Сравнительный анализ формирования кумулятивных струй из конических и полусферических облицовок

С.В. Федоров, С.В. Ладов, Я.М. Никольская

Инженерный журнал: наука и инновации

# 1·2018

удлинения и соответственно пробивной способности. В качестве ма-

териала кумулятивных облицовок наиболее часто применяется медь,

обладающая хорошими пластическими свойствами при достаточно

высокой плотности. Кумулятивные заряды с коническими облицов-

ками часто оснащаются линзовым узлом для нормализации подхода

фронта детонационной волны к поверхности облицовки [1].

Помимо конических облицовок, в кумулятивных зарядах исполь-

зуются также полусферические, при взрывном обжатии которых реа-

лизуется иной механизм формирования кумулятивных струй. Если в

случае конической облицовки участки кумулятивной струи форми-

руются последовательно друг за другом при схлопывании элементов

облицовки от ее вершины к основанию на оси симметрии [1, 6], то

формирование струи из полусферической облицовки происходит

фактически одномоментно в результате опережающего движения ма-

териала ее вершинной купольной части, приобретающего дополни-

тельное ускорение при схлопывании периферийной части облицовки

[2, 7]. Пробивное действие кумулятивных зарядов с полусфериче-

скими медными облицовками постоянной толщины (а на практике

применяются полусферические облицовки главным образом посто-

янной толщины) при одном и том же диаметре заряда примерно в

2 раза меньше, чем при использовании медных конических облицо-

вок [1]. Различие пробивной способности кумулятивных струй, фор-

мируемых коническими и полусферическими облицовками, связано с

различием их кинематических параметров, обусловленным реализа-

цией различных механизмов формирования. Скорость головной ча-

сти струй для полусферических облицовок постоянной толщины су-

щественно ниже, чем для конических и не превышает 5,5…6 км/с.

Цель данной работы — выяснение возможности усиления куму-

лятивного эффекта при использовании кумулятивных зарядов с по-

лусферическими облицовками (увеличения скорости кумулятивных

струй, формируемых полусферическими облицовками, до уровня,

обеспечиваемого коническими). Исследования приведены на основе

численного моделирования в рамках двумерной осесимметричной

задачи механики сплошных сред. Для описания поведения материала

кумулятивных облицовок использована модель сжимаемой упруго-

пластической среды с условием пластичности Мизеса [8] при посто-

янном значении предела текучести, выбираемом с учетом динамиче-

ского характера нагружения материала [1, 9]. В качестве уравнения

состояния материала облицовок выбрана баротропная зависимость в

форме Тэта [1]. Расчет процесса детонации заряда взрывчатого веще-

ства проведен в рамках геометрической модели [8] при предположе-

нии, что фронт детонационной волны распространяется во всех

направлениях от задаваемой точки инициирования с постоянной ско-