боевая часть

Формула изобретения

Боевая часть содержит размещенные в несущем корпусе взрывчатое наполнение, включающее сердечник, в форме цилиндра или шара, или их геометрических производных, и взрыватель, а по периферии взрывчатого наполнения коаксиально установлена детонационноспособная оболочка усилительного заряда, при этом между взрывателем и основным зарядом помещен демпфер, выполняющий роль замедлителя, а к корпусу изнутри примыкает демпфирующий экран, отличающаяся тем, что детонационная оболочка взаимодействует с одной стороны с детонатором, а с другой стороны посредством детонирующей волны - с детонирующими трубками, как правило, больше одной и равной длины, которые взаимодействуют также, посредством детонирующей волны, с обеими торцевыми поверхностями основного заряда напрямую, а цилиндрическая поверхность заряда имеет демпфирующую цилиндрическую оболочку, причем сердечник выполнен по форме, как правило, цилиндра, но возможна форма сферы или их геометрических производных, и состоит сердечник из гидрида металла или гидрида сплава, а многослойный буферный замедлитель выполнен из плоских пластин различных материалов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к боеприпасам, а более конкретно к боевым частям ракет, артиллерийским снарядам крупного калибра, минам и авиабомбам, отличающимся боеголовкой по основному действию, в частности фугасному.

Известно устройство «ЭНЕРГОНАСЫЩЕННАЯ ВЗРЫВЧАТАЯ КОМПОЗИЦИЯ». RU Патент № 2415119 А. МПК С06В 25/00 (2006.01). Заявка: 2009129232/05, 30.07.2009.

.Энергонасыщенная взрывчатая композиция, включающая жидкий энергетический компонент и металлическое горючее, отличающаяся тем, что в качестве жидкого энергетического компонента она содержит изопропил-нитрат, в качестве металлического горючего содержит смесь магния с алюминием или алюминиево-магниевым сплавом в соотношении от 75/25 до 25/75, при этом магний содержится в виде фрагментов полидисперсной стружки различной геометрической формы со средним размером частиц от 67 до 300 мкм, при содержании компонентов в композиции, мас.%:

Изопропилнитрат 25-60

Магний с алюминием или

с алюминиево-магниевым сплавом 75-40

Энергонасыщенная взрывчатая композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит дифениламин в количестве от 0,5 до 1,0 мас.% (сверх 100).

Энергонасыщенная взрывчатая композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит полиметилметакрилат или фторопласт, или бутадиеннитрильный каучук или фторкаучук в количестве от 3 до 12 мас.% (сверх 100).

Недостатком является сложность использования в боеприпасах.

Известно устройство «БОЕВАЯ ЧАСТЬ». RU Патент № 66803 U1. МПК F42B 12/36 (2006.01). Заявка: 2007104246/22, 06.02.2007.

Боевая часть содержит размещенные в несущем корпусе взрывчатое наполнение, включающее металлическую добавку, и взрыватель. Новым является то, что металлическая добавка выполнена в форме центрального сердечника, а по периферии взрывчатого наполнения коаксиально установлена детонационноспособная оболочка усилительного заряда, выполненного из детонационного шнура, при этом между взрывателем и центральным металлическим стержнем помещен замедлитель, а к корпусу изнутри примыкает демпфирующий экран.

Недостатком является невысокая мощность взрыва, не превышающая 6-8 крат от тротилового эквивалента из-за неполного эффекта цилиндрической имплозии взрыва.

Известно устройство «БОЕПРИПАС». RU, Заявка № 2010143366 А. МПК F42B 1/00 (2006.01).

Боеприпас, отличающийся тем, что взрывчатый материал состоит из Al(BH4)3 и размещен в конусной кумулятивной воронке обычного взрывчатого вещества (например: тротил, гексаген, тетрил и другие).

Недостатком является невысокий КПД использования энергии взрыва.

Техническим результатом (целью изобретения) является получение мощного взрывного устройства с сердечником из гидрида металла или гидрида сплава при использовании энергии от состояния, близкого к сферической имплозии взрыва.

Технический результат (техническое решение) достигается тем, что детонационная оболочка взаимодействует с одной стороны с детонатором, а с другой стороны посредством детонирующей волны - с детонирующими трубками, как правило, больше одной и равной длины, которые взаимодействуют также, посредством детонирующей волны, с обеими торцевыми поверхностями основного заряда напрямую, а цилиндрическая поверхность заряда имеет демпфирующую цилиндрическую оболочку, причем сердечник выполнен по форме, как правило, цилиндра, но возможна форма сферы или их геометрических производных, и состоит из гидрида металла или гидрида сплава, а многослойный буферный замедлитель выполнен из плоских пластин различных материалов.

На чертеже изображена боевая часть.

Боевая часть включает массивный корпус (1), жестко связанный с крышкой (2), образуя замкнутый объем, где размещено взрывчатое наполнение (3). В крышке (2) выполнено отверстие (4) для крепления взрывателя (5), к которому примыкает детонационноспособная оболочка (6) из пластического взрывчатого вещества для них в корпусе, охватывающая основной заряд (7). На цилиндрической оболочке заряда 7 имеется демпфирующая оболочка (10) для предотвращения прохождения детонирующей волны к внутреннему заряду (7). Над этой оболочкой расположены детонирующие трубки (8) (как правило, больше одной) равной длины. Они передают детонирующую волну к обоим торцам цилиндра внутреннего заряда (7), внутри которого размещен сердечник (9), выполненный из гидрида металла или гидрида сплава, например гидрид сплава Бор-Алюминий-Al(BH4)3 или гидрид Алюминия - AlH3.

Заряд (7) экранирован со стороны взрывателя многослойным буферным замедлителем (11), который выполнен из плоских пластин различных материалов, например: свинца, литой резины, текстолита, меди, а по цилиндрической поверхности экранирован аналогичной прослойкой буферного замедлителя (10). В середине цилиндрической части по периметру цилиндра демпфирующей прослойки (12) расположены отверстия (13) для передачи детонационной волны от оболочки (6) к детонирующим трубкам (8). А между детонационноспособной оболочкой (6) и крышкой (2) расположен демпфер (11) с добавлением пластин из цветных сплавов. Для исключения преждевременного разрушения корпуса от взрыва взрывателя (5) и оболочки (6) располагается замедлитель (11).

Между детонационноспособной оболочкой (6) и детонирующими трубками (8) имеется демпфирующая прослойка (12).

Детонационная волна при срабатывании детонационноспособной оболочки (6) от распространения наружу ограничена композитной прослойкой из буферного замедлителя (10) и демпфера (11). При этом на корпус не передаются разрушающие нагрузки.

При детонации заряда происходит всестороннее динамическое сжатие стержня (9) из Al(BH4)3 при высоком давлении и температуре, возникающих в условиях, близких к сферической имплозии.

При детонации заряда (8) возникает явление цилиндрической имплозии взрыва и кольцевая встречная бегущая детонационная волна с давлением на фронте в диапазоне 250000-350000 атм, распространяющаяся по сердечнику (9) из Al(BH4)3, в центре которого, где волны сходятся, давление может достигать величины в несколько миллионов атмосфер (кг/см²).

Температура при взрыве взрывчатых веществ.
ВВ	Формула	Q, ккал/г	r, г/см3	D, км/с	Р, ГПа	Т, К
ТНТ	C7H5N3O6	1,0	1,64	7,0	21	3600
Гексоген	C3H6N6O6	1,3	1,8	8,8	34	3900
БТФ	C6N6O6	1,4	1,9	8,5	33	5100

При сферической имплозии взрыва температура в центре возникает значительно выше. Оптимальная температура для выделения водорода из гидрида Al(BH4)3 около 160°C. Температура кипения Алюминия 2519°C. Температура кипения Бора 3927°C. Водород начинает распадаться на атомы при температуре выше 3000°C. В гидридах металлов водород находится в атомарном состоянии.

1 моль Al = 26,98 грамма

1 моль B = 10,8 грамма

1 моль H+ = 1,0 грамм

1 моль вещества в газовом состоянии находится в 22,4 литрах.

1 моль Al(BH4)3 =71,38 грамма.

Al(BH4)3 => Al + 3B + 12H+.

22,4 л. 22,4+67,2+268,8=358,4 литра.

В 1 кг в газовом состоянии Al(BH4)3 содержится 14 молей, что составляет 5017,6 литра при температуре в 20°C.

С учетом закона Гей-Люсака, объем при температуре в 4000°C составит:

4000 град.×0,00366×5017,6 литра=73 457,6 литра.

1 кг тротила (ТНТ) дает до 700 литров газа при взрыве.

Прямой пересчет дает увеличение мощности фугасного взрыва в 104,93 раза мощнее ТНТ. Учитывая, что при испытаниях прототипа реальная мощность взрыва не превышала 8 крат от ТНТ, а теоретическая равна 14 крат от ТНТ, то КПД взрыва составляет 57%. Значит, взрыв с гидридом сплава Бор-Алюминий Al(BH4)3 можно рассчитывать как реальную мощность взрыва, не превышающую 59,8 крат ТНТ. А это почти в 7,4 раза мощнее прототипа.

Фугасная составляющая взрыва при использовании гидридов металлов или гидридов сплавов увеличивается за счет превращения гидридов от высокой температуры в газ из составляющих атомов и увеличивается разогрев этого газа до температуры, как минимум, в 4000°C в процессе сферической имплозии взрыва.

Технико-экономический эффект относительно прототипа значительно выше.

Перечень позиций

1 - корпус

2 - крышка

3 - взрывчатое наполнение

4 - отверстие

5 - взрыватель

6 - детонационноспособная оболочка

7 - основной заряд

8 - детонирующие трубки

9 - сердечник

10 - прослойка буферного замедлителя

11 - многослойный буферный замедлитель

12 - цилиндр демпфирующей прослойки

13 - отверстие