Efect cumulativ

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă revizuită de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 21 noiembrie 2017; verificarea necesită 31 de modificări .

Efect cumulativ , efect Munroe - întărirea acțiunii exploziei  prin concentrarea acesteia într-o direcție dată, realizată prin utilizarea unei încărcături cu o adâncitură conică , a cărei bază este întoarsă spre țintă, iar detonatorul este situat în partea de sus a pauză. Suprafața încărcăturii pe partea laterală a adânciturii este acoperită cu o căptușeală metalică, a cărei grosime variază de la fracțiuni de milimetru la câțiva milimetri.

Efectul cumulat este utilizat în scopuri de cercetare (capacitatea de a atinge viteze mari ale materiei - până la 90 km / s), în minerit , în afaceri militare ( obuze perforatoare ).

Mecanismul de acțiune al sarcinii formate

Jet cumulativ

După explozia capacului detonatorului încărcăturii, are loc o undă de detonare , care se deplasează de- a lungul axei încărcăturii.

Unda, care se propagă spre căptușeala suprafeței conului, o prăbușește în direcția radială, în timp ce, ca urmare a ciocnirii părților căptușelii, presiunea în ea crește brusc. Presiunea produselor de explozie, ajungând de ordinul a 10 10 Pa (10 5  kgf/cm² ), depășește semnificativ limita de curgere a metalului, prin urmare mișcarea căptușelii metalice sub acțiunea produselor de explozie este similară cu fluxul. a unui lichid , care, totuși, nu se datorează topirii, ci deformării plastice .

Similar cu un lichid, metalul de căptușeală formează două zone: un „pistil” mare (aproximativ 70–90%) care se mișcă lent și un jet de metal hipersonic mai mic (aproximativ 10–30%) subțire (aproximativ grosimea căptușelii) axa de simetrie a sarcinii , a cărei viteză depinde de viteza de detonare a explozivilor și de geometria pâlniei [1] . Când se utilizează pâlnii cu unghiuri mici în partea de sus, este posibil să se obțină viteze extrem de mari, dar acest lucru crește cerințele pentru calitatea căptușelii, deoarece probabilitatea distrugerii premature a jetului crește. Muniția modernă folosește pâlnii cu geometrie complexă ( exponențială , în trepte etc.) cu unghiuri cuprinse între 30 și 60°; viteza jetului cumulat în acest caz ajunge la 10 km/s.

Procesul de presare a unei fuste de placare de cupru, este, de asemenea, sub formă de produs finit și în interiorul muniției echipate în context

Deoarece atunci când jetul cumulat întâlnește armura, se dezvoltă o presiune foarte mare, cu unul sau două ordine de mărime mai mare decât rezistența finală a metalelor, jetul interacționează cu armura în conformitate cu legile hidrodinamicii , adică la impact, ele. se comportă ca fluide ideale . Puterea armurii în sensul său tradițional în acest caz practic nu joacă un rol, iar indicatorii densității și grosimii armurii ies pe deasupra [2] .

Puterea teoretică de penetrare a proiectilelor HEAT este proporțională cu lungimea jetului HEAT și cu rădăcina pătrată a raportului dintre densitatea căptușelii conului (pâlniei) și densitatea armurii. Adâncimea practică de penetrare a unui jet cumulat în armura monolitică pentru muniția existentă variază în intervalul de la 1,5 la 4 calibre.

Când învelișul conic se prăbușește, vitezele părților individuale ale jetului se dovedesc a fi diferite, iar jetul se întinde în zbor. Prin urmare, o ușoară creștere a intervalului dintre sarcină și țintă crește adâncimea de penetrare datorită alungirii jetului. Cu toate acestea, la distanțe semnificative între încărcătură și țintă, continuitatea jetului este întreruptă, ceea ce reduce efectul de perforare a armurii. Cel mai mare efect este obținut la așa-numita „distanță focală”, la care jetul este întins la maxim, dar nu este încă rupt în fragmente separate. Pentru a menține această distanță, se folosesc diverse tipuri de vârfuri de lungime corespunzătoare.

Când se deplasează într-un mediu solid, un jet cumulat spart se autocentrează, iar diametrul pistei scade pe măsură ce se îndepărtează de punctul de focalizare. Când un jet cumulat rupt în fragmente se mișcă în lichide și gaze, fiecare fragment se mișcă de-a lungul propriei traiectorii, iar diametrul pistei crește odată cu distanța de la punctul de focalizare. Aceasta explică scăderea bruscă a capacității de penetrare a jeturilor cumulate cu gradient înalt atunci când se utilizează ecrane anti-cumulative.

Utilizarea unei încărcături cu o adâncitură cumulativă fără căptușeală metalică reduce efectul cumulativ, deoarece un jet de produse de explozie gazoasă acționează în locul unui jet metalic; cu toate acestea, aceasta obține un efect de armură mult mai puternic.

Miez de impact

Miezul de impact  este o formă compactă de metal, asemănătoare unui pistil , format ca urmare a comprimării căptușelii metalice a sarcinii modelate de către produsele detonării acesteia.

Pentru formarea unui miez de impact, adâncitura cumulativă are în vârf un unghi obtuz sau forma unui segment sferic de grosime variabilă (mai gros la margini decât în ​​centru). Sub influența undei de șoc, conul nu se prăbușește, ci se întoarce pe dos. Proiectilul rezultat cu un diametru de un sfert și o lungime de un calibru (diametrul inițial al adânciturii) accelerează la o viteză de 2,5 km / s. Efectul de perforare a armurii al miezului este mai mic decât cel al jetului cumulat, dar rămâne la o distanță de până la 1000 de calibre. Spre deosebire de jetul cumulat, care constă doar din 10-30% din masa căptușelii, până la 95% din masa sa merge la formarea miezului de impact.

Istorie

În 1792, inginerul minier Franz von Baader a sugerat că energia unei explozii ar putea fi concentrată pe o zonă mică folosind o încărcătură goală. Cu toate acestea, în experimentele sale, von Baader a folosit pulbere neagră , care nu poate forma valul de detonare necesar. Pentru prima dată, a fost posibil să se demonstreze efectul utilizării unei încărcături goale doar prin invenția explozibililor cu peri înalți . Acest lucru a fost făcut în 1883 de către inventatorul Max von Foerster [3] .

Efectul cumulativ a fost redescoperit, investigat și descris în detaliu în lucrările sale de americanul Charles Edward Munro în 1888.

În Uniunea Sovietică, în 1925-1926, profesorul M. Ya. Sukharevsky [4] a studiat încărcăturile explozive cu crestătură .

În 1938, Franz Rudolf Thomanek din Germania și Henry Hans Mohaupt din Elveția au descoperit în mod independent efectul creșterii puterii de penetrare atunci când se folosește o căptușeală conică de metal.

Fotografia cu puls cu raze X a procesului, realizată în 1939 - începutul anilor 1940 în laboratoare din Germania, SUA și Marea Britanie, a făcut posibilă rafinarea semnificativă a principiilor încărcăturii formate (fotografia tradițională este imposibilă din cauza blițurilor de flacără și o cantitate mare de fum în timpul detonării).

Muniția cumulativă a fost folosită pentru prima dată în condiții de luptă la 10 mai 1940, în timpul asaltului asupra Fortului Eben-Emal (Belgia). Apoi, pentru a submina fortificațiile, un detașament de sabotaj a folosit încărcături portabile sub formă de emisfere cu greutatea de 12,5 și 50 kg [5] .

Una dintre surprizele neplăcute ale verii anului 1941 pentru tancurile Armatei Roșii a fost folosirea de obuze și grenade cumulate de către trupele germane [6] . Pe tancurile naufragiate s-au găsit găuri cu margini topite, așa că obuzele au fost numite „arzător de armuri”. La 23 mai 1942, un proiectil pentru un tun regimental de 76 mm dezvoltat de NII -6 pe baza unui proiectil german capturat a fost testat la terenul de antrenament Sofrinsky. Conform rezultatelor testelor, la 27 mai 1942, primul proiectil sovietic cumulat BP-353A a fost dat în funcțiune [7] .

În 1949, Mihail Alekseevich Lavrentiev a devenit laureat al Premiului Stalin pentru crearea teoriei avioanelor cumulative.

În anii 1950, s-au făcut progrese extraordinare în înțelegerea principiilor formării unui jet cumulativ. Sunt propuse metode de îmbunătățire a încărcăturilor formate cu inserții pasive (lentile), se determină forme optime de pâlnii cumulate, se utilizează o căptușeală conică în trepte pentru a compensa rotația proiectilului și se dezvoltă compoziții speciale de explozivi. Multe dintre fenomenele descoperite în acei ani îndepărtați sunt studiate până astăzi.

Munițiile cumulate și factorii lor dăunători

În ciuda acțiunii blindate relativ slabe, o grenadă cumulată, când lovește turela, de regulă, ucide unul sau mai mulți membri ai echipajului vehiculului blindat, poate dezactiva armele și submina încărcătura de muniție . Lovirea compartimentului motor a făcut din mașină o țintă staționară, iar dacă s-ar întâlni conducte de combustibil pe calea jetului cumulat, combustibilul s-ar aprinde.

Viktor Murakhovsky observă că există un mit larg răspândit conform căruia încărcăturile formate infectează cu exces de presiune și temperatură, dar acest lucru nu este adevărat. Înfrângerea unei ținte protejate se realizează prin acțiunea unui jet cumulat scurt de diametru mic, care creează o presiune de câteva tone pe centimetru pătrat (care depășește limita de curgere a metalelor) și străpunge o gaură mică de aproximativ 8 mm în armură. Întreaga explozie observată vizual a încărcăturii în formă are loc înainte ca armura și presiunea și temperatura în exces nu pot pătrunde printr-o gaură mică și nu sunt principalii factori dăunători. Senzorii de presiune și temperatură instalați în interiorul rezervoarelor nu înregistrează un efect exploziv sau termic semnificativ după ce armura este străpunsă de un jet cumulativ [8] . Principalul factor dăunător al încărcăturii în formă sunt fragmentele detașate și picăturile de armură. Dacă fragmentele și picăturile din armura spartă lovesc muniția tancului, aceasta se poate aprinde și detona odată cu distrugerea vehiculului blindat. Dacă jetul cumulat și picăturile de armură nu lovesc oamenii și echipamentul de incendiu/exploziv al tancului, atunci, în general, o lovire directă chiar și a unei încărcături de formă puternică poate să nu dezactiveze tancul [8] .

ATGM grele (cum ar fi 9M120 "Ataka" , " Hellfire "), atunci când lovesc vehicule blindate de clasă ușoară cu protecție antiglonț, acțiunea lor sinergică poate distruge nu numai echipajul, ci și distruge parțial sau complet vehiculele. Pe de altă parte, efectul celor mai multe PTS purtabile asupra AFV-urilor (în absența detonării muniției AFV) nu este atât de critic - aici se observă efectul obișnuit al acțiunii blindate a jetului cumulativ, iar echipajul nu este deteriorat de excesul de presiune.

Vezi și proiectil de fragmentare HEAT

Fapte interesante

• Inițial, proiectilele cumulate au fost numite perforatoare de armură, deoarece se credea (pe baza formei unei pâlnii străpunse) că ardeau prin armură. În realitate, atunci când sarcina este detonată, temperatura căptușelii atinge doar 200–600 °C, ceea ce este mult mai scăzut decât punctul său de topire.
• Se crede pe scară largă că, atunci când un jet cumulat lovește un tanc sau o altă țintă blindată, cei din interior mor din cauza barotraumei cu o creștere bruscă a presiunii într-un volum închis după spargerea armurii și acesta este unul dintre motivele pentru care grupul de aterizare BMP. preferă să circule afară, pe foaia de sus, și nu în interiorul vehiculelor, motiv pentru care unele tancuri preferă să conducă cu trapele deschise pentru a elibera presiunea. În realitate, opusul este adevărat: gazele în expansiune ale încărcăturii în formă detonată nu pot pătrunde prin armura spartă în gaura mică rezultată, dar trapele deschise duc la „scurgerea” undei de șoc și înfrângerea echipajului [9] .

Vezi și

• miez de impact
• implozie
• Ecran anti-cumulativ
• Protectie dinamica
• Faustpatron
• Lansator de grenade antitanc de mână
• RPG-43
• HHL-3
• PTAB-2,5-1,5

Note

1. ↑ Slobodetsky I. Sh., Aslamazov I. G. Sarcini în fizică . - M .: Știință. Ediţia principală de literatură fizică şi matematică, 1980. - S. 55-59. — 176 p. — (Biblioteca „Quantum”). — 150.000 de exemplare.  - Nr. ISBN, UDC C48 530.1, LBC 22.3 53.
2. ↑ Viktor Murakhovsky, colonel în rezervă. Un alt mit cumulativ (link indisponibil) . Consultat la 9 septembrie 2011. Arhivat din original pe 20 mai 2012. (nedefinit) 
3. ^ Walters WP , Zukas JA Fundamentals of Shaped Charges. - John Wiley & Sons Inc., 1989. - ISBN 0-471-62172-2 .
4. ↑ Hubert Schardin. Über die Entwicklung der Hohlladung, în: Wehrtechnische Hefte. — 1954.
5. ↑ James E Mrazek. Căderea lui Eben Emael: preludiu la Dunkerque. — Luce, 1971.
6. ↑ Grenadă de pușcă germană GG/P 40 HEAT - Inert-Ord.net  . Data accesului: 5 decembrie 2009. Arhivat din original la 16 februarie 2012.
7. ↑ Drabkin A. Am luptat cu Panzerwaffe. "Salariu dublu - moarte triplă!" . - M . : Yauza, Eksmo, 2007. - (Războiul și noi). — 10.000 de exemplare.  - ISBN 978-5-699-20524-0 .
8. ↑ 1 2 Efect cumulativ și miez de șoc. - kumul-effekt-2.html , archive.is  (13 mai 2015). Preluat la 7 noiembrie 2016.
9. ↑ UN ALT MIT CUMULATIV . Site militar-patriotic „Curaj”. Data accesului: 29 februarie 2016. Arhivat din original pe 4 martie 2016. (nedefinit)

Literatură

• Andreev S. G., Babkin A. V., Baum F. A. et al. Capitolul 17. Cumulare // Fizica exploziei / Editat de L. P. Orlenko. - Ediția a III-a, revizuită și mărită. - M. : Fizmatlit, 2004. - T. 2. - S. 193-350. — 656 p. — ISBN 5-9221-0220-6 .
• Lavrentiev M.A., Shabat B.V. Capitolul VII. Jeturi. § 29. Jeturi cumulate // [libgen.org/book/index.php?md5=28C44CC9634910E3ED50BAEE0906269B Probleme de hidrodinamică şi modelele lor matematice]. - M . : Nauka, 1973. - S. 257-269. — 416 p.  (link indisponibil)
• Balankin A. S. , Lyubomudrov A. A., Sevryukov I. T. Teoria cinetică a penetrării cumulative a armurii. - M . : Editura Ministerului Apărării al URSS. — 271 p.

Link -uri

• Teoria procesului de penetrare a armurii de obuze cumulative și de sub-calibru Puterea tancului
• V. Murakhovsky, site-ul Courage 2004. Un alt mit cumulativ (link indisponibil) . Data accesului: 20 mai 2009. Arhivat din original pe 7 martie 2012. (nedefinit) 

Dicționare și enciclopedii	Britannica (online)

Tipuri de muniție de artilerie
Scop principal:	Perforarea betonului Piercing armuri Înalt exploziv care străpunge armura Incendiar care străpunge armura Următor care străpunge armura Sub-calibru Proiectil de sub-calibru care perfora armura Incendiar Următoarele Cumulativ miez de impact Fragmentarea cumulativă fragmentare Fragmentare puternic explozivă fragmentare-grindă Buckshot Șrapnel puternic exploziv termobaric Chimic Bacteriologic Nuclear
Motiv special:	Campanie fum Iluminat Observarea și desemnarea țintei neletal
Scop auxiliar	Test de transport încercarea plăcii Practic Educational singur
De asemenea, BP-urile sunt clasificate în sub -calibru / supra- calibru / supra-calibru , activ / activ-reactiv / reactiv