Взрывной заряд - RU2434197C2
Код документа: RU2434197C2
Чертежи
Описание
Область техники
Настоящее изобретение относится к взрывному заряду.
Уровень техники
Ограждения или заграждения из колючей проволоки, состоящие из одного или более растянутых мотков колючей проволоки, уже давно применяются на театрах военных действий в качестве препятствия для проникновения или атаки вражеских сил.
Хотя скрытное проникновение может иногда быть осуществлено путем отрезания одна за другой прядей проволоки с помощью ручного инструмента, например кусачек, такой способ подвергает разведчиков крайней опасности, если их деятельность будет замечена противником. Поэтому, когда нужно обеспечить быстрое преодоление группой людей заграждения, вместо ручной резки заграждения типично предпочитают использовать взрывчатые вещества.
Еще со времен 1-й мировой войны предпочтительным типом взрывного заряда для проделывания проходов в проволочных препятствиях с эффективной скоростью было устройство, известное как «бангалорская торпеда», причем применялось как промышленного изготовления изделие, так и его самодельные версии. Бангалорская торпеда состоит из тонкостенной цилиндрической металлической трубы заполненной взрывчатым веществом или группы таких труб, соединенных в цепочку одна за другой. Наиболее часто такие трубы являются стальными, заполняются смесью нитрата аммония и тринитротолуола (аммотол) или только одним тринитротолуолом; самодельные торпеды делались из стальных труб, заполненных пироксилиновыми запалами. Эти заряды проталкивали или бросали под, через или на препятствие и, когда исполнитель удалялся на безопасное расстояние, подрывали с помощью бикфордова шнура или электрических детонаторов.
Индивидуальные промышленного изготовления заряды, которые имеют типично порядка 1,8 метра в длину и приблизительно 38 мм в диаметре, с толщиной стенки приблизительно 2 мм и содержат приблизительно 2 кг взрывчатого вещества в каждом изделии, имеют байонетные крепления или винтовую резьбу на их концах, так что они могут быть быстро собраны в линейную группу, когда это необходимо. Один конец заряда или группы зарядов имеет заостренную, закругленную или оживальную носовую часть, чтобы облегчить скольжение по возможно неровному грунту или легкую вставку в проволочное заграждение без стопорения.
Эффективность заряда зависит от действия взрывной волны, создаваемой взрывчатым веществом, содержащимся в нем, которая одновременно растягивает смежные пряди проволоки до такой величины, что они разрываются, и смещает их во все стороны, тем самым формируя в препятствии щель, достаточно широкую для прохода через нее одного или более бойцов. Эффект воздействия увеличивается за счет удара фрагментов трубчатого корпуса, которые разлетаются с большой скоростью в радиальных направлениях.
Такие заряды могут также использоваться для смещения или уничтожения и последующего обезвреживания противопехотных или противотанковых мин, лежащих на поверхности земли или размещенных под ней на небольшой глубине, а также как средство для общего подрыва.
Специалистам в данной области техники понятно, что данный тип взрывного заряда имеет некоторые ограничения. Во-первых, длина единичного заряда существующей бангалорской торпеды такова, что он неудобен для переноски и чрезмерно длинен для использования в качестве средства перерезания, например, только небольшого количества прядей проволоки или разрушения небольшого объекта, такого как неразорвавшийся снаряд или электроустановка.
Другой недостаток вытекает из того факта, что, как следствие эффекта масштабирования, для увеличения в два раза радиуса, на котором ударная волна от такого заряда будет прорезать линейный участок проволоки данной прочности, находящийся с одной стороны, диаметр заряда должен также быть увеличен в два раза. Это приведет к увеличению объема взрывчатого вещества в четыре раза. С практической точки зрения это означает, что способность заряда данного размера прорезать проволоку быстро уменьшается с расстоянием.
Дополнительный недостаток устройства состоит в опасности, которую представляют для исполнителя и его сослуживцев очень острые и неровные фрагменты разорвавшейся стальной трубы, причем эта опасность усиливается частой необходимостью для исполнителя, который намерен проделать проход в препятствии, быть настолько близко к препятствию, насколько это возможно, чтобы после выполнения этой задачи немедленно переместиться вперед.
Один известный способ значительного увеличения эффективного радиуса действия зарядов взрывчатых веществ большой разрушительной силы использует принцип кумулятивного заряда, в котором продвигающийся вперед фронт ударной волны поступательно сжимает облицованную металлом выемку, выполненную на внешней границе взрывчатого вещества. Столкновение последовательно сходящихся дополнительных порций материала, облицующего выемку, ведет к взаимному увеличению их средней скорости. Таким образом, в целом цилиндрическая масса взрывчатого вещества, инициируемая на продольной оси на одном ее конце и имеющая облицованную металлом коническую выемку с углом при вершине типично между 40° и 100° на другом, сжимает облицовку в «струю», состоящую из узкой проволоки, двигающейся с чрезвычайно высокой скоростью, со значительным градиентом скорости вдоль ее длины, т.е. передний конец перемещается гораздо быстрее, чем задний конец. Такие струи имеют большую пробивную способность, но градиент скорости вызывает их разрушение в полете, и эффективный радиус действия поэтому обычно ограничивается расстоянием, эквивалентным зарядам с небольшим диаметром.
Однако если такой заряд имеет вместо облицованной металлом конической выемки неглубокий желоб, который может быть коническим, но более часто приблизительно сферическим или гиперболическим, то материал облицовки сжимается вдоль продольной оси заряда, но струя при этом не образуется. Уплотненный материал вылетает с меньшей скоростью, чем соответствующая струя, но так как он менее вытянут, то он перемещается как связанная масса, подвергаясь гораздо меньшему разрушению и, следовательно, имеет значительно больший эффективный радиус действия. Снаряды, создаваемые такими зарядами, в целом известны как «снарядоформирующие заряды»» или EFP.
Данный принцип сжатия облицованной металлом выемки может также быть применен для удлиненных, но не линейных кумулятивных зарядов. В этом случае выемка состоит из канавки, идущей по длине удлиненной массы взрывчатого вещества. Такие облицовки обычно имеют угловой профиль в поперечном сечении, но цилиндрические канавки также являются эффективными. Такие заряды наиболее часто используются для получения длинных прорезей в плоских, круглых или волнообразных стальных целях.
Гораздо реже используются линейные заряды с такими неглубокими облицованными канавками, которые создают линейные «снарядоформирующие заряды». Они создают удлиненные стержнеобразные снаряды, которые, хотя и имеют меньшую пробивную способность на близком радиусе, чем линейные подрывные заряды для перебивания элементов конструкции, способны иметь практический полезный эффект на радиусах, гораздо больших, чем у линейных подрывных зарядов для перебивания элементов конструкции. Форма снарядов зависит от поперечных сечений облицовок и взрывного заряда.
Для придания проволочным ограждениям и заграждениям большей стойкости к проделыванию в них проходов любыми средствами, за последние десятилетия были внедрены такие типы проволоки, которые имеют более высокую твердость и прочность и тем самым являются более стойкими к отрезанию и отламыванию.
Цель изобретения
Целью настоящего изобретения является устранение этих недостатков.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение предлагает взрывной заряд для создания направленных фрагментов под действием взрыва, который содержит корпус, имеющий камеру для взрывчатого материала и вогнутый стеновой участок, располагающийся рядом и снаружи относительно данной камеры.
Настоящее изобретение предлагает взрывной заряд для создания направленных фрагментов под действием взрыва, который содержит корпус, имеющий камеру для взрывчатого материала и стеновой участок с внутренней частью вогнутой формы, располагающийся рядом и снаружи относительно данной камеры.
Настоящее изобретение предлагает взрывной заряд для создания направленных фрагментов под действием взрыва, который содержит корпус, имеющий камеру для взрывчатого материала и отклоняющий ударную волну элемент, располагающийся рядом и снаружи относительно камеры.
Настоящее изобретение может включать в себя любой один или более из следующих предпочтительных признаков:
- вогнутый стеновой участок содержит канавку;
- вогнутый стеновой участок формирует часть внешней стенки заряда;
- вогнутый стеновой участок содержит два плоских, располагающихся в одной плоскости стеновых элемента, соединенных вместе вдоль одного общего края таким образом, что угол между ними составляет до 180°;
- множество вогнутых стеновых участков;
- вогнутый стеновой участок имеет такой профиль толщины в поперечном сечении, чтобы обеспечить и/или увеличить направленность полета фрагментов вогнутого стенового участка после взрыва;
- профиль толщины в поперечном сечении вогнутого стенового участка включает в себя толщину, которая уменьшается с увеличением расстояния от центра камеры взрывчатого вещества;
инертная облицовка между взрывчатым веществом и образующим снаряды участком заряда для ослабления ударной волны;
резиновая облицовка металлической трубы, формирующей корпус взрывного заряда;
- вогнутый стеновой участок содержит стеновой элемент и средства для сцепления с другим таким стеновым элементом или стандартным стеновым элементом;
- угловой элемент для соединения вогнутого стенового участка с другим таким вогнутым стеновым элементом или стандартным стеновым элементом.
Настоящее изобретение объединяет практичность трубчатого металлического контейнера, заполненного взрывчатым веществом большой мощности, с увеличенным эффективным радиусом действия линейных снарядоформирующих зарядов.
Каждый единичный заряд может состоять из заполненной взрывчатым веществом металлической трубы, толщина стенки которой такова, что она будет разрываться на части, когда взрывчатое вещество инициируется на одном конце. Стенка трубы имеет один или более вогнутых стеновых участков, формирующих продольные канавки.
В одном варианте воплощения поперечное сечение каждой канавки таково, что они формируют стержнеобразный снаряд, когда заряд взрывается. В предпочтительном варианте воплощения труба имеет три, четыре или пять таких канавок, расположенных относительно друг друга на одинаковых расстояниях по окружности трубы.
Значительная часть энергии, генерируемой взрывчатым веществом, передается к металлическому корпусу. Если корпус состоит из круговой группы облицовок, создающих линейные снарядоформирующие заряды, соединенных друг с другом край в край, то большая часть энергии взрыва будет направлена вдоль радиальных плоскостей, расположенных на одинаковых расстояниях по окружности трубы, причем позиция каждой плоскости соответствует одной из канавок. Прорезание индивидуальных проволок, составляющих проволочное заграждение, поэтому не будет зависеть только от скачкообразной деформации, вызываемой цилиндрической взрывной волной и случайным образом распределенных ударов фрагментов, как в обычной бангалорской торпеде, но смежные проволоки будут отрезаться линейными снарядами на расстоянии, на котором одна только взрывная волна уже не может выполнить разрушение. Чем больше количество прядей проволоки будет отрезано и чем большее количество разрезов сделано в каждой пряди, тем меньше энергии требуется для прорыва проволок и поддерживающих конструкций с обеих сторон линии атаки.
Предпочтительное количество продольных канавок в трубе является компромиссом между большим количеством неглубоких и узких канавок, которые бы создавали большое количество снарядов и тем самым обеспечивали бы удары в проволоку заграждения в большем количестве мест, и малым числом канавок, которые, имея большую ширину, создавали бы более тяжелые снаряды, которые ударяли в проволоку заграждения в меньшем количестве мест, но делали бы это с большей энергией и таким образом имели бы больше шансов разрушить его. Первая конфигурация имела бы дополнительное преимущество, состоящее в максимальном приближении к цилиндрической группе, которая обеспечивала бы размещение наибольшего объема взрывчатого вещества для внешней оболочки данного диаметра.
Хотя основной областью применения бангалорской торпеды является проделывание проходов в проволочных ограждениях и заграждениях, понятно, что изобретение может быть также использовано в других областях применения, таких как, например, очистка прохода через минное поле, а также для общего разрушения механического и электрического оборудования и для разрушения контейнеров, например, с горючим.
Добавление дополнительных воспламеняющих веществ внутрь или, что более удобно, снаружи трубы, содержащей взрывчатое вещество, обеспечивает средства для увеличения воспламеняющей способности заряда. Это является особенным преимуществом, когда требуется пробить контейнеры или трубопроводы с невоспламеняющимися жидкостями или газами и воспламенить высвобожденное содержимое.
Стандартные бангалорские торпеды изготавливаются, используя простые стальные трубы. Их преимуществом являются низкая стоимость, твердость и прочность, относительно высокая плотность, способствующая созданию фрагментов с высокой режущей способностью. Однако, так как торпеда предназначена для применения на малых дистанциях, образование острых фрагментов материала с высокой плотностью увеличивает расстояние, на котором они представляют опасность для исполнителей. В одном варианте воплощения настоящего изобретения корпус формируется из прессованного алюминия. Это не только облегчает изготовление, но также, благодаря относительно низкой плотности алюминия (2,7 г/см3 в сравнении с 7,9 г/см3 у стали), позволяет создавать фрагменты с очень высокой начальной скоростью и, следовательно, режущей способностью, которые однако теряют их скорость в результате сопротивления воздуха гораздо быстрее, чтобы оставаться потенциально опасными на коротких дистанциях.
Для общего использования и наиболее уверенной работы было бы предпочтительно, чтобы заряды заполнялись взрывчатым веществом промышленным образом. Это могло бы быть предпочтительно малочувствительное взрывчатое вещество, такое как пластичное взрывчатое вещество, для гарантии безопасности от внезапной инициации при ударе или чрезмерном нагреве. В некоторых случаях, однако, было бы предпочтительно сделать пустую торпеду, один конец которой выполнен с возможностью его временного съема. Это дало бы возможность транспортировать и хранить заряды без необходимости заботиться об опасности взрыва. Исполнитель мог бы затем зарядить заряды перед их планируемым применением, используя пластичное взрывчатое вещество или, для легкости и быстроты заполнения, жидкое взрывчатое вещество, такое как нитрометан, подходящим образом активируемое для инициации путем смешивания с такими активирующими агентами, как алифатические амины или стеклянные микрошарики, вместе с подходящим диспергирующим и загущающим агентом. Использование таким образом заполняемых исполнителем зарядов значительно уменьшает общий объем взрывчатого вещества, которое необходимо держать в или вблизи места применения. Фактически, неактивированный нитрометан вообще не имеет ограничений по транспортировке и хранению, требуемых взрывчатыми веществами.
Чтобы сделать единичные заряды более легкими для переноски, предпочтительно, чтобы они имели более короткую длину, чем обычные в настоящее время 1,5 метра. Путем оснащения обоих концов каждого единичного заряда подходящими соединительными средствами, такими как элементы под плотную посадку, согласующаяся винтовая резьба или байонетные крепления, линейные группы единичных зарядов могут быть быстро собраны. Распространение детонации от одного единичного заряда к следующему может быть облегчено или за счет стыковых тонких диафрагм, или путем вставки заполненного взрывчатым веществом осевого выступа на одном единичном заряде в ответную выемку на оси следующего. Такое уменьшение длины корпуса каждого единичного заряда также сильно облегчает ручную забивку в его внутреннее пространство пластичного взрывчатого вещества.
Настоящее изобретение включает в себя набор деталей, включая любой один или более компонентов заряда, описанного в настоящем описании.
Настоящее изобретение предлагает замену бангалорской торпеде, которая использовалась на протяжении почти ста лет. Оно предназначено для формирования линейных снарядоформирующих зарядов (EFP), которые способны прорезать проволочные препятствия, включая сделанные из колюще-режущей проволоки, в которых обычные бангалорские торпеды не могут проделывать проходы.
Система представляет собой легкий по весу заряд, предназначенный для борьбы с заграждениями, а также общевзрывного применения, который используется так же, как оригинальная бангалорская торпеда, но конструкция которого при этом предлагает большое количество преимуществ по сравнению с оригинальной бангалорской торпедой.
Настоящее изобретение вводит в конструкцию передовую технологию кумулятивного заряда, которая увеличивает рабочие характеристики за счет придания заряду наряду с взрывным также и режущее действие.
Система позволяет преодолеть многие из присущих современной бангалорской торпеде недостатков, без необходимости использования при этом каких-либо новых энергетических материалов или систем.
Настоящее изобретение представляет собой имеющий сложный профиль линейных снарядоформирующих зарядов кумулятивных снарядов, в котором формируется множество режущих «лезвий», которые движутся радиально вовне, разрушая препятствия на их пути. Взрывная волна от взрывного заряда затем очищает препятствия, оставляя проход через препятствие для движения пехотинцев.
Настоящее изобретение может иметь тот же объем взрывчатого вещества, что и стандартный заряд, обеспечивая формирование взрывной волны такой же величины для расталкивания отрезанной проволоки.
Система предлагается в виде зарядов промышленного изготовления, которые удовлетворяют стандарту малочувствительных боеприпасов STANAG 4439. Дополнительно, как часть проекта по созданию перспективных тактических инженерных взрывных систем (FBEES) для вооруженных сил Великобритании, настоящее изобретение может представлять собой систему контейнера заряда для заполнения его исполнителем. Сама по себе она может быть заряжена любым пластичным взрывчатым веществом и инициирующим устройством или составом. Это гораздо более эффективно, чем безоболочковое пластичное взрывчатое вещество, и, по меньшей мере, так же эффективно, как и его имеющийся на вооружении эквивалент, при этом предоставляя новые возможности, недоступные в ином случае. Оно является дополнением к системе взрывного заряда жесткой конфигурации и высокоэкономичной «способности мультипликатора».
Безопасность исполнителя является составной частью концепции конструкции. Корпус заряда изготавливается из прессованного алюминия, который имеет превосходные характеристики по резанию на небольшом радиусе, но при этом быстро теряет кинетический момент и имеет ограниченный радиус действия, что делает его изначально более безопасным для применения.
Краткое описание чертежей
Изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Фиг. 1 - вид в поперечном сечении простого цилиндрического трубчатого контейнера по предшествующему уровню техники, заполненного взрывчатым веществом.
Фиг. 2 - вид в поперечном сечении трубчатого контейнера квадратного сечения, заполненного взрывчатым веществом.
Фиг. 3 - в целом цилиндрический трубчатый контейнер согласно настоящему изобретению, имеющий удлиненную прямую закругленную (в поперечном сечении) канавку.
Фиг. 4 - вид в поперечном сечении второго варианта воплощения настоящего изобретения, представляющего собой трубчатый заряд, имеющий четыре продольных закругленных канавки, разнесенных радиально на равные расстояния.
Фиг. 5 - вид в поперечном сечении третьего варианта воплощения настоящего изобретения, представляющего собой трубчатый заряд, имеющий четыре углообразных канавки, разнесенных радиально на равные расстояния.
Фиг. 6 - вид в поперечном сечении четвертого варианта воплощения настоящего изобретения, представляющего собой трубчатый заряд, имеющий пять углообразных канавок, разнесенных радиально на равные расстояния.
Фиг. 7 - вид в поперечном сечении пятого варианта воплощения настоящего изобретения, представляющего собой трубчатый заряд, имеющий четыре поверхности, разнесенных радиально на равные расстояния.
Фиг. 8 - шестой вариант воплощения настоящего изобретения, представляющий собой группу удлиненных снарядных элементов, соединенных вдоль их краев путем взаимодействия с уголковыми полосами.
Фиг. 9 - вид в поперечном сечении седьмого варианта воплощения настоящего изобретения, представляющего собой элемент заряда для объединения с пятью другими элементами.
Фиг. 10-12 - показывают дополнительные варианты воплощения настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
Фиг. 1 показывает поперечное сечение цилиндрического контейнера 1, составляющего взрывной заряд, на котором штриховыми линиями показана результирующая фрагментация после детонации взрывчатого вещества в контейнере.
Как видно из фиг. 1, такой контейнер или труба 1, обладающая радиальной симметрией, расширяется в радиальном направлении в результате действия ударной волны и давления газа, создаваемыми детонацией, идущей вдоль ее длины. Эти воздействующие факторы будут последовательно расширять стенку трубы до тех пор, пока ее предел эластичности не будет превышен, и в ней путем разлома не образуется множество продольных фрагментов.
Так как оси продольных фрагментов на смежных продольных участках трубы не совпадают, будет происходить много поперечных разрушений, в результате за пределами расстояния, превышающего диаметр трубы 1, сохранится немного, если вообще таковые будут, длинномерных снарядов l1, l2 и т.д. Такой процесс образования фрагментов в стандартных бангалорских торпедах.
Фиг. 2 показывает контейнер с четырьмя плоскими сторонами 3-6, так что, при взрыве, материал будет стремиться разрываться вдоль угловых краев и их радиально распределенные составные участки будут расходиться более плавно, чем в случае имеющего эквивалентные размеры цилиндра 1, показанного на фиг. 1. Это ведет к большей концентрации вылетающих фрагментов (31, 32 и т.д.) в каждой из четырех плоскостей, проходящих через продольную ось заряда и параллельных плоским сторонам, перед взрывом. Траектории движения фрагментов 31, 32 и т.д. ближе друг к другу, чем те, которые эти куски металла имели бы при трубе 5, круглой в сечении, а не квадратной. Другими словами, степень разделения удлиненных фрагментов на фиг. 2 меньше, так как металл, составляющий эти (потенциально отдельные) фрагменты, имеет меньшую вероятность его разрушения и таким образом формирует большие по величине фрагменты.
Фиг. 3 показывает контейнер 10, который является в целом цилиндрическим, за исключением продольной вогнутой канавки 11, идущей вдоль всей его длины.
Большая часть материала стены, полученного в результате взрыва контейнера или заряда 10, показанного на фиг. 3, будет распределена с приблизительно радиальной симметрией подобно тому, как показано на фиг. 1, с образованием фрагментов 101 и т.д., за исключением полученных в результате взрыва фрагментов, образующихся из продольной канавки 11. При взрыве профиль данной канавки 11 дает эффект фокусирования в материале стенки, из которого она состоит, как следствие угла падения, под которым расширяющаяся цилиндрическая детонационная волна ударяет в ее внутреннюю стенку. Этот эффект ведет к получению путем «ковки» грубого стержнеобразного снаряда 111, который, будучи связанным и имея много меньшую площадь поверхности, чем случайным образом получающие форму снаряды 101 и т.д., движущиеся в других направлениях, сохраняет свою скорость на значительно большем расстоянии и, следовательно, перемещается значительно дальше, чем последние.
Предпочтительно, канавка 11 в контейнере 10 должна быть прямой и не закручиваться спирально вдоль трубы, так как вращение канавки вокруг продольной оси заряда заставляло бы смежные снаряды перемещаться вдоль раскручивающихся радиусов. Это может привести к непрерывному вытягиванию спирального снаряда, что могло бы иметь результатом его разрушение на большое количество коротких кусков с ущербом для его полезной режущей способности.
Типично, контейнер 10 имеет коническую форму на одном конце, чтобы обеспечить возможность легкой вставки данного конца в канавку, при необходимости. Контейнер может иметь на другом конце некоторую форму для присоединения к другому подобному контейнеру или стандартной трубе, например резьбовой участок. Таким способом может быть получен взрывной заряд большей длины для эффективного использования против длинного заграждения или другого препятствия с колючей проволокой.
Контейнер 20 на фиг. 4 содержит четыре вогнутых продольных желоба 21-24, которые в поперечном сечении соединены перемычками в виде стеновых участков 25-28.
В заряде, показанном на фиг. 4, фокусирующий эффект используется в гораздо большей степени. В этом заряде почти весь получаемый в результате взрыва материал 211, 221, 231 и 241 стенки заключен в четырех желобах 21-24 в его стенке. На фиг. 3 не больше четверти металла составляет участок канавки и таким образом преобразуется при взрыве в связанный линейный снаряд. В конструкции, показанной на фиг. 4, порядка 90% металла неизбежно образуют при взрыве несколько линейных снарядов. Такая конструкция имеет преимущество в том, что режущий эффект будет направлен в четырех радиально разнесенных направлениях, тем самым увеличивая вероятность поражения. В качестве примера, если единичный заряд будет брошен или иным образом размещен, не обращая внимания на его радиальную ориентацию, под стоящим на земле самолетом, при детонации заряда самолет все равно будет поражен по меньшей мере одним направленным вверх снарядом. В другом крайнем случае, если заряд проходит через петлю в заграждении из спиральной проволоки, то имеется вероятность того, что проволока, составляющая данную петлю, будет разрезана в четырех местах.
Контейнер 30 на фиг. 5 имеет четыре продольных желоба 31-34, каждый из которых состоит из двух плоских стенок 35, 35, расположенных под углом 145°.
Контейнер 30, состоящий из углообразных вместо закругленных канавок, создает снаряды 311 и т.д., вылетающие с более высокими скоростями. Скорость снаряда до некоторого предела может увеличиваться путем уменьшения угла канавки. Это, однако, ведет к уменьшению объема, доступного для размещения взрывчатого вещества, поэтому при превышении оптимально малого угла, уменьшенное количество доступной энергии будет вызывать потерю скорости снарядов 311, 321 и т.д.
Фиг. 6 показывает поперечное сечение контейнера или заряда 40, который имеет пять углообразных канавок 41-45, разнесенных радиально на равные расстояния, в результате чего он имеет характеристики, в целом подобные контейнеру 30 на фиг. 5, за исключением того, что вероятность удара по конкретной цели и компоненту цели соответствующим образом увеличивается. Уменьшение ширины каждого вылетающего элемента немного уравновешивается увеличением внутреннего объема, и тем самым увеличением объема взрывчатого вещества для данного диаметра заряда.
Понятно, что трубы из стали и алюминия круглого и квадратного сечения являются обычным товаром на рынке. Таким образом, корпуса зарядов, основанные на формах, показанных на фиг. 1-2, могут быть закуплены в виде готовых изделий. Контейнеры, имеющие форму, показанную на фиг. 3-6, нужно будет однако изготавливать специально. Контейнеры, имеющие форму, показанную на фиг. 3 и фиг. 6, могут быть легко сформированы путем прокатки или прессования выдавливанием круглых труб, а показанную на фиг. 4 и фиг. 5 путем прокатки или прессования выдавливанием квадратных труб.
Фиг. 7 показывает контейнер 50, который, в поперечном сечении, имеет внешний профиль, в целом квадратный по форме с закругленными углами и немного вогнутый относительно внешней поверхности боковых стенок. Однако внутренние поверхности контейнера имеют более резко выраженную выпуклость относительно боковых стенок, как показано на чертеже.
Контейнер 50, показанный на фиг. 7, не может быть легко изготовлен из доступных на рынке труб, так как толщина стенки изменяется в радиальном направлении, как показано на фиг. 7. В связи с тем, что прессование выдавливанием форм, показанных на фиг. 1-6, является осуществимой альтернативой прессованию выдавливанием круглых или квадратных труб для таких металлов, как сталь или магний, это единственный реальный способ изготовления труб, имеющих переменную толщину стенок.
Контейнер 50 имеет стенки 51-54, которые формируют снаряды 511, 521, 531, 541 и т.д., каждый с линзообразным поперечным сечением. Толщина участка образующего снаряд материала определяет его инерционные свойства и, таким образом, его скорость, когда детонационная волна взрыва ударяет по нему. Изменение толщины участков, формирующих снаряды, поэтому ведет к изменению скорости, с которой эти участки вылетают. Стремление снарядов разделяться на части во время их движения из-за того, что их отдельные составляющие участки движутся с различными скоростями или в разных направлениях, может поэтому быть значительно ослаблено путем принуждения всех участков, вылетевших в приблизительно одном направлении, двигаться с приблизительно одной скоростью. Прочность материала в результате может быть достаточной для удержания частей вместе в виде связанной массы. Линзообразные формы обычно используются для обеспечения данной регулировки скорости отдельных частей, которая может быть оптимизирована для создания компактных удлиненных масс с максимальной стабильностью полета.
Сплавы на основе алюминия являются идеальными для точного и простого изготовления корпусов зарядов. Эти сплавы в настоящем случае имеют также преимущество более быстрого замедления скорости полета, чем более тяжелые металлы, что предполагает уменьшение опасных зон.
Фиг. 8 показывает контейнер 80, который изготавливается путем соединения отдельных образующих снаряды компонентов 61-64 вдоль их краев, используя любые известные средства соединения, такие как сварка, пайка, приклейка или взаимодействие взаимозамыкающихся краев. Такие взаимозамыкающиеся края могут взаимодействовать непосредственно друг с другом или с дополнительными угловыми элементами 65. Альтернативно, или дополнительно, такие удлиненные снаряды могут быть скреплены вместе, край в край, с помощью окружающей рамы или трубы из пластика или металла.
Фиг. 9 показывает поперечное сечение заряда 70, который может использоваться один или как компонент группы таких зарядов для формирования заряда эквивалентной формы и эффективности, как у показанного на фиг. 6. Таким образом, фиг. 9 иллюстрирует применение заряда 70 в сборочной единице, обладающей радиальной симметрией, которая направляет сформированные в результате взрыва снаряды в пяти разнесенных на равные расстояния направлениях. Понятно, что при необходимости, исходя из предполагаемых требований к заряду, может быть сформирована обращенная наружу группа зарядов с различным количеством таких единичных зарядов.
Расчетными эффектами действия стандартных бангалорских торпед являются взрывная волна и фрагментарное повреждение смежных структур. Во многих областях применения сопутствующее воспламенение было бы неблагоприятным в опасной окружающей обстановке. Однако в тех случаях, когда зажигательный эффект мог бы быть выгоден, использование таких зажигательных металлов как магний и его сплавы, титан или цирконий будет предпочтительным. Зажигательный эффект мог бы также быть получен или увеличен при помощи алюминированного пластичного взрывчатого вещества в качестве основного наполнителя. Понятно, что алюминий, когда он используется для изготовления ответственных частей оболочек взрывных зарядов, немного окисляется, что дает небольшой вклад в любой зажигательный эффект. Однако когда порошковый металл включен в состав взрывчатых материалов, он реагирует экзотермически и с эндогенным кислородом взрывчатого вещества и с окружающим воздухом или водой.
Альтернативно, на торпеду, корпус которой изготовлен из относительно невоспламеняющихся материалов, могут быть наложены дополнительные компоненты, изготовленные из зажигательных материалов.
Таким образом, для примера, зажигательный эффект такого контейнера, как показанный на фиг. 7, сам по себе создаваемый алюминием или сталью, может быть увеличен путем использования внешней трубы из магния или, альтернативно, для увеличения зажигательного эффекта полосы магния могут быть присоединены с помощью механически взаимозамыкающихся канавок и выступов или с помощью клея или клейкой ленты.
В контейнере, собранном согласно фиг. 8, образующие снаряды компоненты 61-64 могут быть изготовлены из стали или алюминия, а соединительные элементы 65 из магния.
В тех областях применения, где требуется минимальный объем повреждения снарядами, трубчатые компоненты контейнера по изобретению могут быть изготовлены из пластика или керамических материалов, чей эффективный радиус действия ограничивается растяжением и разрывом, дающими очень большое отношение поверхности к массе, и соответственно чрезвычайно высокое дробление.
Пример
Полоса алюминия шириной 25 мм и толщиной 5 мм была изогнута вдоль ее продольной оси под углом 170°, и к ее выпуклой поверхности были приклеены три полосы пластичного взрывчатого вещества SX2, каждая шириной 25 мм и толщиной 3 мм. Это дало расчетную взрывную нагрузку, эквивалентную 480 г/метр. Данный заряд был подожжен на расстоянии 1000 мм от линии препятствия из колюще-режущей проволоки и имеющей толщину 5 мм пластины из высококачественной стали 43А. И проволока, и пластина были прорезаны. Снаряд не был выпущен в направлении точно по нормали к продольной оси заряда, но имел наклон вперед под углом приблизительно 40°.
Ранее уже было показано, как случайным образом получающие форму и распределяемые фрагменты металлического цилиндра, заполненного детонирующим взрывчатым веществом, могут быть сделаны связанными, формируя тем самым удлиненные снаряды, путем формирования сторон трубы в виде вогнутых или линзообразного сечения продольных элементов, которые остаются цельными и поэтому действуют как продольные самокующиеся фрагментарные снаряды. Это позволяет обеспечить сохранность режущих свойств более постоянными на большем расстоянии, чем у фрагментов, получаемых из заполненных взрывчатым веществом труб с однородной толщиной стенки.
Далее описаны альтернативные средства для уменьшения случайного характера образования фрагментов в заполненных взрывчатым веществом металлических трубах, и таким образом для создания подобных удлиненных снарядов.
Как показано на фиг. 10, металлическая труба 101 квадратного сечения по существу заполнена детонационным взрывчатым веществом 104. Между каждой плоской поверхностью 102 трубы 101 размещен элемент 102 отклонения ударной волны. Он по существу имеет линзообразное или призматическое сечение, и материал, используемый для его изготовления, и его форма определяются в зависимости от скорости распространения ударной волны. Так как скорость распространения ударной волны будет ниже, чем скорость детонации взрывчатого вещества 104, ударный фронт будет отклоняться подобно прохождению света через призму. Следствием этого отклонения будет то, что иначе расходящиеся линейные участки, составляющие продольные элементы трубы 101, станут параллельными, или даже сходящимися, продольной плоскости, проходящей через среднюю линию каждой плоской стороны 105 и нормальной его поверхности.
Следствием такого уменьшения радиального расхождения продольных элементов трубы 101 будет то, что каждая сторона трубы 101 останется в значительной степени связанной и сформирует продольные снаряды 103.
Понятно, что данный принцип не ограничивается трубами, имеющими четыре стороны.
Альтернативная конструкция проиллюстрирована на фиг. 11, в которой элементы 107 отклонения ударной волны находятся на внутренней стенке цилиндрической трубы 106, содержащей взрывчатое вещество 105. Внутренняя поверхность элементов 107 может быть плоской или выпуклой. Удлиненный снаряд 108 создается каждым элементом 107 отклонения.
Чем больше кривизна внутренних поверхностей формирующих волну элементов 102 и 107 и медленнее скорость распространения ударной волны в этом месте, тем больше степень сближения вместе элементов материала снаряда, составляющих стенки труб 101 и 106.
Фиг. 12 показывает заряд, в котором металлическая труба 110 содержит четыре элемента 110 отклонения, которые соединены тонкостенными секциями 111. Элементы 110 отклонения и соединительные элементы 111 таким образом составляют гибкий облицовочный элемент 112. Данный элемент 112 может иметь или гибкие соединительные элементы 111 или может быть выполнен из эластичного материала. Это облегчает вставку элемента 112 в трубу 109 перед заполнением взрывчатым веществом 113. Набивка или закачка взрывчатого вещества в просвет элемента 112 раздувает его и прижимает внешнюю стенку элемента 112 к внутренней стенке трубы 109.
Использование гибкого или эластичного элемента 112 имеет дополнительное преимущество, заключающееся в облегчении заполнения заряда взрывчатыми веществами, которые вначале изготавливаются в виде пасты, но которые осаживаются для формирования твердых тел. Типичным примером таких взрывчатых веществ являются пластичные взрывчатые вещества, в которых высокодисперсный взрывчатый материал, такой как циклотетраметилентетранитрамин, распыляется в вязкую жидкостную матрицу, такую как полибутадиен с концевыми гидрогруппами, который смешивается с связующим веществом, таким как органический диизоцианат, непосредственно перед заполнением. Взаимодействие последних двух компонентов преобразует вязкую жидкость в резиноподобное твердое тело. Типичным примером такого взрывчатого вещества является композиция PBXN-110.
Часто при заполнении боеприпасов взрывчатыми веществами, имеющими такой состав, возникают сложности из-за трудности удаления пузырей воздуха. Путем присоединения резервуара с таким взрывчатым веществом к концу вакуумированного, глухого и имеющего возможность его надувания элемента 112 может быть создан поток взрывчатого вещества в трубу 109 путем приложения вакуума к пространству 114 между внутренней стенкой металлической трубы 109 и внешней поверхностью надувного элемента 112. Одновременное приложение положительного давления к открытому концу элемента 112 способствует процессу заполнения и прижимает внешнюю поверхность элемента 112 к внутренней поверхности трубы 109.
Реферат
Изобретения относятся к линейному снарядоформирующему заряду для получения одного или более связанных стержнеобразных снарядов и области его использования. Заряд содержит трубчатый контейнер для приема взрывчатого материала и имеющий один или более стеновых участков с внутренней частью вогнутой формы, которая перевернута, когда заряд детонирует, и дает эффект фокусирования в материале стенки, из которого она состоит для получения снаряда или снарядов посредством детонации заряда. Этот эффект ведет к получению стержнеобразного снаряда. Данный заряд применяют для пробития проволочных заграждений. Повышается эффективность заряда. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 12 ил.
