генератор воздушной ударной волны

Формула изобретения

Генератор воздушной ударной волны, содержащий заряды взрывчатого вещества (ВВ), расположенные вдоль прямых линий с заданными интервалами между зарядами, систему инициирования, обеспечивающую подрыв зарядов с заданным сдвигом во времени, отличающийся тем, что он содержит плоские заряды, каждый из которых симметрично закреплен внутри металлической втулки вдоль ее продольной оси симметрии, перпендикулярной образующей боковой поверхности втулки и размещенной вдоль одной из прямых линий расположения зарядов, втулки выполнены с осевыми выемками в виде усеченных конусов, меньшие основания которых совпадают с продольной осью симметрии втулки, а большие обращены наружу, каждый заряд ВВ закрыт с обеих сторон крышками, герметично контактирующими с внутренними коническими поверхностями втулки и скрепленными между собой разрушаемой связью, усилие разрушения которой больше усилия воздействия на нее при подрыве любого из соседних зарядов ВВ, установленных во втулках в металлическую кассету, плотность материала крышек меньше плотности материала втулок и кассеты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытаний, например, приборов на воздействия воздушных ударных волн (ВУВ), реализуемых на больших расстояниях при нескольких мощных взрывах.

Известен генератор воздушной ударной волны, состоящий из подрывных зарядов-модулей, содержащих корпус в виде параллелепипеда с размещенным в нем зарядом взрывчатого вещества и расположенными на боковых гранях узлами присоединения и выполненными в виде взаимосопрягаемых у смежных граней удлиненных выступов, расположенных на торцах узлами фиксации, и дополнительными узлами фиксации, размещенными на геометрических центрах граней между удлиненными выступами и выполненными в виде односторонне закрепленной на грани пружинной пластины с отверстием на ее наиболее выступающей части, совмещенным с геометрическим центром грани, и выступа на смежной грани, согласованного по поперечному сечению с отверстием пружинной пластины (см. патент РФ № 2068980, МПК6 F 42 В 3/02, опубл. 10.11.96, бюл. № 31).

Недостатком данного генератора воздушной ударной волны (ВУВ) является то, что он, в зависимости от количества подрывных зарядов-модулей и сформированной из них геометрии, рассчитан на одновременный подрыв и реализацию определенного ограниченного по параметрам (амплитуде, длине волны) набора ВУВ, незначительно отличающегося от подрыва сосредоточенного заряда. И при его использовании для реализации ВУВ на значительных расстояниях от мощных взрывов необходимо подрывать большие массы ВВ, что экономически невыгодно.

Известно устройство для генерации импульсов давления, содержащее заряды взрывчатого вещества (ВВ), расположенные вдоль прямых линий с заданными интервалами между зарядами, достаточными для предотвращения взрыва или разрушения одного заряда за счет детонации соседнего заряда, систему инициирования, обеспечивающую с помощью детонационной разводки подрыв зарядов с заданным сдвигом во времени (см. патент США № 3687074, МПК F 42 D 1/04, 3/06, опубл. 29.08.72).

Недостатком данного генератора воздушной ударной волны (ВУВ) является узкий диапазон его параметров, так для обеспечения, например, секундных задержек конструкция его сильно усложняется (увеличиваются его размеры, так как при этом длина детонационной разводки между зарядами возрастает до ~7 км, возрастают интервалы между зарядами из условия взаимонепоражения и, соответственно, растут общие габариты генератора).

Задачей предлагаемого решения является создание компактного генератора воздушной ударной волны, позволяющего при подрыве небольших масс ВВ воспроизводить ВУВ, реализуемые при подрыве нескольких мощных зарядов на различных расстояниях от места взрыва.

Технический результат: обеспечение испытаний объектов на непосредственное воздействие широкого диапазона ВУВ, реализуемых при подрыве небольших масс ВВ.

Поставленная задача решается тем, что генератор воздушной ударной волны, содержащий заряды взрывчатого вещества (ВВ), расположенные вдоль прямых линий с заданными интервалами между зарядами, систему инициирования, обеспечивающую подрыв зарядов с заданным сдвигом во времени, содержит плоские заряды, каждый из которых симметрично закреплен внутри металлической втулки вдоль ее продольной оси симметрии, перпендикулярной образующей боковой поверхности втулки и размещенной вдоль одной из прямых линий расположения зарядов, втулки выполнены с осевыми выемками в виде усеченных конусов, меньшие основания которых совпадают с продольной осью симметрии втулки, а большие обращены наружу, каждый заряд ВВ закрыт с обеих сторон крышками, герметично контактирующими с внутренними коническими поверхностями втулки и скрепленными между собой разрушаемой связью, усилие разрушения которой больше усилия воздействия на нее при подрыве любого из соседних зарядов ВВ, установленных во втулках в металлическую кассету, плотность материала крышек меньше плотности материала втулок и кассеты.

От прототипа заявляемый генератор воздушной ударной волны отличается тем, что содержит плоские заряды, каждый из которых симметрично закреплен внутри металлической втулки вдоль ее продольной оси симметрии, перпендикулярной образующей боковой поверхности втулки и размещенной вдоль одной из прямых линий расположения зарядов, втулки выполнены с осевыми выемками в виде усеченных конусов, меньшие основания которых совпадают с продольной осью симметрии втулки, а большие обращены наружу, каждый заряд ВВ закрыт с обеих сторон крышками, герметично контактирующими с внутренними коническими поверхностями втулки и скрепленными между собой разрушаемой связью, усилие разрушения которой больше усилия воздействия на нее при подрыве любого из соседних зарядов ВВ, установленных во втулках в металлическую кассету, плотность материала крышек меньше плотности материала втулок и кассеты.

Расположение вдоль прямых линий с заданными интервалами плоских зарядов взрывчатого вещества, каждый из которых симметрично закреплен внутри металлической втулки вдоль ее продольной оси симметрии, перпендикулярной образующей боковой поверхности втулки и размещенной вдоль одной из прямых линий расположения зарядов, выполнение втулок с осевыми выемками в виде усеченных конусов, меньшие основания которых совпадают с продольной осью симметрии втулки, а большие обращены наружу, позволяет существенно уменьшить давление продуктов взрыва, действующее в сторону втулок, так как энерговыделение плоских зарядов имеет неравномерную направленность и в сторону втулок не превышает 20%, а выполнение внутренних поверхностей втулок обтекаемыми со стороны зарядов, в свою очередь, приводит к существенному уменьшению действующих на втулки давлений, определяющих их прочность, что позволяет существенно снизить материалоемкость втулок и, соответственно, генератора.

Закрытие каждого заряда ВВ с обеих сторон крышками, герметично контактирующими с внутренними коническими поверхностями втулки и скрепленными между собой разрушаемой связью, усилие разрушения которой больше усилия воздействия на нее при подрыве любого из соседних зарядов ВВ, установка втулок в металлическую кассету, выполнение крышек из материала, плотность которого меньше плотности материала втулок и кассеты, наличие системы инициирования, обеспечивающей подрыв зарядов с заданным сдвигом во времени, позволяют компактно разместить заряды в кассете, инициировать любой из зарядов в любой последовательности с неограниченным сдвигом по времени, что, в свою очередь, дает возможность реализовать широкий диапазон ВУВ по амплитуде и длительности. Образующиеся при подрыве зарядов осколки крышек, выполненных из материала, плотность которого меньше плотности материала втулок и кассеты, не повредят конструкцию генератора.

Изобретение поясняется чертежами:

на фиг.1 представлен вид сбоку генератора ВУВ, размещенного в ударной трубе;

на фиг.2 представлено поперечное сечение генератора ВУВ, размещенного в ударной трубе;

на фиг.3 представлен элемент вида сбоку генератора ВУВ;

на фиг.4 представлен элемент поперечного сечения генератора ВУВ;

на фиг.5 представлен увеличенный элемент поперечного сечения генератора ВУВ;

Генератор воздушной ударной волны 1 содержит плоские заряды взрывчатого вещества (ВВ) 3, расположенные вдоль прямых линий с заданными интервалами между зарядами. Каждый заряд 3 симметрично закреплен внутри металлической втулки 4 вдоль ее продольной оси симметрии, перпендикулярной образующей боковой поверхности втулки и размещенной вдоль одной из прямых линий расположения зарядов. Втулки 4 выполнены с осевыми выемками в виде усеченных конусов 5, меньшие основания которых совпадают с продольной остью симметрии втулки, а большие обращены наружу. Каждый заряд ВВ 3 закрыт с обеих сторон крышками 6, герметично контактирующими с внутренними коническими поверхностями втулки 4 и скрепленными между собой через опорные шайбы 7, толщина которых равна толщине плоского заряда 3, разрушаемой связью 8, усилие разрушения которой больше усилия воздействия на нее при подрыве любого из соседних зарядов ВВ. В данном примере выполнения разрушаемая связь 8 имеет ослабляющую проточку, делящую связь на две равные части. Втулки 4 установлены в металлическую кассету, состоящую из двух металлических пластин 9 и 10, в сквозные отверстия 11, выполненные соосно осевым выемкам втулок. Крышки 6 выполнены из материала, плотность которого меньше плотности материала втулок и кассеты, например, из текстолита.

В одной из пластин 10 кассеты выполнены закрытые крышками 12 технологические отверстия, через которые и отверстия 13 во втулках 4 производится разводка электрических цепей 14 системы инициирования (полностью на фигуре не показана), обеспечивающей подрыв зарядов с заданным сдвигом во времени. На внутренней поверхности крышек 6 установлены фиксаторы 15 детонатора 16 системы инициирования, выполненные в виде резиновых пластин.

Работает генератор ВУВ в следующем порядке.

Для усиления эффективности он может быть размещен вертикально вдоль продольной оси взрывной камеры ударной трубы 2.

Последовательно с заданным алгоритмом временных задержек производится подрыв плоских зарядов 3. При этом формируется ВУВ (или несколько) с заданной зависимостью амплитуды от времени.

Подрыв одного заряда 3 не нарушает сохранность других зарядов, так как крышки 6 исключают воздействие продуктов взрыва соседнего заряда на закрываемый ими заряд за счет герметичной опоры их на коническую поверхность втулок 4 и опоры на шайбу 7. Симметричность конструктивных элементов втулок 4 (и симметричность размещения кассеты в данном примере в ударной трубе 2) обеспечивают симметричность газодинамических процессов и сводят к нулю результирующую поперечную нагрузку на кассету и, соответственно, на крышки 6.

Разрушаемая связь 8 обеспечивает закрытое положение крышек 6 и при действии волны разрежения, а при подрыве заряда симметричный разлет их материала и, как следствие, симметричное воздействие продуктов взрыва на крышки 6 или втулки 4 (если заряд уже сработал) соседних зарядов 3. Выполнение заряда ВВ 3 плоским при подрыве снижает действие продуктов взрыва на втулку 4 (основная энергия выделяется в направлении, перпендикулярном плоскости заряда), а выполнение втулки 4 с коническими выборками снижает действие радиально расширяющих продуктов взрыва на втулку за счет ее обтекаемости, что позволяет снизить материалоемкость конструкции втулок. Кроме того, обтекаемая форма внутренней поверхности втулки 4 после срабатывания в ней заряда значительно снижает продольные нагрузки воздействия продуктов взрыва при подрыве соседнего заряда, что также способствует снижению материалоемкости конструкции генератора ВУВ и элементов его крепления.

Таким образом, предложенное устройство позволяет существенно расширить технические возможности генератора ВУВ за счет расширения диапазона воспроизводимых параметров ВУВ.