Рентгенограммы кумулятивной струи лабораторного заряда после прохождения преград [2]: а — сталь + полиуретан + сталь (без ячейки); б — сталь + ячеистый слой + сталь; в — сталь + четыре ячеистых слоя + сталь
Действие кумулятивных зарядов по гомогенной броневой преграде в настоящее время изучено достаточно хорошо. Вместе с тем систему броневой защиты военной техники все шире внедряются так называемые комбинированные преграды, построенные по принципу использования многослойной и ячеистой структуры, а также их различных комбинаций [1, 2]. Физические особенности взаимодействия кумулятивной струи (КС) с такими преградами существенно отличаются от ее взаимодействия с гомогенной броней, а получаемое снижение глубины бронепробития связано с более сильным разрушением струи в процессе пробития.
Так называемая «ячеистая» броня является устройством, использующим энергию пробиваемой ее КС на разрушение самой струи [2, 3]. Впервые метод противокумулятивной защиты с использованием преград с ячейками разных форм, заполненных жидким или квазижидким веществом, был предложен в Институте гидродинамики СО РАН (работы Ю.А. Тришина, С.А. Кинеловского,
Н.И. Матюшкина и др.). В дальнейшем работы в данном направлении проводились в Научно-исследовательском институте стали (работы И.И. Терехина, Ю.А. Зорова, А.Н. Белобородько, Э.Г. Шуруповой и др.).
В данных работах была достаточно подробно исследована физическая картина проникания КС в простейший элемент преграды ячеистого типа, представляющий собой цилиндрическую металлическую обойму 3 с броневой крышкой 2, заполненную каким-либо инертным наполнителем 4 и установленную на основную броню 5 (рис. 1). При этом высокая противокумулятивная стойкость брони с наполненными неметаллическим материалом ячейками определяется в основном активным воздействием материала наполнителя на КС при ее проникании в ячейку. Принцип воздействия состоит в том, что энергия головной волны, возникающей в материале наполнителя при внедрении в него КС, после отражения от стенки ячейки вызывает интенсивное движение материала наполнителя по направлению к струе. Боковой удар по струе приводит к разрушению отдельных ее участков и соответствующему снижению бронепробиваемости. К снижению бро- непробиваемости приводит также и неоднократное срабатывание различных участков КС по одному и тому же материалу наполнителя элемента ячеистой защиты, являющееся следствием периодического захлопывания образующейся каверны. Для реализации такого воздействия материала наполнителя на КС необходимо, чтобы его акустическая жесткость (произведение плотности на скорость звука) была меньше акустической жесткости материала преграды, в которой сделаны ячейки. На рис. 2 схематично показано действия ячеистой противокумулятивной защиты, и на рис. 3 показано состояние КС на выходе из ячейки по результатам рентгенографической съемки [2].
В этих же работах приведены результаты экспериментальных исследований по выявлению сравнительной противокумулятивной стойкости элемента брони ячеистого типа с различными наполнителями (полиуретан, полиэтилен, эбонит, оргстекло, парафин, бетон, вода, воздух и т.д.). Там же сделан вывод о том, что при сохранении уровня бронепробития применение ячеистого слоя вместо стеклопластика в многослойной броне позволяет уменьшить габариты защиты на 15%, а массу — на 30%. По сравнению с гомогенной сталью при сохранении габаритов защиты выигрыш по массе получается еще больше и составляет примерно 60%. Все это свидетельствует об эффективности использования брони ячеистого типа и о возможности ее повышения применением различных конструктивных схем и новых материалов наполнителей.
Ячейка с активным элементом:
1 — металлическая обойма; 2 — инертный наполнитель; 3 — активный элемент; 4 — инертный элемент
Анализ патентно-информационных источников свидетельствует о наличии различных схем расположения ВВ внутри ячейки с каким-либо наполнителем и без него. В настоящей статье применительно к конструкции на основе металлической обоймы, показанной на рис. 1, рассматриваются четыре из возможных способов размещения ВВ внутри ячейки с наполнителем (рис. 8). Инициирование активного элемента производилось через слой листового ВВ марки ЭВВ- 34, который размещался с тыльной поверхности броневой крышки по верхнему торцу обоймы и надежно контактировал с активным элементом наполнителя. В схемах, показанных на рис. 8, а, б, в качестве активного элемента использовалась пластина из листового ВВ марки ЭВВ-34. Остальное пространство либо полностью заполнялось инертным наполнителем (рис. 8, б), либо по обе стороны к активному элементу крепились соответствующие инертные элементы (алюминий, керамика, металлические шарики, бетон), причем при этом внутри ячейки всегда оставался воздушный зазор (см. рис. 8, а). В схеме, показанной на рис. 8, в, в качестве активного элемента использовалось насыпное (гексоген) или литьевое (составы ТГ-40 и ТГ-50) взрывчатое вещество, размещаемое для удобства в тонко - стенной трубке. Остальное пространство в ячейке заполнялось каким-либо инертным наполнителем (бетон, мелкая каменная галька, металлические шарики, полиуретан, парафин). В схеме, показанной на рис. 8, г, в качестве активного элемента применялась коробчатая конструкция из пластин листового ВВ типа ЭВВ- 34 по всей высоте ячейки.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОТИВОКУМУЛЯТИВНОЙ СТОЙКОСТИ ПРЕГРАД ЯЧЕИСТОГО ТИПА С ИНЕРТНЫМ И АКТИВНЫМ НАПОЛНИТЕЛЕМ
Д-р техн. наук А.В. Бабкин, канд. техн. наук С.В. Ладов, С.В. Федоров
Вопросы оборонной техники. Серия 16: Технические средства противодействия терроризму. 2014. № 1-2.
http://btvtinfo.blogspot.com/2017/11/blog-post_29.html
Д-р техн. наук А.В. Бабкин, канд. техн. наук С.В. Ладов, С.В. Федоров
Вопросы оборонной техники. Серия 16: Технические средства противодействия терроризму. 2014. № 1-2.
http://btvtinfo.blogspot.com/2017/11/blog-post_29.html
Journal information