Сравнительный анализ формирования кумулятивных струй из конических и полусферических облицовок

Инженерный журнал: наука и инновации

# 1·2018 1

УДК 623.438.3 DOI 10.18698/2308-6033-2018-1-1720

Сравнительный анализ формирования кумулятивных

струй из конических и полусферических облицовок

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия

В рамках двумерной осесимметричной задачи механики сплошных сред проведено

численное моделирование формирования металлических кумулятивных струй при

обжатии взрывом конических и полусферических облицовок. В качестве материа-

ла облицовок рассматривалась медь

Установлено, что переход от постоянной

толщины полусферических кумулятивных облицовок к дегрессивной (уменьшаю-

щейся от вершины к основанию) позволяет за счет создания условий для реализа-

ции принципа имплозии (сферически симметричного схождения материала обли-

цовки к центру) повысить скорость головной части формируемых кумулятивных

струй до уровня 10 км/с, обеспечиваемого кумулятивными зарядами с коническими

облицовками. Проведен анализ массоскоростных распределений для кумулятивных

струй, формирующихся из различных облицовок. Показано, что в качестве допол-

нительного средства управления массоскоростными характеристиками кумуля-

тивных струй может выступать использование облицовок дегрессивной толщины

в форме полуэллипсоида или усеченной сферы

Ключевые слова:

кумулятивный заряд, кумулятивная струя, коническая облицов-

ка, полусферическая облицовка, массово-скоростное распределение, численное мо-

делирование

Кумулятивные струи, формирующиеся при взрыве цилиндриче-

ского или цилиндроконического заряда взрывчатого вещества с вы-

емкой на одном из торцев, покрытой тонкой металлической облицов-

кой, относятся к числу физических объектов с уникальными свой-

ствами. Скорость головной части струй при обжатии взрывом

конических кумулятивных облицовок составляет до 10 км/с, а глуби-

на их проникания в высокопрочные стальные преграды достигает

10 диаметров заряда [1, 2].

За счет наличия градиента осевой скорости (уменьшения скоро-

сти от головной части струи к хвостовой) кумулятивная струя в про-

цессе движения растягивается, пока не происходит ее распад на от-

дельные безградиентные элементы [3, 4]. К основным факторам,

определяющим глубину проникания струи в преграду, относятся ее

длина и плотность материала преграды [1, 5]. Для достижения боль-

шого пробития используются конические облицовки прогрессивной

(увеличивающейся от вершины к основанию) толщины. Это позволя-

ет формировать кумулятивные струи с более высоким градиентом

осевой скорости, что способствует увеличению их предельного