взрывное устройство - снаряд

Формула изобретения

Взрывное устройство - снаряд, отличающийся тем, что в корпусе расположена система из кумулятивных зарядов взрывчатого вещества, например: тротила, гексагена, тетрила, снабженных вторичными детонаторами, взаимодействующими через детонирующие шнуры равной длины с первичным детонатором взрывателя и имеющими в конусных воронках металлические пластины, например, из металла бериллия, при этом конусные воронки направлены в одну общую точку (фокус), в которой расположен взрывчатый материал из тетрагидробората бериллия Ве(ВН₄)₂, а на торце взрывчатого материала расположен кумулятивный заряд со сферической выемкой, направленной в сторону системы кумулятивных зарядов и в сторону преграды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к военной и оборонной промышленности и может быть использовано в качестве снаряда с двойным эффектом поражения.

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

Систематическое наименование 2,4,6-тринитрометилбензол.

Традиционные названия тротил, тол.

Химическая формула C7H5N3О6.

Молярная масса 227,13 г/моль.

Физические свойства

Состояние (ст. усл.) твердое.

Термические свойства

Температура плавления 80,35°С.

Температура разложения 295°С.

Тринитротолуол (тротил, тол, TNT) - одно из наиболее распространенных бризантных взрывчатых веществ. Представляет собой желтоватое кристаллическое вещество с температурой плавления 80,35°С (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 планируют 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.

Недостатком является малая разрушительная сила.

Известно устройство «Кумулятивный снаряд».

Википедия.- hhh://ru.wikipedia.org/wiki/Снаряд.

Кумулятивный снаряд - боеприпас, предназначенный для уничтожения бронетехники и гарнизонов долговременных фортификационных сооружений путем создания узконаправленной струи продуктов взрыва с высокой пробивной способностью. Фугасный снаряд - боеприпас, предназначенный для разрушения полевых и долговременных фортификационных сооружений, проволочных заграждений, зданий.

Недостатком является невозможность одновременно пробить броню и произвести объемный взрыв.

Известно устройство «Кумулятивный снаряд». RU. A. МПК 7 F42B 12/18. Заявка, 98118650/02, 12.10.1998.

1. Снаряд состоит из корпуса с последовательным расположением в нем кумулятивных зарядов, отличающийся тем, что воронки кумулятивных зарядов вставлены друг в друга веерообразно и между ними находится мелкодисперсная масса тугоплавкого вещества.

2. Боеприпас по п.1, отличающийся тем, что между кумулятивными воронками располагается вещество или их комбинация, предназначенная для улучшения поражающих свойств боеприпаса.

3. Боеприпас по п.1, отличающийся тем, что основной несущей конструкцией боеприпаса, обеспечивающей ему прочность, является сердечник, жестко связанный с торцом корпуса (Прототип).

Недостатком является невозможность одновременно пробить броню и произвести объемный взрыв.

Целью изобретения является создание взрывного устройства-снаряда с двойным эффектом поражения, обладающего огромной разрушительной силой.

Технический результат достигается тем, что взрывное устройство состоит из корпуса, в котором расположена система из кумулятивных зарядов взрывчатого вещества (например, тротил, гексаген, тетрил и другие), снабженных вторичными детонаторами, взаимодействующими через детонирующие шнуры равной длины с первичным детонатором взрывателя и имеющими в конусных воронках металлические пластины (например, металл бериллий), при этом конусы направлены в одну общую точку (фокус), в которой расположен взрывчатый материал из тетрабората бериллия Ве(ВН4)2, на торце которого расположен кумулятивный заряд со сферической выемкой, направленной в сторону системы кумулятивных зарядов и в сторону преграды. На Фиг.1 изображено взрывное устройство - снаряд.

Статика

Взрывное устройство - снаряд (Фиг.1) состоит из корпуса (1), в котором расположена система (2) из кумулятивных зарядов (3) взрывчатого вещества (4) (например, тротил, гексаген, тетрил, и другие), снабженных вторичными детонаторами (5), взаимодействующими через детонирующие шнуры (6) равной длины с первичным детонатором (7) взрывателя (8) и имеющими в конусных воронках (9) металлические пластины (10) (например, металл бериллий), при этом конусы (9) направлены в одну общую точку (фокус) (11), в которой расположен взрывчатый материал (12) из тетрагидробората бериллия Ве(ВН4)2, на торце (13) которого расположен кумулятивный заряд(14) со сферической выемкой (15), направленной в сторону системы (2) кумулятивных зарядов (3) и в сторону преграды (16).

Работа

На Фиг.1 изображено взрывное устройство - снаряд, отличающееся тем, что взрывчатый материал (12) (состоит из тетрагидробората бериллия Ве(ВН4)2) размещен в корпусе (1) системой (2) кумулятивных зарядов (3) из взрывчатого вещества (4) (например тротил, гексаген, тетрил и другие). В конусах (9) кумулятивных зарядов (3) располагается металлическая пластина (10). Наибольшая скорость кумулятивной струи достигается при металле бериллий. Конусные воронки (9) сориентированы так, чтобы направления взрывов сходились в одну точку (фокус) (11). В фокусе (11) расположен взрывчатый материал (12) из тетрагидробората бериллия Ве(ВН4)2. На каждом кумулятивном заряде (3) расположен вторичный детонатор (5). Детонатор (5) соединяется с первичным детонатором (7), детонирующим шнуром (6), имеющим равные длины на все заряды (3). При подрыве первичного детонатора (7) происходит одновременный взрыв вторичных детонаторов (5) и основных кумулятивных зарядов (3). Металлические пластины (10), выстилающие конусы (9), летят в виде струй с огромной скоростью и огромным давлением. При пересечении струй они разрушаются во взрывчатом материале (12) тетрагидробората бериллия Ве(ВН4)2. При этом выделяется огромная энергия в виде тепла и давления. Взрывчатый материал (12) из тетрагидробората бериллия Ве(ВН4)2 превращается в плазму с температурой в несколько десятков тысяч градусов. Остатки кумулятивных струй пробивают пластину (17) и производят детонацию и взрыв кумулятивного заряда (18) со сферической выемкой (19). Происходит выброс в сторону системы (2) кумулятивных зарядов (3) ядра (не показано) из взрывчатого материала (12), разогретого до нескольких тысяч градусов. Давление от взрыва всех кумулятивных зарядов (3/18) суммируется на плазме из взрывчатого вещества (12). Перегретая плазма разрушает стоящую на пути преграду (16), и происходит взрыв вещества (12). После расширения до нормального объема при атмосферном давлении происходит воспламенение компонентов вещества (12) от кислорода воздуха. Происходит своеобразный объемный взрыв.

Вещество из тетрагидробората бериллия Ве(ВН4)2 (12) является аккумулятором водорода (Н) и имеет свойство отдавать атомы Н при нагреве. Весь материал (12) распадается на атомы. При этом образуется один моль Ве (Бериллия), 2 моля В (Бора) и 8 молей атомов Н (Водорода). Каждый моль вещества при нормальных условиях в виде газа занимает объем в 22, 4 л, что составляет 246 л газа в нормальных условиях, а с учетом коэффициента объемного расширения газов (Гей-Люсака), равного 0,00366 на 1 град, и нагреве до 10 000 град объем составит 9018,24 л.

Один килограмм тротила дает при взрыве до 3 м³ газа или 3 000 л,

Молярная масса тротила =227,13 г/моль.

Молярная масса Bi(BH4)2 (2) = 37 г/моль. В 1 кг находится 27,02 моля вещества Bi(BH4)2 (2)).

Значит объем разогретых газов у одного килограмма тетрабората бериллия Ве(ВН4)2 (12) будет составлять 243486 л или 243,5 м³. Это в 81 раза больше, чем от взрыва 1 кг тротила.

Ве(ВН4)2 (12) изготавливается в гальванической ванне электрохимическим способом насыщения сплава бериллия с бором ионами водорода.

Таким образом, в гранате гранатомета АГС30 можно разместить 100 грамм Ве(ВН4)2, что равнозначно 8 килограммам условного взрывчатого вещества.

Технико-экономические показатели по поражающему эффекту приближаются к оружию массового поражения. При массовом производстве сплава бериллия с бором себестоимость взрывчатого вещества будет сопоставима со стоимостью производства гексагена, тетрила. А снаряды, мины и бомбы будут обладать феноменальной разрушительной силой. При замене атомов водорода на изотопы дейтерия и трития возможна термоядерная реакция с небольшим КПД.

Перечень позиций

1 - корпус

2 - система

3 - кумулятивный заряд

4 - взрывчатое вещество

5 - вторичный детонатор

6 - детонирующий шнур

7 - первичный детонатор

8 - взрыватель

9 - конусная воронка

10 - металлическая пластина

11 - общая точка (фокус)

12 - взрывчатый материал тетрагидроборат бериллия Ве(ВН4)2 (12)

13 - торец

14 - кумулятивный заряд

15 - сферическая выемка

16 - преграда

17 - пластина

18 - кумулятивный заряд.