О реализации принципа имплозии в кумулятивных зарядах с полусферическими облицовками дегрессивной толщины

С.В. Федоров

ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2017. № 3

магнитной гидродинамики, астрономии, космологии. Одним из наиболее важных

научных достижений К.П. Станюковича в газовой динамике и физике взрыва явля-

ется решение задачи об имплозии

— определении параметров сходящихся сфери-

ческих ударных и детонационных волн, полученное им совместно с Л.Д. Ландау

в 1944 г. [1]. Настоящая статья подготовлена по материалам доклада, представлен-

ного на упомянутой конференции, и посвящена несколько иной реализации прин-

ципа имплозии, а именно близкому к сферически симметричному взрывному об-

жатию металлической облицовки кумулятивного заряда с формированием высоко-

скоростной кумулятивной струи.

Кумулятивные заряды широко используются для пробития различных пре-

град и представляют собой цилиндрический или цилиндроконический заряд

взрывчатого вещества с выемкой на одном из торцов, покрытой тонкой метал-

лической облицовкой [2, 3]. При схлопывании облицовки под действием давле-

ния продуктов детонации заряда взрывчатого вещества формируются металли-

ческие кумулятивные струи, движущиеся вдоль оси заряда с очень высокой

скоростью (возрастающей от хвостовой части струи к головной) и обладающие

вследствие этого высоким пробивным действием (к числу основных факторов,

определяющих глубину проникания струи в преграду, относятся ее длина и

плотность материала). На практике используются в основном кумулятивные

заряды с облицовками конической или полусферической формы.

Глубина проникания в стальную преграду кумулятивных струй, формируе-

мых кумулятивными зарядами с медной конической облицовкой, может со-

ставлять до 10 диаметров заряда [2, 3]. Для достижения высокого пробивного

действия применяются конические облицовки прогрессивной (увеличивающей-

ся от вершины к основанию) толщины, а в систему инициирования заряда

взрывчатого вещества вводится специальный линзовый узел, обеспечивающий

нагружение облицовки сходящейся детонационной волной [2]. Применение

конических облицовок прогрессивной толщины позволяет формировать куму-

лятивные струи с более высоким градиентом осевой скорости, что способствует

увеличению их предельного удлинения и, соответственно, пробивной способно-

сти [4, 5]. Нормализация подхода фронта детонационной волны к поверхности

облицовки достигается за счет использования системы инициирования с линзо-

вым узлом, что позволяет повысить скорость схлопывания облицовки и, соот-

ветственно, скорость формирующейся кумулятивной струи.

Механизм формирования кумулятивных струй при взрывном обжатии по-

лусферических облицовок отличается от механизма формирования струй из

конических облицовок. Если в случае конической облицовки участки кумуля-

тивной струи формируются последовательно друг за другом при схлопывании

элементов облицовки от ее вершины к основанию на оси симметрии [2, 3], то

формирование струи из полусферической облицовки происходит фактически

__________________

Термин «имплозия» может быть определен как «направленный внутрь взрыв».