Про оптимальні конструкції і матеріали кумулятивних зарядів для деяких практичних застосувань

Abstract

Мета. Огляд і аналіз результатів досліджень функціонування кумулятивних зарядів з різними лайнерами для прогнозу або отримання кореляційних залежностей типу «швидкість детонації ВР – швидкість елементів кумулятивних струменів (КС)», «кут у вершині конічного лайнера – швидкість КС»; оцінювання і експериментальна перевірка інженерних теорій проникання КС в щільні матеріали для проєктування зарядів у практичних застосуваннях; аналіз ефективності кумулятивних зарядів (КЗ) з лайнерами із різних матеріалів. Методика. Методичну основу досліджень становить системний підхід до проблеми підвищення ефективності кумулятивного вибуху. Відповідно до специфіки досліджень, спрямованих на досягнення поставлених завдань та отримання технологічних залежностей, у роботі використовувалися переважно аналітичний, графоаналітичний методи та фізичне і математичне моделювання. Результати. Виявлено кількісні взаємозв’язки швидкості головної частини КС від швидкості детонації вибухової речовини в заряді з кутом у вершині конічного лайнера 42º і залежність швидкості головної частини КС від кута у вершині конічного мідного лайнера. Проаналізовано інженерні теорії проникання КС в щільні перепони. Показано, що найкращі результати, які близькі до експериментальних даних, прогнозує теорія на засадах моделі A–V (Allison і Vitali). Визначено найбільш перспективні матеріали для лайнерів кумулятивних зарядів з метою збільшення глибини пробиття або діаметра при неглибокому пробиванні. Розглянуто деякі практичні застосування КЗ, зокрема, знешкодження і утилізація боєприпасів і нетрадиційні методи руйнування залізобетону і гірських порід. Наукова новизна. Встановлено лінійну залежність швидкості КС від швидкості детонації вибухової речовини для заряду з конічним лайнером і кутом у вершині 42º, а також залежність швидкості КС від кута у вершині  конічного мідного лайнера, яка близька до степеневої, для швидкості детонації ВР ≈ 7800–8000 м/с. 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.