Факторы, влияющие на кумулятивное действие

Бронепробивное действие кумулятивных зарядов зависит от целого ряда конструктивно-технологических факторов, а также от условий воздействия струи на броню.

Свойства ВВ, применяемых в кумулятивных зарядах, такие, как удельная энергия взрыва, скорость детонации и т. п., ока­зывают существенное влияние на эффективность кумулятивно­го действия. Применение более мощных ВВ, характеризуемых большими скоростями детонации, обеспечивают повышение ку­мулятивного эффекта, благодаря формированию более скорост­ных кумулятивных струй.

Из параметров кумулятивной выемки наибольшее влияние на кумулятивное действие оказывают относительная высота выемки и угол 2 при ее вершине (рисунок 8.12). Увеличение относительной высоты конической кумулятивной выемки (уменьшение угла 2) приводит к увеличению скорости струи и ее длины.

Однако увеличение сверх некоторого оптимального значения d приводит к потере устойчивости струи, которая имеет очень большой градиент скорости и быстро рвется на части. На прак­тике в кумулятивных зарядах конической формы оптимальное отношение лежит в диапазоне 1...1.5, при этом угол при вершине конуса выемки равен 40... 50 градусов.

Рисунок 8.12 Схема кумулятивного заряда

Форма выемки и материал облицов­ки оказывают заметное влияние на ве­личину фокусного расстояния кумуля­тивного заряда. Фокусное расстояние для медной облицовки выше, чем для стальной, из-за большого допустимого растяжения струи. Низкие конические воронки из-за меньшего градиента ско­рости по длине струи имеют большее фокусное расстояние, чем высокие.

Существует оптимальное значение толщины облицовки , при котором достигается максимальное бронепробивное действие. Если толщина обли­цовки слишком мала, ее масса оказы­вается недостаточной для формирования нормальной кумулятивной струи.

При излишне толстой облицовке отношение ее массы к массе активной части кумулятивного заряда становится выше некоторо­го предельного значения, при котором прекращается формирова­ние струи. Оптимальное отношение толщины облицовки к диамет­ру выемки конической формы лежит в пределах

3-4%.

Для увеличения градиента скорости по длине струи применя­ются воронки переменной толщины, более толстые у основания и менее толстые у вершины конуса, при средней толщине, рав­ной оптимальной.

Форма фронта детонационной волны в районе кумулятивной выемки, влияя на процесс обжатия воронки, существенно ска­зывается на эффективности кумулятивного заряда. С целью уменьшения массы кумулятивного заряда его высоту делают небольшой, не намного больше высоты воронки. В этом случае для улучшения условий обжатия облицовки между кумулятив­ной воронкой и детонатором устанавливают линзы из инертных материалов (текстолит, картон, дерево и т. п.), назначение ко­торых сформировать фронт детонационной волны заданного профиля.

Внешняя оболочка кумулятивного заряда в некоторых слу­чаях может оказать заметное влияние на бронепробиваемость. Массивные оболочки (с толщиной более 2—3 мм) приводят к некоторому увеличению активной массы заряда и, следователь­но, несколько увеличивают скорость обжатия особенно у осно­вания выемки. Благодаря увеличению эффективной длины струи, бронепробиваемость кумулятивных зарядов при этом может увеличиться на 10-12%.

Кумулятивное действие в сильной степени зависит от каче­ства технологии изготовления заряда: однородности зapяда (равномерность плотности и состава, отсутствие внутренних де­фектов), точности установки детонатора, точности геометриче­ских размеров заряда, однородности материала облицовки и др. Следующим фактором, резко снижающим кумулятивный эф­фект, является вращение кумулятивного заряда. Например, при стрельбе вращающимися со скоростью до 20000 об/мин артил­лерийскими снарядами с кумулятивным зарядом их бронебой­ное действие по сравнению с невращающимися снарядами снижается до 60%. Рассмотрим угловую скорость цилиндрического элемента струи сред­него радиуса , образовавшегося из элемента облицовки, находящегося на расстоянии от оси вращения (рисунок 8.13).

Рис. 8.13. Схема вращения облицовки 1 и кумулятивной струи 2

Зная угловую скорость заряда»₀, согласно уравнению закона сохра­нения момента количества движения запишем

откуда следует,

Таким образом, угловая скорость отдельных сечений струи уве­личивается по мере удаления их от головной части. При угловая скорость хвостовой части струи будет максимальной. Неравномерность распределения угловых скоростей по длине струи приводит к ее скручиванию. Под воздействием центробеж­ных сил увеличивается также диаметр струи и соответственно уменьшается ее средняя плотность. При этом происходит раз­рушение струи на отдельные элементы. Вредное влияние вра­щения на кумулятивный эффект усиливается при наличии асим­метрии заряда. Возникающие при этом центробежные силы ис­кривляют струю и приводят к ее быстрому разрушению. На пробивное действие кумулятивного заряда значительно влияют также условия встречи с преградой - угол встречи скорость встречи, расстояние до преграды в момент срабатыва­ния заряда. Многие из этих факторов проявляют свое влияние тем в большей степени, чем больше инерционность взрывателя. Поэтому в БЧ кумулятивного типа обычно используются взры­ватели с повышенной чувствительностью и минимальным вре­менем инерционности. Таким требованиям удовлетворяют взры­ватели с пьезоэлектрическими датчиками сигнала, а также с ударными механизмами реакционного типа.