RU2239774C2

RU2239774C2 - Combination bursting charge

Info

Publication number: RU2239774C2
Application number: RU2002120689/02A
Authority: RU
Inventors: Н.Н. Исупов (RU); Н.Н. Исупов; Р.С. Исупов (RU); Р.С. Исупов; В.В. Козлов (RU); В.В. Козлов; А.А. Ложкин (RU); А.А. Ложкин; А.С. Мелкозернов (RU); А.С. Мелкозернов; И.П. Осипов (RU); И.П. Осипов; А.Л. Погудин (RU); А.Л. Погудин; А.П. Рыбаков (RU); А.П. Рыбаков; Н.А. Рыбаков (RU); Н.А. Рыбаков; С.А. Сак (RU); С.А. Сак
Original assignee: Исупов Николай Николаевич; Исупов Роман Сергеевич; Козлов Вячеслав Владимирович; Ложкин Александр Адонисович; Мелкозернов Александр Сергеевич; Осипов Игорь Петрович; Погудин Андрей Леонидович; Рыбаков Анатолий Петрович; Рыбаков Никита Анатольевич; Сак Семён Александрович
Priority date: 2002-07-29
Filing date: 2002-07-29
Publication date: 2004-11-10

Abstract

FIELD: ammunition, applicable in development of high-explosive and core-type warheads of rockets, artillery shells and aerial bombs; besides, it may be used in blasting operations for peaceful purposes.

SUBSTANCE: the efficiency of the destructive effort of ammunition is enhanced due to enhanced power of the burst, as a result of reduction of the time of explosive transformation and rise of the explosion energy in the directions perpendicular to the side surface of the charge. The bursting charge provided with the main cylindrical explosive charge with the central axial plane and a circular layer of a sensitive explosive has an additional explosive charge. This additional explosive charge is made in the form of a shaped precharge facing with its shaped recess closely the end of the main charge in the axial line. As compared with the closest analog, the time of full explosive transformation of the combination bursting charge is lower by 2.15 times, and the speed of dispersion of the detonation products is higher by 10-11%.

EFFECT: enhanced efficiency of the destructive effort of ammunition.

3 dwg

Description

Изобретение относится к боеприпасам и может быть использовано при разработке осколочно-фугасных и стержневых боевых частей ракет, артиллерийских снарядов и авиационных бомб. Кроме того, изобретение может быть использовано при проведении подрывных работ в мирных целях.The invention relates to ammunition and can be used in the development of high-explosive fragmentation and rod warheads of missiles, artillery shells and aircraft bombs. In addition, the invention can be used in carrying out subversive work for peaceful purposes.

Известны разрывные заряды, используемые в боеприпасах, которые состоят из основного заряда бризантного взрывчатого вещества (ВВ) и дополнительного заряда. Дополнительный заряд представляет собой детонаторные цилиндрические шашки ВВ, размещенные по оси основного заряда ВВ в головной или донной частях заряда ВВ (см. Авиационные боеприпасы. - М., ВВИА им. проф. Н.Е.Жуковского, 1978).Explosive charges used in ammunition are known, which consist of the main charge of a blasting explosive (BB) and an additional charge. An additional charge is the detonator cylindrical explosive checkers placed along the axis of the main explosive charge in the head or bottom of the explosive charge (see Aviation Ammunition. - M., VVIA named after prof. N.E. Zhukovsky, 1978).

Известны разрывные заряды, используемые в боевых частях ракет “воздух - воздух”, в которых дополнительный заряд размещен по оси основного заряда в центральной его части (например, см. Техническое описание. Авиационная управляемая ракета Р-27).Explosive charges are known that are used in the warheads of air-to-air missiles, in which an additional charge is placed along the axis of the main charge in its central part (for example, see Technical Description. R-27 Aircraft Guided Missile).

Из известных разрывных зарядов, используемых в боеприпасах, наиболее близким по технической сущности является разрывной заряд, используемый, например, в осколочно-фугасной авиабомбе ОФАБ-250-270 (см. Техническое описание. Осколочно-фугасная авиабомба ОФАБ-250-270). Этот разрывной заряд имеет основной заряд ВВ с центральной осевой полостью, в которой размещен по всей длине основного заряда дополнительный заряд ВВ в виде детонаторных шашек. Причем скорость детонации ВВ дополнительного заряда превосходит скорость детонации ВВ основного заряда. Например, в авиабомбе ОФАБ-250-270 основной заряд ВВ из тротила (скорость детонации D=6900 м/с), а дополнительный заряд из тетрила, имеющего скорость детонации D₁=7500 м/с.Of the known explosive charges used in ammunition, the closest in technical essence is the explosive charge used, for example, in the OFAB-250-270 high-explosive fragmentation bomb (see Technical Description. OFAB-250-270 high-explosive fragmentation bomb). This explosive charge has a main explosive charge with a central axial cavity, in which an additional explosive charge in the form of detonator blocks is placed along the entire length of the main charge. Moreover, the detonation velocity of the explosive of an additional charge exceeds the detonation velocity of the explosive of the main charge. For example, in the OFAB-250-270 air bomb, the main explosive charge is from TNT (detonation velocity D = 6900 m / s), and the additional charge is from tetrile, which has a detonation velocity D ₁ = 7500 m / s.

Известно, что скорость разлета продуктов взрыва с поверхности заряда, а следовательно, и мощность взрыва определяется, в основном, направлением взрывного луча и скоростью детонации D применяемого ВВ. При подрыве такого заряда формируется коническая детонационная волна, которая распространяется по заряду ВВ (фиг.1). При этом угол α ₁ между фронтом детонационной волны и осью заряда определяется

и составляет приблизительно 68° . При таком значении угла α ₁ скорость разлета U продуктов взрыва с боковой поверхности заряда ВВ определяется (см. Авиационные боеприпасы. - М., ВВИА им. проф. Н.Е.Жуковского, 1978)It is known that the rate of expansion of explosion products from the surface of a charge, and hence the explosion power, is determined mainly by the direction of the blast beam and the detonation velocity D of the explosive used. When this charge is detonated, a conical detonation wave is formed, which propagates along the explosive charge (Fig. 1). The angle α ₁ between the front of the detonation wave and the axis of the charge is determined

and is approximately 68 °. With this value of the angle α _1, the expansion velocity U of the explosion products from the side surface of the explosive charge is determined (see Aircraft ammunition. - M., VVIA named after prof. N.E. Zhukovsky, 1978)

где

- скорость движения продуктов детонации за фронтом детонационной волны (u₂=1725 м/с);Where

- the velocity of the detonation products behind the front of the detonation wave (u ₂ = 1725 m / s);

скорость звука в продуктах детонации к моменту выхода детонационной волны на поверхность заряда ВВ (С₂=5175 м/с);

the speed of sound in detonation products at the time the detonation wave exits on the explosive charge surface (C ₂ = 5175 m / s);

U - скорость разлета продуктов взрыва (U=5515 м/с), что составляет 0,87 D. При таком характере разлета продуктов взрыва меньшая часть энергии взрыва уходит в направлениях, перпендикулярных боковой поверхности заряда ВВ, а в связи с этим, снижается и поражающее (осколочно-фугасное, стержневое) действие боеприпасов с цилиндрическими боевыми частями.U is the velocity of expansion of the products of the explosion (U = 5515 m / s), which is 0.87 D. With this nature of the expansion of the products of the explosion, a smaller part of the energy of the explosion goes in the directions perpendicular to the side surface of the explosive charge, and therefore damaging (high-explosive fragmentation, rod) action of ammunition with cylindrical warheads.

Цель изобретения - повышение эффективности поражающего действия боеприпасов за счет увеличения мощности взрыва в результате уменьшения времени взрывчатого превращения и усиления энергии взрыва в направлениях, перпендикулярных боковой поверхности заряда.The purpose of the invention is to increase the effectiveness of the damaging effect of ammunition by increasing the power of the explosion as a result of reducing the time of explosive transformation and enhancing the energy of the explosion in directions perpendicular to the side surface of the charge.

Для достижения поставленной цели в разрывном заряде, имеющем основной цилиндрический заряд взрывчатого вещества с центральной осевой плоскостью, размещен дополнительный заряд взрывчатого вещества. Этот дополнительный заряд взрывчатого вещества выполнен в виде кумулятивного предзаряда, обращенного кумулятивной выемкой вплотную к торцу основного заряда по осевой линии.To achieve this goal in an explosive charge having a main cylindrical explosive charge with a central axial plane, an additional explosive charge is placed. This additional explosive charge is made in the form of a cumulative precharge facing cumulative recess close to the end of the main charge along the center line.

Такое взаимное размещение основного и дополнительного заряда в виде кумулятивного предзаряда позволит существенно уменьшить угол между осью основного заряда и фронтом детонационной волны. В этом случае, угол

(где D - скорость детонации ВВ тротила основного заряда; V_КС - скорость газовой кумулятивной струи, формируемой кумулятивным предзарядом) составляет, при скорости детонации ВВ основного заряда 6900 м/с и скорости газовой кумулятивной струи около 20000 м/с, приблизительно 28° (фиг.2). При таком направлении фронта детонационной волны уменьшится время взрывчатого превращения комбинированного разрывного заряда и усилится энергия взрыва в направлениях, перпендикулярных боковой поверхности заряда, а следовательно, усилится поражающее действие указанных боеприпасов. На фиг.1, 2 изображены схемы распространения фронта детонационной волны по разрывному заряду и направления разлета продуктов взрыва с поверхности заряда для прототипа и изобретения соответственно.Such a mutual arrangement of the main and additional charge in the form of a cumulative precharge will significantly reduce the angle between the axis of the main charge and the front of the detonation wave. In this case, the angle

(where D is the detonation velocity of the explosives of TNT of the main charge; V _KS is the velocity of the gas cumulative jet formed by the cumulative precharge), at a detonation velocity of explosives of the main charge is 6900 m / s and the velocity of the gas cumulative jet is about 20,000 m / s, approximately 28 ° ( figure 2). With this direction of the detonation wave front, the time of the explosive transformation of the combined bursting charge will decrease and the explosion energy will increase in directions perpendicular to the side surface of the charge, and consequently, the damaging effect of these munitions will increase. Figure 1, 2 shows a diagram of the propagation of the front of a detonation wave along a discontinuous charge and the direction of expansion of the explosion products from the surface of the charge for the prototype and invention, respectively.

Комбинированный разрывной заряд (фиг.3) содержит основной цилиндрический заряд ВВ (1) с центральной осевой полостью (2). Со стороны торцевой части основного цилиндрического заряда ВВ размещен вплотную на осевой линии дополнительный заряд (3) в виде кумулятивного предзярада с конической выемкой (4), обращенной в сторону основного цилиндрического заряда ВВ. В осевой полости основного цилиндрического заряда по всей его длине размещен кольцевой слой (5) наиболее чувствительного к инициированию взрывчатого вещества.The combined explosive charge (Fig. 3) contains the main cylindrical explosive charge (1) with a central axial cavity (2). On the side of the end part of the main cylindrical explosive charge, an additional charge (3) is placed closely on the axial line in the form of a cumulative pre-charge with a conical recess (4) facing the main cylindrical explosive charge. An annular layer (5) of the most sensitive to explosive initiation is placed in the axial cavity of the main cylindrical charge along its entire length.

Устройство работает следующим образом. При срабатывании средства инициирования (капсюль-детонатор, электродетонатор и др.) детонирует дополнительный кумулятивный предзаряд (3). В этом случае формируется газовая кумулятивная струя, которая, проходя вдоль осевой полости (2) с большой скоростью V_КС до 20 км/с, вызывает детонацию внутреннего чувствительного слоя ВВ (5). В результате этого формируется и перемещается по заряду ВВ фронт конической детонационной волны 2-2 (фиг.2) с углом

, где D - скорость детонации ВВ основного заряда (для тротила скорость детонации D=6900 м/с), м/с; V_КС - скорость газовой кумулятивной струи, м/с. В этом случае вершина конического фронта детонационной волны 2-2(2’-2’) на фиг.2 перемещается со скоростью V_КС и достигает противоположной торцевой поверхности, с момента внедрения газовой кумулятивной струи в осевую полость, за время

The device operates as follows. When triggered, the means of initiation (detonator capsule, electric detonator, etc.) detonates an additional cumulative precharge (3). In this case, a gas cumulative jet is formed, which, passing along the axial cavity (2) with a high speed V _KS up to 20 km / s, causes detonation of the internal sensitive layer of explosives (5). As a result of this, the front of the conical detonation wave 2-2 (FIG. 2) is formed and moves along the explosive charge with an angle

where D is the detonation velocity of the explosive of the main charge (for TNT, the detonation velocity is D = 6900 m / s), m / s; V _CS - the speed of the gas cumulative jet, m / s. In this case, the apex of the conical front of the detonation wave 2-2 (2'-2 ') in FIG. 2 moves with the speed V _KS and reaches the opposite end surface, from the moment the gas cumulative jet is introduced into the axial cavity, over time

Очевидно, что полное время взрывчатого превращения, как следует из чертежа на фиг.3 определяетсяIt is obvious that the total time of explosive transformation, as follows from the drawing in figure 3 is determined

где τ _2п - полное время взрывчатого превращения, м/с;where τ _2p is the total time of explosive transformation, m / s;

ON - условная длина основного цилиндрического заряда ВВ, м;ON is the conventional length of the main cylindrical explosive charge, m;

FN - условный радиус основного цилиндрического заряда ВВ, м;FN is the conditional radius of the main cylindrical explosive charge, m;

D - скорость детонации ВВ основного цилиндрического заряда, м/с;D is the detonation velocity of the explosive of the main cylindrical charge, m / s;

V_КС - скорость газовой кумулятивной струи, м/с.V _CS - the speed of the gas cumulative jet, m / s.

Разлет продуктов детонации с боковой поверхности при угле α ₂=28° (при V_КС≈ 20000 м/с и τ _2п) будет происходить под постоянным углом со скоростью U≈ 0,98 D.The expansion of detonation products from the lateral surface at an angle of α ₂ = 28 ° (at V _CS ≈ 20,000 m / s and τ _2p ) will occur at a constant angle with a speed of U≈ 0.98 D.

На фиг.1, для сравнения, условно показан фронт конической дистанционной волны для прототипа 1-1(1’-1’), перемещающийся по основному цилиндрическому заряду ВВ под углом α ₁≈ 68° . В этом случае скорость разлета продуктов детонации с боковой поверхности составляет U≈ 0,87 D (при скорости детонации дополнительного осевого заряда D₁=7500 м/с).Figure 1, for comparison, conventionally shows the front of a conical distant wave for the prototype 1-1 (1'-1 '), moving along the main cylindrical explosive charge at an angle α ₁ ≈ 68 °. In this case, the expansion velocity of the detonation products from the lateral surface of U≈ 0.87 D (with additional axial charge D ₁ = 7500 m / s velocity of detonation).

Использование предлагаемого комбинированного заряда взрывчатого вещества позволяет повысить эффективность поражающего действия боеприпасов за счет большей скорости выделения энергии, приходящейся на единицу массы взрывчатого вещества, что приводит к увеличению концентрации энергии при взрыве заряда, которая обусловливает, в конечном итоге, большую мощность взрыва и его разрушающую способность.Using the proposed combined explosive charge makes it possible to increase the effectiveness of the ammunition’s damaging effect due to the higher rate of energy release per unit mass of explosive, which leads to an increase in the energy concentration during a charge explosion, which ultimately leads to a large explosion power and its destructive ability .

Время полного взрывчатого превращения τ _2п комбинированного разрывного заряда в сравнении с прототипом, при одних и тех же массовых и габаритных характеристиках, значительно меньше. Например, время полного взрывчатого превращения τ _2п 1 кг тротила составляет 0,85× 10^-5 с при длине заряда ВВ 0,12 м и диаметре 0,04 м, имеющего плотность 1,6 кг/м³ и скорость детонации D=6900 м/с. Для прототипа время полного взрывчатого превращения составляет приблизительно 1,83× 10^-5с. Скорость разлета продуктов детонации с боковой поверхности комбинированного разрывного заряда составляет 0,98 D, а у прототипа - 0,87 D. Таким образом, в сравнении с прототипом время полного взрывчатого превращения комбинированного разрывного заряда в 2,15 раза меньше, а скорость разлета продуктов детонации на 10-11% выше.The time of complete explosive transformation τ _2p combined explosive charge in comparison with the prototype, with the same mass and overall characteristics, is much shorter. For example, the time of complete explosive conversion of τ _2p 1 kg of TNT is 0.85 × 10 ^-5 s with an explosive charge length of 0.12 m and a diameter of 0.04 m, having a density of 1.6 kg / m ³ and a detonation speed of D = 6900 m / s For the prototype, the full explosive conversion time is approximately 1.83 × 10 ^-5 s. The rate of expansion of detonation products from the side surface of the combined explosive charge is 0.98 D, and the prototype is 0.87 D. Thus, in comparison with the prototype, the time of complete explosive transformation of the combined explosive charge is 2.15 times less, and the speed of expansion of products detonation is 10-11% higher.

Claims

Combined explosive charge containing the main explosive charge of a cylindrical shape with an axial cavity and an additional explosive charge placed along the axis of the main explosive charge, characterized in that this additional charge is made in the form of a cumulative precharge with a conical recess facing the main cylindrical charge explosive having an inner annular layer of sensitive explosive.