2014-02-17
7901
Боевое оснащение ЗУР
Боевое оснащение ракеты включает в себя БЧ, взрыватель и предохранительно – исполнительный механизм (ПИМ).
Ракеты могут иметь осколочные, фугасные, осколочно-фугасные, кумулятивные, стержневые, ядерные и другие типы боевых частей.
Рассмотрим некоторые типы боевых частей ракет.
Основными поражающими факторами в БЧ являются фугасный, ударно – кинетический, химический, тепловой и лучевой. Первые два создаются БЧ с использованием бризантных ВВ, последние три – характерны для специальных БЧ.
Фугасное действие связано с образованием при взрыве БЧ воздушной ударной волны, распространяющейся во все стороны в виде фронта высокого давления. Однако радиус разрушающего действия зависит от плотности воздуха. Фугасное действие используют на малых высотах, либо при малой величине промаха.
Ударно – кинетическое воздействие заключается в механическом разрушении конструкции поражающими элементами БЧ (осколками или стержнями). Эффект зависит от пробивной способности поражающих элементов (кинетической энергии), т.е. их массы и скорости в момент соударения. Поражающий элемент (ПЭ) массы 10-2г при скорости 2000¸3000 м/с способен пробивать силовую конструкцию современных целей и вызывает детонацию боевых зарядов цели при попадании в них одного или нескольких осколков. Попадание ПЭ в топливную часть может вызвать возгорание топлива и пожар. Однако при высоте более 18 км пожар не происходит.
|
|
|
Значительную часть массы фугасных боевых частей занимает взрывчатое вещество (ВВ), поэтому основным поражающим фактором этих боевых частей является ударная волна. Мощность взрыва зависит от количества ВВ и скорости детонации взрывчатого вещества. Мощность взрыва характеризуется давлением продуктов взрыва на поверхности заряда боевой части:
где rВВ– плотность ВВ в кг/м3;
р – давление продуктов взрыва в Па; Vд – скорость детонации в м/с.
В таблице приведены величины плотности и детонации некоторых ВВ].
Основными поражающими факторами осколочных боевых частей являются осколки корпуса БЧ (или готовые осколочные элементы) и ударная волна.
Поражающее действие осколка зависит от его массы и удельной энергии. Вероятность поражения агрегата определяется опытным путем для осколков различных масс и скоростей.
Таблица - Плотность и скорость детонации ВВ
| Название ВВ | Плотность, кг/м3 | Скорость детонации, м/с |
| Тротил | ||
| Тетрил | ||
| Тэн | ||
| Гексоген |
Скорость встречи осколка с целью на расстоянии r, пренебрегая влиянием составляющей силы тяжести осколка, выражается векторным уравнением, которое легко выводится из уравнений движения центра масс осколка в предположении, что плотность воздуха меняется незначительно, коэффициент лобового сопротивления и масса осколка во время полета постоянны:
|
|
|
Vo –начальная скорость разлета осколков при взрыве ВВ в м/с;
Vp, Vц – скорость ракеты и цели соответственно в м/с;
Сх – коэффициент лобового сопротивления осколка;
Sоск – площадь миделя осколка в м2;
r – путь осколка от ракеты до цели в м;
q – масса осколка в кг;
kн – конструктивно-баллистический параметр осколка в м-1.
Начальная скорость разлета осколков определяется по формуле
где mВВ – масса взрывчатого вещества боевой части в кг;
mОСК – масса оболочки, т. е. масса всех осколочных элементов боевой части, в кг.
Обычно осколки образуются из оболочки боевой части путем ее организованного дробления при взрыве, а также применяются осколки, предварительно изготовленные и уложенные на поверхности боевой части. При статическом подрыве боевой части (Vp = 0) осколки разлетаются в пределах сферы, но большая их часть (80–90%) разлетается в пространство, ограниченное углом разлета jст в плоскости УрОpХр ракеты. Биссектриса этого угла обычно перпендикулярна продольной оси ракеты. Распределение начальной скорости и плотности осколочного поля по любому направлению разлета осколков выбирается с учетом тактических особенностей ведения стрельбы и полученных условий встречи ракеты с целью.
Для оценки пробивного действия осколков воспользуемся экспериментальными данными по определению глубины их проникновения в толстую преграду, выполненную из того же материала, что и осколки. Будем считать, что вероятность пробития является высокой (0,95–0,99) и результаты эксперимента применимы для тонких преград.
Толщина пробитой преграды
h = hп – d,
где hп – глубина проникновения осколка
hп~2,5d (VВ/a)1/4
d – характеристический размер осколка (например, его диаметр);
VВ – скорость встречи осколка с целью;
а – скорость звука в материале осколка и цели.
Окончательно расчетная формула имеет вид:
h» d [2,5d (VВ/a)1/4 –1]
Расчеты по этой формуле можно производить при условии
0,1 £ VВ/a £ 1.
Разновидностью осколочных боевых частей за рубежом считают так называемые стержневые боевые части (рисунок 2).
Рисунок 2 – Фазы образования металлического кольца при подрыве стержневой БЧ
Поражающим элементом стержневых боевых частей является металлическое кольцо, образующееся при подрыве боевой части из стержней, которые уложены вдоль по поверхности взрывчатого вещества и соединены попарно между собой. Преимущество такой боевой части состоит в том, что образующееся кольцо действует на значительной площади, разрушая конструкцию цели. Основной недостаток стержневых БЧ заключается в том, что момент ее подрыва должен быть определен точно, иначе вследствие малого угла разлета стержни могут пройти мимо цели.
Сильное разрушающее воздействие по цели может быть создано кумулятивной струей при направленном взрыве БЧ. Такие БЧ способны обеспечить при попадании в цель ее полное разрушение или воспламенение.
Боевая часть кумулятивного (направленного) действия поражает цель кумулятивной струей, образованной продуктами взрыва и материалом облицовки заряда. Скорость кумулятивной струи близка к скорости детонации (4000–10000 м/с). При такой скорости потока осколков разрушительное действие струи определяется гидродинамической теорией удара. Так, кумулятивная струя, образованная при подрыве боевой части массой 0,06–0,08 кг способна пробить стальную плиту толщиной 0,150–0,250 м [6]. К недостаткам кумулятивных боевых частей относятся малый угол разлета и малая величина массы осколков, так как за счет уменьшения этих характеристик достигается увеличение скорости. Кроме того, поражающее действие кумулятивных осколков значительно уменьшается с увеличением расстояния до преграды. Поэтому кумулятивные боевые части могут применяться на ракетах, предназначенных для ударной стрельбы, когда имеется возможность обеспечить прямое попадание в цель.
|
|
|
Кумулятивная боевая часть наиболее эффективно действует на расстоянии от преграды, примерно равном тройной длине образующей конуса кумулятивной облицовки (рисунок 3).
Толщина преграды hп, которую может пробить кумулятивная струя, определяется по формуле:
hп» 3 l (rОБ/rП)1/2
гдe rОБ, rП – плотность материала облицовки заряда и преграды соответственно.
Однако, требуется точное попадание кумулятивной струи, что крайне сложно. Поэтому в современных ЗУР кумулятивная БЧ не используется, но широко применяется в противотанковых УР.
Детонатор Облицовка
Рисунок 3 – Схема кумулятивной боевой части
