УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ДЕТОНАЦИОННОЙ ВОЛНЫ В ЗАРЯДЕ ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА
DETONATION WAVE IN THE EXPLOSION SUBSTANCE CHARGE FORMING DEVICE

Изобретение относится к области взрывных работ, в частности к устройствам формирования детонационной волны в зарядах взрывчатых веществ (ВВ) с внутренним инициированием, и может быть использовано, например, в прострелочно-взрывной аппаратуре, в боевых частях, в конструкции зарядов двухстороннего действия и т.д.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является обеспечение синхронности возникновения детонационного фронта в подрываемом заряде ВВ путем его одновременного (с минимальной разновременностью) подрыва с помощью многоточечного инициирующего устройства, расположенного внутри подрываемого заряда.
Из уровня техники известно устройство формирования детонационной волны в заряде ВВ осколочно-фугасного боеприпаса по патенту RU 2314483 (публик. 10.01.2008), которое размещено вдоль продольной оси внутри подрываемого заряда. Это устройство включает вкладыш из низкоплотного пористого материала, в котором размещен передаточный заряд ВВ, выполненный в виде двух шашек, разнесенных и подвижно соединенных детонирующим шнуром, что позволяет обеспечить инициирование подрываемого заряда ВВ задней шашкой в любой точке вдоль центральной продольной оси, в том числе и по центру масс боеприпаса. Такая схема инициирования позволяет обеспечить приемлемый меридиональный угол разлета и начальную скорость осколков из срединной части корпуса за счет формирования определенного фронта детонационной волны. После отражения расходящейся сферической детонационной волны от внутренней поверхности корпуса в продуктах детонации возникает сходящаяся к оси симметрии ударная волна, формирующийся фронт которой представляет часть поверхности тора. Пик скорости в средней части корпуса является следствием нормального падения фронта детонационной волны на внутреннюю поверхность корпуса, при этом по разные стороны от сечения, проходящего через центр масс задней шашки передаточного заряда, углы склонения осколочного поля имеют разные знаки, это является причиной увеличения угла разлета осколков.
Инициирование заряда ВВ одной шашкой по малой поверхности может привести к снижению надежности действия и эффективности данного боеприпаса.
Известно другое устройство формирования детонационной волны в заряде ВВ, применяемое в конструкции магнитокумулятивных генераторов с осевым инициированием (патент RU 2252390, публик. 20.05.2005). Устройство включает источник инициирования, заряд ВВ с разветвлениями, выполненный в виде дисков из ВВ, установленных равномерно по осевой линии подрываемого цилиндрического заряда, чередующихся с диэлектриком, при этом диски из ВВ соединены попарно прутками из ВВ по оси подрываемого заряда, которые, в свою очередь, соединены между собой радиальными и продольными перемычками из ВВ и размещены по одну сторону от оси заряда, а по другую сторону выполнен канал с ВВ, соединенный с перемычкой и выведенный к источнику инициирования, расположенному на торце заряда. Канал, перемычки и отверстия под прутки выполнены в диэлектрике. Выполнение заряда с разветвлениями в виде дисков обеспечивает в устройстве одновременный выход волны детонации по кольцевой поверхности на внутреннюю поверхность подрываемого заряда от каждого диска. Расположение дисков по оси цилиндрического заряда на определенном расстоянии, с чередованием с диэлектриком, позволяет сформировать детонационную волну на внешней поверхности цилиндрического заряда с заданной разновременностью. Схема соединения дисков перемычками из ВВ и каналами с ВВ позволяет инициировать одновременно все диски по оси. Количество соединений дисков предложенным образом выбирается в зависимости от длины подрываемого цилиндрического заряда.
Недостатками этого устройства являются сложность изготовления и жесткие требования по центровке при сборке устройства.
Известна также конструкция БЧ с зарядом ВВ цилиндрической формы и устройством формирования детонационной волны, размещенным внутри подрываемого заряда вдоль его оси (патент FR 2280053, публик. 20.02.1976). Устройство формирования детонационной волны состоит из двух частей, каждая из которых включает два концентрических блока, сформированных литьем или прессованием из ВВ с различной скоростью детонации. Один блок выполнен в форме двойного конуса, а другой размещен вокруг него. Блок в форме двойного конуса выполнен с полым каналом по центру, в котором расположены соответствующие детонаторы. Такое выполнение устройства должно обеспечивать одновременное инициирование всей поверхности подрываемого заряда.
Недостатком такого устройства формирования детонационной волны является использование большого количества ВВ.
Также известно устройство формирования детонационной волны в заряде ВВ, которым оснащена боевая часть (БЧ) по патенту ЕР 0138640 (публик. 24.04.1985). Это устройство выбрано в качестве ближайшего аналога заявляемому изобретению. Известная БЧ имеет осевую симметрию и содержит внешнюю цилиндрическую оболочку естественного дробления, внутри которой размещен подрываемый цилиндрический заряд ВВ с внутренней полостью, в которой размещено устройство для формирования детонационной волны. Данное устройство включает инициирующий заряд ВВ и источник инициирования, преобразующий воспламенительный импульс в детонационный для задействования инициирующего заряда ВВ, последний представляет собой заполненную ВВ оболочку в виде двух усеченных конусов, состыкованных меньшими основаниями друг с другом. Оболочка выполнена разнотолщинной, с увеличением толщины от периферии к центру. При задействовании источником инициирования ВВ инициирующего заряда оболочка перемещается под действием продуктов взрыва к внутренней поверхности подрываемого заряда, инициируя его с постоянной энергией по всей поверхности с формированием детонационной волны.
Недостатком такой конструкции является применение перемещаемой (метаемой) оболочки для инициирования заряда ВВ, ввиду того, что при этом образуется разнодинамичность давлений на внутренней поверхности подрываемого заряда, что приводит к разновременности его инициирования, и как следствие этого, элементы корпуса будут разрываться на осколки неопределенных размеров. Следует также отметить, что для формирования детонационной волны используют инициирующий заряд, снаряженный большим количеством ВВ. Все это приводит к снижению эффективности заявленного устройства.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение эффективности устройства при уменьшении количества используемого ВВ путем выравнивания формируемого детонационного фронта.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве формирования детонационной волны в заряде взрывчатого вещества, включающем инициирующий заряд взрывчатого вещества, размешенный внутри подрываемого заряда, и источник инициирования, детонационно соединенный с инициирующим зарядом, новым является то, что инициирующий заряд выполнен в виде размещенной в инертной матрице разводки, состоящей из идущих вдоль поверхности матрицы детонационных каналов и перпендикулярных им концевых участков, при этом матрица выполнена из двух слоев, с размещением в каждом из слоев концевых участков разводки, при этом детонационные каналы разводки размещены только в одном слое матрицы, толщина которого больше толщины другого слоя на толщину детонационных каналов, причем концевые участки разных слоев попарно соединены, соосны и примыкают к поверхности подрываемого заряда.
Выполнение инициирующего заряда ВВ в виде размещенной в инертной матрице разводки, состоящей из идущих вдоль поверхности матрицы детонационных каналов и перпендикулярных им концевых участков, позволяет обеспечить большую площадь инициирования с одновременным выходом волны детонации на поверхность подрываемого заряда при сглаживании давлений на внутреннюю поверхность подрываемого заряда и уменьшенном количестве ВВ.
Выполнение матрицы из двух слоев, с размещением концевых участков разводки в обоих слоях, а детонационных каналов только в одном слое матрицы, позволяет осуществить технологическую возможность выполнения проточек под каналы разводки в матрице, идущих вдоль ее поверхности, с последующим их снаряжением ВВ для формирования разветвленной разводки, обеспечивающей одновременный выход волны детонации на поверхность подрываемого заряда.
Выбор толщины слоев матрицы связан с необходимостью выполнения такой детонационной разводки, у которой разветвления, связывающие источник инициирования с подрываемым зарядом, были выполнены одинаковой длины, чтобы сформировать детонационную волну на поверхности подрываемого заряда с минимальной разновременностью.
Выполнение концевых участков разных слоев соединенными попарно, соосными и примыкающими к поверхности подрываемого заряда позволяет обеспечить синхронный выход волны детонации на поверхность подрываемого заряда в двух противоположных направлениях, что обеспечивает выравнивание детонационного фронта при уменьшенном количестве ВВ, которое используют в инициирующем заряде.
На фиг. 1 схематично изображено взрывное устройство с оболочкой естественного дробления и зарядом ВВ, внутри которого размещено устройство формирования детонационной волны, выполненное в соответствии с заявляемым изобретением. Это устройство может быть представлено в качестве примера конкретного выполнения.
Изображенное на фиг. 1 взрывное устройство включает источник инициирования 1, подрываемый цилиндрический заряд ВВ 2 с внутренней полостью, при этом наружная поверхность заряда ВВ и внутренняя полость покрыты оболочкой 4 естественного дробления из стали толщиной 4 мм. В толще заряда ВВ размещен инициирующий заряд, который выполнен в виде размещенной в инертной матрице 3 разводки, состоящей из идущих вдоль поверхности матрицы детонационных каналов 6 и перпендикулярных им концевых участков 5. Матрица делит подрываемый заряд ВВ на две части, равные по толщине. Матрица состоит из двух слоев, в одном из которых расположены каналы детонационной разводки и концевые участки, выполненные в виде отверстий с раззенковкой на выходе. Во втором слое расположены только концевые участки, так, что они попарно соосно соединены торцами с концевыми участками первого слоя матрицы. На выходе эти участки раззенкованы до того же диаметра, что и участки первого слоя матрицы. Раззенкованными торцами концевые участки разводки прилегают к поверхности подрываемого заряда ВВ.
При срабатывании источника инициирования 1 подрывается ВВ детонационных каналов 6 разводки. Детонация по детонационным каналам 6 распространяется к концевым участкам 5 и инициирует их. Детонационные каналы в матрице расположены так, что детонация, распространяющаяся по каналам 6, подходит одновременно к концевым участкам 5 и инициирует их одновременно. Из-за примыкания торцов концевых участков 5 разных слоев матрицы обеспечивается синхронный выход волны детонации на поверхность подрываемого заряда ВВ 2 в двух противоположных направлениях, что обеспечивает выравнивание детонационного фронта при уменьшенном количестве ВВ, которое используют в инициирующем заряде. Таким образом заряд ВВ 2 одновременно инициируется по поверхностям А и Б. Детонация от инициируемых поверхностей А и Б распространяется к оболочкам 4. Выходящая к оболочкам детонационная волна и продукты взрыва заряда ВВ 2 производят одновременное фрагментирование оболочек 4 на осколки, разлетающиеся во внутрь и наружу от заряда ВВ 2.
Т.о. заявляемое изобретение позволяет обеспечить синхронность возникновения детонационного фронта в подрываемом заряде ВВ путем его одновременного (с минимальной разновременностью) подрыва с помощью многоточечного инициирующего устройства, расположенного внутри подрываемого заряда.