СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФУГАСНОГО ИМПУЛЬСА ВЗРЫВА ЗАРЯДА ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА В БЛИЖНЕЙ ЗОНЕ
METHOD FOR DETERMINING THE FOUGASSE PULSE OF AN EXPLOSIVE CHARGE EXPLOSION IN THE NEAR ZONE

Изобретение относится к способам определения характеристик взрыва заряда взрывчатого вещества (ВВ) в ближней зоне от поражаемого объекта, когда расстояние от центра заряда ВВ до объекта не превышает 1,5 м (10 калибров).
Известен способ определения фугасного импульса взрыва заряда ВВ в ближней зоне (патент RU 2676299, МПК G01L 5/14, F42B3 5/000 опубликован 27.12.2018 г.), при котором осуществляют взрывное нагружение носка баллистического маятника и последующее установление фугасного импульса, определяемого воздействием ударной волны, по показаниям акселерометра и результатам съемки регистрирующей высокоскоростной фотоаппаратуры. После достижения телом маятника максимальной скорости реализуют его принудительное торможение «встречным» взрывом заряда ВВ, расположенного по отношению к телу маятника со стороны тыльного носка, противоположной испытываемому заряду. Принудительное торможение маятника данным способом позволяет испытывать различные по массе заряды ВВ/боеприпасы без существенного увеличения металлоемкости испытательной конструкции.
Поскольку основное воздействие импульса взрыва испытываемого заряда ВВ осуществляется на носок маятника, то возможность испытания различных по массе зарядов ВВ ограничивается его геометрическими и механическими характеристиками. Способ не позволяет оценивать распределенный характер воздействия фугасного импульса взрыва на поражаемый объект.
Прототипом выбран способ определения фугасного импульса взрыва заряда ВВ в ближней зоне (патент RU 2662722, МПК G01N 33/22, F42B 35/00, опубликован 27.07.2018 г.), включающий размещение метаемых тел на полке опорной конструкции посредством порядной укладки с образованием их поверхностями стенки, установку на подставке заряда ВВ, произведение его подрыва и получение распределения значений фугасного импульса по площади стенки. Испытуемый заряд заряда ВВ устанавливают на заданном расстоянии от поверхности стенки, образованной метаемыми телами. Стенка имеет заданный профиль. Метаемые тела выполняются в форме прямоугольных параллелепипедов, правильных треугольных или шестиугольных призм. Метаемые тела могут быть выполнены полыми, а их полости заполнены сыпучим или отверждающимся материалом заданной плотности. С тыльной стороны метаемые тела снабжены индикаторными элементами равной массы, размещенными в каждом горизонтальном ряду укладки на разной высоте относительно их опорных поверхностей. Индикаторные элементы метаемых тел могут быть в форме стержней, и в пределах горизонтального ряда укладки иметь разную длину. Для более точных измерений индикаторные элементы располагают на разных расстояниях от одинаково ориентированных боковых поверхностей метаемых тел в пределах вертикального ряда укладки. После подрыва заряда ВВ посредством высокоскоростной съемочной аппаратуры осуществляют съемку перемещения метаемых тел от момента подрыва до начала момента падения (схода тел с опорной поверхности полки опорной конструкции). Разная длина индикаторных элементов для метаемых тел в пределах каждого горизонтального ряда укладки обеспечивает по получаемой кинограмме лучшее «распознавание» характера перемещения каждого метаемого тела, точное определение приобретенной им скорости, а в дальнейшем установление фугасного импульса взрыва заряда ВВ в ближней зоне.
Приведенный способ не позволяет учесть в распределении значений фугасного импульса контактный импульс взрыва в случае непосредственного контакта заряда ВВ и поверхностью стенки (поражаемого объекта) перед подрывом.
Технической задачей предложенного изобретения является получение распределения значений фугасного импульса с учетом контактного импульса взрыва.
Техническая задача решается тем, что предлагаемый способ определения фугасного импульса взрыва заряда ВВ в ближней зоне включает размещение метаемых тел на полке опорной конструкции посредством порядной укладки с образованием их поверхностями стенки, установку на подставке заряда ВВ, произведение его подрыва и получение распределения значений фугасного импульса по площади стенки. В качестве метаемых тел используют стальные кубы и параллелепипед. Стенку выстраивают таким образом, что ее тыльная сторона гладкая, а с фронтальной стороны параллелепипед, размещенный в центре стенки, выступает за торцы кубов. Испытуемый заряд ВВ устанавливают с тыльной стороны стенки соосно с параллелепипедом, обеспечивая контакт их торцов. К полке опорной конструкции перед размещением на ней метаемых тел может быть прибита стальная пластина. Между торцами заряда ВВ и стального параллелепипеда может быть размещена стальная переходная призма. Стальные параллелепипед и переходная призма могут быть выполнены в виде монолитного метаемого тела.
Изобретение поясняется фигурами, где на фиг. 1 показана схема размещения стенки, состоящей из метаемых тел, и заряда ВВ; на фиг. 2 и фиг. 3 - виды сверху и сбоку на размещение заряда ВВ относительно стенки, состоящей из метаемых тел, при наличии угла α между продольной осью заряда ВВ/боеприпаса и нормалью к поверхности стенки соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Фиг. 1., фиг. 2. и фиг. 3 содержат обозначения: 1 - стальной куб; 2 - стальной параллелепипед; 3 - подпор; 4 - стальная пластина; 5 - опорная конструкция; 6 - подставка; 7 - заряд ВВ; 8 - стальная переходная призма; X, Y, Z - оси прямоугольной системы координат.
На полке опорной конструкции 5 (фиг. 1), к которой прибита стальная пластина 4, размещают метаемые тела посредством порядной укладки с образованием их поверхностями стенки. В качестве метаемых тел используют стальные кубы 1 и параллелепипед 2. Размеры оснований каждого метаемого тела, имеющих форму квадрата, совпадают. При этом сторона квадрата равна калибру заряда ВВ 7. Стенку выстраивают таким образом, что ее тыльная сторона гладкая, а с фронтальной стороны стальной параллелепипед 2, размещенный в центре стенки, выступает за торцы стальных кубов 1.
Для повышения устойчивости стенки под фронтальный торец стального параллелепипеда 2 на полке опорной конструкции 5 устанавливают подпор 3.
Стальная пластина 4 позволяет уменьшить отрицательное воздействие разрушения опорной конструкции 5 от взрыва заряда ВВ 7 на разлет метаемых тел, расположенных в нижней части стенки.
С тыльной стороны стенки на полке опорной конструкции 5 устанавливают подставку 6, на которую помещают испытуемый заряд ВВ 7 соосно со стальным параллелепипедом 2, обеспечивая контакт их торцов.
При необходимости учета угла а между продольной осью заряда ВВ 7 и нормалью к поверхности стенки между торцами заряда ВВ 7 и стального параллелепипеда 2 размещают стальную переходную призму 8 (фиг. 2, фиг. 3) или выполняют стальные параллелепипед 2 и переходную призму 8 в виде монолитного метаемого тела.
Проводят подрыв заряда ВВ 7.
Подпор 3, опорная конструкция 5, подставка 6, изготовленные из легкодеформируемых материалов, например, древесины, незначительно влияют на разлет метаемых тел.
После подрыва заряда ВВ 7 определяют положения метаемых тел в трехмерной прямоугольной системе координат XYZ, центр которой определяется пересечением оси стального параллелепипеда 2 и вертикальной плоскости, делящей кубы пополам. Ось X совпадает с осью стального параллелепипеда 2, ось Y направлена по горизонтали влево от направления разлета метаемых тел, ось Z направлена вертикально вверх. Координата Z после подрыва заряда ВВ 7 у всех метаемых тел одинакова и равна отрицательной величине высоты центра системы координат относительно грунта. Осуществляют замер координат X и Y.
i
Для каждого метаемого тела определяют: расстояние до его первого места падения l; угол θ между линией, соединяющей центр заряда ВВ/боеприпаса 7 и центр торцевой поверхности метаемого тела, и ее проекцией на горизонтальную плоскость, содержащую центр системы координат XYZ.
Рассчитывают фугасный импульс взрыва для каждого метаемого тела. При этом для стального параллелепипеда 2 значение фугасного импульса равно импульсу контактного взрыва. В результате получают распределение значений фугасного импульса с учетом контактного импульса взрыва по площади стенки.
Для пояснения предлагаемого способа определения фугасного импульса взрыва заряда ВВ в ближней зоне на полигоне ФКП «НИИ «Геодезия» проведено испытание оболочечного заряда ВВ калибра 120 мм.
На полке опорной конструкции - деревянном столе высотой 1 м - размещали стенку, состоящую из 49 метаемых тел (в каждом ряду и столбце стенки по 7 метаемых тел): 48 кубов и 1 параллелепипеда. Размер и масса каждого куба - 0,12×0,12×0,12 м и 13,85 кг. Размер и масса параллелепипеда - 0,12×0,12×0,48 м и 55,4 кг.
Инициирование оболочечного заряда ВВ производили от заряда пластита ПВВ-7 массой ~ 230 г и электродетонатора ЭД-8.
Испытание проводили при угле α между продольной осью оболочечного заряда ВВ и нормалью к поверхности стенки равным 0°.
Полученное распределение значений фугасного импульса взрыва с учетом контактного импульса взрыва по площади стенки представлено в таблице, где I - фугасный импульс взрыва, 25-ое метаемое тело - параллелепипед, для которого фугасный импульс взрыва равен импульсу контактного взрыва.
Использование предлагаемого способа определения фугасного импульса взрыва заряда ВВ в ближней зоне по сравнению с существующими способами позволяет:
- получать распределение значений фугасного импульса с учетом контактного импульса взрыва;
- учитывать угол между продольной осью заряда ВВ и нормалью к поверхности поражаемого объекта.