Физическая суть кумуляции

C₂ u₂

U

F

Рис.30

Наименьшее сечение газовой струи называется фокусом, а расстояние от выемки до фокуса – фокусным расстоянием. Давление в фокусе достигает 10⁶ атм, температура – 6,7´10^{3 0}С, скорость = 12…15 км/с.

Фокусное расстояние зависит от глубины выемки. Наиболее распространенные формы выемок: коническая, полусферическая, рупорная.

При заданной форме выемки фокусное расстояние зависит от скорости детонации. Чем меньше скорость детонации, тем больше фокусное расстояние.

При заданной форме выемки управлять полем детонационной волны можно линзами из инертного материала или ВВ. В образовании струи принимает участие только часть заряда, продукты взрыва которой разлетаются в направлении выемки. Эта масса называется активной частью заряда. Эффективность бронепробивного действия повышается в 5…6 раз, если выемку облицевать металлом. Усиление кумулятивного эффекта связано с тем, что часть металла переходит в струю, увеличивая ее плотность.

Основная часть энергии активной части заряда передается металлу облицовки, из тонкого слоя которой образуется кумулятивная струя.

На рис.31 схематично представлен процесс образования кумулятивной струи.

a b c d

ГПД

Рис.31

а - газообразные продукты детонации обжимают вершину облицовки.

b - при прохождении волны детонации последующие элементы облицовки смыкаясь, образуют пест и струю.

В пест переходит большая (внешняя часть облицовки), а из внутренних слоев образуется кумулятивная струя. Скорость песта – разность поступательной скорости вдоль оси заряда, сообщаемой продуктами детонации всей облицовке и скорости пластического течения металла в результате быстрого схлопывания облицовки и составляет 500…1000м/с. Скорость струи – сумма этих скоростей. Головная часть струи образуется из элементов облицовки, примыкающих к вершине и погонная масса ВВ в сечениях у вершины больше, соответственно больше удельный импульс и больше скорость. Скорость головной части струи зависит от формы выемки и материала облицовки (V = 3000…15000 м/с). Из-за градиента скоростей происходит растяжение струи и отрыв ее от песта (рис.31d). Масса металла в струе составляет 6…20% от массы облицовки. Температура струи 900…1000 ⁰С. Расстояние от заряда, на котором струя имеет максимальную длину, до ее головной части называется фокусным расстоянием кумулятивной струи. Фокусное расстояние тем больше, чем пластичнее материал облицовки.