CC BY
70
Рис. 14. График зависимости L(R) Рис. 15. График зависимости L(F)
при различных А, мм: -10 -0—15 -
■20
при различных 2а, град:
>50 -О-40 -*^60
Для стабильной работы представленной конструкции КЗ необходимо сформулировать практические рекомендации по проектированию предлагаемой конструкции кумулятивного заряда.
Список литературы
1. Математическое моделирование функционирования взрывных устройств/ A.A. Акимов [и др.]. Тула: Изд-во Репро-Текст, 2007. 269 с.
M.S. Vorotilin
THEORETICAL EVALUATION OF THE INFLUENCE OF TWO STAGE SHAPED CHARGE STRUCTURAL CHARACTERISTICS ON ITS EFFICIENCY
The paper presents the results of the theoretical investigation of maximum capabilities of a shaped charge that ensures double implosion of a conical liner. The mathematical model that describes physical operation of a shaped charge was proposed and implemented.
Key words: shaped charge, conical liner, double implosion, mathematical model.
УДК 623.4
М.С. Воротилин, канд. техн. наук, доц., (4872) 35-05-50, vms-vorotilin@rambler.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОГРЕШНОСТЕЙ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ КЗ С ДВУХСТАДИЙНЫМ ПРИНЦИПОМ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
В статье представлены элементы анализа влияния технологических погрешностей на эффективность кумулятивного заряда с двухстадийным принципом функционирования.
Ключевые слова: кумулятивный заряд, кумулятивная воронка, двойное
схлопывание, математическая модель, технологические погрешности.
Ранее была представлена и обоснована концепция создания кумулятивного заряда (КЗ), обеспечивающего рекордные характеристики
бронепробития путем использования двухстадийного механизма формирования кумулятивной струи (КС). Однако достижение прогнозируемой эффективности возможно в случае идеального по точности изготовления отдельных конструктивных элементов КЗ и сборки изделия, что в принципе неосуществимо. Поэтому особый интерес представляемого исследования направлен на выявление влияния технологических несовершенств на эффективность действия КЗ.
В данной статье представлены элементы анализа влияния технологических погрешностей на эффективность КЗ с двухстадийным принципом функционирования.
С помощью разработанной математической модели [1], обеспечивающей учет влияния технологических факторов, был проведен количественный анализ влияния наиболее важных факторов на эффективность функционирования удлиненных КЗ. Как неоднократно отмечалось в различных источниках [2], к числу наиболее значимых факторов, влияющих на эффективность действия удлиненных КЗ, относятся:
1. Разнотолщинность облицовки, измеряемая в одном сечении заряда для левого и правого лепестков.
2. Смещение точки инициирования относительно плоскости симметрии корпуса заряда.
3. Смещение плоскости симметрии облицовки относительно плоскости симметрии корпуса.
4. Разноплотность заряда взрывчатого вещества (ВВ).
В табл.1, приведены допустимые значения на перечисленные выше характеристики, данные в соответствии с чертежной документацией на заряд.
Таблица 1
Значения исследуемых технологических погрешностей
Параметр Единица измерения Значение
Разнотолщинность облицовки мм 0,25
Разностенность корпуса мм 0,25
Смещение точки инициирования мм ±0,15
Смещение плоскости симметрии облицовки мм ±0,15
Разноплотность ВВ кг/м3 0,1
На рис. 1-3 приведены зависимости величины пробития от перечисленных технологических факторов. Расчеты проводились в детерминированной постановке. Одновременно учитывалось влияние только одного фактора. Разноплотность ВВ задавалась путем искусственного изменения скорости детонации. При этом предполагалось
наличие линеинои зависимости между плотностью и скоростью детонации [3], т.е.И = £)0 где индексом «О» обозначены начальные
Ро
значения.
Рис. 1. Влияниеразностенности облицовки (1) и корпуса (2) на величину пробития
Рис. 2. Влияние смещения оси облицовки (1) и детонатора (2) на величину пробития
Рис. 3. Влияниеразноплотности ВВ на величину пробития
Анализ приведенных графических зависимостей позволяет сделать вывод о том, что к наиболее значимым погрешностям, определяющим снижение эффективности действия, следует отнести разнотолщинность облицовки и разноплотность ВВ. Погрешности изготовления облицовки снижают эффективность действия рассматриваемого заряда на 50 %, разноплотность ВВ снижает эффективность действия на 40...45 %, что применительно к технологии разделки материалов с использованием удлиненный КЗ может носить нежелательные последствия.
Основная причина снижения эффективности действия ножа по преграде в случае погрешностей изготовления облицовки заключается в существенном смещении пятна контакта из-за возникающих значительных значений боковых скоростей и кривизны ножа, то есть существенном нарушении симметрии протекающих процессов.
Влияние разноплотности ВВ на эффективность действия удлиненный КЗ носит прогрессивный характер. Если разноплотность до
0,04 кг/м незначительно сказывается на глубине прорезаемого отверстия, то в дальнейшем это влияние усиливается. Как известно, уровень разноплотности ВВ определяется технологией снаряжения. Поэтому с точки зрения повышения эффективности УКЗ предпочтение следует отдать литым зарядам ВВ у которых разноплотность меняется в узких пределах. С физической точки зрения влияние разноплотности на эффективность действия удлиненного КЗ объясняется нарушением симметрии функции нагружения левого и правого лепестков облицовки заряда, которое приводит к смещению точек схлопывания облицовки относительно ее симметрии.
Относительное смещение плоскостей симметрии корпуса, средства инициирования и облицовки предположительно являются вторыми по значимости факторами (снижение эффективности действия на 30...40 %). Снижение пробития, как и в предыдущих случаях, объясняется нарушением симметрии схлопывания облицовки. Однако оно не носит столь катастрофического характера, так как это нарушение симметрии искажает лишь направление движения фронта ударной волны, не влияя на его качество.
Наименьшее влияние на процесс функционирования рассматриваемого заряда оказывает разнотолщинность корпуса (снижение эффективности на 10.. .15 %).
Исходя из приведенных зависимостей, можно предварительно назначить диапазон изменения технологических параметров таким образом, чтобы удлиненный КЗ соответствовал предъявляемым требованиям - пробитие не ниже 30 мм. Соответствующие значения данных величин приведены в табл.2.
Таблица 2
Предлагаемые значения технологических погрешностей
Параметр Единица измерения Значение
Разнотолщинность облицовки мм 0,1
Разностенность корпуса мм 0,25
Смещение точки инициирования мм ±0,05
Смещение плоскости симметрии облицовки мм ±0,05
Разноплотность ВВ кг/м3 0,05
Список литературы
1. Математическое моделирование функционирования взрывных устройств/ А. А. Акимов [и др.]. Тула: Изд-во «Репро-Текст», 2007. 269 с.
2. Колмаков А.И., Ладов С.В., Силаева В.И. Влияние технологии изготовления, структуры и механических свойств облицовок на эффективность работы перфораторов // Вопросы физики взрыва и удара. Труды МВТУ № 340. М.: МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1980.
3. Новацкий В.К. Волновые задачи теории пластичности. М.: Мир, 1978. 307 с.
M.S. Vorotilin
ANALYSIS OF THE INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL DEFECTS ON EFFICIENCY OF A TWO STAGE SHAPED CHARGE
This paper presents partial analysis of the technological defects influence on efficiency of a two stage shaped charge.
Key words: shaped charge, conical liner, double implosion, mathematical model, technological defects
