Кумулятивный эффект

кумуляция, усиленное в определённом направлении действие взрыва. К. э. создаётся зарядом взрывчатого вещества, имеющим углубление — кумулятивную выемку, обращенную к мишени (например, к стальной броневой плите). Кумулятивная выемка, обычно конической формы, покрыта металлической оболочкой (облицовкой), её толщина в зависимости от диаметра заряда варьируется от долей мм до мм. Механизм действия кумулятивного заряда (См. Кумулятивный заряд) состоит в следующем. После взрыва капсюля (См. Капсюль)-детонатора, находящегося на противоположной по отношению к выемке стороне заряда, возникает детонационная волна, которая перемещается вдоль оси заряда. Волна разрушает коническую оболочку, начиная от её вершины, и сообщает материалу оболочки большую скорость. Давление продуктов взрыва, достигающее Кумулятивный эффект 10¹⁰ н/м²(10⁵ кгс/см²), значительно превосходит предел прочности металла. Поэтому движение металлической оболочки под действием продуктов взрыва подобно течению жидкой плёнки (подчеркнём, что течение металла не связано с его плавлением, а вызвано чрезвычайно высокой механической нагрузкой). Движущийся металл образует сходящийся под определённым углом к оси конуса поток, который переходит в тонкую (порядка толщины оболочки) металлическую струю, перемещающуюся вдоль оси с очень большой скоростью (Кумулятивный эффект 10 кмlceк). Действие этой струи и обусловливает высокую пробивную способность взрыва кумулятивного заряда (рис. 1). Высокоскоростная струя пробивает стальную броню подобно тому, как мощная струя воды проникает в мягкую глину. Глубина проникновения (равная примерно длине струи) пропорциональна образующей конической оболочки. Давление, возникающее при столкновении струи с броневой плитой, настолько превышает напряжение разрушения стали, что прочность мишени не играет существенной роли.

При схлопывании конической оболочки скорости отдельных частей струи оказываются несколько различными, в результате струя в полёте растягивается. Поэтому небольшое увеличение промежутка между зарядом и мишенью увеличивает глубину пробивания из-за удлинения струи. При значительных расстояниях между зарядом и мишенью струя разрывается на части, и эффект пробивания снижается. Использование заряда с кумулятивной выемкой, но без металлической облицовки снижает К. э., поскольку вместо металлической струи действует струя газообразных продуктов взрыва (рис. 2).

Термин «кумуляция» иногда применяется специалистами в более широком смысле — для обозначения явлений в которых течение среды приводит к концентрированию энергии в небольшом объёме, но не обязательно сопровождается образованием струй. Примерами таких явлений служат сходящиеся к центру (к оси) сферические (цилиндрические) детонационные или ударные волны, схлопывание пустой полости в жидкости под действием большого давления и т. п. К. э. используется в военном деле и в научных исследованиях для изучения свойств веществ при высоких давлениях.

Лит.: Лаврентьев М. А., Кумулятивный заряд и принципы его работы, «Успехи математических наук», 1957, т. 12, в. 4; Теоретические и экспериментальные исследования явления кумуляции, «Механика. Сборник переводов и обзоров иностранной периодической литературы», 1953, в. 4 (20); Забабахин Е. И., Явления неограниченной кумуляции, в кн.: Механика в СССР за 50 лет, т. 2, М., 1970.

М. А. Садовский, К. Е. Губкин.

Рис. 1. Последовательные стадии разрушения металлической оболочки и формирования кумулятивной струи (получены методом импульсной рентгенографии): а — коническая оболочка перед разрушением; б — начало разрушения — детонационная волна достигла вершины конуса; в — образование струи (через 4,8 мксек после окончания детонации); г — металлическая струя через 22,5 мксек после окончания детонации заряда.

Рис. 2в. Фотография разрушения, произведённого в стальной мишени действием заряда с кумулятивной выемкой (с металлической облицовкой). Поперечное сечение применяемого заряда показано над мишенью.

Рис. 2б. Фотография разрушения, произведённого в стальной мишени действием заряда с кумулятивной выемкой (без металлической облицовки). Поперечное сечение применяемого заряда показано над мишенью.

Рис. 2а. Фотография разрушения, произведённого в стальной мишени действием сплошного заряда. Поперечное сечение применяемого заряда показано над мишенью.

КУМУЛЯТИВНЫЙ ЭФФЕКТ (от лат. cumulo - собираю - накапливаю), концентрация действия взрыва в одном направлении.

КУМУЛЯТИВНЫЙ ЭФФЕКТ

(кумуляция) (от позднелат. cumulatio — скопление), существенное увеличение действия взрыва в определ. направлении, достигаемое спец. формой зарядов взрывчатых в-в — с выемкой (обычно коиич. формы) в противоположной от детонатора части заряда (рис.). При инициировании взрыва продукты хим. реакции образуют сходящийся к выемке поток — формируется высокоскоростная кумуляц. струя. Выемку обычно облицовывают слоем металла толщиной l=1—2 мм, что значительно повышает К. э.: под действием высокого (до =10 ГПа, т. е. =105 атм) давления продуктов хим. реакции образуется струя металла, скорость к-рой достигает 10—15 км/с, что обеспечивает ей большую пробивную силу.

Гидродинамич. теория, основанная на модели металлич. струи как плёнки идеальной жидкости, позволяет получить выражения для массы струи m=2M/sin2a/2, её радиуса r=?(2hR) sina/2, длины l=Н, скорости, v= Vctga/2 (М — масса металлич. облицовки, V — скорость обжатия конуса продуктами взрыва, остальные обозначения на рисунке). Струя проникает в преграду на макс. глубину s=?( r0/r1)l (r0 и r1— соотв. плотность металлич. облицовки и преграды) при нек-ром оптим. удалении заряда от преграды, наз. фокусным расстоянием. Резкое падение пробивного действия при удалении заряда от преграды связано с неустойчивостью струи.

Формирование направленной струи при кумулятивном эффекте: 1 — детонатор; 2 — взрывчатое в-во; 3 — металлич. облицовка; 4 — кумулятивная струя; 5 — продукты взрыва; в — фронт детонац. волны.

К. э. применяется в исследовательских целях (получение больших скоростей в-ва — до 90 км/с) в технике (горное дело), в военном деле (бронебойные снаряды).

- эффект, достигаемый за счет постепенного накопления, сосредоточения факторов и последующего их взрывного действия.

кумуляти́вный эффе́кт

(от лат. cumulo — собираю, накапливаю), концентрация действия взрыва в одном направлении.

* * *

КУМУЛЯТИ́ВНЫЙ ЭФФЕ́КТ (от лат. cumulo — собираю, накапливаю), концентрация действия взрыва в одном направлении.

кумуляция (от cp.-век. cumulatio - скопление * a.cumulative effect; н.Hohlladungswirkung; ф.effet cumulatif; и.efecto cumulativo), - существенное увеличение действия взрыва в определённом направлении, достигаемое спец. формой зарядов BB (c выемкой в противоположной от детонатора части заряда). При инициировании взрыва продукты хим. реакции образуют сходящийся к оси выемки поток и формируется высокоскоростная кумулятивная струя, скорость к-рой достигает 10-15 км/c, что обеспечивает ей большую пробивную силу. Струя проникает в преграду на макс. глубину

h=√ρ₀/ρ₁I,

где ρ₀ и ρ₁ - соответственно плотность металлич. облицовки и преграды, I - длина струи при нек-ром оптимальном удалении заряда от преграды, называемом фокусным расстоянием. Резкое падение пробивного действия при удалении заряда от преграды за пределы фокусного расстояния связано c неустойчивостью и диспергированием струи. B горн. деле K. э. применяется для дробления негабарита, перфорирования скважин.

кумуляция (ср. -век. лат. cumulatio - скопление, нагромождение, от лат. cumulo - складываю, накопляю), - концентрация действия взрыва в одном определ. направлении. К. э. достигается применением заряда с кумулятивной выемкой. При взрыве продукты детонации тонкой струёй выбрасываются в направлении, задаваемом выемкой, со скоростью 7 - 16 км/с; при встрече с преградой развивается большое давление, пробивающее её. Во взрывном деле К. э. используется в капсюлях-детонаторах и электродетонаторах, в прессов. аммонитах и в открытых зарядах, предназнач. для дробления негабарита, На К. э. влияют скорость детонации и высота слоя ВВ над кумулятивной выемкой, формы выемки, наличие в ней металлич. облицовки и др. факторы. См. рис.

К ст. Кумулятивный эффект. Этапы взрыва кумулятивного заряда: 1 детонатор; 2 - заряд; 3 - облицовка; 4 - пробиваемая перегородка; 5 - фронт детонационной волны; 6 - продукты детонации; 7 - начало формирования кумулятивной струи; 8 - струя пробивает перегородку; 9 - струя оторвалась и пробила преграду

effetto cumulativo