RU2296943C1

RU2296943C1 - Method for initiation and formation of blast wave in main explosive charge

Info

Publication number: RU2296943C1
Application number: RU2005130845/02A
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Афанасьев (RU); Владимир Александрович Афанасьев
Priority date: 2005-10-04
Filing date: 2005-10-04
Publication date: 2007-04-10

Abstract

FIELD: initiation of explosive charges in plane or curvilinear surface for formation in the explosive charge of the blast wave front of the preset shape.

SUBSTANCE: according to the invention, by means of electric detonators the input points of the matrix are blasted, from them the detonation waves through the branching channels of the matrix filled with an explosive spread to the terminal sections blasting the main explosive charge and form a blast wave in it. The detonating pulse from each electric detonator is separated minimum into two pulses, which are supplied with a selected diversification to the explosive circuits made according to the AND circuit, actuation of the input points of the matrix is effected from the outputs of the explosive circuit, all similar inputs of the explosive circuit receive a detonation pulse at least from one of the group of electric detonators. Detonation pulses to all the second similar inputs of the explosive circuit are supplied from the second group of electric detonators with a diversification relative to the first inputs provided by the selection of the lengths of the detonation channels. Detonation pulses running from one or several electric detonators to the similar inputs of the explosive circuit are passed through the commutator of the detonation circuit. The detonators of the first and second groups are positioned in different points of the matrix with provision of a different degree of their screening from accidental actions, and the detonation channels between the electric detonators and the explosive circuit are so positioned that the diversification of passage of pulses from the electric detonators via the cross-section of the channels (except for the inputs of the explosive circuit) differs from the diversification of the "code" of the explosive circuit.

EFFECT: provided multiple-point initiation of the surface of the main explosive charge from one or more electric detonators for changing the from of the blast wave front, and prevented initiation of the explosive charge in case of an accidental blast of the electric detonator as a result of accidental actions (lighting discharge, shooting-through fire, etc.)

2 dwg

Description

Изобретение относится к области инициирования зарядов взрывчатого вещества (ВВ) по его плоской или криволинейной поверхности для формирования в заряде ВВ фронта взрывной волны заданной формы.The invention relates to the field of initiation of explosive (BB) charges along its flat or curved surface to form an explosive wave front of a given shape in the explosive charge.

Известны способы инициирования основного заряда ВВ от ЭД, например, во взрывателях снарядов, в которых детонационная цепь между ЭД и зарядом ВВ коммутируется специальным предохранительно-исполнительным механизмом (например, п. РФ № 2161293, F 42 С 11/06, опубл. 27.12.2000).Known methods for initiating the main explosive charge from the ED, for example, in projectile fuses, in which the detonation circuit between the ED and the explosive charge is switched by a special safety-actuating mechanism (for example, Cl. RF No. 2161293, F 42 C 11/06, publ. 27.12. 2000).

Недостатком такого способа инициирования является сложность предохранительно-исполнительных механизмов для коммутации детонационной цепи, при этом осуществляется одноточечный подрыв заряда ВВ без формирования фронта взрывной волны требуемой формы.The disadvantage of this initiation method is the complexity of the safety-actuating mechanisms for switching the detonation circuit, while a single-point detonation of the explosive charge is carried out without forming the front of the blast wave of the required shape.

Известен способ управления детонационными импульсами и их коммутации на основе взрывных логических цепей (ВЛЦ). Устройства на основе ВЛЦ описаны в патенте США № 3430564, F 42 В 3/10, 1969 г. и в а.с. СССР № 1641070, F 42 В 3/10, 1989 г. К ним относится взрывной вентиль, содержащий два входа и один выход (схема И), выполненные в виде детонационных каналов. Детонация проходит на выход только при инициировании обоих входов в определенной очередности. В указанном а.с. СССР взрывная логическая схема И имеет два входа и один выход и обеспечивает передачу детонации на выход при одновременном задействовании обоих входов.A known method of controlling detonation pulses and their switching based on explosive logic circuits (VLC). Devices based on VLC are described in US patent No. 3430564, F 42 B 3/10, 1969 and in A.S. USSR No. 1641070, F 42 B 3/10, 1989. These include an explosive valve containing two inputs and one output (circuit I), made in the form of detonation channels. Detonation goes to the output only when both inputs are initiated in a certain order. In the specified A.S. The USSR has an explosive logic circuit AND has two inputs and one output and ensures the transmission of detonation to the output with the simultaneous involvement of both inputs.

Указанные взрывные логические схемы И осуществляют сравнение по времени двух поступающих на их входы детонационных импульсов, но не обеспечивают формирование в заряде ВВ взрывной волны заданной (требуемой) формы.The indicated explosive logic circuits AND perform a time comparison of two detonation pulses arriving at their inputs, but they do not provide the formation of a given (required) shape in the explosive charge of the explosive wave.

Известно устройство для формирования взрывной волны, выбранное в качестве прототипа (п. РФ № 2135935, F 42 B 3/10, опубл. 27.08.99), в котором на поверхности заряда ВВ размещается матрица с одной или несколькими входными точками и разветвляющимися от них детонационными каналами, заполненными ВВ, концевые участки которых инициируют поверхность заряда ВВ. Посредством электродетонаторов (ЭД) производится подрыв входных точек матрицы, и от них детонационный импульс одновременно передается через несколько детонационных каналов одинаковой длины к различным зонам поверхности заряда ВВ.A device is known for generating a blast wave, selected as a prototype (p. RF No. 2135935, F 42 B 3/10, publ. 08.27.99), in which a matrix with one or more input points and branching from them is placed on the explosive charge surface detonation channels filled with explosives, the end sections of which initiate the surface of the explosive charge. By means of electric detonators (ED), the input points of the matrix are undermined, and from them the detonation pulse is simultaneously transmitted through several detonation channels of the same length to different zones of the explosive charge surface.

Недостатком данного решения является передача детонационных импульсов ко всем концевым участкам матрицы в случае случайного, аварийного подрыва ЭД (разряд статического электричества, удар, прострел, пожар и т.п.). Это приводит к аварийному подрыву заряда ВВ и соответствующему ущербу.The disadvantage of this solution is the transmission of detonation pulses to all end sections of the matrix in case of accidental, emergency undermining of the ED (static electricity discharge, shock, lumbago, fire, etc.). This leads to an emergency undermining of the explosive charge and the corresponding damage.

Как правило, в ЭД, матрице и заряде ВВ вышеупомянутых устройств применяется ВВ с различной чувствительностью к аварийным механическим, тепловым и электрическим воздействиям. Наибольшей чувствительностью обладают ЭД. Некоторые типы низкочувствительных основных зарядов ВВ не взрываются при ряде аварийных воздействий (гроза, пожар, удар и т.п.), в то же время ЭД при таких воздействиях могут взрываться.As a rule, in the ED, matrix, and explosive charge of the aforementioned devices, explosive with different sensitivity to emergency mechanical, thermal, and electrical influences is used. The most sensitive are ED. Some types of low-sensitivity main explosive charges do not explode during a series of accidental impacts (thunderstorm, fire, shock, etc.), at the same time, ED under such impacts can explode.

Техническая задача, решаемая предлагаемым способом, состоит в обеспечении многоточечного инициирования поверхности основного заряда ВВ от одного или более ЭД с возможностью изменения формы фронта взрывной волны и предотвращении инициирования заряда ВВ в случае аварийного подрыва ЭД в результате аварийных воздействий (грозовой разряд, прострел, удар, пожар и т.п.).The technical problem solved by the proposed method is to provide multipoint initiation of the surface of the main explosive charge from one or more EDs with the possibility of changing the shape of the front of the blast wave and preventing the initiation of explosive charge in the event of an emergency ED blast as a result of accidental impacts (lightning discharge, lumbago, impact, fire, etc.).

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе инициирования и формирования взрывной волны в основном заряде ВВ, заключающемся в том, что посредством ЭД производится подрыв входных точек матрицы, от которых детонационные волны по разветвляющимся каналам матрицы, заполненным ВВ, расходятся до концевых участков, подрывающих основной заряд ВВ и формирующих в нем взрывную волну, детонационный импульс от каждого ЭД разделяется как минимум на два импульса, которые подаются с выбранной разновременностью на взрывологические цепи (ВЛЦ), выполненные по схеме И, задействование входных точек матрицы осуществляется от выходов ВЛЦ, при этом на все одноименные входы каждой ВЛЦ подается детонационный импульс, по крайней мере, от одного из группы ЭД, а на все вторые одноименные входы ВЛЦ детонационные импульсы подаются от второй группы ЭД с разновременностью относительно первых входов, обеспечиваемой выбором длин детонационных каналов с выполнением условияThe technical result is achieved by the fact that in the proposed method of initiating and generating a blast wave in the main explosive charge, namely, by means of ED, the input points of the matrix are undermined, from which detonation waves diverge along the branching channels of the matrix filled with explosives to end sections that undermine the main explosive charge and the blast wave that forms in it, the detonation pulse from each ED is divided into at least two pulses, which are given at a chosen time interval to explosologically e circuits (VLC), made according to the AND circuit, the input points of the matrix are activated from the outputs of the VLC, at the same time, a detonation pulse is supplied to all the inputs of each VLC from at least one of the ED group, and detonation to all the second inputs of the same VLC pulses are fed from the second group of ED with a difference in time relative to the first inputs, provided by the choice of detonation channel lengths with the condition

, где

where

Δt_k - разновременность прихода детонационных импульсов на разноименные входы каждой ВЛЦ от ЭД;Δt _k is the difference in the arrival of detonation pulses to the opposite inputs of each VLC from the ED;

L₁ - длина детонационных каналов, соединяющих первый вход каждой ВЛЦ с ЭД первой группы;L ₁ is the length of the detonation channels connecting the first input of each VLC with the ED of the first group;

L₂ - длина детонационных каналов, соединяющих второй вход каждой ВЛЦ с ЭД второй группы;L ₂ - the length of the detonation channels connecting the second input of each VLC with the ED of the second group;

D - скорость распространения детонационного импульса от ЭД к ВЛЦ;D is the propagation velocity of the detonation pulse from the ED to the VLC;

Δt_ВЛЦ - разновременность двух детонационных импульсов, подаваемых на два входа ВЛЦ, при которой ВЛЦ пропускает детонационный импульс на свой выход;Δt _VLC - the difference in time between two detonation pulses supplied to the two inputs of the VLC, at which the VLC passes the detonation pulse to its output;

t_Ж - время, в течение которого обеспечивается газодинамическая "живучесть" ВЛЦ и матрицы после прихода на вход ВЛЦ первого по времени детонационного импульса.t _Ж is the time during which the gas-dynamic “survivability” of the VLC and the matrix is ensured after the first detonation pulse of the first time arrives at the VLC input.

Детонационные импульсы, идущие от одного или нескольких ЭД к одноименным входам ВЛЦ, пропускаются через коммутатор детонационной цепи. Детонаторы первой и второй групп размещаются в разных местах матрицы с обеспечением различной степени их экранирования от аварийных воздействий, а детонационные каналы между ЭД и ВЛЦ размещаются таким образом, что разновременность прохождения импульсов от ЭД через любые поперечные сечения каналов (кроме входов ВЛЦ) отличается от разновременности "кода" ВЛЦ.Detonation pulses traveling from one or more EDs to the VLC inputs of the same name are passed through a detonation circuit switch. The detonators of the first and second groups are located in different places of the matrix to ensure varying degrees of their shielding from accidental influences, and the detonation channels between the ED and VLC are placed in such a way that the time difference between the passage of pulses from the ED through any channel cross-sections (except for the VLC inputs) differs from the difference in time "code" VLC.

Разделение детонационного импульса от каждого ЭД как минимум на два импульса, один из которых подается на одноименные входы ВЛЦ, выполненных по схеме И, с задействованием других одноименных входов ВЛЦ от других ЭД, позволяет исключить прохождение детонационного импульса от любого аварийного подорванного ЭД к матрице и основному заряду ВВ. Выбор заранее определенной для применяемых ВЛЦ разновременности прихода детонационных импульсов от различных групп ЭД на разноименные входы ВЛЦ обеспечивает прохождение детонационного импульса на вход каждой ВЛЦ, соединенной с входной точкой матрицы при одновременном задействовании (подрыве) всех ЭД. Очередность и разновременность прихода детонационных импульсов на входы ВЛЦ определяются настройкой ("кодом") ВЛЦ и обеспечиваются выбором длин детонационных каналов, соединяющих ЭД первой и второй групп с соответствующими входами ВЛЦ, при этом второй по времени импульс должен поступить на вход ВЛЦ не позже начала разрушения ВЛЦ от первого детонационного импульса.Separation of the detonation pulse from each ED by at least two pulses, one of which is fed to the same-name inputs of the VLC, made according to the I circuit, using the other inputs of the same name of the VLC from other ED, eliminates the passage of the detonation pulse from any emergency detonated ED to the matrix and the main explosive charge. The choice of the time difference between the arrival of detonation pulses from different ED groups to the opposite inputs of the VLC that is predetermined for the applied VLCs ensures the passage of a detonation pulse to the input of each VLC connected to the input point of the matrix while simultaneously activating (undermining) all the EDs. The sequence and time of arrival of detonation pulses at the VLC inputs is determined by the tuning ("code") of the VLC and is provided with a choice of the lengths of the detonation channels connecting the ED of the first and second groups with the corresponding inputs of the VLC, while the second time pulse must arrive at the VLC input no later than the beginning of destruction VLC from the first detonation pulse.

Способ может позволять применение различных схем И, в том числе и "настроенных" на нулевую разновременность прихода детонационных импульсов на разновременные входы каждой ВЛЦ. В этом случае длины каналов от ЭД до ВЛЦ выполняются одинаковыми.The method may allow the use of various AND circuits, including those “tuned” to zero-time difference of arrival of detonation pulses at the time-different inputs of each VLC. In this case, the channel lengths from the ED to the VLC are the same.

Соединение разноименных входов ВЛЦ с разными группами ЭД, размещенных на поверхности матрицы в разных ее зонах с обеспечением различной степени их экранирования от аварийных воздействий, позволяет исключить случайную реализацию закодированной последовательности выдачи импульсов на ВЛЦ при аварийном подрыве одного или нескольких ЭД.The connection of the opposite inputs of the VLC with different groups of ED located on the matrix surface in its different zones with the provision of varying degrees of their screening from accidental impacts, eliminates the accidental implementation of the encoded sequence of impulses to the VLC during an emergency undermining of one or more ED.

Детонационные каналы для передачи импульсов к ВЛЦ и матрице выполняются из бризантного ВВ с минимальным поперечным сечением, определяемым критическим сечением детонации. Для исключения подрыва каналов от аварийных воздействий (пуль, осколков) с разновременностью "кода" ВЛЦ каналы располагают (сдвигают) таким образом, чтобы разновременность прохождения импульсов от ЭД через каждое поперечное двух каналов (кроме входов ВЛЦ) отличалась от закодированной разновременности пропускания импульсов через ВЛЦ.The detonation channels for transmitting pulses to the VLC and the matrix are made of a blasting explosive with a minimum cross section determined by the critical detonation cross section. To avoid undermining the channels from accidental impacts (bullets, fragments) with the VLC “code” at different times, the channels are positioned (shifted) so that the time difference between the pulses from the ED through each transverse of two channels (except for the VLC inputs) differs from the encoded time difference of the transmission of pulses through the VLC .

Для исключения передачи детонационных импульсов от ЭД на входные точки матрицы в случае аварийного, одновременного подрыва всех ЭД первой и второй группы детонационный импульс, идущий на одноименные входы ВЛЦ от одной группы ЭД (или от одного ЭД), пропускают через коммутатор детонационной цепи. В разомкнутом состоянии этой цепи на все одноименные входы ВЛЦ детонационный импульс не поступает, и, следовательно, ВЛЦ при авариях не пропускают импульсы на все входные точки матрицы, исключая подрыв основного заряда ВВ.To exclude the transmission of detonation pulses from the ED to the input points of the matrix in the event of an emergency simultaneous undermining of all the EDs of the first and second groups, the detonation pulse going to the VLC inputs of the same name from one ED group (or from one ED) is passed through the detonation circuit switch. In the open state of this circuit, no detonation pulse arrives at all the VLC inputs of the same name, and, therefore, during accidents, the VLC does not pass pulses to all input points of the matrix, excluding the detonation of the main explosive charge.

Этот способ позволяет обеспечить изменение формы фронта взрывной волны в основном заряде ВВ. При этом второй детонационный импульс, идущий от ЭД, пропускают через коммутатор не на все одноименные входы ВЛЦ, а лишь на те ВЛЦ, отключение (подключение) которых необходимо для изменения формы взрывной волны.This method allows you to provide a change in the shape of the front of the blast wave in the main explosive charge. In this case, the second detonation impulse coming from the ED is passed through the switch not to all the same inputs of the VLC, but only to those VLC, disconnection (connection) of which is necessary to change the shape of the blast wave.

На фиг.1 и 2 приведены возможные схемы устройств, в которых реализуется способ инициирования и формирования взрывной волны, в частности, на фиг.1 приведена схема инициирования от двух ЭД двух входных точек матрицы, на фиг.2 приведена схема формирования взрывной волны от нескольких входных точек, инициируемых через несколько ВЛЦ с отключением (подключением) одной точки матрицы.Figures 1 and 2 show possible schemes of devices in which the method of initiating and generating a blast wave is implemented, in particular, Fig. 1 shows a diagram of the initiation of two input points of a matrix from two EDs, and Fig. 2 shows a diagram of the formation of a blast wave from several input points initiated through several VLCs with disconnection (connection) of one matrix point.

1 - ЭД № 1,1 - ED No. 1,

2 - ЭД № 2,2 - ED No. 2,

3 - ВЛЦ (схема И),3 - VLC (scheme I),

4 - входные точки матрицы,4 - input points of the matrix,

5 - концевые участки детонационных каналов матрицы,5 - end sections of the detonation channels of the matrix,

6 - детонационный канал длиной L₁,6 - detonation channel length L ₁ ,

7 - детонационный канал длиной L₂,7 - detonation channel length L ₂ ,

8 - коммутатор детонационного канала,8 - switch detonation channel,

9 - матрица с разветвляющимися каналами из ВВ,9 - matrix with branching channels from BB,

10 - основной заряд ВВ,10 - the main explosive charge,

11 - отключаемая входная точка матрицы.11 - switchable input point of the matrix.

Способ осуществляется следующим образом. При одновременном подрыве всех ЭД 1, 2 детонационные импульсы от них разветвляются, при этом на разноименные входы всех ВЛЦ 3 детонационные импульсы поступают как минимум от двух ЭД с разновременностью Δt_k, определяемой разницей в длинах каналов L₁ 6 и L₂ 7. Каждая ВЛЦ 3, построенная по схеме сравнения времени поступления двух входных импульсов (схема И), выдает на свой выход детонационный импульс только в том случае, если на ее оба входа поступают импульсы в заданной последовательности и с заданной разновременностью Δt_k.The method is as follows. With the simultaneous detonation of all EDs 1, 2, the detonation pulses branch from them, while at the same time the detonation pulses from the opposite inputs of all VLC 3 receive at least two EDs with a difference in time Δt _k determined by the difference in the channel lengths L ₁ 6 and L ₂ 7. Each VLC 3, constructed according to a scheme for comparing the time of arrival of two input pulses (circuit I), detonates a pulse only if it receives pulses in both inputs in a given sequence and with a given time difference Δt _k .

В случае аварийного подрыва одного из ЭД (любого) детонационный импульс, разделенный как минимум на два импульса, поступает на все одноименные входы ВЛЦ 3 и через время t_Ж разрушает все ВЛЦ 3, исключая в дальнейшем выдачу через ВЛЦ 3 импульсов на входные точки матрицы 4, даже в случае, если аварийно сработают остальные ЭД (например, от нескольких пуль).In the event of an emergency blasting of one of the EDs (any), the detonation pulse, divided by at least two pulses, arrives at all the inputs of the same VLC 3 and after a time t _Ж destroys all the VLC 3, excluding further the issue through the VLC 3 pulses to the input points of the matrix 4 , even in the event that the rest of the ED fails (for example, from several bullets).

При пулеосколочных воздействиях, ударах, пожарах одновременный аварийный подрыв ЭД исключается размещением ЭД в противоположных зонах матрицы 9 и применением над отдельными ЭД экранов и демпферов, изменяющих время аварийного подрыва каждого ЭД.In case of bullet-splinter impacts, shock, fires, simultaneous emergency undermining of ED is excluded by placing ED in opposite areas of matrix 9 and using screens and dampers over individual EDs that change the time of emergency undermining of each ED.

Разветвленные от ЭД детонационные импульсы пропускают к определенным ВЛЦ 3 через коммутатор 8 детонационной цепи. При необходимости изменения формы взрывной волны осуществляют размыкание детонационной цепи, в результате чего детонационные импульсы не проходят на одноименные входы ряда ВЛЦ 3 и, соответственно, не инициируются определенные участки матрицы 9 и заряда ВВ 10. Если все одноименные входы ВЛЦ 3 подсоединяются к одному ЭД через коммутатор 8, то в разомкнутом состоянии этой детонационной цепи блокируются все ВЛЦ 3 и исключается прохождение детонационных импульсов через ВЛЦ 3 ко всем входным точкам 4 матрицы 9 при аварийном подрыве любого количества ЭД, размещенных на матрице 9.The detonation pulses branched from the ED are passed to certain VLCs 3 through the detonation circuit switch 8. If necessary, changes in the shape of the blast wave open the detonation circuit, as a result of which the detonation pulses do not pass to the same inputs of a number of VLCs 3 and, accordingly, certain sections of the matrix 9 and charge BB 10 are not initiated. If all the inputs of the same name VLC 3 are connected to the same ED through switch 8, then in the open state of this detonation circuit all VLCs 3 are blocked and the passage of detonation pulses through VLCs 3 to all input points 4 of matrix 9 is excluded in case of emergency blasting of any number ED wa placed on the matrix 9.

Таким образом нейтрализуется повышенная чувствительность ЭД к внешним воздействиям по сравнению с чувствительностью ВВ матрицы и заряда ВВ.Thus, the increased sensitivity of the ED to external influences is neutralized in comparison with the sensitivity of the explosive matrix and explosive charge.

В известных способах для этой цепи потребовалось бы применение не одного, а нескольких сложных предохранительно-исполнительных механизмов под каждым ЭД.In known methods for this circuit would require the use of not one, but several complex safety-actuating mechanisms under each ED.

Реализация предложенного способа позволяет получить новый технический результат и решить поставленные задачи.Implementation of the proposed method allows to obtain a new technical result and solve the tasks.

Claims

1. A method of initiating and generating a blast wave in the main explosive charge (EX), including detonation by means of electric detonators (ED) of the input points of the matrix, from which detonation waves diverge along the branching channels of the matrix filled with explosives to end sections that undermine the main explosive charge and forming a blast wave in it, characterized in that the detonation pulse from each ED is divided into at least two pulses, which are supplied with a selected time difference to explosive circuits (VLC) according to scheme I, the input points of the matrix are activated from the outputs of the VLC, with all detonation pulses from at least one of the first ED groups being supplied to all the inputs of the same VLC, and detonation pulses from the second group of EDs from all the second VLC inputs at different times relative to the first inputs, provided by the choice of the lengths of the detonation channels with the following conditions:

,

where Δt _k is the difference in the arrival of detonation pulses to the opposite inputs of each VLC from the ED;

L ₁ is the length of the detonation channels connecting the first input of each VLC with the ED of the first group;

L ₂ - the length of the detonation channels connecting the second input of each VLC with the ED of the second group;

D is the propagation velocity of the detonation pulse from the ED to the VLC;

Δt _VLC - the difference in time between two detonation pulses supplied to the two inputs of the VLC, at which the VLC passes the detonation pulse to its output;

t _W is the time during which the gas-dynamic "survivability" of the VLC and the matrix is ensured after the first detonation pulse of the first time arrives at the VLC input.

2. The method according to claim 1, characterized in that the detonation pulses coming from one or more EDs to the same inputs of one or more VLCs are passed through a detonation circuit switch.

3. The method according to claim 1, characterized in that the detonators of the first and second groups are placed in different places of the matrix to provide varying degrees of their shielding from accidental impacts, and the detonation channels between the ED and VLC are placed in such a way that the simultaneous passage of pulses from the ED through any cross-sections of the channels, except for the inputs of the VLC, differed from the time difference between the "code" of the VLC.