5 / 22
О реализации принципа имплозии в кумулятивных зарядах с полусферическими облицовками…
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2017. № 3
75
сплюснутого вдоль оси симметрии полуэллипсоида вращения, описываемого в
цилиндрической системе координат (
r
,
z
) уравнением
+
=
− δ
− δ
2
2
2
2
2
1
1,
(
) (
)
s
s
s
s
r
z
R
R
где
− δ
2
s
s
R
и
− δ
1
s
s
R
— экваториальная и полярная полуоси (
− δ ≥ − δ
2
1
,
s
s
s
s
R
R
так как
δ ≥ δ
1
2
s
s
).
В расчетах также был рассмотрен вариант кумулятивного заряда с заменой
полусферической облицовки облицовкой в форме усеченной сферы (рис. 1,
в
),
представлявшей собой сферический сегмент высотой
h
s
, большей радиуса
R
s
.
Как и у полусферических облицовок, наружная поверхность такой облицовки
являлась частью сферической поверхности радиусом
R
s
= 40 мм, а внутренняя —
частью поверхности эллипсоида вращения с полуосями
− δ
1
s
s
R
и
− δ
2
.
s
s
R
Характеристики взрывчатого вещества брались соответствующими характе-
ристикам высокобризантных составов: плотность 1,74 г/см
3
; скорость детона-
ции 8600 м/с [2]. При моделировании функционирования кумулятивного заряда
с конической облицовкой положение точки инициирования задавалось с уче-
том наличия линзового узла (см. рис. 1,
а
). В случае полусферических облицовок
и облицовок в форме усеченной сферы заряд предполагался безлинзовым, и
точка его инициирования задавалась в центре торца, противоположного куму-
лятивной выемке (см. рис. 1,
б
,
в
).
Полями плотностей материала облицовки и распределениями его осевой ско-
рости
v
z
на оси симметрии в различные моменты времени на рис. 2 проиллюстри-
ровано формирование кумулятивной струи из конической облицовки. Отсчет вре-
мени ведется от момента начала распространения сходящейся детонационной вол-
ны от края линзы (см. рис. 1,
а
), осевая координата
z
отсчитывается от основания
кумулятивного заряда. В процессе последовательного схлопывания на оси симмет-
рии частей кумулятивной облицовки формируются участки кумулятивной струи с
различной скоростью. При этом головная часть струи, сформировавшаяся из мате-
риала вершины конической облицовки примерно в момент времени
t
= 8 мкс
(рис. 2,
а
), имеет скорость около 10 км/с. Отчетливо прослеживается увеличение по
мере схлопывания облицовки угла схлопывания (угла раствора еще не схлопнув-
шейся части облицовки). В момент времени
t
= 32 мкс (рис. 2,
г
), когда происходит
формирование участка кумулятивной струи со скоростью примерно 3 км/с, этот
угол становится больше 180°. При таких значениях угла схлопывания доля матери-
ала облицовки, переходящая в струю, превышает долю, переходящую в пест [2, 3]. В
результате «массивность» хвостовой части кумулятивной струи, формирующейся
из конической облицовки, существенно возрастает (рис. 2,
д
).
Вид кумулятивных струй, сформировавшихся из полусферических облицовок с
различным соотношением толщин в вершине и у основания, и соответствующие
им скоростные распределения
v
z
(
z
) приведены на рис. 3 (осевая координата
z
, как и