Авторизация
Авторизируйтесь
X
  • Логин*
  • Пароль *
или зарегистрируйтесь
Регистрация
X
  • Логин
    (3-15 символов)*
  • Пароль
    (6-15 символов)
    *
  • Подтвердите пароль *
Сообщение администратору
X
 
>>

Исследование научно-технических проблем эффекта кумуляции в зарядах малого и сверхмалого диаметра

Нгуен Минь Туан

Исследование научно-технических проблем эффекта кумуляции в зарядах малого и сверхмалого диаметра

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва - 2007

Диссертация | 2007 | Россия | docx/pdf | 7.2 Мб

Для доступа к источнику авторизируйтесь или зарегистрируйтесь.

Внимание! Все источники запакованы в zip архивы! Для распаковки на android-устройствах Вы можете воспользоваться одним из сторонних приложений, например Total Commander



05.17.07 - Химия и технология топлив и специальных продуктов.
Кумулятивный эффект -одно из мощных средств концентрации энергии взрыва в строго заданном направлении, что позволяет управлять действием взрыва и эффективно разрушать окружающую среду.
Благодаря необычайно высокой эффективности, кумулятивные заряды широко применяются в военных целях для борьбы с бронированными средствами противника, а также в мирной промышленности в горном деле, при добыче нефти, при обработке металлов взрывом, в космосе, для разделения космических объектов, при ликвидации последствий крупных аварий и катастроф, при тушении пожаров и т.д
Эффективность кумулятивных зарядов принято оценивать величиной бронепробивного действия, поэтому научные разработки в области кумуляции ведутся, в первую очередь, с целью достижения максимального бронепробивного действия при ограниченном калибре и весе ^заряда.
Одной из актуальных задач в области практического использования явления кумуляции является изучение влияния на эффективность бронепробивного действия кумулятивных зарядов малого калибра и веса состава мощных взрывчатых смесей, используемых для снаряжения боевых частей, а также элементов конструкции заряда.
В связи с этим в работе поставлены задачи:
1. Изучение теоретических основ явления кумуляции как эффективного способа управления местным действием взрыва;
2. Изучение и освоение технологии изготовления кумулятивных зарядов малого калибра и веса, на примере заряда перфоратора типа ЗПК-1ОЗ;
3. Изучение влияния калибра боеприпаса на бронепробивную способность кумулятивных зарядов;
4. Изучение влияния формы кумулятивной выемки на бронепробивную эффективность зарядов малого калибра; 
5. Выбор экспериментального метода, позволяющего оценить влияние физико-механических характеристик заряда и состава взрывчатых смесей на эффективность бронепробивного действия кумулятивных зарядов малого калибра;
6. Проведение экспериментов с целью установления влияния физико-механических характеристик заряда и состава взрывчатых смесей на эффективность бронепробивного действия кумулятивных перфораторов ЗПК-1ОЗ;
7. Ознакомление с теоретическими методами расчета параметров детонации ВВ и импульса контактного взрыва. Расчет этих характеристик для взрывчатых смесей используемых в работе и поиск корреляции между бронепробивным действием зарядов малого калибра, детонационными характеристиками и некоторыми показателями работоспособности взрывчатых веществ, использованных для снаряжения зарядов;
8. Разработка лутей повышения эффективности зарядов ЗПК-1ОЗ й прогнозирование пределов реального бронепробивного действия кумулятивных перфораторов;
9. Изучение бронепробивной способности кумулятивных зарядов малого калибра, оснащённых кумулятивными воронками «нетрадиционной» формы. Разработка основ теории бронепробивного действия кумулятивного заряда малого калибра, оснащённых кумулятивными воронками «нетрадиционной» формы.
В последующих главах данной работы последовательно излагаются пути решения сформулированных выше задач и полученные при этом результаты. 
1. Литературный обзор
1.1. Основные этапы в изучении и практическом использовании кумулятивного эффекта во взрывной технике
Термин «кумуляция» происходит от латинского cumulatio— скопление или cumulo - накапливаю. Дословно обозначает увеличение или усиление какого-либо эффекта [1,2].
Обычно, при взрыве сосредоточенного заряда ВВ, по мере удаления от источника взрыва, давление в расширяющихся продуктах взрыва быстро падает. Соответственно, падает и разрушающее действие продуктов взрыва, причем одинаково в разных направлениях. При взрыве же кумулятивного заряда, напротив, имеет место усиление разрушающего действия в направлении оси, так называемой, кумулятивной выемки. Такой эффект получается при использовании зарядов специальной формы. С этой целью, обычно, на внешней поверхности заряда, создают углубление - кумулятивную выемку. Продукты взрыва, выбрасываемые с поверхности заряда, образуют в направлении оси выемки сходящийся поток с высоким давлением и скоростью. Этот поток и обеспечивает повышенное разрушающее действие кумулятивных зарядов [3,4].
Высокая скорость потока продуктов взрыва, метаемых с поверхности заряда, необходимая для проявления эффекта кумуляции, может быть получена только при детонации ВВ. Поэтому, осуществленный в середине прошлого века синтез ряда химических соединений, способных к детонации, явился необходимой предпосылкой открытия явления кумуляции.
В 1864 г. русский военный инженер генерал М. М. Боресков открыл кумулятивный эффект и использовал его в саперном деле [5]. Но первые систематические исследования кумулятивного эффекта были проведены в 1923 - 1926 гг. М. Сухаревским, который установил зависимость
бронебойного действия кумулятивных зарядов без облицовки от формы выемки и ряда других факторов.
Позже было показано, что, если поверхность кумулятивной выемки облицована тонким слоем металла, то бронепробивное действие такого заряда увеличивается в несколько раз.
К началу Великой Отечественной войны на вооружении советских войск имелись различные типы бронебойных снарядов. Однако, кумулятивными снарядами отечественная артиллерия-тогда не располагала, хотя в немецкой армии боеприпасы этого типа уже были. Этот серьезный пробел в арсенале средств борьбы с бронированной техникой пришлось спешно ликвидировать уже в начале войны, в связи с резко возросшей броневой защитой танков.
В октябре 1941. г. в НИИ-6 инженер М. Я. Васильев начал исследования возможности практического использования кумулятивного эффекта при конструировании ^боеприпасов [6]. И уже в конце 1941 г. получил основные исходные данные, необходимые для проектирования кумулятивных снарядов. А в 1942 г., совместно с 3. В. Владимировой и Н.С. Житких, им был создан первый в Советском Союзе 76-мм кумулятивный снаряд, который, после некоторой доработки, был принят на вооружение и изготовлялся серийно в течение всей войны. Снаряд пробивал броню толщиной 100 мм и использовался для поражения средних немецких танков.
В 1942 г. группой конструкторов и ученых в составе И.П. Дзюбы, Н.П. Казейкина, И.П. Кучеренко, В.Я. Матюшкина и А.А. Гринберга были разработаны, а в начале 1943 г. приняты на вооружение 122 - мм и 152 - мм кумулятивные снаряды. Снаряды пробивали броню толщиной до 150 мм и поражали любые бронированные цели, в том числе и тяжелые немецкие танки «Тигр» и «Пантера».
В 1942 г. в КБ - 30 конструктор Н. П. Беляков начал разрабатывать гранату кумулятивного действия, которая была принята на вооружение в 1943 г. под индексом РПГ - 43 и предназначалась для борьбы с целями,
имевшими броню толщиной до 70 мм.
В связи с необходимостью поражения тяжелых танков «Тигр» и самоходных артиллерийских штурмовых установок «Фердинанд» с увеличенной толщиной брони была разработана и в октябре 1943 г. принята на вооружение ручная противотанковая граната РПГ- 6, которая пробивала броню толщиной до 100 мм.
В 1943 г. в немецкой армии появились фаустпатроны. Фаустпатрон (“бронепробивной кулак”) - это динамореактивный гранатомет одноразового действия, состоящий из надкалиберной кумулятивной гранаты с хвостовым оперением, порохового (вышибного)-заряда и открытого с обоих концов ствола, со стреляющим механизмом и прицельной планкой. Имелись два варианта фаустпатронов - Ф-1 и Ф-2 с дальностью стрельбы до 30 метров. Масса Ф-1 - 5,35 кг, Ф-2 - 3,25 кг; масса гранаты соответственно 2,8 кг и 1,65 кг; бронепробиваемость по нормали — 200 и 140 мм. В момент выстрела из казенной части трубы вылетал сноп пламени длиной до 4 метров, начальная скорость гранаты составляла 50-70 м/с.
Фаустпатрон оказался эффективным средством поражения танков и других бронированных целей.
Помимо стрелковых и артиллерийских боеприпасов кумулятивный
эффект с успехом был использован при конструировании авиационных
боеприпасов. Для борьбы с танками эффективно использовалась штурмовая
авиация. Однако обычные фугасно-осколочные авиабомбы в борьбе с танками
были не эффективны [6]. В 1942 г. конструктор И.А. Ларионов предложил
конструкцию легкой противотанковой авиабомбы кумулятивного действия и в
апреле 1943 г. была принята на вооружение противотанковая авиабомба ПТАБ-
2,5-1,5, пробивавшая броню толщиной до 70 мм. Эти ПТАБы, явившиеся «
прообразом современных кассетных боеприпасов, сыграли решающую роль в уничтожении немецких танков во время битвы на Курской дуге. В декабре 1944 г. началось производство более крупной противотанковой авиабомбы 
кумулятивного действия ПТАБ-10-2,5, которая пробивала 160 мм брони.
После окончания Великой Отечественной войны кумулятивный эффект находит широкое применение и в мирных целях.
При создании и эксплуатации скважин, предназначенных для разведки и разработки месторождений полезных ископаемых (нефти, газа, угля, воды, и др.), широко применяются простреленные и взрывные работы. С их помощью выполняют важнейшие операции, осуществление которых другими способами, например, чисто механическими, является сложной, трудоемкой, дорогой, а иногда, и неосуществимой задачей, особенно на больших глубинах [7,8,9].
В 1942 - 1943 гг. для перфорации и торпедирования скважин было предложено использовать кумулятивные заряды (в СССР - Ю.Л. Колодяжный, в США - К. Девис и Л. Берроус).
В 1954 г. началось внедрение отечественных кумулятивных перфораторов, которые, благодаря большой пробивной способности, большей термостойкости и высокой производительности зарядного комплекса, в 60-е годы почти полностью вытеснили пулевые перфораторы.
Кумулятивные заряды используются для резки кабеля, мостовых балок, листов металла большой толщины. Их применяют для резки металлических профилированных листов и труб. В промышленности довольно широко используется сварка взрывом также основанная на использовании явления кумуляции [10].
Принцип действия кумулятивных зарядов находит применение и в научных исследованиях. Например, явление кумуляции используется для метания частиц вещества, имитирующих космические объекты, со скоростями, достигающими 100 км/сек, а также для получения сверхвысоких давлений с целью изучения свойств различных веществ в этих условиях.
Теоретические и экспериментальные исследования кумулятивного эффекта, ввиду его большого значения, в 1942 — 1943 гг. провели М. А. Лаврентьев, К. П. Станюкович, Г. И. Покровский. 
1.2. Гидродинамическая теория формирования кумулятивной струи
1.2.1. Теория сходящихся струй и ее применение М.А. Лаврентьевым для описания явления кумуляции
Гидродинамическая теория кумуляции [11,12,13], предложенная М. А. Лаврентьевым, основана на модели идеальной несжимаемой жидкости. Принципиально важным шагом автора гидродинамической теории явилось применение теории сталкивающихся струй для описания механизма деформации кумулятивной облицовки и формирования кумулятивной струи.

Содержание

Введение 4
1. Литературный обзор 6
1.1. Основные этапы в истории изучения и практического использования
кумулятивного эффекта во взрывной технике 6
1.2. Гидродинамическая теория формирования кумулятивной струи 10
1.2.1. Теория сходящихся струй и ее применение М.А. Лаврентьевым для
описания явления кумуляции 10
1.2.2. Основы гидродинамической теории кумуляции, учитывающей
конечное значение скорости детонации 13
1.2.3. Условия формирования сплошной связной кумулятивной струи 19
1.2.4. Феноменологическая теория формирования кумулятивной струи
И. И. Томашевича 23
1.2.5. Теория бронепробивного действия кумулятивной струи 28
1.3. Область использования кумуляции в современной взрывной технике 32
1.3.1. Использование кумулятивного эффекта в нефтедобывающей
промышленности 32
1.3.2. Примеры использование кумулятивного эффекта в военной технике 34;
2. Постановка задачи исследования 40
3. Экспериментальная часть 46
3.1. Методика проведения эксперимента 46
3.1.1. Выбор заряда, отвечающего требованиям работы 46
3.1.2. Методика изготовления кумулятивных зарядов 48
3.1.3. Характеристика применяемых веществ 51
3.1.4. Методика проведения испытаний во взрывной камере 55
3.1.5. Методика получения и обработки результатов экспериментов 56
3.2. Экспериментальное исследование эффективности бронепробития
кумулятивных зарядов малого и сверхмалого калибра 57
3.2.1. Влияние калибра кумулятивной воронки 57 
3.2.2. Влияние детонационных характеристик ВВ на относительную
глубину пробития при заданном калибре. Оценка эффективности взрывчатых веществ 61
3.2.3. Влияние формы кумулятивной воронки на результаты
бронепробития 76
3.3. Исследование бронепробивной способности кумулятивных зарядов
малого калибра, оснащенных кумулятивными воронками «нетрадиционной» формы 82
3.3.1. Определение бронепробивной способности зарядов с
цилиндроконическими облицовками 83
3.3.2. Определение бронепробивной способности зарядов с
цилиндрическими облицовками 88
4. Обсуждение экспериментальных результатов 99
4.1. Влияние конструкции кумулятивного узла на эффективность
бронепробивного действия 99
4.2. Влияние детонационных характеристик взрывчатых веществ на
эффективность бронепробивного действия 102
4.3. Прогнозирование бронепробивной способности кумулятивных
зарядов малого калибра и веса, снаряженных новыми мощными перспективными взрывчатыми веществами и смесями на их основе 110
4.4. Особенности бронепробивного действия кумулятивных зарядов
малого калибра и веса с воронкой «нетрадиционной» формы 112
Выводы 120
Список использованной литературы 122
Приложение 127 

Диссертация | 2007 | Россия | docx/pdf | 7.2 Мб

Для доступа к источнику авторизируйтесь или зарегистрируйтесь.

Внимание! Все источники запакованы в zip архивы! Для распаковки на android-устройствах Вы можете воспользоваться одним из сторонних приложений, например Total Commander



Исследование научно-технических проблем эффекта кумуляции в зарядах малого и сверхмалого диаметра

релевантные научные источники:
  • Ответы к экзамену по дисциплине Основы гигиены
    | Ответы к зачету/экзамену | 2016 | docx | 10.54 Мб
    1.Предмет, содержание и задачи общей гигиены. Методы исследований. Связь гигиены с биологическими, клиническими и другими дисциплинами. Основные концепции гигиены. 2. Место гигиены в системе
  • Ответы к экзамену по микроэкономике
    | Ответы к зачету/экзамену | 2016 | Россия | docx | 0.88 Мб
    30.Эластичность спроса. Виды и факторы эластичности. Характеристика товаров в зависимости от эластичности спроса. Кривые Энгеля 31.Эластичность предложения. Факторы эластичности предложения в

Другие источники по дисциплине Химия и технология топлив и специальных продуктов:

  1. Разработка процесса получения ароматический концентратов из алканов СЗ—С7 на цеолитсодержащих катализаторах
    Корсаков Сергей Николаевич | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Уфа - 2004 | Диссертация | 2004 | Россия | docx/pdf | 6.69 Мб