Kumulativní účinek

Kumulativní efekt , Munroeův efekt - posílení působení exploze  jejím soustředěním v daném směru, dosažené použitím nálože s kónickým vybráním, jejíž základna je otočena směrem k cíli, a rozbuška je umístěna v horní části rozbušky. výklenek. Povrch nálože na straně vybrání je pokryt kovovým obložením, jehož tloušťka se pohybuje od zlomků milimetru až po několik milimetrů.

Kumulativní efekt se využívá pro výzkumné účely (schopnost dosahovat vysokých rychlostí hmoty - až 90 km/s), v hornictví , ve vojenských záležitostech ( pancéřové granáty ).

Mechanismus působení tvarovaného náboje

Kumulativní proud

Po výbuchu víčka rozbušky nálože dojde k detonační vlně , která se pohybuje podél osy nálože.

Vlna, šířící se směrem k obložení povrchu kužele, jej bortí v radiálním směru, přičemž v důsledku střetu částí obložení v něm prudce vzroste tlak. Tlak produktů výbuchu dosahující řádu 10 10 Pa (10 5  kgf / cm² ) výrazně překračuje mez kluzu kovu, proto je pohyb kovového obložení působením produktů výbuchu podobný toku. kapaliny , což však není způsobeno tavením, ale plastickou deformací .

Podobně jako kapalina tvoří kov výstelky dvě zóny: velký (asi 70–90 %) pomalu se pohybující „palička“ a menší (asi 10–30 %) tenký (přibližně tloušťka obložení) hypersonický kovový paprsek pohybující se podél osa symetrie nálože , jejíž rychlost závisí na detonační rychlosti výbušniny a geometrii trychtýře [1] . Při použití trychtýřů s malými úhly nahoře je možné dosáhnout extrémně vysokých rychlostí, ale to zvyšuje požadavky na kvalitu obložení, protože se zvyšuje pravděpodobnost předčasného zničení paprsku. Moderní munice používá trychtýře se složitou geometrií ( exponenciální , stupňovitá atd.) s úhly v rozmezí od 30 do 60°; rychlost kumulativního proudu v tomto případě dosahuje 10 km/s.

Protože když se kumulativní proud setká s pancířem, vyvine se velmi vysoký tlak, o jeden nebo dva řády větší, než je konečná pevnost kovů, proud interaguje s pancířem v souladu se zákony hydrodynamiky , to znamená, že při dopadu chovají se jako ideální tekutiny . Síla pancíře v tradičním pojetí v tomto případě prakticky nehraje roli a navrch vycházejí ukazatele hustoty a tloušťky pancíře [2] .

Teoretická průbojná síla HEAT střel je úměrná délce HEAT trysky a druhé odmocnině poměru hustoty obložení kužele (nálevky) k hustotě pancíře. Praktická hloubka průniku kumulativní proudnice do monolitického pancíře u stávající munice se pohybuje v rozmezí od 1,5 do 4 ráží.

Když se kuželová skořepina zhroutí, ukáže se, že rychlosti jednotlivých částí výtrysku jsou různé a výtrysk se za letu natáhne. Proto mírné zvětšení mezery mezi náloží a cílem zvyšuje hloubku průniku v důsledku prodloužení paprsku. Při značných vzdálenostech mezi náloží a cílem je však kontinuita proudu přerušena, což snižuje účinek prorážení pancíře. Největšího efektu je dosaženo při tzv. "ohniskové vzdálenosti", při které je paprsek maximálně natažen, ale ještě není rozbit na samostatné fragmenty. K udržení této vzdálenosti se používají různé typy hrotů odpovídající délky.

Při pohybu v pevném médiu se rozbitá kumulativní tryska samostředí a průměr dráhy se zmenšuje, jak se vzdaluje od zaostřovacího bodu. Když se kumulativní proud roztrhaný na fragmenty pohybuje v kapalinách a plynech, každý fragment se pohybuje po své vlastní trajektorii a průměr stopy se zvětšuje se vzdáleností od ohniska. To vysvětluje prudký pokles penetrační schopnosti kumulativních proudů s vysokým gradientem při použití antikumulativních sít.

Použití nálože s kumulativním vybráním bez kovového obložení snižuje kumulativní účinek, protože místo kovového paprsku působí proud plynných produktů výbuchu; tím se však dosáhne mnohem silnějšího pancéřového efektu.

Impact core

Nárazové jádro  je kompaktní kovový tvar připomínající paličku , vzniklý stlačením kovové výstelky tvarované nálože produkty její detonace.

Pro vytvoření nárazového jádra má kumulativní vybrání nahoře tupý úhel nebo tvar kulového segmentu různé tloušťky (silnější na okrajích než ve středu). Pod vlivem rázové vlny se kužel nezhroutí, ale otočí se naruby. Výsledná střela o průměru čtvrtiny a délce jedné ráže (původní průměr vybrání) zrychlí na rychlost 2,5 km/s. Pancéřový účinek jádra je nižší než u kumulativní trysky, ale zůstává ve vzdálenosti až 1000 ráží. Na rozdíl od kumulativního paprsku, který se skládá pouze z 10–30 % hmoty obložení, připadá až 95 % jeho hmoty na tvorbu nárazového jádra.

Historie

V roce 1792 navrhl důlní inženýr Franz von Baader , že by se energie výbuchu mohla soustředit na malou plochu pomocí duté nálože. Při svých experimentech však von Baader použil černý prach , který nedokáže vytvořit potřebnou detonační vlnu. Poprvé bylo možné prokázat účinek použití duté nálože až s vynálezem trhaviny s vysokými štětinami . To provedl v roce 1883 vynálezce Max von Foerster [3] .

Kumulativní efekt znovu objevil, prozkoumal a podrobně popsal ve svých dílech Američan Charles Edward Munro v roce 1888.

V Sovětském svazu studoval v letech 1925-1926 profesor M. Ya.Sukharevsky [4] výbušniny se zářezem .

V roce 1938 Franz Rudolf Thomanek v Německu a Henry Hans Mohaupt ve Švýcarsku nezávisle na sobě objevili efekt zvýšené penetrační síly při použití kovové kuželové vložky.

Rentgenová pulzní fotografie procesu, prováděná v letech 1939 - počátek 40. let 20. století v laboratořích v Německu, USA a Velké Británii, umožnila výrazně zpřesnit principy tvarovaného náboje (tradiční fotografování je nemožné kvůli zábleskům plamene a velké množství kouře při detonaci).

Kumulativní munice byla poprvé použita v bojových podmínkách 10. května 1940 při útoku na Fort Eben-Emal (Belgie). Poté k podkopání opevnění použil sabotážní oddíl přenosné nálože ve formě polokoulí o hmotnosti 12,5 a 50 kg [5] .

Jedním z nepříjemných překvapení léta 1941 pro tankisty Rudé armády bylo použití kumulativních granátů a granátů německými jednotkami [6] . Na rozbitých nádržích byly nalezeny otvory s roztavenými okraji, takže granáty byly nazývány "pancéřové". 23. května 1942 byl na cvičišti Sofrinsky testován projektil pro 76mm plukovní dělo vyvinuté NII -6 na základě ukořistěného německého projektilu. Podle výsledků zkoušek byl 27. května 1942 zařazen do služby první sovětský kumulativní projektil BP-353A [7] .

V roce 1949 se Michail Alekseevič Lavrentiev stal laureátem Stalinovy ​​ceny za vytvoření teorie kumulativních jetů.

V 50. letech minulého století došlo k obrovskému pokroku v pochopení principů vzniku kumulativního jetu. Jsou navrženy způsoby zdokonalování tvarových náloží pasivními vložkami (čočkami), jsou určeny optimální tvary kumulativních trychtýřů, používá se stupňovitá kuželová výstelka pro kompenzaci rotace střely a jsou vyvíjeny speciální složení trhavin. Mnohé z jevů objevených v těchto vzdálených letech jsou studovány dodnes.

Kumulativní munice a její škodlivé faktory

Navzdory relativně slabému pancéřování může kumulativní granát, když zasáhne věž, zpravidla zabije jednoho nebo více členů posádky obrněného vozidla, může deaktivovat zbraně a podkopat náklad munice . Náraz do motorového prostoru udělal z vozu nehybný cíl, a pokud by se v dráze kumulativního proudu narazilo na palivové potrubí, palivo by se vznítilo.

Viktor Murakhovsky poznamenává, že existuje rozšířený mýtus, že tvarované náboje infikují přetlakem a teplotou, ale není to pravda. Poražení chráněného cíle je dosaženo působením krátkého kumulativního paprsku malého průměru, který vytvoří tlak několika tun na centimetr čtvereční (který převyšuje mez kluzu kovů) a prorazí malý otvor o velikosti asi 8 mm v brnění. Celá vizuálně pozorovaná exploze tvarované nálože nastane dříve, než pancíř a přetlak a teplota nemohou proniknout malým otvorem a nejsou hlavními škodlivými faktory. Senzory tlaku a teploty instalované uvnitř nádrží nezaznamenají po proražení pancíře kumulativním proudem výrazný vysoce explozivní nebo tepelný efekt [8] . Hlavním škodlivým faktorem tvarované nálože jsou odtržené úlomky a kapky pancíře. Pokud úlomky a kapky z rozbitého pancíře zasáhnou tankovou munici, může se vznítit a explodovat se zničením obrněného vozidla. Pokud kumulativní proud a kapky pancíře nezasáhnou lidi a požární/výbušné vybavení tanku, pak obecně přímý zásah i silné tvarované nálože nemusí tank vyřadit z provozu [8] .

Těžké ATGM (jako 9M120 "Ataka" , " Hellfire "), když zasáhnou obrněná vozidla lehké třídy s neprůstřelnou ochranou, jejich synergické působení může zničit nejen posádku, ale také částečně nebo úplně zničit vozidla. Na druhou stranu účinek většiny nositelných PTS na AFV (při absenci detonace AFV munice) není tak kritický - zde je pozorován obvyklý účinek pancéřování kumulativní trysky a posádka není poškozena nadměrný tlak.

Viz také HEAT fragmentační střela

Zajímavosti

• Zpočátku se kumulativní projektily nazývaly průbojné, protože se věřilo (na základě tvaru proraženého trychtýře), že prohořely pancířem. Ve skutečnosti při detonaci nálože dosahuje teplota výstelky pouze 200–600 °C, což je mnohem méně než její bod tání.
• Všeobecně se má za to, že když kumulativní tryskáč zasáhne tank nebo jiný obrněný cíl, ti uvnitř zemřou na barotrauma s prudkým zvýšením tlaku v uzavřeném prostoru po proražení pancíře, a to je jeden z důvodů, proč výsadek BMP preferuje jízdu venku, na horním listu, a ne uvnitř vozidel, což je také důvod, proč někteří tankisté raději jezdí s otevřenými poklopy, aby uvolnili tlak. Ve skutečnosti je opak pravdou: expandující plyny odpálené tvarované nálože nemohou proniknout zlomeným pancířem do vzniklého malého otvoru, ale otevřené poklopy vedou k „úniku“ rázové vlny a porážce posádky [9] .

Viz také

• dopadové jádro
• imploze
• Antikumulativní obrazovka
• Dynamická ochrana
• Faustpatron
• Ruční protitankový granátomet
• RPG-43
• HHL-3
• PTAB-2,5-1,5

Poznámky

1. ↑ Slobodetsky I. Sh., Aslamazov I. G. Úlohy ve fyzice . - M .: Věda. Hlavní vydání fyzikální a matematické literatury, 1980. - S. 55-59. — 176 str. — (Knihovna "Quantum"). — 150 000 výtisků.  - ISBN č, MDT C48 530,1, LBC 22,3 53.
2. ↑ Viktor Murachovskij, plukovník v záloze. Další kumulativní mýtus (nedostupný odkaz) . Získáno 9. září 2011. Archivováno z originálu 20. května 2012. (neurčitý) 
3. ↑ Walters WP, Zukas JA Základy tvarovaných nábojů. - John Wiley & Sons Inc., 1989. - ISBN 0-471-62172-2 .
4. ↑ Hubert Schardin. Über die Entwicklung der Hohlladung, in: Wehrtechnische Hefte. — 1954.
5. ↑ James E Mrázek. Pád Ebena Emaela: předehra k Dunkerque. — Luce, 1971.
6. ↑ Německý střelecký granát GG/P 40 HEAT - Inert-Ord.net  . Datum přístupu: 5. prosince 2009. Archivováno z originálu 16. února 2012.
7. ↑ Drabkin A. Bojoval jsem s Panzerwaffe. "Dvojitý plat - trojnásobná smrt!" . - M. : Yauza, Eksmo, 2007. - (Válka a my). — 10 000 výtisků.  - ISBN 978-5-699-20524-0 .
8. ↑ 1 2 Kumulativní účinek a rázové jádro. - kumul-effekt-2.html , archive.is  (13. května 2015). Staženo 7. listopadu 2016.
9. ↑ DALŠÍ KUMULATIVNÍ MÝTUS . Vojensko-vlastenecká stránka "Odvaha". Datum přístupu: 29. února 2016. Archivováno z originálu 4. března 2016. (neurčitý)

Literatura

• Andreev S. G., Babkin A. V., Baum F. A. et al. Kapitola 17. Kumulace // Fyzika výbuchu / Editoval L. P. Orlenko. - 3. vydání, přepracované a rozšířené. - M. : Fizmatlit, 2004. - T. 2. - S. 193-350. — 656 s. — ISBN 5-9221-0220-6 .
• Lavrentiev M.A., Shabat B.V. Kapitola VII. Trysky. § 29. Kumulativní výtrysky // [libgen.org/book/index.php?md5=28C44CC9634910E3ED50BAEE0906269B Problémy hydrodynamiky a jejich matematické modely]. - M .: Nauka, 1973. - S. 257-269. — 416 s.  (nedostupný odkaz)
• Balankin A. S. , Lyubomudrov A. A., Sevrjukov I. T. Kinetická teorie kumulativního pronikání pancíře. - M . : Nakladatelství Ministerstva obrany SSSR. — 271 s.

Odkazy

• Teorie procesu pronikání pancíře kumulativních a podkaliberních granátů Výkon tanku
• V. Murakhovsky, Web Odvaha 2004. Další kumulativní mýtus (nedostupný odkaz) . Datum přístupu: 20. května 2009. Archivováno z originálu 7. března 2012. (neurčitý) 

Slovníky a encyklopedie	Britannica (online)