Определение противокумулятивной стойкости комбинированных преград
Покупка
Тематика:
Военная техника
Автор:
Ладов Сергей Вячеславович
Год издания: 2016
Кол-во страниц: 20
Дополнительно
Вид издания:
Учебно-методическая литература
Уровень образования:
ВО - Специалитет
ISBN: 978-5-7038-4370-3
Артикул: 810395.01.99
Доступ онлайн
В корзину
Описана лабораторная работа, посвященная исследованию действия кумулятивных зарядов по различным броневым преградам: гомогенной стальной броне; многослойной броне с сочетанием металлических и неметаллических материалов; «ячеистой» броне с инертным наполнителем; динамической защите. В процессе выполнения работы изучаются физические особенности действия кумулятивной струи по таким преградам,
проводится сравнение их противокумулятивной стойкости, формируются навыки проведения экспериментов и обработки полученных данных. Для студентов 4-го курса МГТУ им. Н. Э. Баумана, обучающихся по специальности «Боеприпасы и взрыватели» и изучающих дисциплину «Действие боеприпасов».
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана С.В. Ладов Определение противокумулятивной стойкости комбинированных преград Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Действие боеприпасов»
УДК 532.5:623.541 ББК 68.8 Л15 Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/169/book1409.html Факультет «Специальное машиностроение» Кафедра «Высокоточные летательные аппараты» Рекомендовано Редакционно-издательским советом МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве методических указаний Рецензент канд. техн. наук, доцент Н.А. Гладков Ладов, С. В. Определение противокумулятивной стойкости комбинированных преград : методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Действие боеприпасов» / С. В. Ладов. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016. — 17, [3] с. : ил. ISBN 978-5-7038-4370-3 Описана лабораторная работа, посвященная исследованию действия кумулятивных зарядов по различным броневым преградам: гомогенной стальной броне; многослойной броне с сочетанием металлических и неметаллических материалов; «ячеистой» броне с инертным наполнителем; динамической защите. В процессе выполнения работы изучаются физические особенности действия кумулятивной струи по таким преградам, проводится сравнение их противокумулятивной стойкости, формируются навыки проведения экспериментов и обработки полученных данных. Для студентов 4-го курса МГТУ им. Н. Э. Баумана, обучающихся по специальности «Боеприпасы и взрыватели» и изучающих дисциплину «Действие боеприпасов». УДК 532.5:623.541 ББК 68.8 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016 Оформление. Издательство ISBN 978-5-7038-4370-3 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016 Л15
Предисловие Дисциплина «Действие боеприпасов» посвящена анализу и оценке эффективности действия боеприпасов по различным целям. В четырех модулях дисциплины рассматриваются основные четыре вида действия боеприпасов: фугасное (модуль № 1), кумулятивное ( модуль № 2), осколочное (модуль № 3) и кинетическое (модуль № 4). Настоящая работа посвящена изучению кумулятивного действия, которое обеспечивается при функционировании осесимметричных кумулятивных зарядов, представляющих собой заряд взрывчатого вещества (ВВ) с конической (полусферической) выемкой, облицованной тонким слоем металла (как правило, медью или сталью) [1, 2]. В результате при инициировании заряда взрывчатого вещества с торца, противоположного кумулятивной выемке, при обжатии (схлопывании) металлической облицовки под действием продуктов детонации заряда ВВ образуется кумулятивная струя, имеющая незначительный диаметр и обладающая очень высокой кинетической энергией. Такая кумулятивная струя способна пробивать прочные броневые преграды толщиной до 8–10 диаметров кумулятивной облицовки. В лабораторной работе оценивается сравнительное действие «стандартного» кумулятивного заряда при пробитии различных броневых преград: гомогенной стальной брони; многослойной брони с сочетанием металлических и неметаллических материалов; « ячеистой» брони с инертным наполнителем; динамической защиты. В процессе работы студенты знакомятся с особенностями проведения экспериментов во взрывной бронекамере (в условиях проведения опытов в изолированном отдельном павильоне) или на открытой специально оборудованной площадке (в условиях проведения опытов на полигоне), изучают физические особенности пробития кумулятивной струей различных броневых преград и оценивают их защитные свойства. Студенты участвуют в подготовке, проведении и обработке результатов эксперимента, знакомятся с правилами по технике безопасности при проведении
взрывных опытов в бронекамере и на открытой площадке полигона, практически решают те задачи, с которыми приходится иметь дело сотрудникам исследовательских лабораторий и полигонов. Цель работы: освоение экспериментальных методов оценки действия кумулятивного заряда по преградам, имитирующим защиту бронетехники, изучение особенностей проникания кумулятивной струи в гомогенную броневую преграду и различные комбинированные преграды, определение противокумулятивной стойкости таких преград и сравнение их защитных свойств, выработка навыков обработки результатов экспериментов. После выполнения лабораторной работы у студентов формируются навыки проведения экспериментов и обработки полученных данных в условиях лабораторных и полигонных испытаний. Методические указания состоят из обязательного раздела, посвященного правилам техники безопасности, и других разделов, в которых характеризуются объекты изучения, описывается процесс их изучения. Студентам предлагаются задачи и порядок их выполнения. Подробно изложена форма отчета по выполненной лабораторной работе. В содержание указаний включены вопросы для самоконтроля при подготовке к выполнению работы.
Список принятых сокращений ВВ — взрывчатое вещество ВМ — взрывчатый материал ДЗ — динамическая защита КЗ — кумулятивный заряд КС — кумулятивная струя ПЭУ — полиэфируретан УВ — ударная волна
1. Правила техники безопасности Перед началом лабораторной работы необходимо соблюсти следующие правила: ознакомиться с инструкцией по технике безопасности на конкретном объекте и рабочем месте проведения экспериментальной части работы; расписаться в журнале инструктажа на рабочем месте; находиться на местах, указанных преподавателем (сотрудником лаборатории). При подготовке экспериментальной сборки, содержащей взрывчатые материалы (ВМ), следует придерживаться инструкции: строго руководствоваться соответствующими правилами и инструкциями, регламентирующими работу с ВМ; использовать количество ВМ, не превышающее расчетное при определенном давлении в бронекамере (расчетная масса указывается в инструкции); соблюдать чистоту рабочего места, не допуская разбрасывания и просыпания ВМ; не подвергать ВМ тепловым и механическим воздействиям (ударам, трению, падению, тряске, зажжению и т.п.); проводить работы, сопровождающиеся выделением вредных паров и газов, с использованием вытяжных шкафов. При установке экспериментальной сборки в бронекамере важно выполнять следующие требования: установку сборки в бронекамере осуществляет сотрудник лаборатории; перед установкой сборки необходимо осмотреть бронекаме- ру и удалить из нее части не сработавшего ВМ после предыдущего испытания; после размещения экспериментальной сборки студенты могут зайти в бронекамеру, осмотреть сборку и выйти из бронекаме- ры; при подключении средств инициирования к боевой сети в бронекамере должен находиться один человек (сотрудник лаборатории или преподаватель, имеющий допуск к взрывным работам);
перед подключением средств инициирования к боевой электросети в бронекамере в обязательном порядке отключают мобильные телефоны; во время подключения средств инициирования к боевой электросети, а также при незапертой двери бронекамеры с установленной в ней сборкой запрещается проводить какие-либо включения и переключения приборов, пульта управления и снимать блокировки безопасности, самостоятельно открывать дверцы шкафов пульта управления и разъединять кабельные линии. Во время проведения испытания (опыта) необходимо придерживаться четких правил: находиться в приборной комнате (изолированной от броне- камеры защитной дверью с блокировкой) и следить за показаниями приборов; не производить шум, отвлекающий внимание сотрудника лаборатории — взрывника при проведении подрыва; без разрешения преподавателя (сотрудника лаборатории) не крутить ручки управления приборов и не дотрагиваться до кабельных линий; не включать мобильные телефоны до момента окончания испытания (опыта). После окончания испытания (опыта) заходить в бронекамеру разрешается только после полного принудительного проветривания ее средствами вентиляции. При проведении испытания (опыта) на открытой площадке полигона очень важно соблюдать правила по технике безопасности, изложенные в специальной инструкции, имеющейся на соответствующем объекте полигона. 2. Краткая характеристика объектов и процесса их изучения Объект изучения в настоящей работе — это кумулятивный заряд ( КЗ) и преграды, которые он поражает. В качестве «стандартного» КЗ используют заряды с медной конической кумулятивной облицовкой с углом раствора конуса 50…60, устанавливамые над соответствующей преградой на «фокусном» расстоянии F от ее лицевой поверхности (рис. 2.1). При этом под фокусным расстоянием понимают оптимальную дистанцию подрыва, обеспечива-
ющую максимальное растяжение кумулятивной струи (КС) до момента ее разрыва на отдельные элементы. Для используемых стандартных КЗ штатной технологии изготовления это расстояние может составлять F = (2…6)dо, где dо — внутренний диаметр кумулятивной облицовки. При экспериментах в бронека- мере используют лабораторные КЗ соответствующих масштабов (эквивалентная масса заряда ВВ не должна превышать допустимую по нормам взрыва в камере). Наиболее характерные размеры диаметров лабораторных КЗ составляют 25… 50 мм. При опытах на полигоне, как правило, используют боевые части штатных кумулятивных боеприпасов (характерные диаметры таких КЗ составляют 70…100 мм). В качестве эталонной гомогенной преграды используют набор броневых плит средней твердости (НВ 285…341, при пределе прочности 930…1080 МПа, толщине 40…120 мм) [3]. Собирается «пакет» из таких плит, устанавливаемых одна над другой с минимально допустимым зазором, причем общая толщина пакета должна превышать прогнозируемую глубину пробития КЗ такой преграды. Поперечные размеры бронеплит выбираются из расчета невлияния волны разгрузки от тыльной боковой поверхности преграды ( при выходе на нее ударной волны от удара элемента КС в преграду) на размеры образуемой каверны. Как правило, характерные поперечные размеры преграды составляют не менее 5dз при условии попадания КС в центр преграды, где dз — диаметр КЗ. Указанные особенности связаны с удобством и точностью замера размеров образуемой каверны и минимизацией массово- габаритных параметров преград. Изучаются процессы функционирования КЗ, приводящего к формированию КС, и взаимодействия КС с различными преградами, что приводит либо к образованию в них каверны (кратера) соответствующих глубины и диаметра (при отсутствии сквозного Рис. 2.1. Схема эксперимента по прониканию кумулятивной струи в гомогенную стальную преграду: 1 — кумулятивный заряд; 2 — электродетонатор; 3 — преграда; 4 — бронекамера
пробития), либо пробоины соответствующего диаметра (при сквозном пробитии). Действие кумулятивного заряда по гомогенной стальной броне. При попадании классической сплошной КС в преграду в результате возникающего очень высокого давления на границе между материалом струи и преграды струя тормозится, разворачивается и «срабатывается», ее материал растекается в направлении, обратном скорости ее движения, а материал преграды за счет пластического деформирования перемещается в радиальном направлении. Таким образом, образуется кратер, диаметр которого существенно превышает диаметр КС. При этом глубина полученного кратера зависит от следующих параметров: размеров и формы КЗ; формы, геометрии и материала кумулятивной облицовки; качества, энергосодержания, плотности и скорости детона- ции ВВ; расстояния F от заряда до преграды; степени вращения КЗ; точности изготовления различных деталей КЗ и точности их сборки; плотности и прочности материала преграды. Согласно гидродинамической теории кумуляции, глубина проникания ( внедрения) КС в полубесконечную гомогенную преграду может быть определена как c , x x U L lV U где l — длина КС; c V — скорость КС; x U — скорость проникания КС в преграду. Для случая, когда материалы КС и преграды — это идеальные несжимаемые жидкости (данное условие характерно для относительно большой скорости струи c V 4 км/с), приведенное выражение преобразуется в известную формулу Лаврентьева — Тейлора: c п , L l где c — плотность материала КС; п — плотность материала преграды.
По этой формуле глубина проникания зависит только от длины КС, плотности КС и преграды и не зависит от скорости струи, сжимаемости материалов струи и преграды, их прочности и ряда приведенных выше факторов. При необходимости все это может быть учтено в соответствующих методиках расчета [1, 4]. На рис. 2.1 показана схема эксперимента по прониканию КС в гомогенную стальную преграду. Кумулятивный заряд 1 устанавливается в бронекамере 4 (либо на площадке полигона) на оптимальном « фокусном» расстоянии F от преграды 3 и инициируется электродетонатором 2. Образующаяся КС пробивает в броневой плите отверстие (каверну, кратер) глубиной м. L При этом остаточная глубина пробития в последней из пробитых наборных плит (см. выше) измеряется тонкой жесткой проволочкой. Действие кумулятивного заряда по комбинированной преграде. Под комбинированной бронепреградой следует понимать многослойную преграду, состоящую из разнесенных стальных броневых листов и так называемых наполнителей, устанавливаемых между стальными листами. В настоящее время в многослойной броне используют: высокопрочные стали и легкие сплавы (титановые, алюминиевые сплавы); квазижидкие материалы с низкой плотностью (около 1 103 кг/м3) и практически нулевой прочностью (типа полиэфир- уретана (ПЭУ)), сополимеров полиэтилена и полиизобутилена и др.; ортотропные материалы типа прессованных стеклотекстолитов марок СТБ-3-02, СТБ-3-ФЭФН, текстолитов на основе тканей из высокомодульных нитей типа кевлар и др.; особо прочные, относительно низкоплотные (плотность (2…5) 103 кг/м3) материалы и композиции типа стекла, керамик и металлокерамик различного рода; специальные устройства, использующие энергию самой струи на ее же разрушение: так называемые ячеистая броня, броня с подвижными (« вспучивающимися») листами, броня с «откольными ловушками» [3]. На рис. 2.2 показана схема эксперимента по прониканию КС в многослойную преграду, где в качестве наполнителя 3 используется стеклотекстолит, заключенный между листами 2, 4 броневой стали, что отражает реальные схемы построения комбинирован-
Доступ онлайн
В корзину