СПОСОБ ЗАДЕРЖКИ ПРОРЫВА ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА ПО КРАЯМ МЕТАЕМОЙ ПЛАСТИНЫ-УДАРНИКА
METHOD OF DELAYING BREAKTHROUGH OF EXPLOSION PRODUCTS ON PERIPHERY OF THROWING PLATE-STRIKER

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для применения при испытаниях военной техники, в которых используются взрывы зарядов взрывчатых веществ (ВВ).
Известен способ [Ю.Н. Дерюгин, Н.П. Ковалев и др. «Методы разгона тяжелых крупногабаритных пластин с малыми искажениями плоской поверхности». - Сборник докладов научной конференции Волжского регионального центра РАРАН «Современные методы проектирования и отработки ракетно-артиллерийского вооружения», Саров, ВНИИЭФ, 2000 г., стр. 238], обеспечивающий в течение некоторого промежутка времени задержку прорыва продуктов взрыва (ПВ) по краям метаемой пластины-ударника. В случае взрывного метающего устройства (ВМУ) «Плоскость», описанного в указанном источнике, способ задержки прорыва ПВ заключается в размещении в контакте с краями ударника пластины-отсекателя ПВ прямоугольного сечения, которая выполнена из материала с большей акустической жесткостью, чем у материала ударника (в приведенном примере ударник - алюминиевый сплав, отсекатель - сталь).
Недостатком этого способа является размещение пластины-отсекателя в контакте с поверхностью метаемого ударника, противоположной поверхности, контактирующей с ПВ. Данное решение приводит к присоединению отсекателя к краям метаемой пластины-ударника, торможению этой зоны и вследствие возникшего градиента скорости к разрушению и отрыву краев метаемой пластины-ударника с последующим прорывом ПВ.
Известен способ задержки прорыва ПВ, принятый в качестве прототипа, примененный в ВМУ «Уступ» [см. там же, стр. 240]. В этом способе края метаемой пластины-ударника из алюминиевого сплава заглубляют в установочные пазы прямоугольного профиля, выполненные в боковых стальных плитах.
Недостатком этого способа является то, что в процессе набора скорости пластиной-ударником под действием ударных волн ее материал, находящийся в пазах, практически не течет в сторону движения основной части метаемой пластины-ударника. Вследствие этого, также как и в предыдущем случае (ВМУ «Плоскость»), происходит разрушение и отрыв материала краев пластины-ударника с последующим прорывом ПВ.
Общим недостатком указанных способов является обеспечение задержки прорыва ПВ лишь на время смещения ударника от начального положения на расстояние, приблизительно равное одной толщине ударника, что недостаточно для набора скорости в большинстве случаев.
Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании способа задержки прорыва ПВ по краям метаемой пластины-ударника на время, превышающее необходимое для прохождения пластиной-ударником расстояния, равного одной его толщине.
Технический результат, получаемый при реализации заявляемого способа, состоит в обеспечении отсутствия разрушения краев метаемой пластины-ударника, уменьшении градиента скорости, возникающего вследствие деформаций периферийных зон ударника, и обеспечении плотного контакта указанных зон с примыкающими элементами конструкции ВМУ в течение максимально возможного промежутка времени.
Это достигается тем, что в способе задержки прорыва продуктов взрыва по краям метаемой пластины-ударника, включающем заглубление краев пластины-ударника в пазы, выполненные в примыкающих конструктивных элементах, новым является то, что и края метаемой пластины-ударника, и ответные пазы в примыкающих конструктивных элементах взрывного метающего устройства выполняют с клиновидным профилем, при этом площадь грани пластины-ударника, обращенной к заряду ВВ, выполняют больше, чем площадь ее противоположной грани.
Увеличение времени задержки прорыва продуктов взрыва в описываемом способе происходит за счет организации совместного течения материалов краев пластины-ударника и примыкающего к нему элемента ВМУ. Выполнение профилей ответных пазов и краев пластины-ударника клиновидными также позволяет минимизировать торможение краев ударника и, следовательно, сохранить его форму.
На чертеже показана схема осуществления заявляемого способа. Здесь 1 - разгоняемая взрывом пластина-ударник; 2 - элемент конструкции ВМУ; 3 - заряд ВВ; 4 - ответный паз и край пластины-ударника, выполненные с клиновидным профилем.
Способ осуществляется следующим образом. Для задержки прорыва продуктов взрыва заряда ВВ 3 по стыку пластины-ударника 1 (в данном примере, материал - алюминиевый сплав) и примыкающего к нему элемента конструкции ВМУ 2 (в данном примере, материал - сталь) края пластины-ударника 1 заглубляют в ответные пазы 4 элемента конструкции ВМУ 2. При этом и края пластины-ударника 1, и соответствующие ответные пазы 4 выполняют с клиновидным профилем. Реализация клиновидного профиля производится таким образом, что в результате грань пластины-ударника 1, обращенная к заряду ВВ 3, имеет площадь больше, чем противоположная грань. В результате подрыва заряда ВВ 3 течение материалов при совместном пластическом деформировании заглубленных в пазы краев пластины-ударника 1 и примыкающих элементов конструкции ВМУ 2 обеспечивают отсутствие в течение требуемого времени прорыва продуктов взрыва по краям метаемой пластины-ударника. При этом пластина-ударник смещается на расстояние, превышающее ее собственную толщину.
Угол клиновидности профиля α (α - угол между нормалью к контактирующей с ПВ поверхности ударника и плоскостью его периферийной грани, соответствующей ответному пазу) зависит от исполнения ВМУ. Например, в случае наличия «ствольной» части (аналогично ВМУ «Уступ») опережающие движение ударника деформации «ствола» (сужение его канала) под действием проходящих ударных волн делают необходимым уменьшение угла клиновидности профиля α периферии пластины-ударника и соответствующего ему профиля ответных пазов. При этом минимальная величина угла клиновидности зависит от толщины ударника и его материала. Так, для пластины-ударника из алюминиевого сплава толщиной 100 мм величина угла клиновидности профиля должна быть не менее α=5°. Дальнейшее уменьшение угла α влечет прорыв ПВ вследствие недостаточной глубины ответного паза. С другой стороны, в случае отсутствия «ствольной» части ВМУ (например, ВМУ типа «Плоскость»), нецелесообразно увеличение угла клиновидности профиля α более 65°. Это приведет к торможению края пластины-ударника и его деформации.
Достижение технического результата подтверждено результатами численного моделирования и экспериментально.
Таким образом, реализация заявляемого способа обеспечивает отсутствие разрушения краев метаемой пластины-ударника, уменьшение градиента скорости, возникающего вследствие деформаций периферийных зон ударника, и обеспечивает плотный контакт указанных зон с примыкающими элементами конструкции ВМУ в течение максимально возможного промежутка времени.