Техника - молодёжи 1974-07, страница 15

Каждый, кто читал книги или статьи о танковых сражениях времен Великой Отечественной войны, конечно, обратил внимание на слова «кумулятивные снаряды». В самом деле, это необычные боеприпасы, если с их помощью удается пробивать самую прочную броню.

Ныне с таинствами кумуляции знакомы не только танкисты. Побеседуйте с физиками, получающими сверхмощные магнитные поля, со строителями, устанавливающими опоры для высоковольтных линий электропередачи, с горнорабочими, укрепляющими анкеры канатно-подвесных дорог и фуникулеров, и вы убедитесь, что люди разной профессиональной подготовки могут говорить на одном языке, языке взрывников. И в этом нет ничего удивительного. Уж очень разрослась за последние десятилетия династия Ка Зэ — кумулятивных зарядов.

Общий принцип их действия вряд ли требует пояснений. Запас энергии можно или равномерно рассеять по всем направлениям, или сконцентрировать продукты взрыва вдоль одной линии и подать туда, где требуется особенно мощное воздействие. Три рисунка, помещенные на цветной вкладке слева вверху, показывают, как это происходит.

Если точка инициирования взрыва, то есть капсюль-детонатор (КД), находится в центре заряда сферической формы, то ко всем участкам поверхности взрывчатки почти одновременно подойдет волна детонации. И продукты взрыва полетят по радиальным направлениям, перпендикулярным к сферической поверхности заряда.

А вот другой вариант. ВВ придана цилиндрическая форма, капсюль-дето-натор помещен в торце цилиндра. Волна детонации последовательно пробегает по разным поясам поверхности взрывчатки. Поэтому продукты взрыва летят уже не перпендикулярно, а под некоторым углом к нормали. Когда фронт волны детонации почти параллелен торцу, а = 14°. Частицы сталкиваются вблизи оси выемки, их скорости складываются по закону параллелограмма.

Если в качестве ВВ взят тротил, то скорость детонации в теле взрывчатки составляет 7 км/сек. Хотя после столкновения между собой они увеличивают свою скорость, в следующие моменты времени они оказываются под ударами нагоняющих их продуктов взрыва, возникших позднее. Происходит самоуплотнение частиц, дальнейшее наращивание их скорости.

Вот так формируется знаменитая кумулятивная струя. Ее пробивная сила максимальна в месте наибольшего сжатия. Степень этого сжатия и его близость к заряду сильно

Династия

Ка Зэ

трудится для мира

Александр ИВОЛГИН, инженер

зависят от формы выемки, точнее говоря, от радиуса ее кривизны (см. рисунок слева внизу).

В центральной части цветной вкладки показан принцип действия кумулятивного снаряда. Особую силу ему придает простое изобретение: выемка облицована тонким металлическим листом. При взрыве облицовка сжимается, превращаясь последовательно в «воронку», «тюльпан», «зерно», наконец, веретенообразную «иглу».

Вначале был металлический конус, а в конце заостренная «пуля», мчащаяся со скоростью до 17,6 км/сек. Возникает давление порядка 500— 1000 т/см². Даже сверхпрочная сталь начинает плавиться. Мгновение — и в ней уже зияет дыра. Причем диаметр отверстия в 10 раз превосходит диаметр струи.

Представьте себе: на броневую пли-гу толщиной 20 см обрушился цилиндрический заряд размером 18 X 6,5 см. При взрыве он оставит лишь вмятину. С конической выемкой — выжжет кратер глубиной 2,2 см. А если выемку облицевать двухмиллиметровым стальным листом, броня будет пробита насквозь...

Кумулятивные дыроколы хорошо справляются со скальными породами и мерзлыми грунтами. Представители династии Ка Зэ заняты и на многих других работах. Удлиненный уголковый и полуцилиндрический заряды режут массивные металлические листы, откалывают от гранитных монолитов плиты в строго опреде

ленной плоскости. Кольцевой заряд с успехом применяют для обжатия и резки труб» овоидный — для создания сверхмощных магнитных полей.

Однако даже практикам небезынтересно знать: есть ли предел для взрывной концентрации энергии? Быть может, особый эффект можно .получить, сделав сферическую полость внутри заряда кубической формы (рисунок справа вверху)? Как мы знаем, волна детонации бежит в теле взрывчатки быстрее, чем частицы с ее поверхности. Поэтому фронт разлета продуктов взрыва постепенно загибается, пока не замкнется в кривую наподобие логарифмической спирали. Но находящиеся на ней частицы летят с разными скоростями. Сойтись одновременно в одной точке продукты взрыва не могут.

Но зато у самой логарифмической спирали очень любопытные свойства. У нее всегда остаются постоянными:

— угол между касательной к ней и радиусом-вектором, проведенным в точку касания;

— отношение длины участка кривой, ограниченного двумя радиусами-векторами, к их разности.

Если постоянным будет и отношение скорости детонации к скорости разлета продуктов взрыва, то вращением логарифмической спирали вокруг радиуса-вектора получим фигурную полость. Она также изображена на вкладке. Подобную полость можно назвать сверхкумулятивной. В ней продукты взрыва от любой точки поверхности летят под одним и тем же углом к нормали и одновременно сходятся в одной точке! Там, в фокусе, возникает колоссальное давление — порядка миллиона атмосфер.

Еще двух представителей династии Ка Зэ можно видеть на вкладке внизу.

Это заряды с отражающими линзами, которые при расчетах рассматриваются как абсолютно твердые тела. Отражение продуктов взрыва от линз ведет к дальнейшему наращиванию мощности струй. Перед нами своего рода кумулятивные «гаубицы». Цилиндрическая облицовка из бериллия дает струю со скоростью 90 км/сек, а обратноконическая облицовка — даже 100 км/сек.

На таких умопомрачительных скоростях материал струи разогревается до 300 тыс. градусов и ведет себя как вырожденный электронный газ. Как сопутствующее явление возникает радиация, причем не только обычная, но н жесткая проникающая. Ведь молот могучих Ка Зэ ударяет уже по внутренним электронным оболочкам атомов...

13