Устройство для метания пластин взрывом

Устройство для метания пластин взрывом

Реферат

Изобретение предназначено для применения в промышленности и военной технике, использующих взрывы зарядов взрывчатых веществ (ВВ) для метания пластин (ударников), особенностью которых является формирование в процессе разгона плоской поверхности требуемых размеров.

Известно устройство взрывного метания плоской металлической плиты, содержащее заряд ВВ, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда, примыкающую к одной из его боковых граней плиту-упор, также выполненную в виде прямоугольного параллелепипеда, и средство для инициирования по наиболее удаленному от метаемой плиты ребру указанной грани заряда ВВ. От области инициирования над наиболее удаленной от метаемой плиты гранью заряда размещена стальная накладка в виде прямоугольного параллелепипеда. Плита-упор выполнена из материала с заданной акустической жесткостью, длина стальной накладки равна ширине заряда ВВ, а ее ширина и толщина выбраны из заданного соотношения [патент РФ №2349858, МПК⁷ F41F 7/00, опубл. 20.03.2009].

Известно взрывное метающее устройство (ВМУ) для разгона пластин [Дерюгин Ю.Н., Могилев В.А., Тарасов И.Б. и др. Методы взрывного разгона тяжелых, крупногабаритных пластин с малыми искажениями плоской поверхности. // Современные методы проектирования и отработки ракетно-артиллерийского вооружения. Саров: ВНИИЭФ, 2000, стр.238, рис.1, ВМУ “Плоскость”], которое взято за прототип. С целью ослабления влияния волны разрежения в продуктах взрыва (ПВ), распространяющейся от области инициирования за детонационной волной, на форму поверхности метаемой плиты, авторы прототипа использовали выполненные в виде прямоугольных параллелепипедов заряд ВВ, стальную плиту-упор, примыкающую к грани заряда ВВ, с ребра которой осуществляется инициирование. Стальная плита-упор сдерживает разлет ПВ, и это позволяет увеличить размер плоского участка на поверхности метаемой пластины.

Недостатки аналога и прототипа заключаются в том, что инициирование заряда ВВ с ребра и от упора приводит к существованию в течение длительного промежутка времени градиента скорости по длине метаемой пластины (ударника), которая поворачивается в процессе разгона относительно исходного положения на угол, величина которого зависит от требуемого скоростного режима и геометрических параметров устройства (при использовании это необходимо учитывать, рассматривая каждый конкретный случай исполнения ВМУ), и вектор скорости в итоге направлен не по нормали к поверхности метаемой пластины. Кроме того, волны разрежения в ПВ в областях, примыкающих к зоне инициирования и противоположному торцу заряда ВВ, сокращают размер плоского рабочего участка пластины, что делает необходимым применение заряда ВВ, размеры которого превышают соответствующие размеры плоского участка на поверхности метаемой пластины.

Решаемая задача заключается в разработке конструкции устройства взрывного метания, которая обеспечит плоскую поверхность метаемой пластины размером не менее формируемой устройством-прототипом и позволит избавиться от указанных недостатков.

Технический результат, получаемый при реализации предлагаемого решения, состоит в формировании практически плоской поверхности метаемой пластины при использовании для компенсации ее деформаций и выравнивания градиента скорости отраженных от упоров ударных волн.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для метания пластин взрывом, содержащем выполненные в виде прямоугольных параллелепипедов заряд ВВ и плиту-упор, примыкающую к одной из его граней, а также средство инициирования заряда ВВ, новым является то, что используется дополнительная плита-упор в виде прямоугольного параллелепипеда, примыкающая к грани заряда ВВ, противоположной его упомянутой грани. Средство инициирования при этом выполнено с возможностью инициирования заряда вдоль линии, расположенной на пересечении плоскости симметрии устройства, параллельной граням заряда ВВ, примыкающим к плитам-упорам и грани заряда, наиболее удаленной от метаемой пластины.

Благодаря совокупности признаков заявляемого устройства детонационная волна распространяется в направлении не от плит-упоров (как в прототипе), а наоборот, к плитам-упорам. Отраженные от плит-упоров ударные волны в ПВ распространяются к плоскости симметрии устройства, взаимодействуя с метаемой пластиной таким образом, что происходит выравнивание импульса давления по ее длине. В результате компенсируются полученные в начальной стадии разгона деформации метаемой пластины, и к завершению разгона формируется безградиентное распределение скорости по длине пластины.

Изобретение поясняется чертежом, на котором приведена схема устройства.

Устройство для метания пластин взрывом содержит выполненные в виде прямоугольных параллелепипедов метаемую пластину 1, заряд ВВ 2, плиты-упоры 3, примыкающие к противоположным граням заряда ВВ 2. Средство инициирования на чертеже не показано, так как в общем случае может быть расположено вне устройства, а позицией 4 обозначена область инициирования: линия, параллельная граням заряда 2, примыкающим к плитам-упорам 3, и расположенная на пересечении плоскости 5 симметрии устройства (совпадает с плоскостью симметрии заряда) и грани 6 заряда, наиболее удаленной от метаемой пластины 1.

В общем случае в предлагаемом устройстве между метаемой пластиной 1 и зарядом ВВ 2 может быть выполнен противооткольный зазор 7 для предотвращения разрушения метаемой пластины, что известно, например, из [Канель Г.И., Молодец A.M., Воробьев А.А. О метании пластин взрывом. // Физика горения и взрыва, №6 (10), 1974, стр.884-891; Огородников В.А., Пинчуков С.Ю., Шемякин В.Ю. и др. Экспериментально-расчетное исследование разгона пластин продуктами взрыва через зазор. // Физика горения и взрыва, №1 (17), 1981, стр.133-136]. Наличие зазора 7 зависит от толщины заряда ВВ 2 (при большой толщине заряда ВВ зазор может отсутствовать, как у прототипа).

Заявляемое устройство работает следующим образом. Заряд ВВ 2 инициируется в плоскости симметрии 5 устройства вдоль линии 4, расположенной между плитами-упорами 3. Вследствие разновременности нагружения метаемой пластины 1 и переменного угла подхода к ее поверхности детонационной волны пластина 1 (ударник) искривляется с наибольшим прогибом в плоскости симметрии устройства (под областью инициирования заряда ВВ). По длине пластины 1 возникает градиент скорости. При завершении распространения детонационной волны происходит ее отражение в виде ударных волн от плит-упоров 3. Отраженные ударные волны, распространяясь к плоскости симметрии 5 устройства, взаимодействуют с метаемой пластиной 1 таким образом, что происходит выравнивание импульса давления по ее длине, в результате чего компенсируются полученные в начальной стадии разгона деформации метаемой пластины 1 и обеспечивается не только ее плоская поверхность, но и практически безградиентное распределение скорости по завершении разгона.

Устройство для метания пластин взрывом, содержащее выполненные в виде прямоугольных параллелепипедов заряд взрывчатого вещества (ВВ) и плиту-упор, примыкающую к одной из его граней, а также средство инициирования заряда ВВ, отличающееся тем, что содержит дополнительную плиту-упор в виде прямоугольного параллелепипеда, примыкающую к грани заряда ВВ, противоположной его упомянутой грани, при этом средство инициирования выполнено с возможностью инициирования заряда вдоль линии, расположенной на пересечении плоскости симметрии устройства, параллельной граням заряда ВВ, примыкающим к плитам-упорам, и грани заряда, наиболее удаленной от метаемой пластины.