ФУГАСНО-КУМУЛЯТИВНОЕ ВЗРЫВНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области взрывной техники и может быть применена, например, при разработке конструкций кумулятивных перфораторов, устройств разрушения материальных объектов, фугасно-кумулятивных боевых частей и т.д.
Одной из задач, стоящей в рассматриваемой области техники, является повышение объема формируемого канала или диаметра пробиваемого отверстия без значительного снижения кумулятивного действия устройства (направленности и глубины пробития).
Известны из предшествующего уровня техники конструкции взрывных устройств, направленные на решение данной задачи, например, устройство (по патенту США №4033265 от 05.06 77 г.), включающее корпус и фугасный заряд взрывчатого вещества с инициирующим устройством и профилированной кумулятивной облицовкой, выполненной в центральной части в виде сферического сегмента и толстой, а на периферии - плоской и тонкой.
Недостатком известного устройства является то, что плоская форма периферийной части облицовки не обеспечивает формирование компактного осколочного потока, способного свободно, без взаимодействия со стенками полости, образованной кумулятивной струей, достичь поверхности цели, что уменьшает пробивное кумулятивное действие устройства.
Известно другое взрывное устройство - кумулятивный заряд по патенту РФ №2303232(описание к нему опубликовано 20.07.07 г.), направленное на решение указанной выше задачи. Кумулятивный заряд содержит корпус и заряд бризантного взрывчатого вещества (ВВ) с инициирующим устройством и кумулятивной облицовкой, которая может быть выполнена различной формы, например, в виде сферического сегмента, пластин, конуса с определенным соотношением между массой заряда ВВ и массой облицовки. При этом облицовку выполняют с рельефом на обращенной к заряду ВВ поверхности, выполненным из выступов или углублений в виде полос, образующих многоугольники. Такая конструкция облицовки позволяет влиять на формируемый в заряде ВВ фронт взрывной волны, длина которой задается либо выступающими, либо углубленными полосами. В частных случаях реализации целесообразно выполнять рельефные полосы с прямоугольным, трапециевидным, полуовальным или синусоидальным поперечными сечениями. В результате на облицовке формируются стоячие волны, снижающие спонтанные колебания, уменьшающие рассеивание энергии и повышающие пробивную способность устройства.
Недостатком известного решения является сложность изготовления и недостаточное фугасное действие.
Также известно из описания к патенту РФ №2215978 (опубликовано 10.11.03 г.) взрывное устройство многоцелевого назначения, представляющее собой фугасно-кумулятивную боевую часть, которая частично устраняет недостатки вышеназванных аналогов и которая выбрана в качестве прототипа. Данное устройство содержит корпус и заряд взрывчатого вещества с системой инициирования и разнотолщинной кумулятивной облицовкой, выполненной в виде сферического сегмента. При этом заряд ВВ выполнен составным: передней части, выполненной из бризантного ВВ и примыкающей к облицовки, и задней части, выполненной из фугасного металлизированного состава, внутри которой концентрично размещен центральный заряд из бризантного ВВ. Облицовка имеет утолщение только в центральной части, выполненное в виде выступа со стороны заряда ВВ, а остальная ее часть выполнена равнотолщинной. Система инициирования включает в себя центральный заряд и средство инициирования, размещенное на торце центрального заряда, который инициируется в одной точке, и высокоскоростной фронт детонации, распространяющийся по нему, формирует в задней части заряда ВВ, выполненной из фугасного состава, детонационную волну, распространяющуюся с меньшей скоростью, в результате чего направление распространения фронта детонационной волны отклоняется в сторону нормали к боковой поверхности задней части заряда ВВ.
Недостатком данной конструкции является неоптимальность компоновки, связанная с тем, что центральный заряд, который инициирует фугасный состав, размещен по оси устройства и занимает много полезной площади, которую можно было использовать под размещение фугасного состава для повышения эффективности фугасного действия устройства. К тому же, схема инициирования фугасного состава по оси имеет недостатки, связанные с формированием детонационной волны в заряде ВВ и приводящие к уменьшению кумулятивного действия устройства, а форма облицовки не является оптимальной для формирования компактного поражающего элемента.
Техническим результатом заявляемой полезной модели как устройства многоцелевого назначения является повышение эффективности работы путем повышения уровня кумулятивного и фугасного действия.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в фугасно-кумулятивном взрывном устройстве, содержащем корпус и заряд взрывчатого вещества с системой инициирования и разнотолщинной кумулятивной облицовкой, выполненной в виде сферического сегмента, заряд взрывчатого вещества выполнен полностью из фугасного состава и сплошным, а система инициирования выполнена в виде многоточечного инициатора, обеспечивающего одновременное задействование заряда по всей торцевой поверхности,, при этом толщина облицовки увеличивается к ее центру плавно, начиная с периферии, а величина прогиба облицовки Δ выбрана из следующего условия:
вв
Δ=(0,1…0,4)×D, где
вв
D - диаметр заряда взрывчатого вещества.
Выполнение заряда взрывчатого вещества полностью из фугасного состава и сплошным позволяет для данной конструкции обеспечить ее высокое фугасное действие при упрощении изготовления.
Выполнение системы инициирования в виде многоточечного инициатора, обеспечивающего одновременное задействование заряда по всей торцевой поверхности, позволяет получить в нем симметричный фронт детонационной волны, что увеличивает кумулятивное действие устройства.
Плавное увеличение толщины облицовки к ее центру, начиная с периферии, позволяет сформировать компактный поражающий элемент, обладающий требуемыми характеристиками при работе на предельно малых фокусных расстояниях.
Величина прогиба облицовки Δ выбрана расчетно-экспериментальным путем из условия, позволяющего в данных габаритах увеличить количество взрывчатого вещества и достичь достаточно высокий уровень как кумулятивного, так и фугасного действия.
На фиг.1 (приложить рисунок) изображен общий вид заявляемой полезной модели, где:
1 - электродетонатор,
2 - входной участок детонационной разводки,
3 - система инициирования,
4 - заряд ВВ,
5 - концевые участки детонационной разводки,
6 - облицовка,
7 - корпус.
вв
Примером конкретного выполнения заявляемого устройства является фугасно-кумулятивное устройство для эффективного использования при эксплуатации скважин с целью разрушения обломившейся бурильной головки на расстояниях менее пяти калибров. Устройство включает цилиндрический корпус 7, с зарядом ВВ 4, выполненным сплошным из взрывчатого вещества, скорость детонации которого не ниже 6,5 км/с и пористость не более 3%. Облицовка 6 выполнена в виде сферического сегмента из меди с прогибом, равным 0,3×D и толщиной, увеличивающийся от периферии к центру от 2 до 4 мм. Система инициирования 3, размещенная по торцу заряда ВВ 4, представляет собой перегородку из пенопласта с детонационной разводкой, которая имеет общий входной участок 2 и 12 концевых участков 5, размещенных равномерно по поверхности заряда ВВ 4.
Работа заявляемого устройства осуществляется следующим образом.
При подаче команды на подрыв на электродетонатор 1 на общий входной участок 2 детонационной разводки системы инициирования 3, детонационный импульс, распространяясь по ней, выходит на поверхность заряда ВВ 4 одновременно во всех точках под концевыми участками разводки 5.
По заряду ВВ 4, по направлению к кумулятивной облицовке 6, распространяется детонационная волна, обеспечивая при этом максимально возможный импульс продуктов взрыва на облицовку 6.
вв
Под действием продуктов взрыва ВВ 4 облицовка 6 вследствие серповидности начинает двигаться с увеличением скорости к ее периферии, формируя уже в корпусе 7 стержневой поражающий элемент. Проникая в мишень (бурильную головку) стержневой поражающий элемент формирует (пробивает) в ней канал, а фугасное действие заряда ВВ 4 завершает разрушение бурильной головки. Применение низкопрофильной (прогиб - (0,1…0,4)×D) облицовки 6 позволяет разместить необходимое для разрушения количество фугасного ВВ в корпусе 7, в минимальных габаритах.
вв
Применение указанной системы инициирования 3 в виде многоточечного инициатора 5 позволяет сформировать из облицовки без создания перед ней «свободной зоны» - практически при контактном подрыве, сплошной удлиненный поражающий элемент с высоким запреградным (осколочным) действием. Кроме того, многоточечный инициатор 5 позволяет, формируя почти одномерное течение продуктов взрыва, уменьшить величину прогиба облицовки до (0,1…0,4)×D и за счет этого дополнительно увеличить количество ВВ устройства и его фугасное действие. Выбор в качестве ВВ фугасного состава для предлагаемого устройства, позволяет в наибольшей степени использовать габариты для наиболее эффективного разрушения бурильной головки.