SE519407C2 - Kärngenererande laddning - Google Patents

Description

25 30 35 519 407 2 vid sin bakre del och att dess tyngdpunkt är belägen så långt fram som möjligt.

Patentet FR 2 654 821 beskriver sålunda en kärngenererande laddning, hos vilken beklädnaden bär i synnerhet i nivå med sin periferi ett skikt av ett material med lägre täthet, vilket bildar en stabiliserande kjortel.

Denna lösning är komplicerad att förverkliga och möjliggör inte bemästrande av reproducerbarheten av geometriska karaktäristika hos den bakre kjorteln.

Materialet hos kjorteln härrör från den perifera delen av beklädna- den, som befinner sig i närheten av Iaddningens hölje.

Vid initieringen av laddningen produceras i nivå med denna perifera del reflektioner av detonationsvågor, vilka oftast leder till en ack- umulering av beklädnadsmaterialet i form av en kjortel med oregel- bunden form, vars massa är alltför betydande och som destabilise- rar kärnan.

Bemästrandet av kjortelbildningen är ännu mera delikat när bekläd- naden är åstadkommen av ett material, såsom tantal, som uppvisar en påkänning av plastisk strömning som är väsentligen konstant eller minskar i funktion av deformeringen som appliceras på den.

För dessa material leder i själva verket ett växande av deforme- ringen mycket snabbt till ett brott. Det blir då omöjligt att förlänga kärnan för att placera dess tyngdpunkt så långt fram som möjligt allt under tillförsäkrande av bildandet av en kjortel med reproducerbar form.

Det är målet med uppfinningen att föreslå en kärngenererande laddning som inte uppvisar sådana olägenheter. 10 15 20 25 30 519 407 3 Sålunda alstrar laddningen enligt uppfinningen en kärna, vars geo- metri hos kjorteln och fördelning av massorna bemästras.

Uppbyggnaden av laddningen enligt uppfinningen är likaledes mycket enkel och tillverkningen ringa kostsam.

Sålunda har uppfinningen som föremål en kärngenererande laddning som innefattar en explosiv laddning, som är anordnad i ett hölje, och åtminstone en beklädnad med höljets diameter och avsedd att bringas i rörelse genom detonationen av det explosiva ämnet, kän- netecknad därav, att den innefattar en platta, som' är anordnad mellan den explosiva laddningen och beklädnaden, varvid denna platta har en diameter som är lika med innerdiametern hos höljet och fullständigt täcker ytan hos beklädnaden anordnad mittemot den explosiva laddningen, varvid plattans material är så valt att det har en densitet som är lägre eller lika med den hos materialet för be- klädnaden och en modul av volumetrisk komprimerbarhet som är större eller lika med 100 GPa, varvid tjockleken hos plattan är större eller lika med den hos beklädnaden vid varje punkt hos en central zon som omger axeln hos laddningen, för att vid initieringen av laddningen tillförsäkra en centripetaldeformering av plattan, vil- ken är mindre än av beklädnaden.

Diametern hos den centrala zonen är företrädesvis vald att vara högre eller lika med 75% av diametern hos beklädnaden eller plat- tan (laddningens kaliber).

Man kommer att kunna åstadkomma laddningen av ett material som uppvisar en pàkänning av plastisk strömning, vilken är väsentligen konstant eller minskande i funktion av deformeringen.

Plattan kommer att kunna ha en tjocklek som är väsentligen kon- stant eller till och med växer från sin periferi mot laddningens axel. 10 15 20 25 30 35 519 407 Materialet hos beklädnaden kommer att kunna väljas bland följande material: tantal, molybden, nickel, koppar, och plattan kommer att kunna vara åstadkommen av aluminium eller av magnesium. l den centrala zonen kommer tjockleken hos plattan att kunna vara högre eller lika med 150% av den hos beklädnaden mitt för den ifrågavarande punkten hos plattan.

Den utvändiga krökningsradien hos beklädnaden kommer att kunna vara mellan 0,7 och 1,5 gånger sin utvändiga diameter.

Uppfinningen kommer att förstås bättre vid läsande av beskriv- ningen som följer av olika utföringsformer, varvid beskrivningen är gjord under hänvisning till bifogade ritningar, och på vilka: - fig 1 är en vy enligt ett longitudinellt snitt av en kärngenererande laddning enligt en första utföringsform av uppfinningen, - fig 2a och 2b framställer schematiskt två på varandra följande steg av bildande av kärnan hos laddningen enligt fig 1, - fig 3 är en vy enligt ett longitudinellt snitt hos en kärngenererande laddning enligt en andra utföringsform av uppfinningen.

Under hänvisning till fig 1 innefattar en kärngenererande laddning 1 enligt en första utföringsform av uppfinningen ett cylindriskt hölje 2, inuti vilket är placerad en explosiv 3, som är avsedd att initieras genom tändningsmedel 4, som är bildade av exempelvis en tändsats och explosionsrelä.

Denna laddning innefattar likaledes en beklädnad 5, som exempelvis är åstadkommen av tantal, och vilken är separerad från den explosiva laddningen 3 genom en platta 6. 10 15 20 25 30 35 519 407 5 Plattan 6 har en diameter som är lika med innerdiametern hos höljet 2, och den är i kontakt med beklädnaden 5 och täcker fullständigt dess yta.

Materialet hos plattan 6 är valt så att det har en densitet lägre eller lika med den hos beklädnadens material och en modul för volumet- risk komprimerbarhet högre eller lika med 100 GPa.

Densiteten hos materialet hos plattan är vald lägre än den hos beklädnaden, så att den senare kan mottaga den största delen av den av det explosiva ämnet levererade energin. l praktiken kommer man att välja ett material som har en densitet som är så låg som möjligt och man kommer företrädesvis att di- mensionera laddningen så att beklädnaden står för 65% till 80% av massan hos sammansättningen beklädnad plus platta.

Modulen för volumetrisk komprimerbarhet (Kv) är ett tal som är homogent vid ett tryck och som för ett givet material är förhållandet av tryckvarlationen till den relativa variationen av volymen förorsa- kad genom denna tryckvariation (Kv = Vo x (P-Po)/(V-Vo)).

Denna modul kommer att väljas större eller lika med 100 GPa, så att materialet hos plattan, under inverkan av detoneringen av det explosiva ämnet, kommer att kunna: - à ena sidan ha ett beteende som är analogt med det hos en be- klädnad hos den kärngenererande laddningen, det vill säga åter- vända plastiskt till "handskfinger", - och å andra sidan erbjuda ett motstånd som är tillräckligt för centripetaldeformering för att efter deformering bevara en diameter (D), som är hög för dess framdel 7 (fràn 0,25 till 0,3 kalibrar eller diametrar hos plattan). 10 15 20 25 30 519 407 6 En sådan anordning möjliggör likaledes för plattan att absorbera en del av stötvågorna mottagna från det explosiva ämnet, i synnerhet i nivå med periferin. Sålunda isoleras beklädnaden 5 relativt reflek- tioner av stötvågor vid dess periferi, vilka stör bildandet av kjorteln.

Exempelvis kan man med en beklädnad av tantal, molybden, nickel eller koppar associera en platta av aluminium eller även av magne- sium.

Man kommer likaledes att kunna associera en beklädnad av nickel med en platta av magnesium.

Tjockleken hos plattan kommer att vara större eller lika med den hos beklädnaden vid varje punkt hos en central zon 8, som omger laddningens axel 9, vilken zons diameter är större eller lika med 75% av laddningens kaliber. l nivå med denna centrala zon 8 är sålunda för varje riktning d, som är ortogonal till de utvändiga ytorna hos plattan och beklädnaden tjockleken E hos plattan större än tjockleken e hos beklädnaden mittemot den ifrågavarande punkten hos plattan.

En sådan anordning möjliggör tillförsäkrande av en centripetalde- formering, vilken är svårare för plattan än för beklädnaden.

Därav resulterar bildandet genom plattan av en grov "kärna", vars kjortel är mera vidgad än den hos beklädnaden. Den främre delen 7 av den deformerade plattan har en betydande diameter (från 0,25 till 0,3 kalibrar av plattan).

Tjockleken E hos plattan kommer naturligtvis att väljas så att dess material deformeras utan brott i ögonblicket för laddningens initie- ring. 10 15 20 25 30 35 519 407 7 Det kan exempelvis användas en platta av aluminium med en kon- stant tjocklek av ungefärligen 5 mm, vilken är associerad med en beklädnad av tantal med en konstant tjocklek av ungefär 2 mm.

Fig 2a visar ett initialsteg av bildandet av kärnan utifrân beklädna- den 5.

I ögonblicket för initieringen av laddningen genomtränger den av det explosiva ämnet överförda stötvågen plattan 6 och kommuniceras till beklädnaden 5 med ringa försvagning (tack vare den låga densi- teten hos plattan och dess kraftiga modul av volumetrisk kompri- merbarhet).

Därav resulterar en deformering av beklädnaden 5. Den centrala delen av denna, vilken mottager den första stötvàgen, skjuts fram i första rummet och bildar huvudet T hos kärnan.

Den periferiska delen av beklädnaden 5 bildar kjorteln J.

Plattan 6 deformeras likaledes under inverkan av detonationen. Den följer deformeringen av beklädnaden 5, dess ringa densitet håller den i anliggning mot det tyngre materialet hos beklädnaden.

Tjockleken hos plattan 6 i nivå med den centrala zonen 8 reducerar dess möjligheter till centripetaldeformering. Därav resulterar bil- dandet av en grov kärna, som uppvisar en kjortel J' med större dia- meter än kjorteln J och en främre del 7 hos plattan deformerad med betydande diameter (0,25 till 0,3 kaliber).

Plattan 6 överförs således till en grövre konisk bärare, vars främre del 7 bildar ett stöd för kjorteln 9 hos kärnan bildad av beklädna- den.

Kjorteln J befinner sig sålunda samtidigt skyddad och bringad till form av plattan 6. 10 15 20 25 30 35 519 407 s Därav resulterar ett bildande av kjorteln J på ett mera progressivt och reproducerbart sätt än med laddningarna enligt tidigare teknik.

När plattan 6 skyddar och beledsagar deformeringen av beklädna- den, blir det möjligt att ge den senare en svagare krökningsradie.

Det tillförsäkras sålunda genom denna snedhet en större förläng- ning av kärnan och en förflyttning av kärnas 5 massa mot dess huvud T.

En sådan egenskap är speciellt intressant i fallet av beklädnader av material, som uppvisar en pàkänning av plastisk strömning som är väsentligen konstant eller som minskar i funktion av deformeringen (exempelvis av tantal).

I själva verket är det inte möjligt att giva en beklädnad av ett sådant material en krökningsradie mindre än 1 kaliber, ty det skulle därav resultera en alltför kraftig förträngning av kärnans mittdel, vilket skulle leda till dess brott.

Användandet av plattan 6 gör det möjligt att reducera denna radie med ca 15%, vilket sålunda tillåter en hastighet hos kärnan i stor- leksordningen av 2200 m/sek.

Det noteras att en sådan hastighetsvinst möjliggör enkelt kompen- serande av förlustenergin härrörande från närvaron av plattan.

Uppfinningen möjliggör således fullständigt bemästrande av bildan- det av kärnan realiserad av ett material med plastisk strömning som är konstant eller avtagande i funktion av deformeringen (såsom tantal).

Skillnaden i diameter mellan kjorteln J' hos kärnan härrörande från plattan 6 och kjorteln J hos kärnan medför ett aerodynamiskt mot- stånd som är högre för plattan 6. 10 15 20 25 30 35 519 407 9 Den senare separeras således snabbt från kärnan 5 och stör inte dess flygning (jämför fig 2b).

För att gynna bildandet av kjorteln av beklädnaden och separeran- det platta/beklädnad, kan man anordna ett smörjmedel mellan plat- tan och beklädnaden. Exempelvis kan man utföra en beskiktning av teflon (polytetrafluoretylen) eller även silikonfett.

Fig 3 visar en andra utföringsform av en laddning enligt uppfin- ningen.

Denna ladclnir* skiljer sig från den föregående genom att tjockleken hos plattan 6 växer fràn dess periferi mot laddningens axel. Bekläd- naden 5 har fortfarande en konstant tjocklek, och tjockleken hos plattan 6 är även större än den hos beklädnaden vid varje punkt hos den centrala zonen 8, som omger laddningens axel 9.

En sådan variation av tjockleken hos plattan möjliggör att vid initie- ringen av laddningen öka hastighetsdifferentialen, som existerar mellan beklädnadens 5 periferi och dess centrala del. Därav resul- terar en mera betydande förlängning av den av beklädnaden 5 bil- dade kärnan.

Såsom i det föregående understödjer plattan beklädnaden. Den skyddar kjorteln och gynnar dess bildande.

Man kommer eventuellt att kunna ha en tjocklek hos plattan 6 som är mindre än den hos beklädnaden i nivå med den periferiska zonen nära höljet 2, varvid detta görs för att ännu mera öka förlängningen av kärnan.

Laddningen enligt uppfinningen gör det möjligt att bemästra de geometriska karaktäristika hos kärnan på ett speciellt ekonomiskt sätt. 10 15 20 519 407 10 l själva verket tillser de kända lösningarna allmänt ástadkommandet av lokaliserade bearbetningar av beklädnaden för att styra dess deformering och geometrin hos den uppnådda kärnan.

Med uppfinningen blir dessa bearbetningar överflödiga, eftersom formen av kärnan kommer att i allt väsentligt bero på de karaktäris- tika som plattan uppvisar och i synnerhet av dess tjockleksvariation.

Dessutom blir det möjligt-att tack vare uppfinningen uppnå en kärna med prestanda som är lika med en beklädnad med mera reducerad massa. Därav resulterar besparingar vad gäller beklädnadsmaterial.

Som en variant kan det noteras att det är möjligt att ge beklädnaden en varierbar tjocklek. Man skulle exempelvis kunna ge den en tjocklek som växer fràn periferin mot axeln hos beklädnaden för att ge kärnan en gynnsam massfördelning (den främre delen av kärnan blir tyngre än den bakre delen).

Man kommer likaledes att kunna utföra uppfinningen vid en laddning som uppvisar en stapling av flera beklädnader ovanpå varandra.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 519 407 11 Patentkrav

1. Kärngenererande laddning (1) innefattande en explosiv laddning (3), som är anordnad i ett hölje (2), och åtminstone en beklädnad (5) med höljets diameter och avsedd att bringas i rörelse genom detonationen av det explosiva ämnet, kännetecknad därav, att den innefattar en platta (6), som är anordnad mellan den explosiva laddningen (3) och beklädnaden (5), varvid denna platta har en diameter som är lika med innerdiametern hos höljet (2) och full- ständigt täcker ytan hos beklädnaden anordnad mittemot den ex- plosiva laddningen, varvid plattans (6) material är så valt att det har en densitet som är lägre eller lika med den hos materialet för be- klädnaden (5) och en modul av volumetrisk komprimerbarhet som är större eller lika med 100 GPa, varvid tjockleken (E) hos plattan (6) är större eller lika med den (e) hos beklädnaden (5) vid varje punkt hos en central zon (8) som omger axeln (9) hos laddningen,_för att vid initieringen av laddningen tillförsäkra en centripetaldeformering av plattan, vilken är mindre än av beklädnaden.

2. Kärngenererande laddning enligt krav 1, kännetecknad därav, att diametern hos den centrala zonen (8) är större eller lika med 75% av diametern hos beklädnaden eller plattan.

3. Kärngenererande laddning enligt något av kraven 1 eller 2, kän- netecknad därav, att beklädnaden (5) är åstadkommen av ett ma- terial som uppvisar en påkänning av plastisk strömning som är väsentligen konstant eller minskande i funktion av deformeringen.

4. Kärngenererande laddning enligt något av kraven 1 till 3, känne- tecknad därav, att plattan (6) har en väsentligen konstant tjocklek.

5. Kärngenererande laddning enligt något av kraven 1 till 3, känne- tecknad därav, att plattan (6) har en tjocklek som växer från dess periferi mot laddningens axel (9). 10 519 407 12

6. Kärngenererande laddning enligt något av kraven 3 till 5, känne- tecknad därav, att materialet hos beklädnaden (5) är valt bland följande material: tantal, molybden, nickel, koppar, och att plattan (6) är åstadkommen av aluminium eller av magnesium.

7. Kärngenererande laddning enligt något av kraven 1 till 6, känne- tecknad därav, att, i den centrala zonen (8), tjockleken hos plattan (6) är större eller lika med 150% av den hos beklädnaden (5) för den ifrågavarande punkten hos plattan.

8. Kärngenererande laddning enligt något av kraven 1 till 7, känne- tecknad därav, att den utvändiga krökningsradien hos beklädnaden (5) är mellan 0,7 och 1,5 gånger dess utvändiga diameter.