Лекции по курсу Авиационные боеприпасы

8.4 Факторы, влияющие на кумулятивное действие

Бронепробивное действие кумулятивных зарядов зависит от целого ряда конструктивно-технологических факторов, а также от условий воздействия струи на броню.

Свойства ВВ, применяемых в кумулятивных зарядах, такие, как удельная энергия взрыва, скорость детонации и т. п., оказывают существенное влияние на эффективность кумулятивного действия. Применение более мощных ВВ, характеризуемых большими скоростями детонации, обеспечивают повышение кумулятивного эффекта, благодаря формированию более скоростных кумулятивных струй.

Из параметров кумулятивной выемки наибольшее влияние на кумулятивное действие оказывают относительная высота выемки и угол 2 при ее вершине (рисунок 8.12). Увеличение относительной высоты конической кумулятивной выемки (уменьшение угла 2 ) приводит к увеличению скорости струи и ее длины.

Однако увеличение сверх некоторого оптимального значения d приводит к потере устойчивости струи, которая имеет очень большой градиент скорости и быстро рвется на части. На практике в кумулятивных зарядах конической формы оптимальное отношение лежит в диапазоне 1...1.5, при этом угол при вершине конуса выемки равен 40... 50 градусов.

Рисунок 8.12 Схема кумулятивного заряда

Форма выемки и материал облицовки оказывают заметное влияние на величину фокусного расстояния кумулятивного заряда. Фокусное расстояние для медной облицовки выше, чем для стальной, из-за большого допустимого растяжения струи. Низкие конические воронки из-за меньшего градиента скорости по длине струи имеют большее фокусное расстояние, чем высокие.

Существует оптимальное значение толщины облицовки , при котором достигается максимальное бронепробивное действие. Если толщина облицовки слишком мала, ее масса оказывается недостаточной для формирования нормальной кумулятивной струи.

При излишне толстой облицовке отношение ее массы к массе активной части кумулятивного заряда становится выше некоторого предельного значения, при котором прекращается формирование струи. Оптимальное отношение толщины облицовки к диаметру выемки конической формы лежит в пределах

3-4%.

Для увеличения градиента скорости по длине струи применяются воронки переменной толщины, более толстые у основания и менее толстые у вершины конуса, при средней толщине, равной оптимальной.

Форма фронта детонационной волны в районе кумулятивной выемки, влияя на процесс обжатия воронки, существенно сказывается на эффективности кумулятивного заряда. С целью уменьшения массы кумулятивного заряда его высоту делают небольшой, не намного больше высоты воронки. В этом случае для улучшения условий обжатия облицовки между кумулятивной воронкой и детонатором устанавливают линзы из инертных материалов (текстолит, картон, дерево и т. п.), назначение которых сформировать фронт детонационной волны заданного профиля.

Внешняя оболочка кумулятивного заряда в некоторых случаях может оказать заметное влияние на бронепробиваемость. Массивные оболочки (с толщиной более 2—3 мм) приводят к некоторому увеличению активной массы заряда и, следовательно, несколько увеличивают скорость обжатия особенно у основания выемки. Благодаря увеличению эффективной длины струи, бронепробиваемость кумулятивных зарядов при этом может увеличиться на 10-12%.

Кумулятивное действие в сильной степени зависит от качества технологии изготовления заряда: однородности зapяда (равномерность плотности и состава, отсутствие внутренних дефектов), точности установки детонатора, точности геометрических размеров заряда, однородности материала облицовки и др. Следующим фактором, резко снижающим кумулятивный эффект, является вращение кумулятивного заряда. Например, при стрельбе вращающимися со скоростью до 20000 об/мин артиллерийскими снарядами с кумулятивным зарядом их бронебойное действие по сравнению с невращающимися снарядами снижается до 60%. Рассмотрим угловую скорость цилиндрического элемента струи среднего радиуса , образовавшегося из элемента облицовки, находящегося на расстоянии от оси вращения (рисунок 8.13).

Рис. 8.13. Схема вращения облицовки 1 и кумулятивной струи 2

Зная угловую скорость заряда »₀, согласно уравнению закона сохранения момента количества движения запишем

откуда следует,

Таким образом, угловая скорость отдельных сечений струи увеличивается по мере удаления их от головной части. При угловая скорость хвостовой части струи будет максимальной. Неравномерность распределения угловых скоростей по длине струи приводит к ее скручиванию. Под воздействием центробежных сил увеличивается также диаметр струи и соответственно уменьшается ее средняя плотность. При этом происходит разрушение струи на отдельные элементы. Вредное влияние вращения на кумулятивный эффект усиливается при наличии асимметрии заряда. Возникающие при этом центробежные силы искривляют струю и приводят к ее быстрому разрушению. На пробивное действие кумулятивного заряда значительно влияют также условия встречи с преградой - угол встречи скорость встречи, расстояние до преграды в момент срабатывания заряда. Многие из этих факторов проявляют свое влияние тем в большей степени, чем больше инерционность взрывателя. Поэтому в БЧ кумулятивного типа обычно используются взрыватели с повышенной чувствительностью и минимальным временем инерционности. Таким требованиям удовлетворяют взрыватели с пьезоэлектрическими датчиками сигнала, а также с ударными механизмами реакционного типа.

Содержание