Взрывное устройство

Взрывное устройство

Реферат

Изобретение относится к военной и оборонной промышленности и может быть использовано в качестве снаряда, бомбы, мины, гранаты с двойным эффектом поражения.

Известно взрывчатое вещество Тринитротолуол. Материал из Википедии - свободной энциклопедии.

Систематическое наименование 2,4,6-тринитрометилбензол.

Традиционные названия тротил, тол.

Химическая формула C₇H₅N₃O₆.

Молярная масса 227,13 г/моль.

Физические свойства.

Состояние (ст. усл.) твердое.

Термические свойства.

Температура плавления 80,35°С.

Температура разложения 295°С.

Тринитротолуол (тротил, тол, TNT) - одно из наиболее распространенных бризантных взрывчатых веществ. Представляет собой желтоватое кристаллическое вещество с температурой плавления 80,35°С (плавится в очень горячей воде). Применяется в промышленности и военном деле как самостоятельно, в гранулированном (гранулотол), прессованном или литом виде, так и в составе многих взрывчатых смесей (алюмотол, аммонал, аммонит и другие). В США тротил в промышленности и горном деле не применяют с начала 1990-х из-за токсичности продуктов взрыва.

Тринитротолуол получают нитрованием толуола смесью азотной и серной кислот (первый шаг). Затем смесь моно- и динитротолуола нитруют в смеси азотной кислоты и олеума. Излишек кислоты от второго этапа можно использовать для первого. Затем следует очистка водным раствором сульфита натрия. Название по номенклатуре ИЮПАК - 2,4,6-тринитрометилбензол.

Тротил гораздо стабильнее многих других взрывчатых веществ, например динамита, имеет невысокую чувствительность к удару (4…8% взрывов при падении груза 10 кг с высоты 25 см), трению и нагреванию и загорается только при температуре 290°С, поэтому может быть относительно безопасно нагрет до температуры плавления. Это очень удобно, так как позволяет легко придать нужную форму при помощи литья. Литой или прессованный тротил можно поджечь. Он горит без взрыва желтоватым пламенем. Для взрыва обычно необходимо использование детонатора, однако порошкообразный тротил с примесями может иметь повышенную чувствительность к внешним воздействиям, в том числе и к пламени. Несмотря на стабильность тринитротолуола во многих применениях и его стараются заменить на еще более стабильные взрывчатые вещества, например ВС США планируют заменить тротил в крупнокалиберных снарядах на вещество IMX-101. Обладает свойствами антимикотика, ранее применялся в медицине в составе противогрибковых препаратов «Ликватол» и «Унгветол», но из-за токсичности и появления более эффективных лекарственных средств практически вышел из медицинского употребления.

Энергия взрывчатого превращения - 1010 ккал/кг. Скорость распространения волны детонации - 6700-7000 м/с (плотность: 1,6 г/см³). Теплота взрыва - 4228 кДж/кг. Бризантность по Гессу 16 мм. Бризантность по Касту 3,9 мм.

Тринитротолуол был получен в 1863 году немецким химиком Йозефом Вильбрандом.

Недостатком является малая разрушительная сила.

Известно устройство «Кумулятивный снаряд».

Википедия - http://ru.wikipedia.org/wiki/Снаряд.

Кумулятивный снаряд - боеприпас, предназначенный для уничтожения бронетехники и гарнизонов долговременных фортификационных сооружений путем создания узконаправленной струи продуктов взрыва с высокой пробивной способностью. Фугасный снаряд - боеприпас, предназначенный для разрушения полевых и долговременных фортификационных сооружений, проволочных заграждений, зданий.

Недостатком является невозможность одновременно пробить броню и произвести объемный взрыв.

Известно устройство «КУМУЛЯТИВНЫЙ СНАРЯД». RU. A. МПК 7 F42B 12/18. Заявка: 98118650/02, 12.10.1998.

1. Снаряд состоит из корпуса с последовательным расположением в нем кумулятивных зарядов, отличающийся тем, что воронки кумулятивных зарядов вставлены друг в друга веерообразно и между ними находится мелкодисперсная масса тугоплавкого вещества.

2. Боеприпас по п.1, отличающийся тем, что между кумулятивными воронками располагается вещество или их комбинация, предназначенная для улучшения поражающих свойств боеприпаса.

3. Боеприпас по п.1, отличающийся тем, что основной несущей конструкцией боеприпаса, обеспечивающей ему прочность, является сердечник, жестко связанный с торцом корпуса (Прототип).

Недостатком является невозможность одновременно пробить броню и произвести объемный взрыв.

Целью изобретения является создание взрывного устройства с двойным эффектом поражения, обладающего огромной разрушительной силой.

Технический результат достигается тем, что взрывное устройство выполнено так, что в корпусе расположена система из кумулятивных зарядов со сферическими выемками из обычного взрывчатого вещества (например: тринитротолуол), снабженных вторичными детонаторами, взаимодействующими через детонирующие шнуры равной длины с первичным детонатором взрывателя, расположенного в центре взрывного устройства, и имеющими металлические цилиндры со сферическими выпуклыми торцами к заряду в сферических выемках зарядов, в которых расположен взрывчатый материал из тетрабората бериллия Ве(ВН₄)₂ или другого гидрида металла, при этом сферические выемки направлены в центр взрывного устройства, а детонирующие шнуры проходят через взрывчатый материал.

На Фиг.1 изображено взрывное устройство.

Статика.

Взрывное устройство (фиг.1) отличается тем, что в корпусе (1) расположена система (2) из кумулятивных зарядов (3) со сферическими выемками (4) из обычного взрывчатого вещества (например: тринитротолуол) (5), снабженных вторичными детонаторами (6), взаимодействующими через детонирующие шнуры (7) равной длины с первичным детонатором (8) взрывателя (9), расположенного в центре (10) взрывного устройства, и имеющих металлические цилиндры (11) со сферическими выпуклыми торцами (12) к заряду (3) в сферических выемках (4) зарядов (3), в которых расположен взрывчатый материал (13) из тетрабората бериллия Ве(ВН₄)₂ или другого гидрида металла, при этом сферические выемки(4) направлены в центр (10) взрывного устройства, а детонирующие шнуры (7) проходят через взрывчатый материал(13).

Работа.

На Фиг.1 изображено взрывное устройство, отличающееся тем, что взрывчатый материал (13) (состоит из тетрабората бериллия Ве(ВН₄)₂ или другого гидрида металла, например: Аl(ВН₄)₃; Аl(Н)₃; Mg(H)₂ и др.) размещен в корпусе (1) в виде системы (2) кумулятивных зарядов (3) из обычного взрывчатого вещества (5). В сферических выемках (4) кумулятивных зарядов (3) располагаются цилиндры (11) взрывчатого материала(13). При таком положении происходит взрыв с ударным ядром (на чертеже не показано). Наибольшая скорость кумулятивной струи достигается при металле бериллий. Сферические выемки сориентированы в центр (10) устройства. При подрыве первичного детонатора (8) происходит через детонирующие шнуры (7) синхронный подрыв вторичных детонаторов (6) и подрыв кумулятивных зарядов (3). Ударные ядра идут к центру (10) взрывного устройства на огромной скорости. При их соударении выделяется огромная энергия в виде тепла, и создается очень высокое давление. Взрывчатый материал превращается в плазму с температурой до нескольких сотен тысяч градусов. После расширения до нормального объема при атмосферном давлении происходит воспламенение компонентов вещества (13) от кислорода воздуха. Происходит своеобразный объемный взрыв.

Вещество тетраборат бериллия Ве(ВН₄)₂ (13) является аккумулятором водорода (11) и имеет свойство отдавать атомы Н при нагреве. Весь материал (13) распадается на атомы. При этом образуется один моль Ве (бериллия), 2 моля В (бора) и 8 молей атомов Н (водорода). Каждый моль вещества при нормальных условиях в виде газа занимает объем в 22,4 литра, что составляет 246 литров газа в нормальных условиях, а с учетом коэффициента объемного расширения газов (Гей-Люсака), равного 0,00366 на 1 градус, и нагрева до 10000 градусов объем составит 9018,24 литра.

Один килограмм тротила дает при взрыве до 3 метров кубических газа или 3000 литров.

Молярная масса тротила = 227,13 г/моль.

Молярная масса тетрабората бериллия Ве(ВН₄)₂ (2)=37 г/моль. В 1 килограмме находится 27,02 моля вещества Ве(ВН₄)₂ (2).

Значит, объем разогретых газов у одного килограмма Ве(ВН₄)₂ (12) будет составлять 243486 литров или 243,5 метра кубического. Это в 81 раза больше, чем от взрыва 1 кг тротила.

Ве(ВН₄)₂ (13) изготавливается в гальванической ванне электрохимическим способом насыщения сплава бериллия с бором ионами водорода.

Таким образом, в гранате гранатомета АГС30 можно разместить 100 граммов тетрабората бериллия Ве(ВН₄)₂, что равнозначно более 8 килограммам условного взрывчатого вещества. Ручная граната весом в 400 граммов может уничтожать все живое на расстоянии до 10-15 метров ударной волной с давлением больше 2 килограммов на сантиметр квадратный. Авиационная бомба в 1,5 тонны будет иметь эквивалент взрыва значительно больше, чем 100 тонн тротила (причем мощность объемного взрыва не включена).

Технико-экономические показатели по поражающему эффекту приближаются к оружию массового поражения. При массовом производстве сплава бериллия с бором себестоимость взрывчатого вещества будет сопоставима со стоимостью производства гексагена, тетрила. А снаряды, мины и бомбы будут обладать феноменальной разрушительной силой. При замене атомов водорода на изотопы дейтерия и трития возможна термоядерная реакция с небольшим КПД.

Перечень позиций.

1 - корпус

2 - система кумулятивных зарядов

3 - кумулятивный заряд

4 - сферическая выемка

5 - обычное взрывчатое вещество

6 - вторичный детонатор

7 - детонирующий шнур

8 - первичный детонатор

9 - взрыватель

10 - центр

11 - металлический цилиндр

12 - сферический выпуклый торец

13 - взрывчатый материал

Взрывное устройство, отличающееся тем, что в корпусе расположена система из кумулятивных зарядов со сферическими выемками из обычного взрывчатого вещества, например, тринитротолуола, снабженных вторичными детонаторами, взаимодействующими через детонирующие шнуры равной длины с первичным детонатором взрывателя, расположенным в центре взрывного устройства, при этом кумулятивные заряды со сферическими выемками имеют металлические цилиндры со сферическими выпуклыми торцами к кумулятивному заряду, в которых расположен взрывчатый материал из тетрабората бериллия Ве(ВН₄)₂ или другого гидрида металла, при этом сферические выемки направлены в центр взрывного устройства, а детонирующие шнуры проходят через взрывчатый материал.