосфер, что приво­дит к обжатию облицовки на ось симметрии заряда и образова­нию кумулятивной струи, движущейся со скоростью 7...8 км/с и обладающей высоким поражающим действием по преграде.


"Классика жанра" - БКЗМ калибра 100 мм и БК14М калибра 125 мм и их устройство

Для кумулятивных боевых частей снарядов и мин обычно чаще всего применяются старые добрые головные взрывате­ли мгновенного действия с изоляцией капсюля-детонатора от детонатора ГКН и ГПВ-2 илн головодонные взрывательные устройства В15.

Чуть иной принцип реализован в различных инженерных ВУ. Например, в противотанковых кумулятивных минах. Здесь реализован следующий механизм образования кумулятивной струи с более высокими поражающими факторами за преградой: угол-растр при вершине кумулятив­ной облицовки у таких зарадов значительно больше, чем обычно. Вместо традиционной кумулятивной струи такой заряд форми­рует поражающий элемент, летящий с высо­кой скоростью и обладающий высоким поражающим действием за счет концентрации продуктов взрыва, которые в сходящемся потоке об­разуют высокоплотную газовую струю, движущуюся с большой скоростью и высокой плотностью.

( Продолжение - следует)
С Дона - выдачи нет!
Аватара пользователя
EvMitkov
 
Сообщения: 13884
Зарегистрирован: 02 окт 2010, 02:53
Откуда: Россия, заМКАДье; Ростовская область.

Re: К вопросу о кумулятивных боеприпасах.

Сообщение Andreas » 14 янв 2014, 04:30

Уточнения:

Противотанковые "кумулятивные" мины с углом раствора металлической облицовки более 90 градусов при взрыве заряда формируют не сплошную струю металла с диаметром поперечного сечения в несколько мм, а так называемое ударное ядро - полую, открытую с торца металлическую оболочку с диаметром поперечного сечения , равным половине диаметра заряда (при использовании меди).

В состоящих на вооружении кумулятивных зарядах детонационное давление, действующее на металлическую облицовку заряда, не превышает одной сотни тысяч атмосфер. Давление в несколько сот тысяч атмосфер реализовано только в экспериментальных суперкумулятивных зарядах с нулевыми или отрицательными углами раствора металлической облицовки.
"Всё будет так, как мы хотим. На случай разных бед, У нас есть пулемёт Максим, У них Максима нет"
Hilaire Belloc, "The Modern Traveller" (C)
Аватара пользователя
Andreas
 
Сообщения: 10965
Зарегистрирован: 22 май 2012, 16:31

Re: К вопросу о кумулятивных боеприпасах.

Сообщение EvMitkov » 14 янв 2014, 12:38

Уточнение принято, Андрей. Но - с небольшой поправочкой. ( Блин, у нас как в ГосДуме - на каждую поправку свое уточнение и на уточнение поправочка :mrgreen: )

А моя поправка такова: термин "КУМУЛЯТИВНЫЙ" в отношении заряда, образующего один из НЕСКОЛЬКИХ типов ударных ядер ( как на тех же противобортовых стационарных ПТ-минах, к примеру)
Andreas писал(а):Противотанковые "кумулятивные" мины с углом раствора металлической облицовки более 90 градусов
НЕ стоит брать в кавычки

Потому, что для образования ударного ядра используется то же самое явление КУМУЛЯЦИИ.
Но об этом чутку ниже.
С Дона - выдачи нет!
Аватара пользователя
EvMitkov
 
Сообщения: 13884
Зарегистрирован: 02 окт 2010, 02:53
Откуда: Россия, заМКАДье; Ростовская область.

Re: К вопросу о кумулятивных боеприпасах.

Сообщение Andreas » 14 янв 2014, 13:57

Я это к тому, что в современной технической литературе принято называть такие боеприпасы минами с ударным ядром.
"Всё будет так, как мы хотим. На случай разных бед, У нас есть пулемёт Максим, У них Максима нет"
Hilaire Belloc, "The Modern Traveller" (C)
Аватара пользователя
Andreas
 
Сообщения: 10965
Зарегистрирован: 22 май 2012, 16:31

Re: К вопросу о кумулятивных боеприпасах.

Сообщение EvMitkov » 14 янв 2014, 19:57

Вполне возможно, Андрей - я ж не спорю. :mrgreen:
В "современной технической литературе" принято называть БПЛА - дронами, колесные БТРы с пушечным вооружением - "колесными БМП", реактивные противотанковые гранаты ( РПГ) путать с гранатометами, - вон, даже "штурмовые пистолеты" упоминаются. Да что там - пистолеты - штурмовые РЕВОЛЬВЕРЫ...
А еще кое-где в "современной технической литературе" попадаются термины "дульная скорость". Это Вам не "горизонтальное наведение", над котором Вы так ухмылялись.

Я же сейчас сижу перед вполне нормативным ДОКУМЕНТОМ ДСП, "Наставлением по проведению минно-взрывных работ и мероприятий", писаном на русском языке. Для наших ВС и спецслужб.
"Мина с ударным ядром" звучит, конечно, современно, красиво и чуть-чуть по-западному, как "тактический нож" или "штурмовой револьвер". Однако - этот термин не определяет принципа действия этой самой мины, что обычно присуще нашей военно-технической терминологии. Как пример: у НИХ - автоматическое оружие и полуавтоматическое. У нас же - автоматическое и САМОЗАРЯДНОЕ. Улавливаете разницу?

Мина с ударным ядром... КАКИМ ядром? Почему - ударным? На каком принципе эта мина работает? На пружинке выстреливает резиновое ударное круглое ядро? Или - сжатым воздухом? Как, почему и по какому принципу это ударное ядро формируется? То есть - почему нож - тактический, а не стратегический? Чем штурмовой пистолет отличается от Не штурмового?

Так что - давайте пойдем поэтапно, Андрей, добро?
С Дона - выдачи нет!
Аватара пользователя
EvMitkov
 
Сообщения: 13884
Зарегистрирован: 02 окт 2010, 02:53
Откуда: Россия, заМКАДье; Ростовская область.

Re: К вопросу о кумулятивных боеприпасах.

Сообщение Andreas » 14 янв 2014, 23:30

Да ради Бога!

Просто с моей точки зрения разделение кумулятивных боеприпасов на собственно кумулятивные боеприпасы (формирующие монолитную струю со скоростью полета 10 км/с) и боеприпасы с ударным ядром (формирующие полую оболочку со скоростью полета 2-3 км/с) больше отвечает физическому принципу классификации поражающих элементов.
"Всё будет так, как мы хотим. На случай разных бед, У нас есть пулемёт Максим, У них Максима нет"
Hilaire Belloc, "The Modern Traveller" (C)
Аватара пользователя
Andreas
 
Сообщения: 10965
Зарегистрирован: 22 май 2012, 16:31

Re: К вопросу о кумулятивных боеприпасах.

Сообщение EvMitkov » 15 янв 2014, 17:06

Ну, тут тоже не все так однозначно: и с "...монолитной струёй", и с сформированным ударным ядром "...полой оболочкой": есть, как любит приговаривать наш Юрий Михайлович, "некоторые нюансики". Скажем так, забегая вперед чутку: в обоих случая со сформированным поражающим элементом. Это будет корректнее.
Как пример ( опять же забегая вперед) практически "стандартная" конструкция противобортовой ПТ-мины:



Достаточно высокая скорость движения поражающего элемента ( чуть более 2000м/сек) во-первых: дает практическое отсутствие "мертвой зоны" на линии срабатывания устройства,
во-вторых: обеспечивает повышенную эффективность воздействия по цели ( преграде) - в том числе и подвижной - на дистанциях до полусотни метров при массе циклотриметилентринитраминовых ВВ устройства от полутора до четырех кг; причем в отличие от "классических" кумулятивных зарядов характер воздействия отличается сравнительно большим диаметром отверстия прониконвения и запреградным воздействием: в том числе и с образованием большого количества вторичных, т.н. "тыльних" осколков материала самой преграды. особенно - в случае ее "металлического характера". То бишь - брони. Причем диаметр отверстия сквозного проникновения - "пролома" - может составлять от 0.5 до 0.8 диаметра заряда в зависимости от дистанции до преграды.

Но так или иначе, и образование "классической" кумулятивной струи, и ударного ядра ( то есть поражающих элементов КЗ) основано на явлении кумуляции.

С него, помолясь, и начну продолжать :mrgreen:

Для общего понимания самого принципа, что такое физическая кумуляция и с чем ее едят ( начинают есть) с моей колокольни практически идеально подходит "напалечный" лубочный пример-опыт, который демонстрируют всем курсантам определенных специальностей, когда тематика занятий подходит в вопросам о кумулятивах.
Инструктор берет узкую высокую емкость, очень часто обычную гильзу от 12.7 мм унитара, заполненную водой и предлагает курсанту, глядя на гильзу сверху, "уронить" ее донцем вниз с высоты миллиметров в триста на крышку стола. Сразу после падения из гильзы выбивается тонкая струя воды прямо курсанту в харю - очень доходчиво и запоминаемо. Это и есть один из эффектов явления физической кумуляции.


Не особый я мастак в "графических редакторах", но примерно так.

Вообще говоря - кумулятивные процессы чертовски дюбопытная штука: вопреки большинству природных явлений, ведущих к увеличению энтропии в нашем смешном мире, сиречь сглаживанию неоднородностей в распределении физических параметров, кумуляция из-за присущей ей способности концентрировать энергию больших масс и объемов вещества в малых приводит к увеличению плотности энергии во времени и пространстве.
Вы как-то заметили, дружище Андрей, что я - "танкист-лирик". Но я ж не только танкист, :mrgreen: и потому и к минно-взрывном делу отношусь с изрядной долей пиитета:

"... Да...ночью под луной, об энтропии мысли
( Осталось только капюль -детонатор чуть обжать)
Так в голову и прут. И вот они - зависли:
Теперь -.... ( ненорматив-синоним "уходить")....

или старое "традиционное"
"...в ж...пу пороха набили,
подожгли и запустили..."


Ну, с душевным романьтизьмом ничего уже не поделать, а потому продолжу:
Особое любопытство с точки зрения военного дела, в первую очередь для получения экстремальных состояний материалов, представляет явление неограниченной кумуляции энергии в сходящихся детонационных волнах. Это явление сегодня наиболее полно реализовано в зарядах ВВ с металлической облицовкой кумулятивной выемки.
Приведу опять же "лубочный" и очень распространенный пример:
Если монолитный заряд, имеющий осевую симметрию, при взрыве на поверхности стального блока оставляет лишь неглубокую коническую вмятину, то заряд с конической выемкой, содержащей к тому же меньшее количество ВВ, выбивает кратер, глубина которого в 3-5 раз больше.
Когда в том же заряде выемка облицована металлом, а заряд взрывается на некотором расстоянии от преграды (равном примерно 1-3 диаметра заряда), получается значительно более глубокое отверстие (правда, объем его меньше). Действие необлицованных зарядов практического интереса для военных и промышленных целей на сегодня не представляет. По крайней мере, до тех под, пока не будут получены и разработаны новые химические ВВ с иными термобарическими свойствами и характеристиками.

Физический механизм КЗ достаточно прост: после детонации заряда из выемки истекает высокоскоростной поток продуктов взрыва. Таким образом, повышение эффективности заряда с выемкой основано на пространственной концентрации продуктов взрыва, которые в сходящемся потоке образуют высокоплотную газодинамическую струю, движущуюся с большой скоростью и высокой плотностью.

В "обычных", "классических" кумулятивных зарядах с металлической облицовкой выемки наиболее существенным и энергоёмким процессом является образование и формирование кумулятивной струи.
Однако в этом случае струя формируется из материала облицов­ки, которая ускоряется продуктами взрыва к оси заряда. При соударе­нии из внутренней части облицовки формируется дисперстная диспрегированная струя, имеющая высо­кую скорость, а наружная образует так называемый "пест". Струя об­лицованного заряда имеет вы­сокую плотность, которая не уменьшается в течение сравнительно длительного вре­мени.
Если струя затем попадает на преграду, то под влиянием тормо­жения она разворачивается, а мате­риал преграды получает ускорение в радиальном направлении. Таким образом, образуется кратер, диа­метр которого существенно превышает диаметр струи. Глубина кратера зависит от формы заряда и кумулятивной выемки, разме­ров заряда, состава ВВ, геометрии и свойств облицовки, расстояния до преграды и материала, из которого изготовлена облицовка. Принято указывать поражающую способность кумулятивных заря­дов данного типа, относя глубину внедрения струи к диаметру за­ряда.



Чем выше энергосодержание и ско­рость детонации ВВ, тем, вообще говоря, выше поражающая спо­собность заряда. Объем кратера оказывается прямо пропорцио­нальным энергосодержанию ВВ.

Глубина поражения, а также изменение ее с расстоянием между срезом кумулятивной воронки и преградой существенно зависят от материала, из которого изготовлена обли­цовка. Тяжелые пластичные металлы, в частности, гранецентрированные металлы с кубической решеткой группы меди и некоторые сплавы при больших величинах между срезом кумулятивной воронки и преградой обладают высокой поражающей способностью.
Они образуют сплошные кумулятивные струи, плотность которых не более чем на 10 % ниже плотности материала облицовки и кото­рые при большом удлинении (примерно в 10 раз по сравнению с исходной длиной) не разрываются и сохраняют высокую плот­ность.

Другие металлы, такие, например, как железо, цинк, на на­чальных стадиях также образуют сплошные струи, которые в отли­чие от описанных выше при растяжении разрываются намного раньше. В кумулятивных зарядах с облицовками из таких металлов максимум поражающего действия достигается при меньших рас­стояниях до преграды и имеет меньшую величину, чем в случае более пластичных металлов, потому применение облицовок из таких материалов можно соотносить с производством боеприпасов "военного времени", когда дефицит более дорогих металлов ( таких, как медь, например) достаточно чувствителен и некоторое снижение эффективности боеприпаса компенсируется возможностью продолжения его производства в "довоенных количествах". Кроме того, приближение точки подрыва КЗ к преграде повышает первичное фугасное воздействие ВВ заряда на преграду и - соответственно увеличивает поражающие факторы вторичной ударной волны в запреградном пространстве.

Хрупкие тугоплавкие металлы, такие, в частности, как , хромванадиевые и хромомолибденовые сплавы, вольфрам, титан, а также металлы с высокой пористостью, получаемые спеканием, вообще не образуют сплошных струй, они формируют дискретные и дисперсно-дискретные струи, состоящие из отдельных частиц высокой твердости.
В этом слу­чае растяжение струи приводит не к уменьшению ее диаметра, (как в сплошных струях), а к снижению средней плотности струи.
Удельная "пробивная способность" соотносительная к массе ВВ КЗ, таких струй по сравнению со сплошными нескольно ниже.
Однако, поскольку дискретные или дисперсные струи при дей­ствии на преграду образуют отверстия большего объема, чем сплошные ( при достаточной сопоставимости глубины проникновения), в последнее время кумулятивные заряды такого типа приобретают все большее распространение.
Основным достоинством подобных КЗ является повышенное запреградное воздействие, особенно на цели с комбинированной бронезащитой и подбоем. Особенно актуальным это становится при современной тенденции экипажей БТТ или десанта использовать СИЗ. Хотя,конечно, использование вольфрама, титана и прочего - удовольствие не из дешевых. Но полагаю, не более дорогое, чем сердечники БОПСов из обедненного урана.

Собственно говоря, глубина поражения(проникновения) зависит прежде всего от плотности мате­риала преграды и в значительно меньшей степени от его прочно­сти.



Безусловно, приведенные числовые значения относительны и справедливы лишь для данного, отдельно взятого к испытанию типа заряда, так как отно­сительная поражающая способность зависит от конструкции заря­да и его мощности. Из двух различных конструкций одна всегда оказывается пред­почтительной для поражения, например, бронестали, а другая - горной породы.

( Продолжу - ниже)
С Дона - выдачи нет!
Аватара пользователя
EvMitkov
 
Сообщения: 13884
Зарегистрирован: 02 окт 2010, 02:53
Откуда: Россия, заМКАДье; Ростовская область.

Re: К вопросу о кумулятивных боеприпасах.

Сообщение Andreas » 15 янв 2014, 19:20

Действительно, процесс образование поражающих элементов в собственно кумулятивных боеприпасах и боеприпасах с ударным ядром проходит однотипно - с помощью детонационного давления взрыва. Но физическая основа преодоления преград у этих боеприпасов различна:
- воздействие сверхпластичной кумулятивной струи основано на гидродинамическом эффекте (наподобие водяных резаков по металлу);
- воздействие полой сферы ударного ядра основано на механическом эффекте (проломе преграды).

В качестве некоторого аналога можно привести пример классификации артиллерийских снарядов, которые метаются однотипно - с помощью порохового заряда - но воздействуют на цель (и соответственно именуются) по разному:
- бронебойные (пролом преграды);
- осколочно-фугасные (осколки и взрывная ударная волна).
"Всё будет так, как мы хотим. На случай разных бед, У нас есть пулемёт Максим, У них Максима нет"
Hilaire Belloc, "The Modern Traveller" (C)
Аватара пользователя
Andreas
 
Сообщения: 10965
Зарегистрирован: 22 май 2012, 16:31

Re: К вопросу о кумулятивных боеприпасах.

Сообщение EvMitkov » 15 янв 2014, 20:58

СОВЕРШЕННО СОГЛАСЕН, Андрей. И - поддерживаю пример с артиллерией. Именно потому автсистемы любого типа и действия имеют собирательную классификацию: артиллерийские орудия. И - пушки ( системы с настильной траекторией), и артсистемы навесного огня с ( от гаубиц и минометов вплоть до РСЗО) и так и далее.
Но в общем это все - пртиллерийские ОРУДИЯ.
Так и тут: принципы воздействия на преграду у различных типрв кумуоятивных зарядов - различны, различны некоторые принципы и по-различному ориентированы поражающие факторы воздействия на цель - но все это - кумулятивы в своей основе.
Ведь именно в связи с возникшими вопросами о поражающих факторах КЗ и открыта эта тема. Но до них нужно логически добраться, раз уж с темой затеялось. :mrgreen: Если делать что-то, то делать основательно, не наспех: сначала хоть какой-то фундамент сварганить - хоть столбцевой! - а уж потом стены вверх тянуть, крышу крыть, полы, столярку да перекрытия ладить.

"...Что нам стоит дом построить!
Только - вырыть котлован.
А потом - поставить рельсы
И пустить по рельсам кран.
И в хорошую погоду
Подвести тепло и воду
И только потом
Начать и кончить новый дом!"


Только не говорить, что я в строительстве тоже - лирик. Я - не лирик, я - "романтикЪ"! :mrgreen:
А иначе за каким хреном "лучшие годы жизни" проболтался в морях да не особо гостеприимных странах, по полтора года
Без жены и без детей -
Аля-улю, гони гусей!
:mrgreen:
С Дона - выдачи нет!
Аватара пользователя
EvMitkov
 
Сообщения: 13884
Зарегистрирован: 02 окт 2010, 02:53
Откуда: Россия, заМКАДье; Ростовская область.

Re: К вопросу о кумулятивных боеприпасах.

Сообщение EvMitkov » 16 янв 2014, 04:16

...Так что продолжу ваяние фундамента.
Сильно вдаваться в "землеройные работы" - не стану. Не потому, что теория кумуляции избыточно сложна - просто нет желания лезть в дебри. Для тех, клгл заинтересуют подробности газодинамической и гидродинамической теорий, а так же сопряжения их с Её Величеством Реальностью ( все-ж таки и гидродинамика, и аэродинамика в достаточной степени эмпирические дисциплины) - с удовольствием попытаюсь объяснить то, что знаю и понимаю сам. Или - предложу ссылки на действительно фундаментальные исследования и работы - тех же Биркгоффа или Лавреньтева. Благо - они широко известны, находятся в свободном открытом доступе и секретными не являются.
Но что любопытно с моей колокольни: серьезные теоретические изыскания в этой области начались много позже применения в практике кумуляции как принципа и КЗ как таковых. То есть - налицо процесс: сначала инженеры сделали и довели до ума реально работающие устройства, а потом научники объяснили инженерам, почему они работают. Хотя - это довольно частая ситуация в мировой истории техники.
Хотя - бесспорно! - научно-теоретические изыскания позволили инженерам поднять свои разработки на новый, более высокий уровень. Как с теми же кумулятивными устройствами, в которых облицовка выполняется из твердосплавных элементов или из сплавов, получаемых по технологиям порошковой металлургии ( тем же лазерным спеканием, к примеру, о котором достаточно подробно рассказывал наш Андрей Сиротенко)

Научники неплохо развили теорию кумуляции: в частности с цифирью в руках объяснили законы формирования кумулятивной струи. И вывели несколько основополагающих формул, используя которые вполне возможно рассчитывать многие параметры КЗ: скорость поражающего элемента в зависимости от типа и ТТХ ВВ, угла растра воронки, материала облицовки и так и далее.
Повторю: мне не особо хочется загромождать тему формулами, все едино никто по ним расчеты проводить не станет. Ну, а ежели появится желание - всегда готов привести их в теме: зеленый свисток и все дела.
Но озвучить ВЫВОДЫ полагаю необходимым, а именно:

1. Угол схлопывания составляющих потоков кумулятивных струй в момент их образования не является углом полурастра исходной облицовки.

2. При схлопывании облицовки в реальном заряде скользящий детонационный фронт производит ее доворот, поэтому угол схлопывания всегда больше, чем начальный угол полурастра облицовки.

3.Для конических облицовок угол схлопывания увеличивается от вершины к основанию, поэтому струя в этом случае имеет градиент скорости по длине.

4. Соответственно - реальные металлические или металлизированные облицовки в реальном заряде должны иметь ( и имеют) большую толщину у основания, чем у вершины кумулятивной воронки.

Эти выводы также подтверждаются теорией Пача, Эйчельбергера и Ростокера ( т.н. "PER-теорией") базированной на работах Биркгоффа - но более расширенной, прагматической и приближенной к реальности (хотя и более эмпирической в какой-то мере).
Однако из развития инструментария этой теории, ее формул, следует, что теоретиче­ский предел скорости кумулятивной струи равен бесконечности. Кумулятивная струя образуется при любом угле растра кумулятивной воронки в ВВ и любой скоро­сти детонации. Однако практика не подтверждает эти "предельные постулаты". Если скорость - сверхзвуковая , то всегда имеется некоторый критический угол схлопывания, при котором кумулятивные струи не образуются.
С другой стороны, если задан предельный угол схлопывания для используемого типа ВВ с его особенностями и ТТХ, то кумулятивная струя также не образуется из-за того, что радиальная проекция скорости метания облицовки ста­новится недостаточной для того, чтобы обеспечить требуемую для образования струи деформацию материала, обладающего реальными, а не идеальными прочностью и внутренней вязкостью, которые всегда точно учитываются в теории. Деформирование облицовок с малыми значе­ниями радиальной скорости схлопывания, реализуемое при углах, близких к предельному, приводит в разных условиях к существенно отли­чающимся результатам. То есть, показывая на пальцах: одних случаях при детонации ВВ формируется компактный элемент, в других - заряд с близкой по форме обли­цовкой может создавать в направлении оси заряда диспергирован­ный поток осколков в результате выворачивания и разрушения об­лицовки в течение детонации, которая - при всей ее скоротечности, тоже не протекает дискретно, одномоментно, а растянута на некоторый промежуток времени, зависящий от типа ВВ и его ТТХ и свойств.

Кроме прочих прелестей, существует еще и так называемый "эффект обратной кумуляции". Что это такое:

При обычной кумуляции образование струи имеет примерно такой вид:


Схема схлопывания металлической конической облицовки

Но в случае, когда угол схлопывания облицовки равен суммарному углу полурастра воронки и углу доворота облицовки, скользящей в момента метания - но БОЛЬШЕ 3.14/2, реализуется этот самый так называемый режим "обратной кумуляции".

То есть ( вот зарекался удерживаться от цифири, но тут без формулы - сложно)
а = a0 + G > к/2, где G - угол доворота облицовки в процессе метания скользящей детонацион­ной волной.


Режим "обратной кумуляции"

Поскольку величина радиальной составляющей скорости де­формации облицовки мала, то не для всех материалов облицовки режим обратной кумуляции будет существовать вслед­ствие влияния прочностных сил, действующих в материале облицовки. Пока ( по крайней мере - на конец 209 года) режимы обратной кумуляции получены для облицовок ил алюминиевых и мягких медных сплавов.
Что это дает и какие возможности открывает при разработке специальных КЗ: характерной особенностью такого режима является то, что масса струи (потока, идущего к основанию облицовки) становится больше массы песта (потока, распростра­няющегося к вершине). При этом скорость струи в случае приме­нения мощных бризантных ВВ составляет примерно 5 км/с. Это меньше, чем возможно при обычном режиме кумуляции, где скорость струи может достигать "первой космической" - 8... 10 км/с; тем не менее, удельная энергия веще­ства в струе в 2...2,5 раза превосходит удельную энергию при обычном режиме. Что достаточно важно при возможном применении кумулятивного заряда подобного типа не только по БТТ, но и по преградам с неметаллической основой или с комбинированной бронезащитой.
То есть - получается некая "модификация" поражающего элемента - того самого "пустотелого ударного ядра", о котором говорили Вы, Андрей. Только - с большей энергетикой.

Ну, раз уж пошел разговор о реальных металлах, материалах и прочем - необходимо перейти и к реальным их характеристикам, влияющим на кумуляционный процесс. И начать я полагаю с с сжимаемости материалов, ее учета.

Но об это - завтрева. Так что - продолжение следует
С Дона - выдачи нет!
Аватара пользователя
EvMitkov
 
Сообщения: 13884
Зарегистрирован: 02 окт 2010, 02:53
Откуда: Россия, заМКАДье; Ростовская область.

След.

Вернуться в Вооружение и боеприпасы

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 2