RU2603664C1 - Method for isolation of fragments of cumulative jet - Google Patents

Method for isolation of fragments of cumulative jet Download PDF

Info

Publication number
RU2603664C1
RU2603664C1 RU2015144621/03A RU2015144621A RU2603664C1 RU 2603664 C1 RU2603664 C1 RU 2603664C1 RU 2015144621/03 A RU2015144621/03 A RU 2015144621/03A RU 2015144621 A RU2015144621 A RU 2015144621A RU 2603664 C1 RU2603664 C1 RU 2603664C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cumulative
channel
kmu
fragments
asymmetric
Prior art date
Application number
RU2015144621/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Сергеевич Князев
Дмитрий Владиленович Маляров
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ>)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом"), Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ>) filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Priority to RU2015144621/03A priority Critical patent/RU2603664C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2603664C1 publication Critical patent/RU2603664C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B1/00—Explosive charges characterised by form or shape but not dependent on shape of container
    • F42B1/02—Shaped or hollow charges
    • F42B1/028—Shaped or hollow charges characterised by the form of the liner

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to experimental physics and can be used jointly with throwing devices of cumulative type (KMU) when investigating high-speed interaction of bodies, for example, when simulating impact of meteorite-man made particles for protection of spacecraft. Method for isolation of fragments of cumulative jet, following compact element (CE) formed by means of cumulative throwing device (KMU), includes generation at output of KMU an asymmetric shock wave, diversing fragments of cumulative jet. Asymmetric shock wave is formed by fixed outside of KMU coaxially cumulative recess with specified gap relative to its end intercepting device in form of equipped with an asymmetric protrusion on side of KMU solid metal cylinder with longitudinal through channel with a recess made inside channel, wherein diameter of channel on side of end near to KMU is greater than diameter of channel on side of far end.
EFFECT: method enables to select a single metal compact element with a stable shape.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области экспериментальной физики и может использоваться совместно с метающими устройствами кумулятивного типа (КМУ) при исследовании высокоскоростного взаимодействия тел, например, при моделировании воздействия метеоритно-техногенных частиц на защиту космических аппаратов.The invention relates to the field of experimental physics and can be used in conjunction with throwing devices of a cumulative type (CMU) in the study of high-speed interaction between bodies, for example, in modeling the effects of meteorite-induced particles on the protection of spacecraft.

Для моделирования требуется обеспечить отсечку сопутствующих металлических фрагментов кумулятивной струи позади сформированного при помощи метающего устройства компактного элемента (КЭ).For modeling, it is necessary to ensure the cutoff of the accompanying metal fragments of the cumulative jet behind the compact element (CE) formed by the throwing device.

Известен способ выделения (отсечки) КЭ из головной части кумулятивной струи (КС) (см. книгу под ред. Л.П. Орленко «Физика взрыва», т. 2, изд-во «Физматлит», М., 2002 г., с. 37). Реализующий этот способ отсекающий механизм состоит из металлической пластины, взрывчатого вещества» детонирующего шнура. Выделение (отсечка) КЭ из головной части КС происходит при метании взрывом металлической пластины сбоку на струю или же для отсекания используется детонация бокового заряда отсекающего механизма.A known method of separation (cut-off) of CE from the head of a cumulative jet (CS) (see the book under the editorship of LP Orlenko “Explosion Physics”, vol. 2, publishing house “Fizmatlit”, M., 2002, p. 37). The cut-off mechanism implementing this method consists of a metal plate, an explosive "detonating cord. The selection (cutoff) of the FE from the head of the CS occurs when throwing an explosion of a metal plate from the side onto the jet, or detonation of the lateral charge of the cutting mechanism is used to cut off.

Основным недостатком способа является сложность синхронизации запуска отсекающего механизма.The main disadvantage of this method is the difficulty of synchronizing the start of the cutting mechanism.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ отсечки фрагментов кумулятивной струи, описанный в патенте РФ №53429 «Кумулятивное метающее устройство», МПК F42B 12/10 (2006.01), опубл. 10.05.2006, Бюл. №13. Устройство отсечки представляет собой расширение на выходном участке сужающегося канала металлической плиты с открытой кумулятивной полостью, установленной сплошным торцом к заряду взрывчатого вещества (ВВ). Форма расширения может быть выполнена асимметричной относительно оси.Closest to the claimed method is a method for cutting off fragments of a cumulative jet described in RF patent No. 54329 "Cumulative throwing device", IPC F42B 12/10 (2006.01), publ. 05/10/2006, Bull. No. 13. The cut-off device is an expansion at the output section of the tapering channel of a metal plate with an open cumulative cavity installed by a solid end to the explosive charge. The shape of the expansion can be asymmetric about the axis.

При детонации заряда ВВ в материале плиты на выходе из КМУ генерируется мощная асимметричная ударная волна (УВ). Расширяющийся выходной участок канала асимметричной формы при схлопывании под действием этой УВ уводит в сторону растягивающуюся "хвостовую" часть струи и, в итоге, по предполагаемой траектории полета движется одиночный высокоскоростной КЭ. Данный способ выбран в качестве прототипа для заявляемого способа.When the explosive charge detonates in the plate material, a powerful asymmetric shock wave (SW) is generated at the outlet of the CMC. An expanding outlet section of an asymmetric channel when collapsing under the influence of this shock wave leads to the stretching “tail” part of the jet and, as a result, a single high-speed FE moves along the assumed flight path. This method is selected as a prototype for the proposed method.

Основным недостатком этого способа отсечки, выявленным в ходе экспериментальной проверки, является нестабильность формы КЭ. По-видимому, причиной этого является преждевременное воздействие материала асимметричного участка устройства отсечки на выделяемый из головной части кумулятивной струи КЭ.The main disadvantage of this cut-off method, identified during the experimental verification, is the instability of the shape of the FE. Apparently, the reason for this is the premature exposure of the material of the asymmetric section of the cut-off device to the FE emitted from the head of the cumulative jet.

Решаемой технической задачей является создание способа отсечки фрагментов кумулятивной струи, позволяющего выделить одиночный стабильный по форме металлический КЭ.The technical problem to be solved is the creation of a method for cutting off fragments of a cumulative jet, which makes it possible to isolate a single metal-shaped FE stable in shape.

Ожидаемый технический результат - проведение экспериментальных исследований высокоскоростного взаимодействия одиночного стабильного по форме КЭ с преградами.The expected technical result is experimental studies of the high-speed interaction of a single form-stable FE with obstacles.

Технический результат достигается за счет того, что в заявляемом способе отсечки фрагментов кумулятивной струи, следующей за сформированным с помощью кумулятивного метающего устройства компактным элементом, включающем генерирование на выходе из КМУ асимметричной ударной волны, уводящей в сторону фрагменты кумулятивной струи, в отличие от прототипа, асимметричную ударную волну формируют при помощи закрепленного снаружи КМУ соосно кумулятивной выемке с заданным зазором относительно его торца отсекающего устройства в виде снабженного асимметричным выступом со стороны КМУ сплошного металлического цилиндра с продольным сквозным каналом с выполненным внутри канала уступом, при этом цилиндр со стороны КМУ снабжают асимметричным выступом, а диаметр канала со стороны ближнего к КМУ торца выполняют больше диаметра канала со стороны дальнего торца.The technical result is achieved due to the fact that in the claimed method of cutting off fragments of a cumulative jet following a compact element formed by a cumulative throwing device, which includes generating an asymmetric shock wave leading away from the CMU, which leads away the fragments of the cumulative jet, unlike the prototype, asymmetric a shock wave is formed using a fixed outside the CMU coaxially cumulative recess with a predetermined gap relative to its end face of the cutting device in the form equipped with asymmetric projection from the CMU solid metal cylinder with a longitudinal through bore with a shoulder formed inside the channel, wherein the cylinder side is provided with CMU asymmetrical projection and the diameter of the channel from the side closest to the end of the CMU operate longer channel diameter from the distal end.

Установка снаружи КМУ соосно кумулятивной выемке с заданным зазором относительно его торца отсекающего устройства в виде снабженного асимметричным выступом со стороны КМУ сплошного металлического цилиндра с продольным сквозным каналом с выполненным внутри канала уступом, при этом снабжение цилиндра со стороны КМУ асимметричным выступом, выполнение диаметра канала со стороны ближнего к КМУ торца больше диаметра канала со стороны дальнего торца приводит к тому, что исключается непосредственное распространение ударной волны от КМУ к отсекающему устройству. При выходе УВ на свободную поверхность КМУ, в котором выполнена кумулятивная выемка, начинается его движение в сторону асимметричного выступа отсекающего устройства, в результате взаимодействия с которым генерируется асимметричная УВ, приводящая к асимметричному течению материала элемента КМУ, в котором выполнена кумулятивная выемка, и уводу в сторону фрагментов кумулятивной струи, следующих за КЭ. За счет появления боковой составляющей скорости фрагменты кумулятивной струи тормозятся о стенки сквозного канала отсекающего устройства. Для большей эффективности торможения фрагментов КС диаметр сквозного канала со стороны дальнего по отношению к КМУ торца выполняют больше диаметра канала со стороны дальнего торца.The external installation of the CMC coaxially cumulative recess with a given clearance relative to its end of the shut-off device in the form of a solid metal cylinder equipped with an asymmetric protrusion on the side of the CMU with a longitudinal through channel with a step made inside the channel, while supplying the cylinder on the side of the CMU with an asymmetric protrusion, the channel diameter on the side the end closest to the CMC is larger than the diameter of the channel from the side of the far end, which excludes the direct propagation of the shock wave from the CMC to to the current device. When the HC reaches the free surface of the CMC, in which a cumulative recess is made, its movement starts towards the asymmetric protrusion of the cutting device, as a result of interaction with which an asymmetric HC is generated, leading to an asymmetric flow of the material of the CMC element in which the cumulative recess is made, and withdraw side of the fragments of the cumulative stream following the FE. Due to the appearance of the lateral velocity component, the fragments of the cumulative jet are braked against the walls of the through channel of the cutting device. For greater braking efficiency of the CS fragments, the diameter of the through channel from the side distant with respect to the CMC end is greater than the diameter of the channel from the side of the far end.

Изобретение поясняется чентежами. На фиг. 1 изображено КМУ совместно с отсекающим устройством, поясняющее осуществление способа, на фиг. 2 полями распределения плотности на моменты времени t=10 мкс и t=11 мкс проиллюстрирован процесс взаимодействия кумулятивной струи и асимметричного выступа отсекающего устройства.The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a CMU together with a shut-off device explaining the implementation of the method, FIG. The fields of the density distribution at times t = 10 μs and t = 11 μs illustrate the interaction of the cumulative jet and the asymmetric protrusion of the cutting device.

Заявляемый способ осуществляется при работе КМУ совместно с отсекающим устройством следующим образом.The inventive method is carried out during operation of the CMU together with the cutting device as follows.

Кумулятивное метающее устройство содержит в данном примере выполнения заряд ВВ 1, систему инициирования 2 и металлическую плиту 3 с кумулятивной выемкой 4. Снаружи КМУ соосно кумулятивной выемке 4 с заданным зазором 5 относительно его торца закрепляют отсекающее устройство в виде сплошного металлического цилиндра 6 с продольным сквозным каналом 7 с выполненным внутри канала уступом 8, при этом цилиндр со стороны КМУ снабжают асимметричным выступом 9, а диаметр канала 7 со стороны ближнего к КМУ торца выполняют больше диаметра канала со стороны дальнего торца.In this example, the cumulative throwing device contains a charge of explosive 1, an initiation system 2 and a metal plate 3 with a cumulative recess 4. Outside of the CMU, coaxially cumulative recess 4 with a given clearance 5 relative to its end, a shut-off device is fixed in the form of a continuous metal cylinder 6 with a longitudinal through channel 7 with a step 8 made inside the channel, while the cylinder from the CMC side is provided with an asymmetric protrusion 9, and the diameter of the channel 7 from the side closest to the CMC end is larger than the channel diameter from the side s distal end.

В данном примере выполнения зазор 5 между отсекающим устройством и КМУ образован при помощи тонкой стенки 10 сплошного металлического цилиндра 6.In this embodiment, the gap 5 between the shut-off device and the CMU is formed using the thin wall 10 of the continuous metal cylinder 6.

При срабатывании системы инициирования 2 подрывается заряд ВВ 1. В результате схлопывания кумулятивной выемки 4 в металлической плите 3 формируют высокоскоростную кумулятивную струю. При выходе УВ на свободную поверхность торца КМУ (в данном примере на свободную поверхность металлического диска 3) начинается движение диска в сторону асимметричного выступа 9 отсекающего устройства, в результате взаимодействия с которым генерируется асимметричная УВ, приводящая к асимметричному течению материала элемента КМУ, в котором выполнена кумулятивная выемка (металлического диска 3), и уводу в сторону фрагментов кумулятивной струи, следующих за КЭ. За счет появления радиальной составляющей скорости фрагменты кумулятивной струи тормозятся о стенки сквозного канала 7 отсекающего устройства. Для большей эффективности торможения фрагментов КС, диаметр сквозного канала 7 со стороны дальнего по отношению к КМУ торца выполняют больше диаметра канала со стороны дальнего торца.When the initiation system 2 is triggered, the explosive charge 1 is blown up. As a result of the collapse of the cumulative recess 4, a high-speed cumulative jet is formed in the metal plate 3. When the HC reaches the free surface of the end of the CMC (in this example, the free surface of the metal disk 3), the disk starts moving towards the asymmetric protrusion 9 of the cutting device, as a result of the interaction with which an asymmetric HC is generated, which leads to an asymmetric flow of the material of the CMC element in which the CMC is made cumulative recess (metal disk 3), and withdraw in the direction of the fragments of the cumulative stream following the FE. Due to the appearance of the radial component of the velocity, the fragments of the cumulative jet are braked against the walls of the through channel 7 of the cutting device. For greater braking efficiency of the CS fragments, the diameter of the through channel 7 from the side distant with respect to the CMC end is larger than the diameter of the channel from the side of the far end.

Заявляемый способ позволяет обеспечить удар с преградами стабильного по форме одиночного компактного элемента.The inventive method allows to provide impact with barriers of a stable in shape single compact element.

Таким образом, решается задача проведения исследований высокоскоростного взаимодействия КЭ с преградами.Thus, the problem of carrying out studies of high-speed interaction of FE with obstacles is solved.

Claims (1)

Способ отсечки фрагментов кумулятивной струи, следующей за сформированным с помощью кумулятивного метающего устройства (КМУ) компактным элементом (КЭ), включающий генерирование на выходе из КМУ асимметричной ударной волны, уводящей в сторону фрагменты кумулятивной струи, отличающийся тем, что асимметричную ударную волну формируют при помощи закрепленного снаружи КМУ соосно кумулятивной выемке с заданным зазором относительно его торца отсекающего устройства в виде снабженного асимметричным выступом со стороны КМУ сплошного металлического цилиндра с продольным сквозным каналом с выполненным внутри канала уступом, при этом диаметр канала со стороны ближнего к КМУ торца выполняют больше диаметра канала со стороны дальнего торца. A method for cutting off fragments of a cumulative jet following a compact element (CE) formed using a cumulative throwing device (CMU), comprising generating an asymmetric shock wave leading to the side of the cumulative jet fragments, characterized in that an asymmetric shock wave is formed using fixed outside the CMU coaxially cumulative recess with a predetermined gap relative to its end face of the cutting device in the form of a solid metallic equipped with an asymmetric protrusion from the side of the CMU Skog cylinder with a longitudinal through bore with a shoulder formed inside the channel, wherein the channel diameter from end closest to the CMU operate longer channel diameter from the distal end.
RU2015144621/03A 2015-10-16 2015-10-16 Method for isolation of fragments of cumulative jet RU2603664C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015144621/03A RU2603664C1 (en) 2015-10-16 2015-10-16 Method for isolation of fragments of cumulative jet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015144621/03A RU2603664C1 (en) 2015-10-16 2015-10-16 Method for isolation of fragments of cumulative jet

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2603664C1 true RU2603664C1 (en) 2016-11-27

Family

ID=57774665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015144621/03A RU2603664C1 (en) 2015-10-16 2015-10-16 Method for isolation of fragments of cumulative jet

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2603664C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2056613C1 (en) * 1993-02-03 1996-03-20 Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики Explosive device for high-velocity projection
RU53429U1 (en) * 2005-11-14 2006-05-10 Федеральное агентство по атомной энергии РФ-Агентство CUMULATIVE THROWING DEVICE
RU2285891C2 (en) * 2004-11-01 2006-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики - ФГУП РФЯЦ-ВНИИЭФ Blasting propellant device for formation of steel compact member
RU2309367C2 (en) * 2005-11-07 2007-10-27 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик-Федеральное агентство по атомной энергии-Агентство Method and device for forming of compact component
RU2378606C1 (en) * 2008-05-26 2010-01-10 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Cumulative launching device
RU2383849C2 (en) * 2008-05-26 2010-03-10 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Cumulative device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2056613C1 (en) * 1993-02-03 1996-03-20 Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики Explosive device for high-velocity projection
RU2285891C2 (en) * 2004-11-01 2006-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики - ФГУП РФЯЦ-ВНИИЭФ Blasting propellant device for formation of steel compact member
RU2309367C2 (en) * 2005-11-07 2007-10-27 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик-Федеральное агентство по атомной энергии-Агентство Method and device for forming of compact component
RU53429U1 (en) * 2005-11-14 2006-05-10 Федеральное агентство по атомной энергии РФ-Агентство CUMULATIVE THROWING DEVICE
RU2378606C1 (en) * 2008-05-26 2010-01-10 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Cumulative launching device
RU2383849C2 (en) * 2008-05-26 2010-03-10 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Cumulative device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU760755B2 (en) Method for blasting rock
US3076408A (en) Controlled fracturing of solids by explosives
US6622632B1 (en) Polar ejection angle control for fragmenting warheads
US3820461A (en) Initiation aimed explosive devices
JP2018527484A (en) Directed energy deposition to facilitate high speed applications
RU2603664C1 (en) Method for isolation of fragments of cumulative jet
RU2378606C1 (en) Cumulative launching device
RU2383849C2 (en) Cumulative device
Douat et al. Interactions between two counterpropagating plasma bullets
RU2309367C2 (en) Method and device for forming of compact component
RU116466U1 (en) DEVICE FOR DESTRUCTION OF LARGE-SIZED SPACE VEHICLES
RU145068U1 (en) DEVICE FOR DESTRUCTION OF SPACE DEBR FRAGMENTS
JP6310293B2 (en) Combustor, jet engine, flying object, and operation method of jet engine
RU2013136063A (en) CLOCK FOR ACTIVE IMPACTS ON CLOUDS
RU2553611C1 (en) Method of forming compact metal element
RU2012141826A (en) METHOD FOR PROTECTING THE EARTH FROM MASSIVE Asteroids
RU2285891C2 (en) Blasting propellant device for formation of steel compact member
RU2603684C1 (en) Method of forming hyperspeed metal compact element and cumulative casting device for its implementation (versions)
Zhukov et al. Synchronous acceleration of two millimeter-sized bodies up to hypersonic velocities in a multichannel railgun
Polzin et al. Acceleration modes and transitions in pulsed plasma accelerators
RU2603660C1 (en) Method of hyperspeed casting of metal element and cumulative casting device for its implementation
JP2023520100A (en) Shaped explosive assembly
RU2435128C1 (en) Method to form compact element and blaster projector for its realisation
RU2549505C1 (en) Combined shaped lining for high-speed compact element formation
RU2564428C1 (en) Combined cumulative facing for formation of high-speed compact elements