способ электромагнитной защиты объекта от средств поражения

Формула изобретения

Способ электромагнитной защиты объекта от средств поражения, включающий создание магнитного поля в защищаемой области, отличающийся тем, что магнитное поле создают в частях объекта, проводящих или приобретающих проводимость при взаимодействии со средством поражения, обеспечивая поперечную ориентацию поля по отношению к направлению движения средства поражения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике вооружений, конкретно - к средствам защиты объектов от действия средств поражения, таких как бронебойные снаряды или кумулятивные струи, формируемые при взрыве кумулятивных боевых частей противотанковых ракет, противотанковых гранат, кумулятивных снарядов и т.п.

Известен способ электродинамической защиты объектов от средств поражения, заключающийся в пропускании мощного импульса тока через кумулятивную струю или бронебойный удлиненный подкалиберный снаряд при движении их через элементы защитных устройств /1/. Эффективная реализация такого способа защиты сопряжена с необходимостью обеспечения импульсов тока с очень высокими параметрами (сила тока - сотни килоампер, длительность - десятки микросекунд /2/). Мощное токовое воздействие приводит к изменению "структуры" средства поражения, например к объемному разрушению и разуплотнению материала кумулятивной струи или же к "дискообразованию" на струе, что ведет к уменьшению плотности выделяющейся на преграде энергии и уменьшению пробивного действия средства поражения. Необходимость высоких параметров токового воздействия является одним из основных недостатков способа электродинамической защиты. Этот недостаток, в частности, связан с тем, что средство поражения выступает только в пассивной роли объекта подавления, а его энергия совершенно не используется для оказания противодействия прониканию в преграду.

За прототип принят известный способ электромагнитной защиты объектов от средств поражения, включающий создание импульсного магнитного поля в области между защищаемой преградой и проводящей металлической пластиной, с обеспечением последующего метания пластины на средство поражения под действием электромагнитных сил /1/. Известный способ электромагнитной защиты обладает более высоким КПД, чем электродинамический (коэффициент перехода запасенной электрической энергии в энергию противодействия средству поражения, в данном случае - кинетическую энергию метаемой пластины). Однако и в способе-прототипе средство поражения по отношению к электромагнитному воздействию так же пассивно, а энергия средства поражения и особенности деформирования им преграды не используются для оказания противодействия процессу проникания.

Задачей предлагаемого изобретение является повышение противокумулятивной и противоснарядной стойкости объекта, или повышение эффективности его электромагнитной защиты, за счет использования особенностей процесса деформирования преграды средством поражения и известных закономерностей электродинамики высокопроводящих сред.

Задача решается таким образом, что в известном способе электромагнитной защиты объекта от средств поражения, включающем создание магнитного поля в защищаемой области, магнитное поле создается в частях объекта, проводящих или приобретающих проводимость при взаимодействии со средством поражения, при этом обеспечивается поперечная ориентация поля по отношению к направлению движения средства поражения.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна", так как в предлагаемый способ введены новые операции, определяющие место создания магнитного поля (магнитное поле создается в частях объекта, проводящих или приобретающих проводимость при взаимодействии со средством поражения) и его ориентацию (поперечная ориентация поля по отношению к направлению движения средства поражения).

По результатам исследования всех аналогов, относящихся к указанной области возможного использования, а также ряду смежных областей, не выявлено таких, где бы в данной совокупности использовались указанные отличительные признаки. Кроме того, к положительному результату приводит создание магнитного поля именно в частях объекта, обладающих изначальной достаточно высокой проводимостью (например, металлических) или же приобретающих высокую проводимость при динамическом взаимодействии со средством поражения /3/, с обеспечением именно поперечной ориентации магнитного поля по отношению к направлению движения средства поражения. Все это указывает на соответствие предлагаемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематично показаны средство поражения (кумулятивная струя) 1 и преграда 2 защищаемого объекта до их взаимодействия (а) и в процессе проникания (б).

Предлагаемый способ электромагнитной защиты объекта реализуется следующим образом. До начала взаимодействия средства поражения 1 с объектом в его защищаемой области - преграде 2, проводящей (например, металлической) или приобретающей проводимость при динамическом нагружении /3/, создается магнитное поле. При этом силовые линии индукции магнитного поля ориентированы в поперечном направлении по отношению к направлению движения средства поражения 1. Процесс проникания (б) средства поражения 1 в преграду 2 сопровождается большими деформациями частиц преграды и средства поражения. В частности, материальные волокна преграды 2, ориентированные перпендикулярно направлению движения проникающего тела, значительно удлиняются (деформации - сотни и даже тысячи процентов) и в процессе образования пробоины (каверны) располагаются в ее приграничном слое, причем деформирование частиц преграды происходит очень быстро с характерным временем для проникающей кумулятивной струи порядка микросекунды. Быстрое удлинение поперечно ориентированных материальных волокон преграды 2 (изначально проводящей или приобретшей проводимость в процессе проникания) с предварительно созданным в них сонаправленным магнитным полем приведет к соответствующему увеличению, "накачке", магнитного поля, что следует из известных закономерностей электродинамики. Так, из электродинамики известно, что в процессе деформирования идеальнопроводящей среды силовые линии индукции магнитного поля как бы "вморожены" в среду, и значение индукции изменяется прямо пропорционально удлинениям материальных волокон, изначально сонаправленных с силовыми линиями магнитного поля. В процессе деформирования реально проводящей среды эффект "накачки" поля уменьшается вследствие диффузионных процессов (постепенное проникновение магнитного поля в объем материала с возникновением соответствующих токов и "рассасыванием" области повышенного магнитного поля). Однако при достаточно высокой проводимости проводящих частей преграды 2 объекта и ввиду малого времени деформирования частиц преграды при проникании в нее средства поражения 1, эффекты "накачки" поля доминируют над диффузионными процессами. Значительное увеличение магнитного поля в области 3 непосредственно перед проникающей в преграду 2 головной частью средства поражения 1 приводит к повышению силы сопротивления прониканию за счет появления так называемого магнитного давления (интегрально учитывает появление в проводящей среде при наличии в ней магнитного поля распределенных амперовых сил). Увеличение силы сопротивления прониканию ведет к уменьшению глубины проникания.

Таким образом, цель предлагаемого изобретения (повышение противокумулятивной и противоснарядной стойкости объекта, или повышение эффективности его электромагнитной защиты) достигается за счет использования особенностей процесса деформирования преграды (большие деформации поперечно ориентированных материальных волокон преграды) и известных закономерностей электродинамики высокопроводящих сред ("вмороженность" силовых линий индукции магнитного поля в деформируемую среду с изменением индукции пропорционально удлинению соответствующих материальных волокон среды, создание силовых факторов при наличии в среде магнитного поля).

Используемые источники

1. Ogorkievich. Future tank armours revealed / Janes International Defense Review. - 1997. - N 5. - P. 50-51.

2. Павловский А.И., Пляшкевич Л.Н., Шувалов А.М., Бродский А.Я. Экспериментальные исследования разрушения кумулятивной струи импульсом тока. Журнал технической физики. - 1994, т. 64, вып. 2.

3. Биченков Е.И., Гилев С.Д., Трубачев А.М. МК-Генератор с использованием перехода полупроводникового материала в проводящее состояние. ПМТФ. - 1980, N 5, с. 125-129.