Результат интеллектуальной деятельности: ЗАРЯД СТАРОВЕРОВА - I

Изобретение относится к гражданским и, особенно, к военным взрывным зарядам. Изобретение применимо во всех видах гражданских взрывных работ и во всех военных боеприпасах.

Известны взрывные заряды, см., например, «Оружие пехоты» Харвест, 1999, с.556. Изобретение направлено на усиление бризантного и осколочного действия взрывных боеприпасов.

Скорость разлета осколков и давление на фронте ударной волны зависят от скорости звука в сжатом газе, который образуется в объеме, занимаемом взрывчатым веществом (далее ВВ). В той смеси газов, которая образуется после взрыва большинства ВВ, и при той температуре и давлении скорость звука обычно не превышает 1100 м/сек. И быстро падает по мере адиабатического расширения взрывных газов. Скорость осколков, естественно, еще меньше.

Между тем скорость звука в водороде даже при нормальных температуре и давлении 1330 м/сек. То есть если баллон с водородом в форме снаряда при комнатной температуре просто лопнет от внутреннего давления, то он создаст намного более сильную ударную волну и придаст осколкам значительно большую начальную скорость, чем осколочно-фугасный заряд с обычным ВВ такого же веса. А если еще и немного повысить температуру водорода, то давление на фронте ударной волны и скорость осколков резко возрастут. Например, водород с температурой всего 650 градусов С (это ниже температуры его воспламенения) будет иметь скорость звука 2360 м/сек и сможет разогнать осколки до скорости 2120 м/сек. То есть получится «холодный взрыв», в результате которого из-за адиабатического расширения газ после взрыва может иметь приблизительно температуру окружающей среды.

На этом и основана идея данного изобретения. Цель изобретения - повышение скорости разлета осколков, давления на фронте ударной волны и радиуса осколочного и фугасного действия заряда.

Данный взрывной заряд содержит оболочку (в случае военного заряда она может быть осколкообразующей), в которую помещен заряд ВВ меньшего объема, а промежуток между ВВ и оболочкой заполнен водородом под давлением.

Давление водорода подбирается исходя из прочности оболочки, а для боеприпасов -исходя из желаемой массы осколков (от нее зависит прочность оболочки).

Оптимальное соотношение объемов или масс водорода и ВВ подбирается для данной бомбы опытным путем.

Для военных боеприпасов часто желательно, чтобы осколки разлетались преимущественно в определенном секторе. Для этого заряд ВВ может быть расположен в оболочке несимметрично, например вплотную к одной из стенок оболочки.

Для лучшего разделения газов ВВ и водорода заряд ВВ может быть помещен в мешок из прочной ткани или пленки (например, из углеродного волокна), объемом меньше объема оболочки.

Пример: допустим, указанный заряд представляет собой артиллерийский осколочный снаряд, взрывающийся в воздухе над живой силой противника или при приближении к самолету. Оболочка в этом случае представляет собой оживальное осесимметричное тело с острым передним и закругленным задним концом (всем знакомая форма снаряда, но только с закругленным задним торцом), выполненное из прочной стали, а лучше - из вольфрама.

Изнутри и/или снаружи на снаряде могут иметься микронасечки оживального или поперечного направления. Продольные насечки применять нежелательно, так как они ослабят оболочку (как показала практика, трубы при внутреннем давлении чаще рвутся вдоль).

Внутри снаряда расположен заряд ВВ, занимающий примерно 20% внутреннего объема (то есть примерно половину диаметра и 3/4 длины), примыкающий к заднему концу. Остальной свободный объем заполнен водородом под давлением, допустим, 100 атм (10 мПа).

Об осколочной силе заряда можно косвенно судить по тому, что если оболочка просто лопнет (без взрыва), то водород разгонит осколки до скорости около 1200 м/сек. Очень сильной при этом будет и взрывная волна.

Работает заряд так: в нужный момент заряд ВВ взрывается и газы ВВ адиабатически сжимают водород, прижимая его к стенкам оболочки. При этом давление и температура водорода повышаются, приближаясь к таковым для газов ВВ. То есть повышается и скорость звука в водороде. По достижении предела прочности оболочки она разрывается, и водород со скоростью примерно 3500 м/сек стремится разлететься, образуя при этом сильную ударную волну и/или разгоняя осколки до скорости около 3000 м/сек. Так как кинетическая энергия пропорциональна квадрату скорости осколков, то их поражающая способность увеличивается примерно в 10 раз.

Разумеется, закон сохранения энергии никто не отменял - суммарная потенциальная энергия сжатого газа и химическая энергия ВВ должны быть больше кинетической энергии разлетающихся осколков и энергии ударной волны. Исходя из этого подбираются масса осколкообразующей оболочки и масса заряда ВВ.

Осколки будут иметь особенно большую скорость, если оболочка будет выполнена многослойной по принципу заявки на изобретение №2011132509.

Для фугасного заряда оболочка должна быть как можно легче, то есть должна быть выполнена из современных композитных материалов.

В качестве боеприпаса такой заряд будет обладать еще и сильным зажигательным действием - ведь разлетевшийся водород будет подожжен взрывными газами. Причем особенно это будет заметно при взрыве заряда в замкнутом помещении: при попадании гранаты в окно здания, при пробитии 30-мм снарядом брони БМП или обшивки самолета, при попадании снаряда внутрь корабля - быстро, почти взрывообразно сгоревший водород вызовет термобарический эффект, поражая живую силу и разрушая конструкцию объекта.