8 / 22
С.В. Федоров
78
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2017. № 3
лениям, так и по конфигурации течений на различных стадиях схлопывания
облицовок, находятся в близком соответствии с данными численных расчетов и
рентгенографических исследований, представленными в работах [3, 6, 21]. Это
дает основания полагаться на достоверность воспроизведения используемой
расчетной методикой реальной физической картины функционирования куму-
лятивных зарядов с различными типами облицовок.
Применение полусферических облицовок дегрессивной толщины (см. рис. 3)
приводит к повышению скорости головной части формирующейся кумулятивной
струи [20]. Если при постоянной толщине облицовки δ
s
1
= δ
s
2
= 2,4 мм она была
около 5,3 км/с (см. рис. 3,
а
), то при соотношении толщин полусферы при вершине
и у основания 2,4 мм/1,0 мм скорость головной части струи возрастает до 9,3 км/с
(рис. 3,
д
).
Согласно анализу процесса схлопывания полусферической облицовки дегрес-
сивной толщины (рис. 4), физическая причина увеличения скорости формирую-
щегося струйного течения заключается в том, что в этом случае создаются условия
для обжатия облицовки, более близкого к сферически симметричному (т. е. усло-
вия для реализации принципа имплозии). В результате усиливается проявление
эффекта сферической кумуляции. При взрывном обжатии полусферической об-
лицовки постоянной толщины (рис. 4,
а–д
) эти условия нарушаются вследствие
опережающего движения ее вершинной части (наблюдается нечто, подобное вы-
ворачиванию вершинной части), что связано с более ранним приходом к этой ча-
сти облицовки детонационной волны и началом ее нагружения, а также с более
высокими параметрами нагружения по сравнению с периферийной частью вслед-
ствие более поздней разгрузки продуктов детонации в прилегающей к вершине
облицовки области со стороны свободной боковой поверхности заряда. Наиболее
ярко эффект «выворачивания» полусферической облицовки постоянной толщины
при ее взрывном нагружении прослеживается по конфигурациям течения в мо-
менты времени
t
= 26 мкс и
t
= 28 мкс (см. рис. 4,
в, г
). Эти конфигурации фактиче-
ски идентичны картине, представленной на рентгеновских снимках взрывного
обжатия полусферических облицовок постоянной толщины в работе [3], где при-
нимаемая ими в процессе обжатия форма образно сравнивается с мексиканской
шляпой «сомбреро».
Уменьшение толщины периферийной части полусферической облицовки при-
водит к увеличению скорости ее метания, и эффект «выворачивания» вершины
облицовки проявляется в меньшей степени, обеспечивая тем самым лучшие усло-
вия для реализации сферической кумуляции (концентрации энергии во внутрен-
них слоях схлопывающейся сферической оболочки). Энергия, приобретаемая
внутренними слоями облицовки в процессе сферически симметричного схлопыва-
ния (в процессе имплозии), при их схождении к центру преобразуется в кинетиче-
скую энергию «выбрасываемой» из центра струи материала (рис. 4,
е–к
).
Скоростное распределение для кумулятивной струи, формируемой полу-
сферической облицовкой с соотношением толщин при вершине и у основания