Kumulativ effekt

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 21. november 2017; verifikation kræver 31 redigeringer .

Kumulativ effekt , Munroe - effekt - styrkelse af eksplosionens virkning  ved at koncentrere den i en given retning, opnået ved at bruge en ladning med en konisk fordybning, hvis basis er vendt mod målet, og detonatoren er placeret i toppen af fordybning. Overfladen af ​​ladningen på siden af ​​fordybningen er dækket af en metalforing, hvis tykkelse varierer fra fraktioner af en millimeter til flere millimeter.

Den kumulative effekt bruges til forskningsformål (evnen til at opnå høje hastigheder af stof - op til 90 km/s), i minedrift , i militære anliggender ( panserbrydende granater ).

Virkningsmekanismen for den formede ladning

Kumulativ jet

Efter eksplosionen af ​​ladningens detonatorhætte opstår der en detonationsbølge , som bevæger sig langs ladningens akse .

Bølgen, der udbreder sig mod foringen af ​​kegleoverfladen, kollapser den i radial retning, mens trykket i den som følge af kollisionen af ​​foringens dele øges kraftigt. Eksplosionsprodukternes tryk, der når størrelsesordenen 10 10 Pa (10 5  kgf / cm² ), overstiger væsentligt metalets flydespænding , derfor svarer bevægelsen af ​​metalbeklædningen under påvirkningen af ​​eksplosionsprodukterne til strømmen af en væske , som dog ikke skyldes smeltning, men plastisk deformation .

I lighed med en væske danner foringsmetallet to zoner: en stor (ca. 70-90 %) langsomt bevægende "støder" og en mindre (ca. 10-30 %) tynd (ca. tykkelsen af ​​foringen) hypersonisk metalstråle , der bevæger sig langs ladningens symmetriakse , hvis hastighed afhænger af den eksplosive detonationshastighed og tragtgeometri [1] . Ved brug af tragte med små vinkler i toppen er det muligt at opnå ekstremt høje hastigheder, men det øger kravene til foringens kvalitet, da sandsynligheden for for tidlig ødelæggelse af strålen øges. Moderne ammunition bruger tragte med kompleks geometri ( eksponentiel , trinvist osv.) Med vinkler fra 30 til 60°; hastigheden af ​​den kumulative jet når i dette tilfælde 10 km/s.

Processen med at presse et kobberbeklædningsskørt, det er også i form af et færdigt produkt og inde i den udstyrede ammunition i sammenhængen

Da når den kumulative stråle møder pansret, udvikles der et meget højt tryk, en eller to størrelsesordener større end den endelige styrke af metaller, vil strålen interagere med pansret i overensstemmelse med hydrodynamikkens love , dvs. opføre sig som ideelle væsker . Rustningens styrke i dens traditionelle forstand spiller i dette tilfælde praktisk talt ingen rolle, og indikatorerne for tætheden og tykkelsen af ​​pansret kommer øverst [2] .

Den teoretiske gennemtrængende kraft af HEAT-projektiler er proportional med længden af ​​HEAT-strålen og kvadratroden af ​​forholdet mellem keglens (tragt) foringstæthed og panserdensiteten. Den praktiske dybde af penetration af en kumulativ jet i monolitisk panser for eksisterende ammunition varierer i området fra 1,5 til 4 kalibre.

Når den koniske skal kollapser, viser hastighederne af de enkelte dele af strålen sig at være forskellige, og strålen strækker sig under flyvning. Derfor øger en lille stigning i afstanden mellem ladningen og målet indtrængningsdybden på grund af strålens forlængelse. Men ved betydelige afstande mellem ladningen og målet brydes strålens kontinuitet, hvilket reducerer den panserbrydende effekt. Den største effekt opnås ved den såkaldte "brændvidde", hvor strålen er maksimalt strakt, men endnu ikke opdelt i separate fragmenter. For at opretholde denne afstand bruges forskellige typer spidser af passende længde.

Når man bevæger sig i et fast medium, centreres en ødelagt kumulativ stråle selv, og spordiameteren falder, når den bevæger sig væk fra fokuspunktet. Når en kumulativ jet, der er revet i fragmenter, bevæger sig i væsker og gasser, bevæger hvert fragment sig langs sin egen bane, og spordiameteren øges med afstanden fra fokuspunktet. Dette forklarer det kraftige fald i gennemtrængningsevnen af ​​kumulative jetfly med høj gradient ved brug af anti-kumulative skærme.

Brugen af ​​en ladning med en kumulativ fordybning uden metalforing reducerer den kumulative effekt, da en stråle af gasformige eksplosionsprodukter virker i stedet for en metalstråle; dette opnår dog en meget stærkere pansereffekt.

Impact core

Slagkernen  er en kompakt metalform, der ligner en støder , dannet som et resultat af komprimering af metalforingen af ​​den formede ladning af produkterne fra dens detonation.

Til dannelse af en slagkerne har den kumulative fordybning en stump vinkel i toppen eller formen af ​​et sfærisk segment med variabel tykkelse (tykkere ved kanterne end i midten). Under påvirkning af chokbølgen falder keglen ikke sammen, men vender vrangen ud. Det resulterende projektil med en diameter på en fjerdedel og en længde på en kaliber (den oprindelige diameter af fordybningen) accelererer til en hastighed på 2,5 km / s. Den panserbrydende effekt af kernen er lavere end den kumulative jet, men den forbliver i en afstand på op til 1000 kalibre. I modsætning til den kumulative stråle, som kun består af 10-30 % af foringsmassen, går op til 95 % af dens masse til dannelsen af ​​stødkernen.

Historie

I 1792 foreslog mineingeniør Franz von Baader , at energien fra en eksplosion kunne koncentreres på et lille område ved hjælp af en hul ladning. Men i sine eksperimenter brugte von Baader sortkrudt , som ikke kan danne den nødvendige detonationsbølge. For første gang var det kun muligt at demonstrere effekten af ​​at bruge en hul ladning med opfindelsen af ​​højhårede sprængstoffer . Dette blev gjort i 1883 af opfinderen Max von Foerster [3] .

Den kumulative effekt blev genopdaget, undersøgt og beskrevet i detaljer i hans værker af amerikaneren Charles Edward Munro i 1888.

I Sovjetunionen studerede professor M. Ya. Sukharevsky [4] i 1925-1926 sprængladninger med et hak .

I 1938 opdagede Franz Rudolf Thomanek i Tyskland og Henry Hans Mohaupt i Schweiz uafhængigt af hinanden effekten af ​​øget gennemtrængningskraft ved brug af en metalkegleforing.

Røntgenpulsfotografering af processen, udført i 1939 - begyndelsen af ​​1940'erne i laboratorier i Tyskland, USA og Storbritannien, gjorde det muligt i væsentlig grad at forfine principperne for den formede ladning (traditionel fotografering er umulig på grund af flammeglimt og en stor mængde røg under detonation).

Kumulativ ammunition blev første gang brugt i kampforhold den 10. maj 1940 under angrebet på Fort Eben-Emal (Belgien). Derefter brugte en sabotageafdeling transportable ladninger i form af halvkugler, der vejede 12,5 og 50 kg, for at underminere befæstningerne [5] .

En af sommerens 1941 ubehagelige overraskelser for tankskibene fra Den Røde Hær var de tyske troppers brug af kumulative granater og granater [6] . Der blev fundet huller med smeltede kanter på ødelagte tanke, så granaterne blev kaldt "panserbrændende". Den 23. maj 1942 blev et projektil til en 76 mm regimentkanon udviklet af NII -6 baseret på et fanget tysk projektil testet på Sofrinsky træningspladsen. Ifølge testresultaterne blev det første sovjetiske kumulative projektil BP-353A den 27. maj 1942 taget i brug [7] .

I 1949 blev Mikhail Alekseevich Lavrentiev en vinder af Stalin-prisen for skabelsen af ​​teorien om kumulative jetfly.

I 1950'erne blev der gjort enorme fremskridt med at forstå principperne for dannelsen af ​​en kumulativ jet. Metoder til forbedring af formede ladninger med passive indsatser (linser) foreslås, optimale former for kumulative tragte bestemmes, en trinformet kegleforing bruges til at kompensere for projektilets rotation, og specielle sammensætninger af sprængstoffer udvikles. Mange af de fænomener, der blev opdaget i disse fjerne år, bliver studeret den dag i dag.

Kumulativ ammunition og deres skadelige faktorer

På trods af den relativt svage panseraktion dræber en kumulativ granat, når den rammer tårnet, som regel et eller flere medlemmer af besætningen på det pansrede køretøj, kan deaktivere våben og underminere ammunitionsbelastningen . At ramme motorrummet gjorde bilen til et stationært mål, og hvis man stødte på brændstofledninger i den kumulative jets vej, ville brændstoffet antændes.

Viktor Murakhovsky bemærker, at der er en udbredt myte om, at formede ladninger inficerer med overtryk og temperatur, men det er ikke sandt. Nederlaget for et beskyttet mål opnås ved virkningen af ​​en kort kumulativ stråle med lille diameter, som skaber et tryk på flere tons pr. kvadratcentimeter (som overstiger flydespændingen af ​​metaller) og gennemborer et lille hul på omkring 8 mm i rustning. Hele den visuelt observerede eksplosion af den formede ladning sker før rustningen og overtryk og temperatur ikke kan trænge igennem et lille hul og er ikke de vigtigste skadelige faktorer. Tryk- og temperatursensorerne, der er installeret inde i tankene, registrerer ikke en betydelig højeksplosiv eller termisk effekt, efter at rustningen er gennemboret af en kumulativ stråle [8] . Den største skadelige faktor ved den formede ladning er de løsrevne fragmenter og dråber af rustning. Hvis fragmenter og dråber fra ødelagt panser rammer tankammunitionen, kan den antændes og detonere med ødelæggelsen af ​​det pansrede køretøj. Hvis den kumulative jetstråle og panserdråber ikke rammer mennesker og tankens ild-/eksplosive udstyr, så vil et direkte hit af selv en kraftig ladning muligvis ikke deaktivere tanken [8] .

Tunge ATGM'er (såsom 9M120 "Ataka" , " Hellfire "), når de rammer letklasse pansrede køretøjer med skudsikker beskyttelse, kan deres synergistiske handling ødelægge ikke kun besætningen, men også delvist eller fuldstændig ødelægge køretøjerne. På den anden side er effekten af ​​de mest bærbare PTS'er på AFV'er (i mangel af detonation af AFV-ammunition) ikke så kritisk - her observeres den sædvanlige effekt af panseraktionen af ​​den kumulative jet, og besætningen bliver ikke beskadiget af overtryk.

Se også HEAT fragmenteringsprojektil

Interessante fakta

• Oprindeligt blev kumulative projektiler kaldt pansergennemborende, da man troede (baseret på formen af ​​en gennemboret tragt), at de brændte gennem panser. I virkeligheden, når ladningen detoneres, når foringens temperatur kun 200-600 °C, hvilket er meget lavere end dets smeltepunkt.
• Det er en udbredt opfattelse, at når et kumulativt jetfly rammer en kampvogn eller et andet pansret mål, dør de indvendige af barotrauma med en kraftig stigning i trykket i et lukket volumen efter at have brudt gennem pansret, og dette er en af ​​grundene til, at BMP- landingsfesten foretrækker at køre udenfor, på det øverste lag og ikke inde i køretøjer, hvilket også er grunden til, at nogle tankvogne foretrækker at køre med åbne luger for at aflaste trykket. I virkeligheden er det modsatte sandt: de ekspanderende gasser fra den detonerede formede ladning kan ikke trænge gennem den ødelagte rustning ind i det resulterende lille hul, men åbne luger fører til "lækage" af chokbølgen og besætningens nederlag [9] .

Se også

• påvirkningskerne
• implosion
• Antikumulativ skærm
• Dynamisk beskyttelse
• Faustpatron
• Håndholdt anti-tank granatkaster
• RPG-43
• HHL-3
• PTAB-2,5-1,5

Noter

1. ↑ Slobodetsky I. Sh., Aslamazov I. G. Opgaver i fysik . - M . : Videnskab. Hovedudgave af fysisk og matematisk litteratur, 1980. - S. 55-59. — 176 s. — (Bibliotek "Quantum"). — 150.000 eksemplarer.  - ISBN-nr., UDC C48 530.1, LBC 22.3 53.
2. ↑ Viktor Murakhovsky, reserveoberst. En anden kumulativ myte (utilgængeligt link) . Hentet 9. september 2011. Arkiveret fra originalen 20. maj 2012. (ubestemt) 
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, i: Wehrtechnische Hefte. - 1954.
5. ↑ James E Mrazek. Eben Emaels fald: optakt til Dunkerque. - Luce, 1971.
6. ↑ Tysk GG/P 40 HEAT Rifle Granat - Inert-Ord.net  . Dato for adgang: 5. december 2009. Arkiveret fra originalen den 16. februar 2012.
7. ↑ Drabkin A. Jeg kæmpede med Panzerwaffe. "Dobbelt løn - tredobbelt død!" . - M . : Yauza, Eksmo, 2007. - (Krig og os). — 10.000 eksemplarer.  - ISBN 978-5-699-20524-0 .
8. ↑ 1 2 Kumulativ effekt og stødkerne. - kumul-effekt-2.html , archive.is  (13. maj 2015). Hentet 7. november 2016.
9. ↑ EN ANDEN KUMULATIV MYTE . Militær-patriotisk websted "Courage". Dato for adgang: 29. februar 2016. Arkiveret fra originalen 4. marts 2016. (ubestemt)

Litteratur

• Andreev S. G., Babkin A. V., Baum F. A. et al. Kapitel 17. Kumulering // Eksplosionsfysik / Redigeret af L. P. Orlenko. - 3. udgave, revideret og forstørret. - M. : Fizmatlit, 2004. - T. 2. - S. 193-350. — 656 s. — ISBN 5-9221-0220-6 .
• Lavrentiev M.A., Shabat B.V. Kapitel VII. Jets. § 29. Kumulative jetfly // [libgen.org/book/index.php?md5=28C44CC9634910E3ED50BAEE0906269B Problemer med hydrodynamik og deres matematiske modeller]. - M . : Nauka, 1973. - S. 257-269. — 416 s.  (utilgængeligt link)
• Balankin A. S. , Lyubomudrov A. A., Sevryukov I. T. Kinetisk teori om kumulativ panserpenetration. - M . : Forlag under USSR's Forsvarsministerium. — 271 s.

Links

• Teori om processen med panserindtrængning af kumulative og sub-kaliber granater Tank power
• V. Murakhovsky, Courage 2004 hjemmeside. En anden kumulativ myte (utilgængeligt link) . Dato for adgang: 20. maj 2009. Arkiveret fra originalen 7. marts 2012. (ubestemt) 

Ordbøger og encyklopædier	Britannica (online)

Typer af artilleriammunition
Hovedformål:	Beton-piercing Panserpiercing Panserbrydende højeksplosiv Panserbrydende brandstift Panserbrydende sporstof Underkaliber Pansergennemtrængende underkaliber projektil Brandvækst Sporstoffer Akkumulerede påvirkningskerne Kumulativ fragmentering fragmentering Højeksplosiv fragmentering fragmenteringsstråle Bukskud Splinter høj eksplosiv termobarisk Kemisk Bakteriologisk Atomisk
Særligt formål:	Kampagne røg Belysning Sigt og målbetegnelse ikke-dødelig
Hjælpeformål	Vognprøve pladetest Praktisk Pædagogisk enkelt
Desuden er BP'er klassificeret i underkaliber / overkaliber / overkaliber , aktiv / aktiv-reaktiv / reaktiv