УДЛИНЕННЫЙ ЗАРЯД ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА

Полезная модель относиться к области взрывного дела и применима при разделке (резке) гомогенных и слоистых преград зарядами специальной конструкции.
Наиболее распространенным средством резки металлов и иных гомогенных и слоистых сред являются кумулятивные заряды, действие которых основано на разрезании преграды кумулятивной струей. Для резки особо толстых преград масса кумулятивного заряда значительно возрастает и препятствует их использованию из-за ограничений по опасному воздействию на среду и охраняемые объекты.
Известен «Способ резки металла» (А.С. СССР №1557786 от 30.05.1988 г.), предусматривающий предварительное выполнение надреза на поверхности металла и последующий подрыв заряда взрывчатого вещества специальной конструкции. Эффективность такого способа возрастает, но недостаточно в ряде случаев с ограничениями по побочному воздействию.
В современных условиях наиболее широко используется «Способ разрезания твердых материалов и устройство для его осуществления» (патент РФ №2119398 от 29.07.1998), при котором реализуется режим ударно-волнового разрезания материала.
При подрыве капсюль-детонатора по заряду ВВ распространяется детонационная волна. Эта волна, огибая вставку, формирует струю из продуктов детонации ВВ. Параметры струи продуктов детонации близки по физической сути к параметрам струи, формируемой при взрыве кумулятивного заряда. Практические и теоретические основы ударно-волнового течения при наличии инертного тела представлены в работах (Михайлов Н.П. Технологические основы управления ударно-волновыми процессами. Докторская диссертация, БГТУ «Военмех», 2001; Чижова-Ноткина Е.А. Численное исследование динамического нагружения конденсированных сред. Кандидатская диссертация, БГТУ «Военмех», 2003).
Устройство заряда по этому способу иногда приводит к срыву режима разрезания.
Целью полезной модели является повышение надежности разрезания металлов и материалов.
Поставленная цель достигается усовершенствованием конструкции заряда.
Ударно-волновой заряд (фиг. 1), состоящий из эластичного ВВ (1) и инертной вставки (2), размещен на разрезаемом материале (3). В месте инициирования сверху заряда (1) устанавливается навеска (4), в которой выполнено гнездо (5) для размещения детонатора. Навеска позволяет обеспечить равномерность детонации составных частей заряда.
Навеска, естественно, размещается над зарядом, т.е. с противоположной стороны от инертной вставки (2) и разрезаемого материала (3) для обеспечения формирования волны Маха в материале (3). При других вариантах размещения навески (4) возможен срыв процесса формирования волны Маха.
Эффективность разрезания металлов и материалов ударно-волновыми зарядами в значительной степени зависит от плотности прилегания взрывчатого вещества к поверхности этого материала в месте планируемого реза. Для повышения плотности прилегания и снижения, тем самым, вероятности наличия зазоров необходимо увеличивать усилия прижимания и исключать изгибы заряда.
Для усиления жесткости и одновременно обеспечения гибкости заряда (1) сверху его со стороны, противоположной вставке (2), закрепляется полоса (6) из инертного гибкого материала. Размещение полосы (6) в другой редакции затрудняет технологически работу с зарядом и может привести к неплотному прилеганию основного заряда (1) к материалу (3), т.е. к неразрезанию его.
В процессе экспериментальной отработки конструкции заряда наиболее эффективным гибким материалом оказался линолеум. Линолеум оптимально позволяет обеспечить гибкость и жесткость в широком диапазоне температур применения. Дополнительно он по экологическим (малое количество вредных веществ) и экономическим (стоимость) показателям превосходит другие материалы.
При размещении ударно-волнового заряда на наклонной поверхности разрезаемого металла необходимо обеспечить дополнительное усилие по его прижиманию.
Для обеспечения плотного прилегания заряда (1) к материалу (3) устанавливается стяжка (7) с прижимами (8). Прижимы (8) могут быть в виде магнитов при разрезании намагничивающихся материалов. Полоса (6) и стяжка (7) с прижимами (8) повышают плотность прилегания заряда к материалу.
В практике применения ударно-волновых зарядов зачастую на торце материала со стороны детонатора из-за краевых эффектов наблюдается отсутствие реза («проскок»), т.е. материал сохраняет целостность.
Для снижения влияния краевых эффектов к торцу материала (3), примерно в районе навески (4), крепится компенсатор (9). В компенсаторе формируется режим ударно-волнового течения. В нем же наблюдается «проскок», но при этом исключается «проскок» на торце разрезаемого материала.
Наиболее эффективно «проскок» в разрезаемом материале исключается при характеристиках материала компенсатора, близких или совпадающих с характеристиками разрушаемого материала. Поскольку при близких величинах акустических жесткостей материалов на их границе не формируются отраженные и преломленные волны, влияющие на процесс распространения волны Маха.
В комплект заряда так же включается щетка для зачистки поверхности и склеивающие вещество. Эти элементы необходимы для комплексности решения поставленной задачи.
Предлагаемая конструкция заряда многократно опробована при резке сложных преград в полевых условиях и при низких температурах.