Формованный заряд

редактировать
Взрывчатое вещество со сфокусированным эффектом Разделенный фугасный противотанковый снаряд с видимым внутренним кумулятивным зарядом 1: Аэродинамическое покрытие; 2: полость, заполненная воздухом; 3 - коническая гильза; 4: Детонатор; 5: взрывчатое вещество; 6: Пьезоэлектрический триггер

A кумулятивный заряд - это заряд взрывчатого вещества, имеющий форму для фокусирования эффекта энергии взрывчатого вещества. Различные типы используются для резки и формовки металла, инициирования ядерного оружия, пробивания брони и пробивания скважин в нефтегазовой промышленности.

Типичный современный кумулятивный заряд с металлической гильзой в полости заряда может пробивать броневую сталь на глубину, в семь или более раз превышающую диаметр заряда (диаметры заряда, CD), хотя были достигнуты большие глубины 10 CD и выше.. Вопреки широко распространенному заблуждению (возможно, из-за аббревиатуры HEAT, сокращенно от фугасной противотанковой боеголовки) кумулятивный заряд никоим образом не зависит от нагрева или плавления для своей эффективности; то есть струя кумулятивного заряда не проходит сквозь броню, так как ее действие носит чисто кинетический характер - однако процесс действительно создает значительное тепло и часто имеет значительное вторичное зажигательное эффект после проникновения.

Содержание

  • 1 Эффект Манро
  • 2 Области применения
    • 2.1 Современные военные
    • 2.2 Невоенные
  • 3 Функция
    • 3.1 Лайнер
    • 3.2 Заряд взрывчатого вещества
    • 3.3 Другие особенности
  • 4 Защита
  • 5 Варианты
    • 5.1 Линейные кумулятивные заряды
    • 5.2 Взрывоопасный пенетратор
    • 5.3 Тандемная боеголовка
    • 5.4 Компрессор Войтенко
    • 5.5 Ядерные кумулятивные заряды
  • 6 Примеры в media
  • 7 См. также
  • 8 Ссылки
  • 9 Дополнительная литература
  • 10 Внешние ссылки

Эффект Манро

Эффект Манро или Неймана - это фокусировка энергии взрыва полым или пустотный разрез на поверхности взрывчатого вещества. Самое раннее упоминание о полых зарядах относится к 1792 году. Франц Ксавер фон Баадер (1765–1841) в то время был немецким горным инженером; в горном журнале он выступал за коническое пространство на переднем конце взрывного заряда, чтобы увеличить эффект взрывчатого вещества и тем самым сэкономить порох. Идея была принята на время в Норвегии и на шахтах гор Гарца в Германии, хотя единственным доступным взрывчатым веществом в то время был порох, который не был фугасным и, следовательно, неспособен произвести ударную волну, которая требуется для эффекта кумулятивного заряда.

Первый истинный эффект полого заряда был достигнут в 1883 году Максом фон Ферстером (1845–1905), руководитель нитроцеллюлозного завода Wolff Co. в Вальсроде, Германия.

К 1886 году Густав Блум из Дюссельдорфа Германия подала США Патент 342,423 на металлические детонаторы с полусферической полостью для концентрации воздействия взрыва в осевом направлении. Эффект Манро назван в честь Чарльза Э. Манро, который открыл его в 1888 году. Как гражданский химик, работавший на военно-морской торпедной станции в Ньюпорте, Род-Айленд, он заметил, что когда блок взрывчатого вещества ваты с выбитым на нем названием производителя взорвался рядом с металлической пластиной, надпись была вырезана на пластине. И наоборот, если бы буквы были рельефно подняты над поверхностью взрывчатого вещества, то буквы на пластине также были бы подняты над его поверхностью. В 1894 году Манро сконструировал первый примитивный кумулятивный заряд:

Среди проведенных экспериментов... был один на безопасном кубе длиной двадцать девять дюймов со стенками толщиной четыре дюйма и три четверти, сделанными из пластин железа и стали... [Когда] когда полый заряд динамита весом девять с половиной фунтов и незадействованный был взорван на нем, дыра диаметром три дюйма прорвалась сквозь стену... Полый патрон был сделан путем связывания стержней динамит вокруг консервной банки, открытая горловина последней опущена вниз.

Хотя открытие Манро кумулятивного заряда широко освещалось в 1900 г. в журнале Popular Science Monthly, важность «лайнера» полого заряда в жестяной банке оставалась непризнанным еще 44 года. Часть этой статьи 1900 года была перепечатана в выпуске журнала Popular Science за февраль 1945 года, в котором описывалось, как работают кумулятивные боеголовки. Именно эта статья, наконец, открыла широкой публике, как легендарная Базука на самом деле работала против бронетехники во время Второй мировой войны.

В 1910 году Эгон Нойман из Германии обнаружил, что блок из TNT, который обычно вдавливал бы стальную пластину, пробивал через нее отверстие, если бы взрывчатка имела коническую вмятину. Военная полезность работ Манро и Неймана долгое время недооценивалась. В период между мировыми войнами ученые из нескольких стран - Мирон Яковлевич Сухаревский (Мирон Яковлевич Сухаревский) в Советском Союзе, Уильям Х. Плейс и Дональд Уитли Вудхед в Великобритании и Роберт Уильямс Вуд в США - признали, что во время взрыва могли образоваться снаряды. Однако только в 1932 году Франц Рудольф Томанек, студент факультета физики Венской Высшей школы науки, изобрел противотанковый снаряд, основанный на эффекте полого заряда. Когда австрийское правительство не проявило интереса к реализации этой идеи, Томанек переехал в берлинскую Высшую техническую школу, где продолжил обучение у эксперта по баллистике Карла Юлиуса Кранца. Там в 1935 году он и Хельмут фон Хаттерн разработали прототип противотанкового снаряда. Хотя характеристики оружия оказались разочаровывающими, Томанек продолжил свои разработки, сотрудничая с Хубертом Шарденом в Waffeninstitut der Luftwaffe (Военно-воздушном институте ВВС) в Брауншвейге.

К 1937 году Шарден считал, что это пустота. -зарядные эффекты были обусловлены взаимодействием ударных волн. Именно во время проверки этой идеи 4 февраля 1938 г. Томанек задумал кумулятивное взрывное устройство (или Hohlladungs-Auskleidungseffekt (эффект лайнера полого заряда)). (Именно Густав Адольф Томер в 1938 году впервые визуализировал с помощью импульсной радиографии металлическую струю, образовавшуюся в результате взрыва кумулятивного заряда.) Между тем, Генри Ганс Мохаупт, инженер-химик из Швейцарии, независимо разработал кумулятивный боеприпас в 1935 году, который был продемонстрирован вооруженным силам Швейцарии, Франции, Великобритании и США.

Во время Второй мировой войны кумулятивные боеприпасы были разработаны Германией (Panzerschreck, Panzerfaust, Panzerwurfmine, Mistel ), Великобритания (PIAT, кратерный заряд «Улей»), Советский Союз (RPG-43, РПГ-6 ) и США (базука ). Разработка кумулятивных зарядов произвела революцию в противотанковой войне. Танки столкнулись с серьезной уязвимостью из-за оружия, которое мог носить пехотинец или самолет.

Одно из первых применений кумулятивных зарядов было осуществлено немецкими войсками на планерах против бельгийского форта Эбен-Эмаэль в 1940 году. Эти подрывные заряды были разработаны доктором Вуэльфкеном из Немецкой артиллерийской службы. Office - это были незащищенные заряды взрывчатого вещества и не производили металлическую струю, как современные кумулятивные боеголовки. Из-за отсутствия металлической гильзы они встряхнули башни, но не разрушили их, и другие воздушно-десантные войска были вынуждены взбираться на башни и разбивать стволы орудий.

Применения

Современные военные

Общий термин в военной терминологии для кумулятивных боеголовок - осколочно-фугасная противотанковая боеголовка (HEAT). Кумулятивные боеголовки часто используются в противотанковых управляемых ракетах, неуправляемых ракетах, артиллерийских снарядах (как вращающихся, так и невращающихся), винтовочных гранатах, фугасы, бомбы, торпеды и другое другое оружие.

Невоенное

В невоенном применении кумулятивные заряды используются при взрывном сносе зданий и сооружений, в частности, для прорезания металлических свай, колонн и балок и для растачивания отверстий. В сталеплавильном производстве небольшие кумулятивные заряды часто используются для прошивки, забитой шлаком. Они также используются при разработке карьеров, вскрытии льда, разбивании заторов бревен, валке деревьев и бурении ям для столбов.

Формованные заряды наиболее широко используются в нефти и природном газе промышленности, в частности, в заканчивании нефтяных и газовых скважин, в которых они взрываются для перфорирования металлической обсадной трубы скважины с интервалами, чтобы допустить приток нефти и газ.

Кумулятивное взрывчатое вещество весом 4,5 кг (9,9 фунта) было использовано в миссии Хаябуса2 на астероид 162173 Рюгу. Устройство было сброшено на астероид, где космический корабль затем переместился за укрытие и взорвался, оставив кратер шириной около 10 метров, где он мог бы предоставить образец нетронутого астероида.

Функция

40 фунтов (18 кг) Состав B «сформированный снаряд», используемый боевыми инженерами. Кумулятивный заряд используется для просверливания отверстия для кратера.

Типичное устройство состоит из сплошного цилиндра взрывчатого вещества с металлической облицовкой конической полостью на одном конце и центральным детонатором., массив детонаторов или детонационный волновод на другом конце. Энергия взрыва высвобождается непосредственно от (перпендикулярно к ) поверхности взрывчатого вещества, поэтому формирование взрывчатого вещества будет концентрировать взрывную энергию в пустоте. Если полость имеет правильную форму (обычно коническую), огромное давление, создаваемое детонацией взрывчатого вещества, толкает гильзу в полой полости внутрь, чтобы она схлопывалась относительно ее центральной оси. В результате столкновения образуется и выбрасывается высокоскоростная струя металлических частиц вперед вдоль оси. Большая часть материала струи происходит из самой внутренней части гильзы, слоя примерно от 10% до 20% толщины. Остальная часть футеровки образует медленно движущийся кусок материала, который из-за своего внешнего вида иногда называют «морковкой».

Из-за изменения скорости схлопывания хвостовика, скорость струи также изменяется по ее длине, уменьшаясь спереди. Это изменение скорости струи растягивает ее и в конечном итоге приводит к ее распаду на частицы. Со временем частицы имеют тенденцию выпадать из выравнивания, что уменьшает глубину проникновения при длительных зазорах.

Кроме того, на вершине конуса, который образует самый передний край струи, лайнер не успевает полностью разогнаться до того, как он сформирует свою часть струи. Это приводит к тому, что небольшая часть струи выбрасывается с меньшей скоростью, чем струя, образующаяся позже за ней. В результате начальные части струи сливаются, образуя ярко выраженную более широкую вершину.

Большая часть реактивного самолета движется с гиперзвуковой скоростью. Острие движется со скоростью от 7 до 14 км / с, хвостовая часть реактивной струи - с меньшей скоростью (от 1 до 3 км / с), а снаряд - с еще меньшей скоростью (менее 1 км / с). Точные скорости зависят от конфигурации и удержания заряда, типа взрывчатого вещества, используемых материалов и режима инициирования взрывчатого вещества. При типичных скоростях процесс проникновения создает такие огромные давления, что его можно считать гидродинамическим ; в хорошем приближении струю и броню можно рассматривать как невязкие, сжимаемые жидкости (см., например,) без учета прочности их материалов.

Недавний метод с использованием анализа магнитной диффузии показал, что температура внешних 50% по объему наконечника медной струи во время полета составляла от 1100K до 1200K, что намного ближе к температуре плавления меди (1358 K). чем предполагалось ранее. Эта температура согласуется с гидродинамическим расчетом, который моделировал весь эксперимент. Для сравнения, двухцветные радиометрические измерения конца 1970-х годов показывают более низкие температуры для различных материалов гильзы кумулятивного заряда, конструкции конуса и типа взрывчатого наполнителя. Кумулятивный заряд Comp-B с медной гильзой и заостренным конусом на вершине имел температуру наконечника струи от 668 К до 863 К при отборе проб из пяти выстрелов. Заряды с октолом с закругленным конусом на вершине обычно имели более высокие температуры поверхности, в среднем 810 K, а температура оловянно-свинцовой гильзы с наполнителем Comp-B составляла в среднем 842 K. В то время как струя оловянно-свинцовая была определена как жидкая., струи меди значительно ниже точки плавления меди. Однако эти температуры не полностью согласуются с доказательствами того, что частицы мягкой извлеченной струи меди показывают признаки плавления в ядре, в то время как внешняя часть остается твердой и не может быть отождествлена ​​с объемной температурой.

Расположение заряда относительно его цель важна для оптимального проникновения по двум причинам. Если заряд взорван слишком близко, струе не хватит времени для полного развития. Но струя распадается и рассеивается на относительно небольшом расстоянии, обычно менее двух метров. При таких зазорах он распадается на частицы, которые имеют тенденцию кувыркаться и уноситься от оси проникновения, так что следующие друг за другом частицы имеют тенденцию расширяться, а не углублять отверстие. При очень длинных зазорах скорость теряется до сопротивления воздуха, что еще больше ухудшает проникновение.

Ключ к эффективности полого заряда - его диаметр. По мере того, как проникновение продолжается через цель, ширина отверстия уменьшается, что приводит к характерному действию «кулак в палец», когда размер конечного «пальца» зависит от размера исходного «кулака». Как правило, кумулятивные заряды могут пробивать стальную пластину толщиной от 150% до 700% их диаметра, в зависимости от качества заряда. Цифра предназначена для базовой стальной пластины, а не для композитной брони, реактивной брони или других типов современной брони.

Вкладыш

Наиболее распространенной формой вкладыша является конус с внутренним углом при вершине от 40 до 90 градусов. Разные углы при вершине приводят к разному распределению массы и скорости струи. Небольшие углы при вершине могут привести к бифуркации струи или даже к тому, что струя вообще не сможет сформироваться; это объясняется тем, что скорость схлопывания превышает определенный порог, обычно немного выше, чем объемная скорость звука материала гильзы. Другие широко используемые формы включают полусферы, тюльпаны, трубы, эллипсы и биконические формы; из разных форм получаются струи с разным распределением скорости и массы.

Вкладыши изготавливаются из многих материалов, включая различные металлы и стекло. Наиболее глубокие проникновения достигаются при использовании плотного пластичного металла, и очень распространенным выбором была медь. Для некоторых современных средств защиты от брони были приняты молибден и псевдосплавы вольфрамового наполнителя и медной связки (9: 1, таким образом, плотность составляет ≈18 Мг / м). Были опробованы почти все обычные металлические элементы, включая алюминий, вольфрам, тантал, обедненный уран, свинец, олово, кадмий, кобальт, магний, титан, цинк, цирконий, молибден, бериллий, никель, серебро и даже золото и платина. Выбор материала зависит от цели, которую нужно пробить; например, алюминий был признан предпочтительным для бетонных мишеней.

В раннем противотанковом оружии в качестве подкладочного материала использовалась медь. Позже, в 1970-х годах, было обнаружено, что тантал превосходит медь из-за его гораздо более высокой плотности и очень высокой пластичности при высоких скоростях деформации. Другие металлы и сплавы с высокой плотностью, как правило, имеют недостатки с точки зрения цены, токсичности, радиоактивности или недостаточной пластичности.

Для самых глубоких проникновений чистые металлы дают наилучшие результаты, поскольку они демонстрируют наибольшую пластичность, что задерживает распад струи на частицы при ее растяжении. Однако в расходах на заканчивание нефтяной скважины важно, чтобы не образовывалась твердая пробка или «морковь», так как она закупорила бы только что пробитую скважину и помешала бы притоку нефти. Поэтому в нефтяной промышленности футеровки обычно изготавливаются методом порошковой металлургии, часто из псевдосплавов, которые, если неспеченные, дают струи, состоящие в основном из диспергированные мелкие частицы металла.

Нетканые подкладки холодного прессования, однако, не являются водонепроницаемыми и имеют тенденцию быть хрупкими, что позволяет легко повредить их при обращении с ними. Можно использовать биметаллические футеровки, обычно из оцинкованной меди; при формировании струи слой цинка испаряется и пробка не образуется; недостатком является повышенная стоимость и зависимость образования струи от качества соединения двух слоев. Низкоплавкие (ниже 500 ° C) припой - или припой -подобные сплавы (например, Sn 50Pb50, Zn 97,6 Pb 1.6, или чистые металлы, такие как свинец, цинк или кадмий); они расплавляются, не доходя до обсадной трубы, и расплавленный металл не забивает отверстие. Другие сплавы, бинарные эвтектики (например, Pb 88,8 Sb 11,1, Sn 61,9 Pd 38,1 или Ag 71,9 Cu 28,1), образуют композитный материал с металлической матрицей с пластичной матрицей с хрупкими дендритами ; такие материалы уменьшают образование пробок, но им трудно придать форму.

Металлический матричный композит с дискретными включениями легкоплавкого материала - другой вариант; включения либо плавятся до того, как струя достигает обсадной трубы, ослабляя материал, либо служат местами зарождения трещин , и снаряд разрушается при ударе. Дисперсия второй фазы может быть достигнута также с помощью литейных сплавов (например, меди) с нерастворимым в меди металлом с низкой температурой плавления, например висмутом, 1–5% лития или до 50% (обычно 15–30%). %) вести; размер включений можно регулировать термической обработкой. Также может быть достигнуто неоднородное распределение включений. Другие добавки могут изменять свойства сплава; олово (4–8%), никель (до 30% и часто вместе с оловом), до 8% алюминия, фосфор (образующий хрупкие фосфиды) или 1–5% кремний образуют хрупкие включения, служащие местами зарождения трещин. Можно добавить до 30% цинка, чтобы снизить стоимость материала и сформировать дополнительные хрупкие фазы.

Футеровки из оксидного стекла образуют струи с низкой плотностью, что приводит к меньшей глубине проникновения. Двухслойные вкладыши с одним слоем менее плотного, но пирофорного металла (например, алюминия или магния ), могут использоваться для усиления зажигательного эффекта после брони. -пирсинговое действие; сварка взрывом может использоваться для их изготовления, так как тогда поверхность раздела металл-металл будет однородной, не будет содержать значительного количества интерметаллидов и не окажет неблагоприятного воздействия на образование струя.

Глубина проникновения пропорциональна максимальной длине струи, которая является произведением скорости конца струи и времени до образования частиц. Скорость наконечника струи зависит от объемной скорости звука в материале гильзы, время образования частиц зависит от пластичности материала. Максимально достижимая скорость струи примерно в 2,34 раза превышает скорость звука в материале. Скорость может достигать 10 км / с, достигая максимума примерно через 40 микросекунд после взрыва; острие конуса подвергается ускорению около 25 миллионов g. Хвостовая часть реактивной струи достигает около 2–5 км / с. Давление между наконечником форсунки и целью может достигать одного терапевпаскаля. Огромное давление заставляет металл течь как жидкость, хотя дифракция рентгеновских лучей показала, что металл остается твердым; одна из теорий, объясняющих такое поведение, предполагает расплавленное ядро ​​и твердую оболочку струи. Лучшими материалами являются металлы гранецентрированной кубической формы, поскольку они наиболее пластичны, но даже графит и конусы с нулевой пластичностью керамические демонстрируют значительную пенетрацию.

Заряд взрывчатого вещества

Для оптимального проникновения обычно выбирают фугасное взрывчатое вещество с высокой скоростью детонации и давлением. Наиболее распространенным взрывчатым веществом, используемым в высокопроизводительных противобронированных боеголовках, является HMX (октоген), но никогда не в чистом виде, поскольку оно было бы слишком чувствительным. Обычно в него добавляют несколько процентов какого-либо пластикового связующего, например, в полимерно-связанном взрывчатом веществе (PBX) LX-14, или с другим менее чувствительным взрывчатым веществом, таким как TNT, с которым образует октол. Другими распространенными высокоэффективными взрывчатыми веществами являются композиции на основе гексогена, также либо в виде PBX, либо в смесях с TNT (с образованием композиции B и циклотолы ) или воском ( Циклониты). Некоторые взрывчатые вещества содержат порошкообразный алюминий для повышения их температуры взрыва и детонации, но это добавление обычно приводит к снижению характеристик кумулятивного заряда. Были проведены исследования по использованию очень мощного, но чувствительного взрывчатого вещества CL-20 в кумулятивных боеголовках, но в настоящее время из-за его чувствительности оно было выполнено в форме композитного LX PBX. -19 (связующее CL-20 и Estane).

Другие особенности

«Формирователь волн» - это тело (обычно диск или цилиндрический блок) из инертного материала (обычно твердого или вспененного пластика, но иногда металла, возможно полого), вставленного в взрывчатое вещество с целью изменения траектории детонационной волны. Эффект заключается в изменении схлопывания конуса и возникающего в результате образования струи с целью повышения производительности проникновения. Waveshapers часто используются для экономии места; более короткий заряд с формирователем волны может достичь тех же характеристик, что и более длинный заряд без формирователя волны.

Другой полезной конструктивной особенностью является субкалибровка, то есть использование гильзы, имеющей меньший диаметр (калибр), чем заряд взрывчатого вещества. В обычном заряде взрывчатое вещество у основания конуса настолько тонкое, что оно не может разогнать соседний лайнер до скорости, достаточной для образования эффективной струи. При подкалиброванном заряде эта часть устройства фактически отключена, что приводит к более короткому заряду с той же производительностью.

Защита

Во время Второй мировой войны точность конструкции заряда и режим его детонации были хуже, чем у современных боеголовок. Из-за этой более низкой точности струя изгибалась и разбивалась раньше и, следовательно, на меньшем расстоянии. Полученная дисперсия уменьшила глубину проникновения для данного диаметра конуса, а также сократила оптимальное расстояние зазора. Поскольку заряды были менее эффективны при более крупных противостояниях, боковые юбки и юбки башни (известные как Schürzen), установленные на некоторых немецких танках для защиты от обычных противотанковых ружей, были случайно обнаружены, чтобы дать реактивное пространство для рассеивания и, следовательно, уменьшения теплового проникновения.

Использование дополнительной дистанционной брони юбок на бронетехнике может иметь противоположный эффект и фактически увеличить пробивную способность некоторых боеголовок с кумулятивным зарядом. Из-за ограничений по длине снаряда / ракеты встроенная дистанция защиты многих боеголовок меньше оптимальной. В таких случаях плинтус эффективно увеличивает расстояние между броней и целью, и боеголовка детонирует ближе к своему оптимальному противостоянию. Плинтус не следует путать с броней клетки, которая используется для повреждения системы взрывателя снарядов РПГ-7. Броня работает за счет деформации внутреннего и внешнего зажигания и замыкания цепи зажигания между носовым датчиком пьезоэлектрическим ракетой и узлом заднего взрывателя. Броня клетки также может вызывать наклон снаряда вверх или вниз при ударе, удлиняя путь проникновения для потока проникновения кумулятивного заряда. Если носовой зонд задевает одну из планок брони клетки, боеголовка будет работать в обычном режиме.

Варианты

Есть несколько форм кумулятивных зарядов.

Линейные кумулятивные заряды

Линейные кумулятивные заряды

Линейные кумулятивные заряды (ЛКЗ) имеют облицовку с V-образным профилем и переменной длиной. Облицовка окружена взрывчатым веществом, затем взрывчатое вещество заключено в подходящий материал, который служит для защиты взрывчатого вещества и удержания (уплотнения) его при взрыве. «При взрыве фокусировка взрывной волны высокого давления, когда она падает на боковую стенку, приводит к разрушению металлической облицовки LSC, создавая силу резания». Детонация проходит в футеровку, образуя сплошную ножевую (плоскую) струю. Струя режет любой материал на своем пути на глубину, зависящую от размера и материалов, используемых в заряде. Как правило, струя проникает примерно в 1–1,2 раза больше ширины заряда. Для резки сложной геометрии существуют также гибкие версии линейного кумулятивного заряда, которые имеют оболочку из свинца или пенопласта высокой плотности и пластичный / гибкий материал футеровки, который также часто бывает свинцом. LSC обычно используются при резке рулонных стальных балок (RSJ) и других структурных объектов, таких как управляемый снос зданий. LSC также используются для разделения ступеней многоступенчатых ракет.

Взрывоопасный пенетратор

Формирование боеголовки EFP. ВВС США Исследовательская лаборатория

Пенетратор с взрывной формовкой (EFP) также известен как самокковывающийся фрагмент (SFF), снаряд с разрывной формовкой (EFP), самовзрывной снаряд (SEFOP), пластинчатый заряд, и обвинение Мишне-Шардена (MS). EFP использует действие волны детонации взрывчатого вещества (и, в меньшей степени, движущее действие продуктов его детонации), чтобы выдвигать и деформировать пластину или тарелку из пластичного металла (такого как медь, железо или тантал) в компактный высокопрочный металл. скоростной снаряд, обычно называемый пулей. Этот снаряд направляется к цели со скоростью около двух километров в секунду. Основным преимуществом EFP перед обычным (например, коническим) кумулятивным зарядом является его эффективность при очень больших зазорах, в сотни раз превышающих диаметр заряда (возможно, сотню метров для практического устройства).

EFP относительно не подвержен воздействию реактивной брони первого поколения и может преодолевать расстояние до 1000 диаметров заряда (CD) с, прежде чем его скорость станет неэффективной для пробивания брони из-за аэродинамического сопротивления, или успешное попадание в цель становится проблемой. Удар шара или пули EFP обычно вызывает образование отверстия большого диаметра, но относительно неглубокого, в лучшем случае пары компакт-дисков. Если EFP пробивает броню, происходит скалывание и обширные эффекты позади брони (BAE, также называемые повреждением позади брони, BAD). BAE в основном вызывается высокотемпературными и высокоскоростными фрагментами брони и снарядов, которые вводятся во внутреннее пространство, и взрывом избыточным давлением, вызванным этими обломками. Более современные версии боеголовок EFP за счет использования расширенных режимов инициирования также могут производить снаряды с удлиненными стержнями (удлиненные пули), многослойные пули и снаряды с оребренными стержнями и пули. Длинные стержни способны пробивать гораздо большую глубину брони, с некоторыми потерями для BAE, многослойные пули лучше поражают легкие или площадные цели, а оребренные снаряды намного точнее.

Использование этого типа боеголовки в основном ограничивается легкобронированными областями основных боевых танков (ОБТ), такими как верхняя, нижняя и задняя бронированные области. Он хорошо подходит для атаки других менее защищенных боевых бронированных машин (ББМ) и для прорыва материальных целей (здания, бункеры, опоры мостов и т. Д.). Новые стержневые снаряды могут быть эффективны против более тяжело бронированных участков ОБТ. Оружие, использующее принцип EFP, уже использовалось в бою; суббоеприпасы «smart » в CBU-97 кассетной бомбе, использованной ВВС и ВМС США во время войны в Ираке 2003 года, использовали этот принцип, и США Сообщается, что армия экспериментирует с высокоточными артиллерийскими снарядами в рамках проекта SADARM (Seek And Destroy ARMor). Существуют также различные другие снаряды (BONUS, DM 642) и ракетные суббоеприпасы (Motiv-3M, DM 642) и мины (MIFF, TMRP-6), использующие принцип EFP. Примерами боеголовок EFP являются патенты США 5038683 и US6606951.

Тандемная боеголовка

Некоторые современные противотанковые ракеты (РПГ-27, РПГ-29 ) и ракеты (TOW 2B, ERYX, HOT, MILAN ) используют тандемную боеголовку кумулятивный заряд., состоящий из двух отдельных кумулятивных зарядов, расположенных один перед другим, обычно с некоторым расстоянием между ними. TOW-2A был первым, кто использовал тандемные боеголовки в середине 1980-х годов - аспект оружия, который армия США должна была раскрыть под давлением средств массовой информации и под давлением Конгресса из-за опасений, что противотанковые ракеты НАТО неэффективны против советских танков, которые были установлены. с новыми блоками ERA. Армия выяснила, что 40-миллиметровая боевая часть с кумулятивным зарядом была установлена ​​на конце разборного зонда TOW-2B. Обычно передний заряд несколько меньше заднего, так как он предназначен в первую очередь для разрушения ящиков или плиток ERA. Примерами тандемных боеголовок являются патенты США 7363862 и US 5561261. Противотанковая ракета США Hellfire - одна из немногих, в которых реализован сложный инженерный подвиг, заключающийся в наличии двух кумулятивных зарядов одинакового диаметра, установленных в одной боеголовке. Недавно российская оружейная фирма обнаружила 125-миллиметровый снаряд для танковой пушки с двумя кумулятивными зарядами одинакового диаметра, расположенными один за другим, но со смещением заднего одного из них, поэтому его проникающий поток не будет мешать проникновению переднего кумулятивного заряда. Причина, по которой и Hellfire, и российские 125-миллиметровые боеприпасы, имеющие тандемные боеголовки одинакового диаметра, заключаются не в увеличении пробиваемости, а в увеличении эффекта за пределами брони.

компрессора Войтенко

В 1964 году русский ученый предложил приспособить кумулятивный заряд, первоначально разработанный для пробивания толстой стальной брони, для ускорения ударных волн. Получившееся устройство, немного напоминающее аэродинамическую трубу, получило название компрессор Войтенко. Компрессор Войтенко первоначально отделяет тестовый газ от кумулятивного заряда пластиной из ковкой стали . Когда кумулятивный заряд взрывается, большая часть его энергии сосредотачивается на стальной пластине, продвигая ее вперед и выталкивая перед собой тестовый газ. Эймс воплотил эту идею в самоуничтожающейся ударной трубе. 66-фунтовый кумулятивный заряд ускорял газ в 3-сантиметровой стеклянной трубе длиной 2 метра. Скорость образовавшейся ударной волны составила 220 000 футов в секунду (67 км / с). Аппарат, подвергшийся взрыву, был полностью разрушен, но не раньше, чем были извлечены полезные данные. В типичном компрессоре Войтенко кумулятивный заряд ускоряет водород, который, в свою очередь, ускоряет тонкий диск примерно до 40 км / с. Небольшая модификация концепции компрессора Войтенко - это сверхсжатая детонация, устройство, которое использует сжимаемое жидкое или твердое топливо в стальной камере сжатия вместо традиционной газовой смеси. Дальнейшим расширением этой технологии является взрывная ячейка с алмазной наковальней, в которой используются несколько противоположно направленных струй кумулятивных зарядов, выбрасываемых на одно герметичное стальное топливо, такое как водород. Топливо, используемое в этих устройствах, наряду с реакциями вторичного горения и длительным импульсом взрыва, создает условия, аналогичные тем, которые встречаются в топливе-воздухе и термобарических взрывчатых веществах.

Ядерные кумулятивные заряды

Предлагаемая ядерная двигательная установка проекта Орион потребовала бы разработки ядерных кумулятивных зарядов для реактивного ускорения космического корабля. Эффекты формованного заряда, вызванные ядерными взрывами, обсуждались спекулятивно, но, как известно, не были произведены на самом деле. Например, один из первых конструкторов ядерного оружия Тед Тейлор сказал в контексте кумулятивных зарядов: «Устройство деления мощностью в одну килотонну при правильной форме могло бы образовать дыру диаметром десять футов и тысячу футов. в твердую скалу ". Кроме того, ядерный проникающий снаряд, очевидно, был предложен для защиты от баллистических ракет в 1960-х.

Примеры в средствах массовой информации

Система заряда Krakatoa Shaped от Alford Technologies Ltd.
  • В программе Future Weapons канала Discovery была представлена ​​Krakatoa, простая система кумулятивного оружия, разработанная Alford Technologies для использования в специальных операциях. Оружие состояло из простой пластиковой внешней оболочки, медного конуса и объема пластической взрывчатки. Это устройство эффективно пробивало стальную пластину толщиной 1 дюйм (25 мм) на расстоянии нескольких метров.

См. Также

Ссылки

Дополнительная литература

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-08 03:39:54
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте