RU2079091C1

RU2079091C1 - Element of dynamic protection against shaped high explosive projectiles

Info

Publication number: RU2079091C1
Application number: RU93018642A
Authority: RU
Inventors: С.В. Дорофеев; Л.Н. Князева; Д.Ю. Сазонов; А.Н. Чуков
Original assignee: Тульский государственный технический университет
Priority date: 1993-04-08
Filing date: 1993-04-08
Publication date: 1997-05-10

Abstract

FIELD: armor protection against shaped high explosive projectiles. SUBSTANCE: element of dynamic protection uses the upper (2) and lower (3) plates and explosive charge 3 placed between plates 1,2; ribs 4 of rugged material are secured on lower plate 2. Ribs 4 make up cells, the lengths of the cell sides are equal to 5 to 10 thicknesses of plate 2, the height equals 0.3 to 0.5 of the distance between plates 1,2, and the rib thickness equals 1.5 to 2.0 of the plate thickness. EFFECT: enhanced reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к военной технике, в частности к конструкции броневой защиты, предназначенной для противодействия кумулятивным боеприпасам. The invention relates to military equipment, in particular to the design of armor protection, designed to counter cumulative ammunition.

Широко известны различные типы монолитных броневых преград /1/, общим недостатком которых является пассивность сопротивления проникающим кумулятивным струям, и как следствие потребность в существенном увеличении толщины броневых листов для обеспечения надежной защиты от кумулятивных боеприпасов. Various types of monolithic armored barriers / 1 / are widely known, the common drawback of which is the passivity of resistance to penetrating cumulative jets, and as a consequence, the need for a significant increase in the thickness of armor plates to provide reliable protection against cumulative ammunition.

Известны также конструкции броневых преград, содержащих элементы динамической защиты и предназначенных для активного воздействия на проникающую кумулятивную струю. Вариант элемента динамической защиты /2/ принят авторами в качестве прототипа. Also known are the designs of armored barriers containing dynamic protection elements and designed to actively influence a penetrating cumulative jet. A variant of the dynamic protection element / 2 / is accepted by the authors as a prototype.

Рассматриваемый элемент динамической защиты содержат две металлические пластины с размещенным между ними слоем взрывчатого вещества. The considered dynamic protection element contains two metal plates with an explosive layer placed between them.

Принцип действия элемента динамической защиты (ЭДЗ) заключается в следующем. При взаимодействии кумулятивной струи с ЭДЗ происходит инициирование взрывчатого вещества (ВВ), приводящее к метанию продуктами детонации пластин, которые, взаимодействуя с кумулятивной струей существенно уменьшают ее эффективную длину, снижая в конечном счете эффективность действия кумулятивного заряда по основной преграде в целом. The principle of operation of the dynamic protection element (EDZ) is as follows. When a cumulative jet interacts with an EDZ, an explosive (BB) is initiated, which leads to the throwing by the detonation products of the plates, which, when interacting with a cumulative jet, significantly reduce its effective length, ultimately reducing the effectiveness of the cumulative charge over the main barrier as a whole.

Однако, рассматриваемый вариант ЭДЗ не лишен недостатков. В частности, существует техническая возможность преодоления рассматриваемого типа ЭДЗ кумулятивной струей без инициирования ВВ, например, в случаях использования в кумулятивных зарядах облицовок из малоплотного материала. В этом случае активное противодействие ЭДЗ проникающей кумулятивной струи отсутствует. Это подтверждает теория, разработанная Хельдом, согласно которой инициирование ВВ происходит при выполнении условия:
A=ρV²d>[A]=180,
где
ρ плотность материала кумулятивной струи, /г/см³/;
V скорость кумулятивной струи, /км/с/;
d диаметр струи, /м/;
[A] критические значение коэффициента чувствительности ЭДЗ.However, the considered EDZ variant is not without drawbacks. In particular, it is technically possible to overcome the EDZ type under consideration by a cumulative jet without initiating an explosive, for example, in cases where claddings of low-density material are used in cumulative charges. In this case, there is no active opposition to the EDZ of the penetrating cumulative jet. This is confirmed by the theory developed by Held, according to which the initiation of explosives occurs when the condition:
A = ρV ² d> [A] = 180,
Where
ρ density of the material of the cumulative jet, / g / cm ³ /;
V speed of the cumulative jet, / km / s /;
d jet diameter, / m /;
[A] critical value of the sensitivity coefficient of the EDZ.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности срабатывания ЭДЗ, в частности, в случаях применения в кумулятивных зарядах вкладышей из материала низкой плотности. The objective of the proposed technical solution is to increase the reliability of the operation of the EDZ, in particular, in cases of the use of inserts of low density material in cumulative charges.

Решение поставленной задачи обеспечивает конструкция ЭДЗ, предлагаема авторами. The solution to this problem is provided by the design of the EDZ proposed by the authors.

ЭДЗ содержит корпус, выполненный из двух пластин, и заряд ВВ, размещенный в нем. При этом ЭДЗ снабжен закрепленными на внутренней пластине на всей ее площади ребрами, выполненными из прочного материала и образующие ячейки, при этом длины сторон ячейки равны 5^oC10 толщины пластины, высота равна 0,3^oC0,5 расстояния между пластинами, а толщина ребер 1,5^oC2,0 толщины пластины.EDZ contains a housing made of two plates, and the explosive charge placed in it. In this case, the EDZ is equipped with ribs fixed on the inner plate over its entire area, made of durable material and forming cells, while the cell side lengths are 5 ^o C10 of the plate thickness, the height is 0.3 ^o C0.5 of the distance between the plates, and the thickness of the ribs 1.5 ^o C2.0 plate thickness.

На фиг.1 изображено поперечное сечение ЭДЗ; на фиг.2 сечение А-А на фиг. 1
ЭДЗ содержит нижнюю 1 и верхнюю 2 пластины, заряд ВВ 3, размещенный между пластинами/ и ребра 4, закрепленные на нижней пластине 1, образующие ячейки. Представлены основные геометрические характеристики предлагаемого ЭДЗ:
h_пл. толщина пластин;
H расстояние между пластинами;
h высота ребер ячеек;
A,B расстояние между ребрами в ячейке;
d толщина ребер.Figure 1 shows the cross section of the EDZ; FIG. 2, section AA in FIG. one
The EDZ contains the lower 1 and upper 2 plates, the explosive charge 3 placed between the plates / and the ribs 4, mounted on the lower plate 1, forming cells. The basic geometric characteristics of the proposed EDZ are presented:
h _square plate thickness;
H is the distance between the plates;
h the height of the edges of the cells;
A, B the distance between the ribs in the cell;
d thickness of the ribs.

Функционирование предлагаемого ЭДЗ происходит следующим образом. После пробития кумулятивной струей верхней пластины ЭДЗ происходит ее взаимодействие с ВВ. При этом, если параметры кумулятивной струи (в соответствии с критерием Хельда A=ρV²d<[A]=180 ) недостаточны для инициирования заряда ВВ, то кумулятивная струя проходит слой ВВ высотой H-h, прилегающий к верхней пластине, без инициирования взрыва. Отсутствие инициирования верхнего слоя ВВ объясняется недостаточным уровнем температур и напряжений, возникающих во взрывчатом веществе при его взаимодействии с кумулятивной струей. Недостаточный уровень разогрева ВВ объясняется относительно невысокой скоростью кумулятивной струи и относительно небольшой поверхностью контакта кумулятивной струи с ВВ. Недостаточный уровень напряжений во взрывчатом веществе связан с относительно невысокой скоростью кумулятивной струи и плотностью материала струи. При этом на интегральный разогрев ВВ существенное влияние оказывает способность ВВ к упругому и пластическому деформированию в напряжениях, перпендикулярных оси кумулятивной струи. Чем интенсивнее осуществляется деформация ВВ, тем меньше продолжительность взаимодействия кумулятивной струи с ВВ, а, следовательно, меньше разогрев ВВ и вероятность его инициирования.The functioning of the proposed EDZ is as follows. After breaking through the cumulative jet of the upper plate of the EDZ, it interacts with the explosive. Moreover, if the parameters of the cumulative jet (in accordance with the Held criterion A = ρV ² d <[A] = 180) are insufficient to initiate an explosive charge, then the cumulative jet passes through an explosive layer of height Hh adjacent to the upper plate without initiating an explosion. The lack of initiation of the upper explosive layer is explained by the insufficient level of temperatures and stresses arising in the explosive during its interaction with the cumulative jet. The insufficient level of heating of the explosive is explained by the relatively low speed of the cumulative jet and the relatively small contact surface of the cumulative jet with the explosive. The insufficient level of stress in the explosive is associated with the relatively low speed of the cumulative jet and the density of the material of the jet. In this case, the integral heating of explosives is significantly affected by the ability of explosives to elastic and plastic deformation in stresses perpendicular to the axis of the cumulative jet. The more intense the deformation of the explosive, the shorter the interaction of the cumulative jet with the explosive, and, therefore, the less the heating of the explosive and the likelihood of its initiation.

При прохождении кумулятивной струи через слой ВВ высотой h, прилегающий к нижней пластине, характер деформирования В0в изменяется, что связано с наличием жестких ребер ячеек, ограничивающих перемещение частиц ВВ в радиальном направлении по отношению к оси кумулятивной струи. Это приводит к уменьшению деформации в ВВ, а значит и росту в нем напряжений, кроме того, несколько возрастает продолжительность взаимодействия кумулятивной струи с ВВ, что также повышает вероятность его инициирования даже при невыполнении критерия Хельда, который не учитывает влияния граничных поверхностей на характер деформации ВВ. When a cumulative jet passes through an explosive layer of height h adjacent to the lower plate, the character of deformation of B0c changes, due to the presence of rigid cell ribs restricting the movement of explosive particles in the radial direction with respect to the axis of the cumulative jet. This leads to a decrease in the deformation in the explosive, and hence to an increase in stresses in it, in addition, the duration of the interaction of the cumulative jet with the explosive increases slightly, which also increases the likelihood of its initiation even if the Held criterion is not fulfilled, which does not take into account the influence of boundary surfaces on the nature of the deformation of the explosive .

Таким образом, осуществляется решение поставленной задачи, заключающейся в повышении надежности срабатывания ЭДЗ в случае применения в кумулятивной заряде вкладышей из материала низкой плотности. Thus, the task is solved, which consists in increasing the reliability of the operation of the EDZ in the case of the use of inserts of low density material in the cumulative charge.

Следует отметить, что достигаемый эффект не сопряжен с существенными технологическими трудностями и не приводит к значительному увеличению себестоимости ЭДЗ. Увеличение массы ЭДЗ, связанное с введением ребер также невелико и к тоже оно может быть компенсировано соответствующим снижением толщины пластины, что не отразится на эффективности действия ЭДЗ в целом. It should be noted that the achieved effect is not associated with significant technological difficulties and does not lead to a significant increase in the cost of EDZ. The increase in the mass of the EDZ associated with the introduction of the ribs is also small and can also be compensated by a corresponding decrease in the plate thickness, which will not affect the efficiency of the action of the EDZ as a whole.

Claims

The element of dynamic protection against cumulative ammunition, comprising a housing made of two plates, and an explosive charge placed in it, characterized in that it is provided with ribs fixed on the inner plate over its entire area, made of durable material and forming a cell, while the lengths of the sides of the cell are 5 10 plate thicknesses, the height is 0.3 0.5 the distance between the plates, and the thickness of the ribs 1.5 2.0 thicknesses of the plate.