CZ291228B6 - Zařízení pro ochranu před útočnými prostředky s vysokou rychlostí - Google Patents

Abstract

Za° zen sest v z uzav°en ho kontejneru (1), jeho dutina je vypln na n lo (2), kter² je tvo°en bo n mi st nami (5) a dv ma protilehl²mi eln mi st nami. eln st ny jsou tvo°eny kryc mi deskami (3, 4) posunuj c mi se ve sm ru v podstat kolm m na jejich povrch za p soben plynn²ch zplodin p°i v²buchu n lo e (2). Bo n st ny (5) jsou vytvo°eny jako v cevrstv , minim ln t° vrstv . Pom r akustick²ch pevnost materi l sousedn ch vrstev (6, 7, 8, 9) bo n ch st n (5) in minim ln 2. Tlou ka ka d vrstvy (6, 7, 8, 9) in 0,0005 a 0,4 vzd lenosti mezi kryc mi deskami (3, 4). V t° vrstv m proveden jsou bo n st ny (5) vytvo°eny jako lemovky (13, 14) kryc ch desek (3, 4). Mezera mezi lemovkami (13, 14) je vypln na nekovov²m materi lem (15) a jedna z lemovek (13, 14) je v dotyku s n lo (2), kter je vytvo°ena z v²bu niny a inertn ho pojiva. Pom r hmoty v²bu niny a inertn ho pojiva je minim ln 4:1.\

Description

Vynález se týká zařízení pro ochranu před útočnými prostředky s vysokou rychlostí, sestávajícího z uzavřeného kontejneru, jehož dutina je vyplněna náloží, který'· je tvořen bočními stěnami a dvěma protilehlými čelními stěnami. Čelní stěny jsou tvořeny krycími deskami posunujícími se ve směru v podstatě kolmém na jejich povrch za působení plynných zplodin při výbuchu nálože.

Dosavadní stav techniky

Známé obdobné zařízení pro ochranu před útočnými prostředky’ s vy sokou rychlostí je popsáno například v patentové literatuře, sestává z uzavřeného kontejneru, jehož dutina je vyplněna náloží a jehož dvě protilehlé stěny jsou vytvořeny jako krycí desky, které se proti sobě vzájemně pohybují.

Při dopadu protipancéřové kumulativní střely do kontejneru způsobí kumulativní paprsek detonaci nálože. Plynné zplodiny vznikající při výbuchu uvedou do pohybu obě krycí desky, které přetínají trajektorii kumulativního paprsku, narušují jej a snižují jeho protipancéřovou schopnost. Takové zařízení je tedy schopno zajistit ochranu objektu před útočnými prostředky s vysokou rychlostí. Výbuch nálože však působí i na sousední kontejnery. Rázová vlna, která vzniká při výbuchu, se od místa výbuchu šíří všemi směry. Dopadem na nálož iniciuje rázová vlna výbuch této nálože. Další vývoj tohoto procesu však může vést k neřízenému výbuchu náloží všech kontejnerů uspořádaných na chráněném objektu. Takto tedy mohou být při jednom dopadu útočného prostředku s vysokou rychlostí zničeny veškeré kontejnery uspořádané v chráněném objektu. Přitom objekt nejen že ztrácí kumulativní ochranu, ale může též doznat škody na jeho povrchu současným výbuchem velké hmoty nálože. Analogické efekty mohou proběhnout i při dopadu protipancéřové podkalibemí střely, jestli má nálož dostatečnou citlivost pro iniciování jejího výbuchu při takové střele.

Pro odstranění uvedených nežádoucích efektů u známého zařízení se navrhovalo uložit mezi sousedními kontejnery materiál, který účinně potlačuje parametry rázové vlny, avšak takový materiál, zabudovaný do konstrukce zařízení, je přídavným konstrukčním prvkem, který komplikuje konstrukci takového zařízení. Kromě toho při použití daného materiálu jsou sousední kontejnery vzájemně odděleny na vzdálenost zpravidla značně přesahující průměr kumulativního paprsku a často i průměr protipancéřové podkalibemí střely. Při dopadu na překážku z tohoto materiálu může pronikat kumulativní paprsek nebo protipancéřové střela ve směru chráněného objektu, ale nevyvolávají výbuch náloží v kontejnerech.

Nevýhodou výše uvedených způsobů je to, že ochrana objektu má diskrétní charakter, tj. dobře chráněné části se střídají se slabšími pásmy, jejichž plocha může tvořit až 30 % chráněné plochy objektu v závislosti na použitém materiálu a jeho tloušťce.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje zařízení pro ochranu před útočnými prostředky s vysokou rychlostí, sestávající z uzavřeného kontejneru, jehož dutina je vyplněna náloží, který je tvořen bočními stěnami a dvěma protilehlými čelními stěnami, přičemž čelní stěny jsou tvořeny krycími deskami posunujícími se ve směru v podstatě kolmém na jejich povrch za působení plynných zplodin při výbuchu nálože, jehož podstata spočívá v tom, že boční stěny jsou

-1 CZ 291228 B6 vytvořeny jako vícevrstvé, minimálně třívrstvé. Poměr akustických pevností materiálů sousedních vrstev bočních stěn činí minimálně 2.

Podle výhodného provedení činí tloušťka každé vrstvy 0,0005 až 0,4 vzdálenosti mezi krycími 5 deskami.

Podle dalšího výhodného provedení jsou v třívrstvém provedení boční stěny vytvořeny jako lemovky krycích desek. Mezera mezi lemovkami je vyplněna nekovovým materiálem a jedna z lemovek je v dotyku s náloží.

Podle dalšího výhodného provedení je nálož vytvořena z výbušniny a inertního pojivá, přičemž , poměr hmoty výbušniny a inertního pojívaje minimálně 4:1.

Hlavní výhoda navrženého řešení spočívá ve vytvoření zařízení pro ochranu před útočnými 15 prostředky s vysokou rychlostí s takovými stěnami uzavřeného kontejneru, že dovoluje zmenšit plochu oslabených pásem kontejneru a tím zvyšuje stupeň ochrany objektu. Další výhodou je značné zjednodušení konstrukce zařízení i technologie výroby kontejneru a zajištění spolehlivé iniciace nálože při dopadu útočného prostředku s vysokou rychlostí na zařízení. Další výhodou je i to, že volba tloušťky vrstev stěn na spodní mezi se určí technologickou účelností výroby těchto 20 vrstev a je zaručena nemožnost přestupu výbuchu na sousední kontejner, přičemž horní mez tloušťky vrstev se volí z podmínky spolehlivého iniciování výbuchu nálože.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresů, na kterých znázorňuje obr. 1 první příklad provedení zařízení pro ochranu před útočnými prostředky s vysokou rychlostí v podélném řezu a obr. 2 druhý příklad provedení zařízení pro ochranu před útočnými prostředky s vysokou rychlostí v podélném řezu.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení pro ochranu před útočnými prostředky s vysokou rychlostí, znázorněné na obr. 1, je 35 tvořeno uzavřeným kontejnerem 1, jehož dutina je vyplněna náloží 2, která je schopna detonovat při dopadu útočného prostředku s vysokou rychlostí.

Kontejner 1 může mít tvar mnohostěnu, například kvádru, a sestává jednak ze dvou protilehlých čelních stěn, které jsou vzájemně rovnoběžné, a jednak z bočních stěn 5. První čelní stenaje 40 tvořena první krycí deskou 3 a druhá čelní sténaje tvořena druhou krycí deskou 4. Boční stěny 5 jsou vytvořeny jako vícevrstvé, nejméně třívrstvé, především čtyřvrstvé, a jsou v tomto případě tvořeny první vrstvou 6, druhou vrstvou 7, třetí vrstvou 8 a čtvrtou vrstvou 9. Poměr akustických pevností materiálů sousedních vrstev 6, 7, sousedních vrstev 7, 8 a sousedních vrstev 8, 9 je 1 nejméně 2. Tloušťka každé vrstvy 6, 7, 8, 9 je rovna 0,0005 až 0,4 vzdálenosti mezi krycími deskami 3, 4. Boční stěna 5 má vnitřní povrch 11 tvořený čtvrtou vrstvou 9 a vnější povrch 10 tvořený první vrstvou 6.

Při dopadu kumulativní protipancéřové střely nebo protipancéřové podkalibemí střely na toto zařízení proráží střela první krycí desku 3 a proniká do nálože 2, čímž iniciuje její výbuch.

Působením plynných zplodin při výbuchu se kiycí desky 3, 4 posunují ve směru v podstatě kolmém na jejich povrch. Během tohoto posunu protínají krycí desky 3, 4 trajektorii pohybu útočného prostředku s vysokou rychlostí. Současně při šíření plynných zplodin při výbuchu nálože 2 rozptylují krycí desky 3, 4 kumulativní paprsek na jednotlivé fragmenty a odklánějí je od původního směru pohybu. Vlivem tohoto působení krycích desek 3, 4 nedopadají jednotlivé

-2CZ 291228 B6 fragmenty kumulativního paprsku na dno kaverny (neznázoměno), vytvořené v chráněném kontejneru 1, předcházejícími částmi kumulativního paprsku. Tímto způsobem hloubka kaverny nenarůstá, čímž protipancéřová průbojnost kumulativního paprsku klesá. Náraz krycích desek 3, 4 na povrch tělesa protipancéřové podkalibemí střely vede u ní ke vzniku mikrodefektů a makrodefektů. Přitom střela nabývá úhlovou rychlost rotace, v důsledku čehož klesá její protipancéřové působení.

Současně s posunem krycích desek 3, 4 dospívá detonační vlna, která se šíří od nálože 2, k bočním stěnám 5 kontejneru 1. Rázová vlna vznikající ve vnitřní čtvrté vrstvě 9 bočních stěn 5 se šíří ve směru vnitřních povrchů 11 těchto bočních stěn 5. Přitom přetíná následně meze rozhraní sousedních vrstev 9, 8, sousedních vrstev 8, 7 a sousedních vrstev 7, 6, které jsou vytvořeny z materiálů o různé akustické pevnosti. Na mezi rozhraní sousedních vrstev 8, 9, tj. například při přechodu z materiálu s vyšší akustickou pevností u čtvrté vrstvy 9 do materiálu s nižší akustickou pevností u třetí vrstvy 8, probíhá tzv. rozpad výbuchu, tzn. že v materiálu třetí vrstvy 8 s nižší akustickou pevností vzniká průchodná rázová vlna a v materiálu čtvrté vrstvy 9 s vyšší akustickou pevností vzniká rozkladná vlna, která postupuje od hranice rozhraní sousedních vrstev 8, 9 k vnitřnímu povrchu 11 boční stěny 5 a odlehčuje rázově stlačený materiál čtvrté vrstvy 9 do původního stavu. Rázová vlna, která prochází materiálem třetí vrstvy 8, má na svém čele menší hodnoty parametrů, tj. tlaku a hmotové rychlosti, než byly tyto hodnoty na čele rázové vlny ve čtvrté vrstvě 9. Rozdíl mezi hodnotami parametrů na čele rázové vlny, dopadající z více akusticky pevného prostředí do prostředí akusticky méně pevného je úměrný poměru akustických pevností obou prostředí. Experimentálně bylo zjištěno, že tento poměr nesmí být menší než 2. Kromě toho zmenšení parametrů na čele rázové vlny procházející třetí vrstvou 8 je provázeno nevratnými ztrátami energie dopadající rázové vlny, vznikajícími v procesu rázověvlnového stlačení třetí vrstvy 8.

Další šíření rázové vlny je spojeno s přetnutím její meze na rozhraní sousedních vrstev 8, 7 a na rozhraní sousedních vrstev 7, 6, kde shora uvedený tzv. rozpad výbuchu se opakuje a parametry na čele rázové vlny dále klesají uvedeným způsobem. Na úkor šíření se postranních rozkladných vln od vnitřních povrchů 11 boční stěny 5, přiléhajících ke krycím deskám 3, 4, probíhá rovněž i zmenšení rozměrů čela rázové vlny. Je dokázáno, že ve vícevrstvých bočních stěnách 5 se šíří postranní rozkladné vlny pod úhlem 40 až 50°, což je více než v bočních stěnách 5 jednovrstvých. Tímto způsobem dochází při šíření rázové vlny vrstvami 9, 8, 7. 6 ke zmenšení jak parametrů na čele rázové vlny, tak i ke zmenšení velikosti samotného čela rázové vlny. Jestliže rázová vlna dosáhne k vnějšímu povrchu 10 boční stěny 5, pak přechází do stejné boční stěny 5 sousedního kontejneru 12 (pokud existuje), ve kterém proces šíření rázové vlny probíhá analogicky.

V důsledku nejednoho průchodu rázové vlny hranicí rozhraní při uvedeném poměru akustických pevností, jakož i ztrát na stlačení materiálu vrstev 6, 7, 8, 9 bočních stěn 5 rázovou vlnou a zmenšení hodnot čela rázové vlny, ztrácí rázová vlna při dosažení nálože 2 sousedního kontejneru 12 schopnost iniciace této nálože 2, a to i v případě, že poměr výbušniny a inertního pojivá v materiálu nálože 2 přesahuje 4:1.

Experimentálně bylo zjištěno, že pro nálože 2, vyplňující dutinu kontejneru 1, které obsahují výbušninu a inertní pojivo v poměru nejméně 4:1, je zaručena spolehlivá iniciace při dopadu útočného prostředku s vysokou rychlostí a současně nemožnost iniciace při působení rázové vlny z výbuchu v sousedním kontejneru 12.

Při volbě velikosti tloušťky vrstev 6, 7, 8, 9 boční stěny 5 kontejneru 1 je nutné brát ohled na následující faktory:

Na jedné straně musí být minimální tloušťka každé z vrstev 6, 7, 8, 9 dostatečná pro potřebné zmenšení parametrů rázové vlny, vznikající při výbuchu nálože 2. V důsledku toho se minimální

-3 CZ 291228 B6 tloušťka vrstev 6, 7, 8, 9 stanoví podle rozměrů dutiny kontejneru 1 a podle charakteristik nálože 2, tj. detonační iychlosti a specifické teplotě výbuchu. Kromě toho minimální tloušťka vrstev 6, 7, 8,9 se určuje podle podmínek technologické účelnosti při jejich výrobě.

Na druhé straně musí být maximální tloušťka vrstev 6, 7, 8, 9 taková, aby při dopadu kumulativního paprsku nebo protipancéřové střely do pásma styku kontejneru 1 a sousedního kontejneru 12 proběhla reakce alespoň u jednoho z nich. V důsledku toho se maximální tloušťka každé z vrstev 6, 7, 8, 9 určí podle průměru kumulativního paprsku s přihlédnutím ke skutečnému rozptylu kumulativního paprsku v oblasti ohraničené kuželem s prostorovým 10 vrcholovým úhlem 1 až 1,5°, přičemž rozměr této oblasti rozptylu závisí na vzdálenosti mezi kumulativním paprskem a kontejnerem L Výše uvedeným určováním se rovněž určuje i potřeba kontaktu nálože 2 s vnitřním povrchem 11 boční stěny 5.

S přihlédnutím ke všemu výše uvedenému se tloušťka vrstev 6, 7, 8, 9 volí v pásmu 0, 0005 až 0, 15 4 vzdálenosti mezi krycími deskami 3, 4.

Zařízení pro ochranu před útočnými prostředky s vysokou rychlostí, znázorněné na obr. 2, je téměř shodné se zařízením podle obr. 1, až na to, že boční stěny 5 jsou vytvořeny jako první lemovka 13 první krycí desky 3 a druhá lemovka 14 druhé krycí desky 4. Mezera mezi 20 lemovkami 13, 14 se úplně nebo částečně vyplní nekovovým materiálem 15' například lakovým materiálem, přičemž jedna z lemovek 13, 14, výhodně první lemovka 13, se dotýká nálože 2. Toto konstrukční provedení značně zjednodušuje technologii výroby kontejneru 1. Činnost zařízení podle obr. 2 se děje analogicky jako u zařízení podle obr. 1.

Průmyslová využitelnost

Nejúčinnější využití zařízení pro ochranu před útočnými prostředky s vysokou rychlostí, zejména před kumulativní bojovou municí a protipancéřovými podkalibemími střelami, je ve formě 30 kompletu uvedených zařízení jakožto reaktivního pancíře, který se instaluje na pancéřové pozemní objekty, například tanky, dopravní kontejnery, stavební objekty nebo říční či mořská plavidla.

Claims (4)

1. 40 1. Zařízení pro ochranu před útočnými prostředky s vysokou rychlostí, sestávající z uzavřeného kontejneru (1), jehož dutina je vyplněna náloží (2), který je tvořen bočními stěnami (5) a dvěma protilehlými čelními stěnami, přičemž čelní stěny jsou tvořeny krycími deskami (3, 4) posunujícími se ve směru v podstatě kolmém na jejich povrch za působení plynných zplodin i při výbuchu nálože (2), vyznačující se tím, že boční stěny (5) jsou vytvořeny jako

   45 vícevrstvé, minimálně třívrstvé, přičemž poměr akustických pevností materiálů sousedních vrstev (6, 7, 8,9) bočních stěn (5) činí minimálně 2.
2. 2. Zařízení podle nároku 1,vyznačující se tím, že tloušťka každé vrstvy (6, 7, 8, 9) činí 0,0005 až 0,4 vzdálenosti mezi krycími deskami (3,4).

   -4CZ 291228 B6
3. 3. Zařízení podle některého z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že v třívrstvém provedení jsou boční stěny (5) vytvořeny jako lemovky (13, 14) krycích desek (3, 4), přičemž mezera mezi lemovkami (13, 14) je vyplněna nekovovým materiálem (15) a jedna zlemovek

   5 (13,14) je v dotyku s náloží (2).
4. 4. Zařízení podle některého z nároků 1 a 3, vyznačující se tím, že nálož (2) je vytvořena z výbušniny a inertního pojivá, přičemž poměr hmoty výbušniny a inertního pojívaje minimálně 4:1.