Сравнительный анализ формирования кумулятивных струй из конических и полусферических облицовок
Авторы: Фёдоров С.В., Ладов С.В., Никольская Я.М.
Опубликовано в выпуске: #1(73)/2018
DOI: 10.18698/2308-6033-2018-1-1720
Раздел: Механика | Рубрика: Механика деформируемого твердого тела
В рамках двумерной осесимметричной задачи механики сплошных сред проведено численное моделирование формирования металлических кумулятивных струй при обжатии взрывом конических и полусферических облицовок. В качестве материала облицовок рассматривалась медь. Установлено, что переход от постоянной толщины полусферических кумулятивных облицовок к дегрессивной (уменьшающейся от вершины к основанию) позволяет за счет создания условий для реализации принципа имплозии (сферически симметричного схождения материала облицовки 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 дополнительного средства управления массоскоростными характеристиками кумулятивных струй может выступать использование облицовок дегрессивной толщины в форме полуэллипсоида или усеченной сферы.
Литература
[1] Андреев С.Г., Бабкин А.В., Баум Ф.А. и др. Физика взрыва. Л.П. Орленко, ред., 3-е изд., испр. В 2 т. Т. 2. Москва, Физматлит, 2004, 656 с.
[2] Walters W.P., Zukas J.A. Fundamentals of Shaped Charges. New York, Wiley, 1989, 398 p.
[3] Бабкин А.В., Ладов С.В., Маринин В.М., Федоров С.В. Закономерности растяжения и пластического разрушения металлических кумулятивных струй. Прикладная механика и техническая физика, 1999, т. 40, № 4, с. 25-35.
[4] Бабкин А.В., Ладов С.В., Маринин В.М., Федоров С.В. Влияние сжимаемости и прочности материала кумулятивных струй на особенности их инерционного растяжения в свободном полете. Прикладная механика и техническая физика, 1997, т. 38, № 2, с. 10-18.
[5] Бабкин А.В., Колычев М.Е., Ладов С.В., Федоров С.В. О возможном механизме разрушения кумулятивной струи импульсом тока. Оборонная техника, 1995, № 4, с. 47-54.
[6] Кинеловский С.А., Тришин Ю.А. Физические аспекты кумуляции. Физика горения и взрыва, 1980, т. 16, № 5, с. 26-40.
[7] Homemann U., Holzwarth A. Characteristics of Shaped Charges with Hemispherical Liners. Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 1993, vol. 18, no. 5, pp. 282-287.
[8] Бабкин А.В., Колпаков В.И., Охитин В.Н., Селиванов В.В. Прикладная механика сплошных сред. Т. 3: Численные методы в задачах физики быстро-протекающих процессов. Москва, Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006, 520 с.
[9] Велданов В.А., Марков В.А., Пусев В.И. и др. Исследование динамических механических свойств алюминиевых сплавов методом акселерометрии. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2010, № 2, с. 37-46.
[10] Оран Э., Борис Дж. Численное моделирование реагирующих потоков. Москва, Мир, 1990, 660 с.
[11] Федоров С.В. О возможности "отсечки" лидирующего высокоскоростного участка металлической струи при взрыве кумулятивного заряда в аксиальном магнитном поле. Боеприпасы и высокоэнергетические конденсированные системы, 2008, № 2, с. 73-80.
[12] Федоров С.В. Численное моделирование формирования кумулятивных струй полусферическими облицовками дегрессивной толщины. Физика горения и взрыва, 2016, т. 52, № 5, с. 116-130.
[13] Федоров С.В., Бабкин А.В., Ладов С.В. Проявление магнитокумулятивного эффекта при взрыве кумулятивного заряда с созданным в его облицовке аксиальным магнитным полем. Журнал технической физики, 2003, т. 73, № 8, с. 111-117.
[14] Федоров С.В., Велданов В.А. Применение сегментированных ударников для формирования каверны в грунтово-скальных преградах. Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук, 2012, № 1 (71), с. 43-50.
[15] Федоров С.В., Баянова Я.М., Ладов С.В. Численный анализ влияния геометрических параметров комбинированной кумулятивной облицовки на массу и скорость формируемых взрывом компактных элементов. Физика горения и взрыва, 2015, т. 51, № 1, с. 150-164.
[16] Титов В.М. Возможные режимы гидродинамической кумуляции при схлопывании облицовки. Доклады АН СССР, 1979, т. 247, № 5, с. 1082-1084.
[17] Lee W.H. Computer Simulation of Shaped Charge Problems. World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., 2006, 380 p.
[18] Федоров С.В. Усиление магнитного поля в металлических кумулятивных струях при их инерционном удлинении. Физика горения и взрыва, 2005, т. 41, № 1, с. 120-128.
[19] Haugstad B. On the break-up of shaped charge jets. Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 1983, vol. 8, no. 4, рр. 119-120.
[20] Chantaret P.Y. Theoretical consideration about jet density and shaped charge performance. Proceedings of the 17th International Symposium on Ballistics, Midrand, South Africa, 1998, vol. 2, рр. 373-380.
[21] Федоров С.В. О реализации принципа имплозии в кумулятивных зарядах с полусферическими облицовками дегрессивной толщины. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2017, № 3, с. 71-92.