Про оптимальні конструкції кумулятивних зарядів глибокого пробиття
DOI:
https://doi.org/10.26642/ten-2024-1(93)-316-324Ключові слова:
кумулятивний струмінь, облицювання, детонація, кумулятивний зарядАнотація
Мета. Узагальнення результатів авторських досліджень впливу форми лайнера на масово-кінетичні характеристики струменів, визначення шляхів остаточної оптимізації конструкції заряду, аналіз сумісного впливу форми і матеріалів для виготовлення облицювань кумулятивної виїмки на ефективність зарядів.
Методика. Методологічною основою дослідження є системний підхід до проблеми підвищення ефективності кумулятивного вибуху. Відповідно до специфіки досліджень, спрямованих на досягнення поставлених цілей та отримання технологічних залежностей, у роботі використано фізичне і математичне моделювання.
Результати. Висвітлено результати порівняння параметрів функціонування кумулятивних зарядів з трьома формами лайнерів: конічним з кутом при вершині 2α = 42º постійної товщини, прогресивної товщини з кутом при вершині 42º/43º, біконічними з кутами при вершині і основі 38º/50º та 35º/50º і напівеліптичним. В окремих випадках моделювалися різні схеми збудження детонації: із точки на осі симетрії і по колу діаметром, що дорівнює калібру заряду. Проведено порівняння результатів моделювання з даними експериментальних досліджень для короткого напівеліптичного лайнера, отриманими на макетах зарядів. Проведено порівняння результатів глибини проникнення кумулятивних струменів у перепону за моделлю A-V (Allison і Vitali) для стандартного заряду (2α = 42º), біконічних і напівеліптичних лайнерів.
Наукова новизна. Перспективними формами облицювань кумулятивних зарядів глибокого пробиття є двоконічний і еліптичний лайнери, які дозволяють сформувати кумулятивні струмені, які рухаються зі швидкостями більшими, ніж швидкість струменя при підриванні стандартного кумулятивного заряду з конічним лайнером. Зі зменшенням кута при вершині конічного лайнера збільшується нестабільність функціонування промислових зарядів і розкид глибини пробиття мішені.
Практична значущість. Отримані результати є важливими та корисними для проєктування техніки і технологій у різноманітних галузях, де використовується енергія спрямованого вибуху: для знешкодження і утилізації боєприпасів, для розкриття нафтових і газових пластів, для реконструкції будівельних споруд, у військовій справі.
Посилання
Elshenawy, T., Li, Q.-m. and Elbeih, A. (2022), «Experimental and Numerical Investigation of Zirconium Jet Performance with Different Liner Shapes Design», Def. Technol., Vol. 18, Issue 1, pp. 12–25, doi: 10.1016/j.dt.2020.11.019.
Habera, Ł., Hebda, K., Koślik, P. and Sałaciński, T. (2020), «The Shooting Tests of Target Perforating Ability, Performed on Cast Concrete Cylinders», Cent. Eur. J. Energ. Mater., Vol. 17, Issue 4, pp. 584–599, doi: 10.22211/cejem/132066.
Walters, W. (2007), Introduction to Shaped Charges, Army Research Laboratory, Aberdeen Proving Ground, MD 21005-5069. ARL-SR-150, 110 p.
Walter, W., Gooch, W. and Burkins, M. (2000), «The Penetration Resistance of a Titanium Alloy against Jets From Tantalum Shaped Charge Liners», Combustion, explosion and shock waves, No. 6, pp. 745–750.
Voitenko, Yu., Sydorenko, Yu., Zakusylo, R. et al. (2023), «On the influence of the liner shape and charge detonation scheme on the kinetic characteristics of shaped charge jets and explosively formed penetrator», Cent. Eur. J. Energ. Mater, Vol. 20, No. 4, pp. 417–441.
Cook, M.A. (1974), The science of industrial explosives, IRECO Chemicals, Salt Lake Sity, Utah.
Voitenko, Yu.I., Zakusylo, R.V. and Zaychenko, S. (2021), «Influence of the Striker Material on the Results of High-Speed Impact at a Barrier», Cent. Eur. J. Energ. Mater, Vol. 18, No. 3, pp. 405–423.
Voitenko, Yu.I., Zakusylo, R.V., Wojewodka, A.T. et al. (2019), «New Functional Materials in Mechanical Engineering and Geology», Cent. Eur. J. Energ. Mater., Vol. 16, No. 1, pp. 135–149, doi: 10.22211/cejem/105598.
Borkowski, J., Wilk, Z., Koslik, P. et al. (2018), «Application of sintered liners for explosively formed projectile charges», International Journal of Impact Engineering, Vol. 118, pp. 91–97.
Sydorenko, Yu., Semon, B., Yakovenko, V. et al. (2020), «Spatial Distribution of Mass and Speed on Movement of Two Shrapnel Discs of Variable Thickness in Explosive Load», Defence Science Journal, Vol. 70, pp. 479–485.
Voitenko, Yu.I., Sydorenko, Yu.M., Boiko, V.V. et al. (2024), «Fizychni i materialoznavchi osnovy pidvyshchennia efektyvnosti broneprobyttia kumuliatyvnymy zariadamy», Hidrodynamika i akustyka, Vol. 3 (93), No. 1, pp. 1–16.
Voitenko, Yu.I., Goshovskii, S.V., Drachuk, A.G. and Bugaets, V.P. (2013), «Mechanical Effect of Shaped Charges with Porous Liners», Combust. Explos. Shock Waves, Vol. 49, No. 1, pp. 109–116.
Voitenko, Yu., Kravets, V., Shukurov, A. and Drachuk, O. (2017), «Peculiarities of Britlle and Ductile Materials Destruction and Deformation During the Explosion of Industrial Shaped Charges», Min. Miner. Deposits, Vol. 11, No. 2, pp. 12–20.
Zvit pro naukovo-doslidnu robotu «IHM-2022/1», No. DR 0122U002388, (2024), Instytut hidromekhaniky NAN Ukrainy, Kyiv, 281 p.
Zhang, X.-F. and Qiao, L. (2011), «Studies on jet formation and penetration for a double-layer shaped charge», Combustion, Explosion, Shock Waves, Vol. 47, pp. 241–248.
Yanan, D., Guanglin, H., Yukuan, L. et al., «Study on Penetration Performance of Rear Shaped Charge Warhead», Materials, doi: 10.3390/ma14216526.
Voitenko, Yu.I., Hoshovskyi, S.V. and Zakusylo, R.V. (2022), «Materialoznavchi aspekty efektyvnosti vybukhovoi kumuliatsii», Khimichna tekhnolohiia: nauka, ekonomika ta vyrobnytstvo, materialy VI Mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi konferentsii, 23–25 lystopada, Shostka, pp. 56–59.
Voitenko, Yu.I., Hoshovskyi, S.V., Kostiuk, O.O. and Pasichnyk, A.M. (2023), «Pro optymalni konstruktsii i materialy kumuliatyvnykh zariadiv dlia deiakykh praktychnykh zastosuvan», Tekhnichna inzheneriia, No. 1 (91), pp. 287–297.
Cписок використаної літератури:
Elshenawy T. Experimental and numerical investigation of zirconium jet performance with different liner shapes design / T.Elshenawy, Q.-m.Li, A.Elbeih // Def. Technol. – 2022. – Vol. 18, Issue 1. – P. 12–25. DOI: 10.1016/j.dt.2020.11.019.
The Shooting Tests of Target Perforating Ability, Performed on Cast Concrete Cylinders / Ł.Habera, K.Hebda, P.Koślik, Т.Sałacińskі // Cent. Eur. J. Energ. Mater. – 2020. – Vol. 17, Issue 4. – P. 584–599. DOI: 10.22211/cejem/132066.
Walters W. Introduction to Shaped Charges / W.Walters. – Army Research Laboratory, Aberdeen Proving Ground, MD 21005-5069. ARL-SR-150. – 2007. – 110 p.
Walters W. The Penetration Resistance of a Titanium Alloy against Jets From Tantalum Shaped Charge Liners / W.Walters, W.Gooch, M.Burkins // Combustion, explosion and shock waves. – 2000. – № 6. – P. 745–750.
On the influence of the liner shape and charge detonation scheme on the kinetic characteristics of shaped charge jets and explosively formed penetrator / Yu.Voitenko, Yu.Sydorenko, R.Zakusylo and other // Cent. Eur. J. Energ. Mater. – 2023. – Vol. 20, № 4. – P. 417–441.
Cook М.А. The science of industrial explosives / М.А. Cook. – Salt Lake Sity, Utah : IRECO Chemicals, 1974.
Voitenko Yu.I. Influence of the Striker Material on the Results of High-Speed Impact at a Barrier / Yu.I. Voitenko, R.V. Zakusylo, S.Zaychenko // Cent. Eur. J. Energ. Mater. – 2021. – Vol. 18, № 3. – P. 405–423.
New Functional Materials in Mechanical Engineering and Geology / Yu.I. Voitenko, R.V. Zakusylo, A.T. Wojewodka and other // Cent. Eur. J. Energ. Mater. – 2019. – Vol. 16, № 1. – P. 135–149. DOI: 10.22211/cejem/105598.
Application of sintered liners for explosively formed projectile charges / J.Borkowski, Z.Wilk, P.Koslik and other // International Journal of Impact Engineering. – 2018. – Vol. 118. – Р. 91–97.
Spatial Distribution of Mass and Speed on Movement of Two Shrapnel Discs of Variable Thickness in Explosive Load / Yu.Sydorenko, B.Semon, V.Yakovenko and other // Defence Science Journal. – 2020. – Vol. 70. – P. 479–485.
Фізичні і матеріалознавчі основи підвищення ефективності бронепробиття кумулятивними зарядами / Ю.І. Войтенко, Ю.М. Сидоренко, В.В. Бойко та інші // Гідродинаміка і акустика. – 2024. – Т. 3 (93), № 1. – С. 1–16.
Mechanical Effect of Shaped Charges with Porous Liners / Yu.I. Voitenko, S.V. Goshovskii, A.G. Drachuk, V.P. Bugaets // Combust. Explos. Shock Waves. – 2013. – Vol. 49, № 1. – Р. 109–116.
Peculiarities of Britlle and Ductile Materials Destruction and Deformation During the Explosion of Industrial Shaped Charges / Yu.Voitenko, V.Kravets, A.Shukurov, O.Drachuk // Min. Miner. Deposits. – 2017. – Vol. 11, № 2. – Р. 12–20.
Звіт про науково-дослідну роботу «ІГМ-2022/1» ; № ДР: 0122U002388. – Київ : Інститут гідромеханіки НАН України, 2024. – 281 с.
Zhang X.-F. Studies on jet formation and penetration for a double-layer shaped charge / X.-F.Zhang, L.Qiao // Combustion, Explosion, and Shock Waves. – 2011. – Vol. 47. – Р. 241–248.
Study on Penetration Performance of Rear Shaped Charge Warhead / Y.Du, G.He, Y.Liu and other // Materials. DOI: 10.3390/ma14216526.
Войтенко Ю.І. Матеріалознавчі аспекти ефективності вибухової кумуляції / Ю.І. Войтенко, С.В. Гошовський, Р.В. Закусило // Хімічна технологія: наука, економіка та виробництво : матеріали VI Міжнародної науково-практичної конференції, 23–25 листопада. – Шостка, 2022. – С. 56–59.
Про оптимальні конструкції і матеріали кумулятивних зарядів для деяких практичних застосувань / Ю.І. Войтенко, С.В. Гошовський, О.О. Костюк, А.М. Пасічник // Технічна інженерія. – 2023. – № 1 (91). – С. 287–297.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Юрій Іванович Войтенко, Сергій Володимирович Гошовський, Юрій Михайлович Cидоренко, Андрій Михайлович Пасічник
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автор, який подає матеріали до друку, зберігає за собою всі авторські права та надає відповідному виданню право першої публікації, дозволяючи розповсюджувати даний матеріал із зазначенням авторства та джерела первинної публікації, а також погоджується на розміщення її електронної версії на сайті Національної бібліотеки ім. В.І. Вернадського.
