боеприпас

Формула изобретения

Боеприпас, отличающийся тем, что взрывчатый материал состоит из Al(BH₄)₃, размещенного в конусной кумулятивной воронке взрывчатого вещества.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к военной и оборонной промышленности и может быть использовано в качестве сверхмощного боеприпаса с двойным эффектом поражения, а именно бронебойного и объемного взрыва.

Известно взрывчатое вещество тринитротолуол. Материал из Википедии - свободной энциклопедии.

Общие

Систематическое наименование 2,4,6-тринитрометилбензол

Традиционные названия тротил, тол

Химическая формула C₇H₅N₃O₆

Молярная масса 227,13 г/моль

Физические свойства

Состояние (ст. усл.) твердое

Термические свойства

Температура плавления 80,35°С

Температура разложения 295°С

Классификация

Peг. номер CAS 118-96-7

SMILES CC1=C(C=C(C=C1[N+](=O)[O-])[N+](=O)[O-])[N+](=O)[O-]=]

Тринитротолуол (тротил, тол, TNT) - одно из наиболее распространенных бризантных взрывчатых веществ. Представляет собой желтоватое кристаллическое вещество с температурой плавления 80,35°C (плавится в очень горячей воде). Применяется в промышленности и военном деле как самостоятельно в гранулированном (гранулотол), прессованном или литом виде, так и в составе многих взрывчатых смесей (алюмотол, аммонал, аммонит и другие). В США тротил в промышленности и горном деле не применяют с начала 1990-х из-за токсичности продуктов взрыва. Тринитротолуол получают нитрованием толуола смесью азотной и серной кислот (первый шаг). Затем смесь моно- и динитротолуола нитруют в смеси азотной кислоты и олеума. Излишек кислоты от второго этапа можно использовать для первого. Затем следует очистка водным раствором сульфита натрия. Название по номенклатуре ИЮПАК - 2,4,6-тринитрометилбензол.

Тротил гораздо стабильнее многих других взрывчатых веществ, например динамита, имеет невысокую чувствительность к удару (4 8% взрывов при падении груза 10 кг с высоты 25 см), трению и нагреванию и загорается только при температуре 290°С, поэтому может быть относительно безопасно нагрет до температуры плавления. Это очень удобно, так как позволяет легко придать нужную форму при помощи литья. Литой или прессованный тротил можно поджечь. Он горит без взрыва желтоватым пламенем. Для взрыва обычно необходимо использование детонатора, однако порошкообразный тротил с примесями может иметь повышенную чувствительность к внешним воздействиям, в том числе и к пламени. Несмотря на стабильность тринитротолуола, во многих применениях и его стараются заменить на еще более стабильные взрывчатые вещества, например ВС США планирует заменить тротил в крупнокалиберных снарядах на вещество IMX-101.

Обладает свойствами антимикотика, ранее применялся в медицине в составе противогрибковых препаратов «Ликватол» и «Унгветол», но из-за токсичности и появления более эффективных лекарственных средств практически вышел из медицинского употребления.

Энергия взрывчатого превращения - 1010 ккал/кг. Скорость распространения волны детонации - 6700-7000 м/с (плотность: 1,6 г/см³). Теплота взрыва - 4228 кДж/кг. Бризантность по Гессу 16 мм. Бризантность по Касту 3,9 мм.

Тринитротолуол был получен в 1863 году немецким химиком Йозефом Вильбрандом (аналог).

Недостатком является невозможность одновременно пробить броню и произвести объемный взрыв.

Известно взрывчатое вещество «ВОДОСОДЕРЖАЩЕЕ ВЗРЫВЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО» (RU, 99126642 А, МПК 7 C06B 31/40. Заявка: 99126642/02, 16.12.1999. Дата публикации заявки: 27.10.2001).

Водосодержащее взрывчатое вещество, включающее аммиачную селитру, тротил, карбамид, воду, отличающееся тем, что при изготовлении вещества компоненты берутся в соотношении, обеспечивающем нулевой кислородный баланс, а именно, %: аммиачной селитры - 73, тротила - 15, карбамида - 4, воды - 8.

Недостатком является невозможность одновременно пробить броню и произвести объемный взрыв.

Известен «СПОСОБ ПОРАЖЕНИЯ БРОНИРОВАННОЙ ЦЕЛИ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ» (Патент RU № 2199713 С2, МПК 7 F42B 12/10, F42B 12/18, F42B 1/02. Заявка: 2000125529/02, 29.06.2000).

Способ поражения бронированной цели заключается в том, что при взаимодействии кумулятивного боеприпаса с целью кумулятивной струей пробивают в броне сквозной канал, через который вслед за струей в заброневое пространство проникает пест, поражающий находящиеся там объекты. При этом для повышения скорости песта разрывной заряд кумулятивного боеприпаса оснащают гидродинамическим ускорителем в виде металлического усеченного конического раструба, опирающегося своим большим основанием на основание облицовки заряда и выполненного из материала с акустической жесткостью, не меньшей, чем у материала облицовки, а на внутренней поверхности корпуса боеприпаса у основания кумулятивной выемки устанавливают кольцевой вкладыш из материала с высокой акустической жесткостью. Для осуществления способа используются каскадные кумулятивные боеприпасы, состоящие, по меньшей мере, из двух последовательно размещенных в корпусе осесимметричных каскадов, каждый из которых содержит три секции, а именно разрывной заряд с кумулятивной выемкой и облицовкой с гидродинамическим ускорителем и кольцевым вкладышем, отсекатель песта или низкоскоростного участка кумулятивной струи в виде заряда взрывчатого вещества со сквозным каналом в форме усеченного конуса с металлической облицовкой, обращенного большим основанием в сторону кумулятивной выемки разрывного заряда, и передаточный узел в виде тонкостенного кольцевого заряда взрывчатого вещества с защитным экраном, установленного между разрывным зарядом и отсекателем для передачи детонации от разрывного заряда к отсекателю. Разрывные заряды всех каскадов, кроме заднего, выполнены с центральными каналами для прохождения кумулятивной струи, формируемой предыдущими каскадами. Разрывной заряд заднего каскада снабжен взрывателем. В качестве вариантов для реализации способа поражения бронированной цели кумулятивный боеприпас может быть выполнен с передним каскадом, состоящим только из одной секции - разрывного заряда с гидродинамическим ускорителем и кольцевым вкладышем или с задним каскадом, состоящим из двух секций - разрывного заряда с гидродинамическим ускорителем и кольцевым вкладышем и объединенных функционально в одну секцию отсекателя и передаточного узла. Металлические облицовки кумулятивных выемок разрывных зарядов изготавливаются из различных материалов при последовательном увеличении плотности материалов, начиная с заднего каскада. В объеме передаточного узла может быть размещен аппаратурный отсек или маршевый двигатель с центральным сквозным каналом (прототип).

Недостатком является невозможность одновременно пробить броню и произвести объемный взрыв.

Задачей изобретения является создание боеприпаса способного одновременно иметь два свойства, а именно пробивать броню и производить объемный взрыв.

Технический результат достигается тем, что взрывчатый материал состоит из Al(BH₄)₃ , размещенного в конусной кумулятивной воронке взрывчатого вещества.

На Фиг.1 изображен боеприпас в форме артиллерийского снаряда с кумулятивной воронкой из взрывчатого вещества.

Статика

Боеприпас (1) отличается тем, что взрывчатый материал состоит из Al(BH₄)₃ (2), размещенного в конусной кумулятивной воронке (3) взрывчатого вещества (4).

Работа.

На Фиг.1 боеприпас (1) отличается тем, что взрывчатый материал состоит из Al(BH₄) ₃ (2), размещенного в конусной кумулятивной воронке (3) обычного взрывчатого вещества (4) (например, тротил, гексаген, тетрил и другие).

Вещество Al(BH₄) ₃ (2) является аккумулятором водорода (Н) и имеет свойство отдавать атомы Н при нагреве. Для получения высокой температуры применен инициатор (5) в виде обычного взрывчатого вещества (4), изготовленного в форме кумулятивного заряда (6) и имеющего кумулятивную воронку (3), в которой и располагается Al(ВН₄) ₃ (2). При взрыве обычного взрывчатого вещества (4) происходит резкое сжатие (давление продуктов взрыва, достигающее - 1010 Н/м² (105 кгс/см²)) и разогрев Al(BH ₄)₃ (2) до состояния плазмы. Весь материал (2) распадается на атомы. При этом образуется один моль Al (алюминий), три моля B (бор) и двенадцать молей атомов H (водород, или тритий, или дейтерий). Каждым моль вещества при нормальных условиях в виде газа занимает объем в 22,4 литра, что составляет 358,4 литра газа в нормальных условиях, а с учетом коэффициента объемного расширения газов (Гей-Люсака), равного 0,00366, на 1 градус и при нагреве до 10000 градусов объем составит 13117,44 литра. 1 килограмм тротила дает при взрыве до 3 метров кубических газа или 3000 литров. Молярная масса тротила 227,13 г/моль.

Молярная масса Al(BH₄)₃ = 70 г/моль. В 1 килограмме находится 14,28 моля вещества Al(BH₄) ₃.

Значит объем разогретых газов у одного кг Al(BH₄)₃ будет составлять 187391,99 литра или 187,39 метра кубического. Это в 62 раза больше, чем от взрыва 1 кг тротила.

Al(BH₄) ₃ (2) можно изготавливать в гальванической ванне электрохимическим способом насыщения сплава ионами водорода.

Вещество Al(BH₄)₃ (2) плазменной струи кумулятивного заряда (6) разрушается на ионы и катионы в виде плазмы и весь газ, полученный из Al(BH₄)₃ (2), вступит в реакцию с атмосферным воздухом. Произойдет объемный взрыв.

Таким образом, в гранате гранатомета АГС-30 можно разместить 100 грамм Al(BH₄)₃, что равнозначно 6 килограммам условного взрывчатого вещества. Техникоэкономические показатели по поражающему эффекту приближаются к оружию массового поражения. При массовом производстве сплава алюминия с бором себестоимость взрывчатого вещества будет сопоставима со стоимостью производства гексагена, тетрила.

Перечень позиций

1 - боеприпас

2 - взрывчатый материал Al(BH₄)₃

3 - конус кумулятивной воронки

4 - взрывчатое вещество

5 - инициатор

6 - кумулятивный заряд