ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ
 
 




ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ

Е. В. КИРЮЩЕНКО, Д. А. РОТОТАЕВ

 

По результатам экспериментального исследования уточнены особенности функционирования динамической защиты и предложены формулы для оценки скоростей ме­тания пластин динамической защиты.

 

Вестник бронетанковой техники. №12. 1991

 

Для проведения расчетов динамической защи­ты (ДЗ) необходимо знание оценок кинематиче­ских параметров движения пластин, метаемых взрывом зарядов взрывчатого вещества (ВВ), которые определяются не только характеристиками применяемого ВВ, но и конструктивными особен­ностями ДЗ. В общем случае элементы ДЗ представляют собой плоский заряд ВВ, облицованный металлическими пластинами, и размещаются пе­ред основной защищаемой преградой за стальным лицевым экраном ДЗ. При этом элементы ДЗ могут располагаться в один, два и, вероятно, более слоев.

При попадании средства поражения (кумулятивного или бронебойного подкалиберного снаряда) в преграду, оснащенную ДЗ, в ее элементе, установленном непосредственно за лицевым экраном 1 (рис. 1), вызывается детонация заряда 5.

 

Рис. 1. Схема ДЗ

Рис. 1. Схема ДЗ

 

В результате осуществляется метание пластин 2 и 4 элемента ДЗ, одна из которых движется в на­правлении лицевого экрана, а другая — в направ­лении 2-го элемента ДЗ. При соударении пластины элемента ДЗ с лицевым экраном и воздействии на последний продуктов взрыва (ПВ) осуществляется метание лицевого экрана. В результате удара пластины 1-го элемента ДЗ по элементу ДЗ, расположенному во втором слое, вызывается детонация заряда ВВ 7 и обе пластины 4 и 6 (от 1-го и 2-го элементов) приобретают движение в направ­лении экрана.

Начальную скорость метания пластин зарядом ВВ, как показано в работе [1], можно оценить с помощью модели Гарни. Расчетные значения скорости движения лицевого экрана ДЗ после удара пластины элемента ДЗ имеются в [2], а ско­рости метания пластин при взрыве ВВ 2-го эле­мента ДЗ до настоящего времени не определялись.


С целью исследования функционирования про­ведены испытания конструкции ДЗ (см. рис. 1) с импульсной рентгенографической съемкой поло­жения пластин в различные моменты времени t после подрыва 1-го заряда ВВ, облицованного пла­стинами толщиной 2 мм . Второй заряд ВВ устанавливался на плите 8 из броневой стали. Все пла­стины выполнены из стали размером 60×60 мм. В ходе экспериментов варьировалась толщина пла­стины, устанавливаемой на заряде ВВ, в пределах от 2 до 16 мм . Подрыв 1-го заряда ВВ осуществлялся с помощью быстродействующего электро­детонатора 8В11105 (позиция 3).

Анализ рентгенограмм позволяет уточнить фи­зическую модель процесса. После соударения пла­стины 1-го элемента ДЗ с лицевым экраном обе детали движутся вместе с одинаковой скоростью (рис. 2, а). Взаимодействие волн сжатия и раз­грузки приводит к образованию откола на лицевом экране, который наблюдается в виде характерного купола. Скорость движения откола превышает ско­рость перемещения лицевого экрана. На рис. 2, б в верхней части видна полностью сформировав­шаяся откольная часть. Скорость метания пластин элемента ДЗ составляет ~ 1 500 м/с, скорость со­вместного движения лицевого экрана и пластины элемента — 210 м/с, скорость движения откольной части ~420 м/с.

Удар пластины 1-го элемента ДЗ по 2-му при­водит к детонации 2-го заряда ВВ и метанию обеих пластин в направлении обратном удару. На рис. 2, а в нижней части видны обе пластины, дви­жущиеся совместно после отделения от плиты. Скорость их движения составила ~750 м/с. В процессе движения они приближаются к лицевому экрану (см. рис. 2, б), происходит соударение и совместное движение лицевого экрана и трех пластин от элементов ДЗ. При этом края тонких пла­стин изгибаются (рис. 2, в), что обусловлено дей­ствием волн разгрузки при разгоне пластин. При увеличении толщины пластины 2-го элемента ДЗ наблюдается аналогичная картина. При этом ско­рость совместного движения пластины 2-го элемен­та толщиной δ2=5 мм и пластины 1-го элемента δ1 = 2 мм составляет ~430 м/с.

На рис. 2, в, так же как и в первом случае, на­блюдается образование откола и совместное дви­жение лицевого экрана с пластиной 1-го элемента ДЗ.

 

Рентгенограммы процесса функционирования ДЗ


Рис. 2. Рентгенограммы процесса функционирования ДЗ:

а — δ2= 2 мм, t = 100 мкс,

б — δ2 = 2 мм , t = 300 мкс,

в — δ2 = 5 мм , t =150 мкс.

1 — лицевой ран, 2 — откольная часть, 3 — пластины 1-го элемента ДЗ,

 4 — пластины 2-го элемента, 5 — плита

 

 

Скорость метания vэ лицевого экрана можно оценить по закону сохранения импульса при соуда­рении экрана с пластиной элемента ДЗ:

 

vэ = δ1 v1/(δ1 + δэ),    (1)

 

где δэ — толщина лицевого экрана; v1 — скорость пластины 1-го элемента ДЗ.

В соответствии с соотношением (1) скорость метания лицевого экрана толщиной 12 мм соста­вит 214 м/с, что близко к приведенному выше экс­периментальному значению. Это позволяет пред­положить, что воздействие ПВ на лицевой экран, вследствие быстрого падения давления, оказыва­ется незначительным и в данном случае для про­ведения инженерных оценок нм можно пренебречь.

Исследование скорости метания пластин 1-го и 2-го элементов ДЗ после их соударения и взрыва заряда ВВ 2-го элемента связано с такими сложными процессами, как волнообмен в пластинах торможение пластины 1-го элемента ДЗ и разгон пластины 2-го элемента в результате удара 1 и последующее ударное воздействие заряда ВВ 2-го элемента ДЗ, вызывающее взрывчатое превращение в заряде. Пренебрегая ударно-волновыми процессами, можно положить, что скорость метанния пластин 1-го и 2-г элементов ДЗ определяется отношением Гарни. При этом за расчетную толщину метаемых пластины следует принять суммарную толщину пластин δ1+ δ2.

Расчетная оценка (по Гарни) на 250...300 м/с превышает экспериментальные значения скоростей (рис. 3). Ударно-волновые процессы, взаимодействие волн сжатия и разгрузки в материале ударяющихся пластин, приводят к их неравномерному прогибу, что видно из рентгенограмм на рис. 2. В результате при соударении контакт между пластинами 1-го и 2-го элементов ДЗ осуществляется не одновременно по всей площади, и после удара между пластинами появляется зазор. Поэтому исключение упругих сил при соударении из методики расчета приводит к расхождению результатов вычислений и эксперимента. Анализ экспериментальных данных показывает, что метание пластин взрывом заряда ВВ элемента ДЗ осуществляется через    некоторый  промежуток времени удара      пластины    1-го элемента по пластины 2-го элемента, что обусловлено временем зарождения и развития  очагов детонации во взрывчатом веществе 2-го элемента ДЗ. Экспериментальные оценки показывают, что метание пластин начинается через 15...30 мкс после их соударения. К этому времени между ними образуется зазор и пластины между собой практически не контактируют. Поэтому соотношение Гарни будет справедливо либо, если в расчете учитывать метание тыльной пластины 2-го элемента ДЗ. Эта пластина проходит зазор между ними, соударяется с пластиной первого элемента и обе пластины движутся совместно, примерно с одинаковой скоростью. Поэтому можно предположить, что скорость движения пластин определяется обменом импульсами между ними.

 

Считая, что пластина 1-го элемента пол­ностью тормозится после удара по пластине 2-го элемента, а скорость метания последней опреде­ляется соотношением Гарни, имеем

 

vс = v2δ2 /(δ1 + δ2),    (2)

 

 

где v2,  vс — скорость пластины 2-го элемента и скорость совместного движения обеих пластин.

 

Рис. 3. Зависимость скорости vс от толщины пластины

1 — расчетные значения по соотношению Гарни; 2 — то же по формуле (2); светлые точки — опытные значения для одной метаемой пластины; темные точки — то же для пластины 1-го и 2-го элементов ДЗ после их соударения


 

Сопоставление расчетов по соотношению (2) с ж экспериментальными значениями vс (см. рис. 3) показывает их удовлетворительную сходимость. Формула Гарни дает несколько завышенные результаты скорости метания пластин по сравнению с экспериментом (скорость метания пластин различной толщины определялась без последующего их столкновения с другими пластинами).

Это расхождение является небольшим, приемлемо для ин­женерных оценок и связано с тем, что в соотно­шении Гарни не учитывается тот факт, что часть ВВ истекает в боковом направлении и не участ­вует в метании пластин. С увеличением размеров пластин, а следовательно, и элементов ДЗ разли­чие между экспериментальными и расчетными дан­ными уменьшается и становится незначительным. Это обусловлено тем, что при увеличении размеров, элементов ДЗ увеличивается отношение массы продукта взрыва, участвующей в метании пластин к массе, истекающей в боковом направлении.

 

Вывод. Уточнены особенности функциониро­вания динамической защиты при размещении ее элементов в два слоя, включающие: образование откола на лицевом экране динамической защиты соударение метаемых взрывом пластин между со­бой и их совместное движение, метание экрана после удара по нему пластин, движущихся с высокой скоростью. Расчеты по формулам определе­ния скорости метания и совместного движения пластин динамической защиты обеспечивают удовлетворительную сходимость с экспериментальными данными.


 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.    Некоторые вопросы противокумулятивной динамичес­кой защиты / Е. В. Анрющенко, Л. В. Курбацкая, А. И. Пла­тов, В. В. Чивилев // Оборонная техника. 1989. № 7.

2.    Меньшиков Г. П., Хоничев А. А., Какуркина Ю. П. Баллистика динамической защиты танка // Боеприпасы. 1990. № 3.

 

 

 





 



ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ