RU2386101C1 - Explosive device - Google Patents
Explosive device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2386101C1 RU2386101C1 RU2008145620/02A RU2008145620A RU2386101C1 RU 2386101 C1 RU2386101 C1 RU 2386101C1 RU 2008145620/02 A RU2008145620/02 A RU 2008145620/02A RU 2008145620 A RU2008145620 A RU 2008145620A RU 2386101 C1 RU2386101 C1 RU 2386101C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compartments
- explosive
- explosive device
- shock wave
- acoustic impedance
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области взрывных работ и может быть использовано при разработке взрывных устройств с последовательным срабатыванием зарядов ВВ.The invention relates to the field of blasting and can be used in the development of explosive devices with sequential actuation of explosive charges.
Известен боеприпас, содержащий два кумулятивных заряда взрывчатого вещества (ВВ), срабатывающих друг за другом и разделенных защитным экраном, выполненным в форме усеченного конуса и разнотолщинным, с утонением к оси боеприпаса (патент России №2210723, опубл. 20.08.2003 г.). Такая форма защитного экрана дает возможность уменьшить влияние продуктов взрыва по оси боеприпаса за счет рассечения фронта их распространения, защищая заряд, срабатывающий вторым.Known ammunition containing two cumulative explosive charges (EXPLOSIVES), fired one after the other and separated by a protective shield made in the form of a truncated cone and of different thicknesses, with thinning to the axis of the munition (Russian patent No. 2210723, publ. 08/20/2003). This form of the protective screen makes it possible to reduce the effect of the explosion products along the axis of the munition due to the dissection of the front of their propagation, protecting the second charge.
Недостатком данного защитного экрана является его неэффективность для ослабления влияния ударной волны, распространяемой по корпусу боеприпаса.The disadvantage of this protective shield is its inefficiency for attenuating the influence of the shock wave propagated through the shell of the ammunition.
Известно устройство для демпфирования ударной волны при взрыве (патент России №2255305, опубл. 27.06.2005 г.). Данное устройство выполнено в виде защитного экрана и представляет собой две прочные оболочки, между которыми размещен вспученный графит. Данное устройство размещают вокруг взрывоопасного объекта или на пути распространения ударной волны и применяют для защиты объектов от воздействия ударных волн, когда нужны меры по локализации взрыва. Основано оно на поглощении ударной волны, распространяемой по воздуху от взрывоопасного объекта, и для применения в конструкции взрывных устройств для защиты от воздействия ударной волны ранее сработавшего заряда ВВ нецелесообразно.A device is known for damping a shock wave during an explosion (Russian patent No. 2255305, publ. 06/27/2005). This device is made in the form of a protective screen and consists of two durable shells, between which expanded graphite is placed. This device is placed around an explosive object or on the propagation path of a shock wave and is used to protect objects from the effects of shock waves when measures are needed to localize the explosion. It is based on the absorption of a shock wave propagating through the air from an explosive object, and for the use in the design of explosive devices to protect a previously generated explosive charge from the effects of a shock wave it is impractical.
Известен боеприпас (патент США №5952604, опубл. 14.09.1999 г.), выбранный в качестве прототипа к заявляемому решению по наибольшему количеству сходных с ним признаков и решаемой задаче. Известный боеприпас содержит два или более кумулятивных заряда ВВ, срабатывающих последовательно друг за другом. Заряды помещены в раздельные отсеки. Корпуса последовательных отсеков связаны друг с другом соединительным узлом, ослабляющим воздействие ударной волны ранее сработавшего заряда на последующие отсеки. Внешняя поверхность соединительного узла выполнена разными диаметрами, и часть, выполненная большим диаметром, размещена в продольном сечении боеприпаса между соединяемыми отсеками, а две части с меньшими диаметрами расположены с торцов соединительного узла и каждая из них соединена со своим отсеком.Known ammunition (US patent No. 5952604, publ. 09/14/1999), selected as a prototype to the claimed solution for the greatest number of similar features and the problem to be solved. Known ammunition contains two or more cumulative explosive charges that fire sequentially one after another. The charges are placed in separate compartments. The shells of the successive compartments are connected to each other by a connecting unit, which attenuates the effect of the shock wave of the previously triggered charge on subsequent compartments. The outer surface of the connecting unit is made of different diameters, and the part made with a large diameter is placed in the longitudinal section of the ammunition between the connected compartments, and two parts with smaller diameters are located at the ends of the connecting unit and each of them is connected to its compartment.
Соединительный узел состоит, как минимум, из двух деталей:The connecting unit consists of at least two parts:
- демпфирующей вставки, размещенной параллельно продольной оси боеприпаса и соединяющей последовательные отсеки;- a damping insert placed parallel to the longitudinal axis of the munition and connecting successive compartments;
- жесткой опоры, установленной между соединяемыми отсеками в продольном сечении боеприпаса и соединенной с внешней поверхностью демпфирующей вставки. Размер жесткой опоры относительно размера демпфирующей вставки выбирают таким, чтобы при несжатом состоянии демпфирующей вставки образовывался зазор между жесткой опорой и хотя бы одним соединяемым отсеком в продольном направлении и чтобы она удерживала соединяемые отсеки во время запуска, а после отжималась от демпфирующей вставки. Ослабление ударной волны, проходящей по корпусу боеприпаса, основано на поглощении ее за счет деформации демпфирующей вставки.- a rigid support installed between the connected compartments in the longitudinal section of the munition and connected to the outer surface of the damping insert. The size of the rigid support relative to the size of the damping insert is chosen so that, when the damping insert is uncompressed, a gap is formed between the rigid support and at least one connected compartment in the longitudinal direction and that it holds the connected compartments during start-up, and then was squeezed from the damping insert. The attenuation of the shock wave passing through the shell of the ammunition is based on its absorption due to deformation of the damping insert.
Недостатком известного решения является сложность конструкции и, следовательно, сложность изготовления, а также недостаточное ослабление ударной волны, проходящей по корпусу боеприпаса. Следует отметить, что после запуска боеприпаса жесткая опора отделяется, что приводит к недостаточной прочности соединения демпфирующей вставки с соединяемыми отсеками при движении боеприпаса на траектории.A disadvantage of the known solution is the design complexity and, consequently, the manufacturing complexity, as well as the insufficient attenuation of the shock wave passing through the shell of the munition. It should be noted that after the launch of the ammunition, the rigid support is separated, which leads to insufficient durability of the connection of the damping insert with the connected compartments when the ammunition moves along the trajectory.
Задачей, стоящей в данной области техники и на решение которой направлено предлагаемое решение, является обеспечение зашиты от воздействия ударной волны ранее сработавшего заряда ВВ, проходящей по корпусу взрывного устройства на другие отсеки взрывного устройства. При срабатывании первого заряда ВВ ударная волна распространяется в сторону последующих отсеков, содержащих, например, второй заряд ВВ, поэтому необходимо создать благоприятные условия для работы этого заряда или для работы оборудования, входящего в состав этих отсеков.The task in this technical field and the solution of which the proposed solution is directed is to protect against the impact of a shock wave of a previously generated explosive charge passing through the housing of the explosive device to other sections of the explosive device. When the first explosive charge is triggered, the shock wave propagates in the direction of subsequent compartments containing, for example, a second explosive charge, therefore it is necessary to create favorable conditions for the operation of this charge or for the operation of the equipment included in these compartments.
Техническим результатом заявляемого решения является упрощение конструкции взрывного устройства, повышение технологичности его изготовления, уменьшение воздействия ударной волны ранее сработавшего заряда ВВ на последующие отсеки взрывного устройства. Дополнительным техническим результатом при использовании заявляемого решения является обеспечение надежности соединения последовательных отсеков и соединительного узла при эксплуатации взрывного устройства.The technical result of the proposed solution is to simplify the design of the explosive device, increase the manufacturability of its manufacture, reduce the impact of the shock wave of the previously generated explosive charge on the subsequent compartments of the explosive device. An additional technical result when using the proposed solution is to ensure the reliability of the connection of the serial compartments and the connecting unit during operation of the explosive device.
Указанный технический результат достигается за счет того, что во взрывном устройстве, содержащем, по крайней мере, два заряда ВВ, помещенные в раздельные отсеки и срабатывающие относительно друг друга с временной задержкой, соединительный узел, расположенный между ними, связывающий корпуса последовательных отсеков взрывного устройства и ослабляющий воздействия ударной волны ранее сработавшего заряда ВВ, выполнен в виде цельной конструкции из материала, величина акустического импеданса которого отличается от величины акустического импеданса материала корпусов соединяемых отсеков не менее чем в два раза.The specified technical result is achieved due to the fact that in an explosive device containing at least two explosive charges placed in separate compartments and triggered relative to each other with a time delay, a connecting node located between them, connecting the shells of the successive compartments of the explosive device and the attenuating effect of a shock wave of a previously generated explosive charge is made in the form of an integral structure made of a material whose acoustic impedance is different from the acoustic and pedansa material housings joined compartments at least twice.
Между соединяемыми отсеками может быть установлен, по крайней мере, еще один соединительный узел, выполненный из материала, величина акустического импеданса которого отличается не менее чем в 2 раза от величины акустического импеданса материала последовательно расположенных соединяемых деталей. Соединительный узел может быть выполнен из пористого материала.Between the connected compartments at least one more connecting unit made of a material can be installed, the value of the acoustic impedance of which differs at least 2 times from the value of the acoustic impedance of the material of sequentially connected parts. The connecting unit may be made of porous material.
Выполнение соединительного узла в виде цельной конструкции позволяет упростить ее и повысить технологичность изготовления боеприпаса. Цельность конструкции соединительного узла позволяет обеспечить герметичность взрывного устройства и исключить дополнительные зазоры между соединяемыми поверхностями последовательных отсеков и соединительного узла, что увеличивает прочность взрывного устройства при эксплуатации.The implementation of the connecting node in the form of an integral structure allows us to simplify it and increase the manufacturability of the manufacture of ammunition. The integrity of the design of the connecting unit allows to ensure the integrity of the explosive device and to eliminate additional gaps between the connected surfaces of the serial compartments and the connecting node, which increases the strength of the explosive device during operation.
Выполнение соединительного узла из материала, величина акустического импеданса которого отличается от величины акустического импеданса материала корпусов соединяемых отсеков не менее, чем в два раза, позволяет:The implementation of the connecting node of the material, the acoustic impedance of which differs from the acoustic impedance of the material of the housings of the connected compartments not less than twice, allows you to:
- выполнить соединительный узел в виде цельной конструкции, так как этого будет достаточно для ослабления ударной волны, проходящей по корпусу взрывного устройства;- to make the connecting node in the form of an integral structure, as this will be enough to attenuate the shock wave passing through the housing of the explosive device;
- добиться ослабления ударной волны, проходящей по корпусу взрывного устройства, в основном за счет отражения ударной волны при прохождении ее через границы раздела поверхностей соединяемых отсеков и соединительного узла, а также за счет частичного поглощения.- to achieve attenuation of the shock wave passing through the housing of the explosive device, mainly due to the reflection of the shock wave when it passes through the interface of the surfaces of the connected compartments and the connecting node, as well as due to partial absorption.
Допустим, что акустический импеданс материала соединительного узла - G1, а акустический импеданс материала соединяемых отсеков - G2, тогда в одномерной постановке:Suppose that the acoustic impedance of the material of the connecting unit is G 1 , and the acoustic impedance of the material of the connected compartments is G 2 , then in a one-dimensional formulation:
- если G1 меньше, минимум чем в два раза G2, то наблюдаются отражение ударной волны, проходящей по корпусу взрывного устройства, на первой границе раздела поверхностей соединяемого отсека и соединительного узла и незначительное усиление прошедшей ударной волны на второй границе раздела поверхностей соединительного узла и соединяемого отсека, что приводит к общему ослаблению воздействия от ударной волны ранее сработавшего заряда ВВ;- if G 1 is less than at least twice G 2 , then there is a reflection of the shock wave passing through the housing of the explosive device at the first interface of the surfaces of the connected compartment and the connecting unit and a slight amplification of the transmitted shock wave at the second interface of the surfaces of the connecting unit and a connected compartment, which leads to a general weakening of the impact of the shock wave of the previously generated explosive charge;
- если G2 меньше, минимум чем в два раза G1, то наблюдаются незначительное усиление ударной волны на первой границе раздела поверхностей соединяемого отсека и соединительного узла и отражение ударной волны на второй границе раздела поверхностей соединительного узла и соединяемого отсека, что приводит к общему ослаблению воздействия от ударной волны ранее сработавшего заряда ВВ.- if G 2 is less than at least twice G 1 , then there is a slight amplification of the shock wave at the first interface of the surfaces of the connecting compartment and the connecting unit and reflection of the shock wave at the second interface of the surfaces of the connecting unit and the connected compartment, which leads to a general weakening impact from a shock wave of a previously triggered explosive charge.
Дальнейшее увеличение разности импедансов, определяемых конструкционными материалами, приводит к еще большему ослаблению воздействия от ударной волны ранее сработавшего заряда ВВ.A further increase in the difference in impedances determined by structural materials leads to an even greater attenuation of the impact of the previously generated explosive charge from the shock wave.
Если G1 приблизительно равен G2, то ударная волна, проходящая по корпусу взрывного устройства, почти целиком передается через границу раздела поверхностей соединяемого отсека и соединительного узла. Размещение между отсеками нескольких соединительных узлов позволяет усилить достигаемый указанный технический результат, как и выполнение соединительного узла из пористого материала.If G 1 is approximately equal to G 2 , then the shock wave passing through the housing of the explosive device is almost entirely transmitted through the interface between the surfaces of the connected compartment and the connecting unit. The placement between the compartments of several connecting nodes allows you to enhance the achieved specified technical result, as well as the implementation of the connecting node of a porous material.
На фиг.1 приведена общая схема заявляемого устройства.Figure 1 shows a General diagram of the inventive device.
На фиг.2 детально показан соединительный узел между соединяемыми отсеками.Figure 2 shows in detail the connecting node between the connected compartments.
Пояснения к фиг.1 и 2:Explanations for figures 1 and 2:
1 - первый взрывной заряд (ВЗ);1 - the first explosive charge (WZ);
2 - второй ВЗ;2 - the second OT;
3 - соединительный узел между первым ВЗ и вторым ВЗ.3 - connecting node between the first OT and the second OT.
Примером конкретного исполнения заявляемого устройства может служить тандемное взрывное устройство, состоящее из двух зарядов 1 и 2, расположенных в раздельных отсеках и срабатывающих относительно друг друга с временной задержкой. Корпуса отсеков выполнены из одного материала - алюминиевый сплав Амг6 ГОСТ 4784-97. Между первым ВЗ 1 и вторым ВЗ 2 расположен узел 3 из пенопласта. Акустический импеданс материалов соединительного узла и корпусов соединяемых отсеков рассчитывается по формулеAn example of a specific implementation of the claimed device can serve as a tandem explosive device, consisting of two
G=ρ*C,G = ρ * C,
где ρ - плотность материала;where ρ is the density of the material;
С - скорость распространения звука по материалу.C is the speed of sound propagation through the material.
Акустический импеданс пенопласта равенThe acoustic impedance of the foam is
Gп=рп*Cп=700 кг/м3*350 м/с=1645000 кг/(м2*с),G p = p p * C p = 700 kg / m 3 * 350 m / s = 1,645,000 kg / (m 2 * s),
акустический импеданс алюминиевого сплава равен:The acoustic impedance of an aluminum alloy is:
Ga=ра*Са=2700 кг/м3*6260 м/с=16902000 кг/(м2*с).G a = p a * C a = 2700 kg / m 3 * 6260 m / s = 16902000 kg / (m 2 * s).
Таким образом, Ga больше чем Gп приблизительно в 10,3 раза.Thus, G a is greater than G p approximately 10.3 times.
Соединительный узел 3 между первым ВЗ и вторым ВЗ выполнен в виде втулки, внутренняя поверхность которой выполнена одним диаметром, а внешняя - двумя диаметрами. На меньшем диаметре внешней поверхности и на всей внутренней поверхности втулки выполнена резьба для соединения с первым ВЗ и вторым ВЗ соответственно. Та часть втулки, которая выполнена большим диаметром внешней поверхности, размещена в продольном сечении между соединяемыми отсеками. Часть втулки, выполненная меньшим диаметром внешней поверхности, размещена в поперечном сечении между соединяемыми отсеками.The connecting
Работа заявляемого устройства осуществляется следующим образом.The operation of the claimed device is as follows.
Формируется ударная волна от ранее сработавшего первого ВЗ 1 (импульс сжатия с напряжением σ1), распространяющаяся по корпусу взрывного устройства, на границе раздела поверхностей первого ВЗ 1 и соединительного узла 3 при соотношении акустических импедансов: Ga больше чем Gп приблизительно в 10,3 раза, в одномерной постановке:A shock wave is generated from the previously triggered first VZ 1 (compression pulse with a voltage of σ 1 ), propagating over the housing of the explosive device, at the interface between the surfaces of the
- отраженный от границы импульс составляет- the momentum reflected from the boundary is
σотр=((Gп-Ga)/(Gп+Ga))*σ1≈0.82*σ1,σ neg = ((G p -G a ) / (G p + G a )) * σ 1 ≈0.82 * σ 1 ,
- прошедший в соединительный узел импульс составляет- the impulse transmitted to the connecting unit is
σпp=(2Gп/(Gп+Ga))*σ1≈0.18*σ1,σ pp = (2G p / (G p + G a )) * σ 1 ≈0.18 * σ 1 ,
на второй границе раздела поверхностей соединительного узла 3 и второго ВЗ 2, в одномерной постановке:on the second interface of the surfaces of the connecting
- прошедший через соединительный узел в корпус импульс составляет- the pulse transmitted through the connecting unit to the housing is
σпр=(2Ga/(Gп+Ga))*0.18σ1≈1.82*0.18*σ1=0.33*σ1.σ ol = (2G a / (G p + G a )) * 0.18σ 1 ≈1.82 * 0.18 * σ 1 = 0.33 * σ 1 .
Влияние соединительных узлов на ослабление ударной волны, проходящей по корпусу взрывного устройства, зависит и от других факторов, а именно трехмерности конструкции, сжимаемости пенопласта, частичного поглощения энергии пенопластом и т.д., учет которых усиливает влияние соединительных узлов на ослабление воздействия ударной волны, проходящей по корпусу взрывного устройства.The influence of the connecting nodes on the attenuation of the shock wave passing through the body of the explosive device depends on other factors, namely the three-dimensionality of the structure, the compressibility of the foam, partial energy absorption by the foam, etc., taking into account which enhances the influence of the connecting nodes on the attenuation of the shock wave, passing through the body of an explosive device.
Если соединительный узел выполнить, например, из стали (отношение акустических импедансов Gст и Ga составляет приблизительно 2,8), то прошедший через соединительный узел импульс составит 0,53σ1.If the connecting node is made, for example, of steel (the ratio of acoustic impedances G st and G a is approximately 2.8), then the pulse transmitted through the connecting node will be 0.53σ 1 .
Численное моделирование на основе метода конечных элементов конкретного исполнения заявляемого устройства (тандемное взрывное устройство) подтвердило:Numerical modeling based on the finite element method of a specific implementation of the claimed device (tandem explosive device) confirmed:
- заметное снижение ударных нагрузок в основном за счет отражения ударной волны при прохождении ее через границы раздела поверхностей соединяемых отсеков и соединительного узла, а также частичного поглощения;- a noticeable decrease in shock loads mainly due to the reflection of the shock wave when it passes through the interface of the surfaces of the connected compartments and the connecting node, as well as partial absorption;
- обеспечение прочности и надежности соединения последовательных отсеков и соединительного узла при действии эксплуатационных нагрузок.- ensuring the strength and reliability of the connection of sequential compartments and the connecting node under the action of operational loads.
Таким образом выполнение соединительного узла согласно предлагаемому изобретению позволяет:Thus, the implementation of the connecting node according to the invention allows:
- ослабить воздействие ударной волны ранее сработавшего заряда ВВ на последующие отсеки взрывного устройства;- to weaken the effect of the shock wave of a previously triggered explosive charge on subsequent compartments of the explosive device;
- обеспечить простоту соединения отсеков во взрывном устройстве;- to provide ease of connection of the compartments in the explosive device;
- обеспечить прочность и надежность соединения последовательных отсеков при действии эксплуатационных нагрузок.- to ensure the strength and reliability of the connection of sequential compartments under the action of operational loads.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008145620/02A RU2386101C1 (en) | 2008-11-17 | 2008-11-17 | Explosive device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008145620/02A RU2386101C1 (en) | 2008-11-17 | 2008-11-17 | Explosive device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2386101C1 true RU2386101C1 (en) | 2010-04-10 |
Family
ID=42671243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008145620/02A RU2386101C1 (en) | 2008-11-17 | 2008-11-17 | Explosive device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2386101C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2450238C1 (en) * | 2011-02-02 | 2012-05-10 | Владимир Викторович Черниченко | Explosive assembly |
| RU2451900C1 (en) * | 2011-02-02 | 2012-05-27 | Владимир Викторович Черниченко | Explosive device |
-
2008
- 2008-11-17 RU RU2008145620/02A patent/RU2386101C1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2450238C1 (en) * | 2011-02-02 | 2012-05-10 | Владимир Викторович Черниченко | Explosive assembly |
| RU2451900C1 (en) * | 2011-02-02 | 2012-05-27 | Владимир Викторович Черниченко | Explosive device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hung et al. | Elastic shock response of an air-backed plate to underwater explosion | |
| Chen et al. | Experimental investigation on the dynamic response of scaled ship model with rubber sandwich coatings subjected to underwater explosion | |
| NO20085210L (en) | Explosives shock absorber | |
| FI91323C (en) | An armor wall made of so-called active armor | |
| Yin et al. | Shock mitigation effects of cellular cladding on submersible hull subjected to deep underwater explosion | |
| JP6426180B2 (en) | Blast / impact frequency tuning and mitigation | |
| RU2451895C1 (en) | Device to generate blast wave | |
| RU2386101C1 (en) | Explosive device | |
| Anastacio et al. | Radial blast prediction for high explosive cylinders initiated at both ends | |
| Sandhu et al. | Experimental study of blast wave mitigation in open cell foams | |
| RU2450238C1 (en) | Explosive assembly | |
| RU2451900C1 (en) | Explosive device | |
| RU2194944C2 (en) | Device for joining and subsequent separation of structural members | |
| Kalavalapally et al. | Configuration design of a lightweight torpedo subjected to an underwater explosion | |
| CN215217346U (en) | A charge structure for big mass penetration warhead | |
| KR102639428B1 (en) | Collision absorption structure comprising a collision acceptance component and an energy dissipation component | |
| Zhou et al. | Comparison of underwater shock wave attenuation of a new insensitive high explosive with different explosives | |
| Grujicic et al. | Computational Investigation of Blast-wave-mitigation via the Use of Air-vacated Buffers | |
| Paykani et al. | Dynamic analysis and design of V-shape plates under blast loading | |
| Gong et al. | Analysis of layered composite beam to underwater shock including structural damping and stiffness effects | |
| RU2327130C1 (en) | Device for coupling the separated elements of the flying object | |
| Sharma et al. | On the response of hemispherical shell under blast loading | |
| RU2323406C2 (en) | Explosive device | |
| Du et al. | A new type of rubber sandwich coated onto ship for the use of underwater explosion shock mitigating | |
| RU2389994C1 (en) | Device to joint aircraft separating elements together |