3. Взрывное ствольное метание (всм).
По принципу передачи энергии в процессе разгона метаемых тел при взрывном ствольном метании имеется следующие основные схемы:
1. метание падающей детонационной волной – ПДВ
2. уходящей детонационной волной УДВ.
3. скользящей детонационной волной СДВ
4. встречными детонационными волнами ВДВ
5. газовой кумулятивной струей, схлопыванием кумулятивной облицовки
6. адиабатическим или ударным сжатием промежуточных сред и т.д.
Ствольные системы взрывного метания подразделяются на одноступенчатые и многоступенчатые комбинированные установки.
Одноступенчатые установки. ВСМ по конструкции напоминает классическую артиллерийскую схему метания.
Воспламенение ВВ осуществляется воспламенителем, который в зависимости от схемы нагружения метаемого элемента может располагаться в передней и (или) в задней части метательного ВВ.
Разгон метаемого тела осуществляется в канале ствола под действием ударно-волнового нагружения и последующего расширения продуктов детонации метательного газа.
Отличительными особенностями одноступенчатых установок ВСМ по сравнению с классическими арт. системами является более высокое, но и значительно кратковременные значения уровней максимального давления, действующего на элементы конструкции ствола и метаемого элемента. Вследствие этого установки ВСМ обычно имеют более толстостенную часть ствола и меньшую длину разгонного участка ствола.
В случае расположения заряда ВВ непосредственно в контакте со стенками каморы ствола необходимо использовать в подобных установках такие составы взрывчатых веществ (или такие способы хим. превращений ВВ), которые обеспечивали бы приемлимые уровни давлений во время протекания процесса выстрела и в то же время обладали бы необходимой метательной способностью.
Одним из эффективных способов снижения параметров детонации (а, следовательно, и динамических нагрузок) является уменьшение плотности метательного заряда ВВ. Это достигается путем добавления в порошкообразное ВВ малоплотного наполнителя или вспенивания расплава ВВ.
К группе ствольных систем взрывного метания относится и многоступенчатые комбинированные установки. К ним относятся
- двухступенчатые установки с механическим сжатием легкого газа поршнем, который разгоняется ВВ;
- многоступенчатые установки со сжатием легкого газа схлопывающимися элементами конструкции ствола
- двухступенчатая со сжатием легкого газа или горящей смеси Н2+О2 сходящимися ударными волнами.
Наличие второй ступени, однако, приводит к усложнению конструкции. Проведенный анализ (МВТУ) показал, что на мобильных установках с ВСМ для снарядов с Сq≈3кг/Дж3, предельная скорость метания может быть получена 2200-2500 м/с.
Хорошие результаты при ВСМ получены с использованием зарядов из низкоплотных ВВ.
Использование для метания низкоплотных ВВ позволяет при обеспечении достаточно высокой начальной скорости (1,8-2,5 км/с) существенно снизить нагрузки, действующие на снаряд.
Для установок ВСМ характерна значительная неоднородность г/д параметров в заснарядном пространстве, что делает неадекватным движение метаемого тела при различных способов инициирования заряда ВВ.
Наиболее распространенным является метание тел падающей детонационной волной (ПДВ). В этом случае детонация возбуждается на противоположном от метаемого тела конце заряда и ее фронт распространяется в направлении метания. При этом на метаемое тело может действовать давление, значительно превышающее давление на фронте детонации.
При метании по схеме УДВ инициирование заряда осуществляется непосредственно у метаемого тела. При этом фронт детонации распространяется в направлении, противоположном направлению движения метаемого тела.
Использование схемы УДВ позволяет существенно снизить, по сравнению со схемой ПДВ (~ в 8 раз), давление, действующее на ПЭ.
ПДВ и УДВ наиболее простые схемы метания, хотя, как уже говорилось, есть и другие более сложные схемы (ВДВ, СДВ и др).
Существенное значение при взрывном ствольном метании имеет расположение заряда в каморе метательной установки. Так, уровни нагрузок, действующих на метаемое тело, могут изменяться путем помещения между зарядом ВВ и снарядом инертных материалов, создание вакуумного или газового промежутка и т.о.
При это ударно-волновые процессы, происходящие в стволе установок ВСМ, приобретает весьма сложный характер, зависящий от большого количества факторов.
Предельный уровень (допустимый) давления, действующий на ствол ВСМ кратковременно не может превышать 12000 – 15000 атм.
Указанный диапазон давлений может быть обеспечен при использовании таких ВВ, как гексоген, ТЭН, ТНТ в случае если их плотность будет составлять (300 – 600 кг/м3).
Минимальные плотности у известных индивидуальных ВВ (гексоген, ТЭН, тетрил) в свободном насыпном виде составляют (500 – 800 кг/м3). При этом давление на фронте детонации составляет 50000 – 80000 атм.
Для получения плотностей < 600 кг/м3 при обеспечении удовлетворительных эксплуатационных характеристик заряда требуется введение в ВВ, например, низкоплотной каркасной добавки.
В ряде работ использовалась в качестве наполнителя формальдегидная смола. При этом обеспечивался диапазон плотностей от 300 до 700 кг/м3.