Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ГРУНТОВОГО ПОКРОВА

Изобретение относится к взрывным работам и может быть использовано для разрушения грунтового или ледяного покрова и формирования в нем канала, например, для ликвидации затопления.

Известен способ разрушения ледяного покрова, включающий размещение на летательном аппарате парашютных систем (ПС) с контейнерами с боеприпасами в индивидуальных пусковых трубах, их доставку и сброс в заданное место, разворот пусковых труб относительно узлов их крепления к контейнеру, залповый запуск на заданном расстоянии ото льда и подрыв боеприпасов (см. заявку РФ №93016414, МПК 6 F42D 7/00, Е02В 15/02, опубл. 27.04.96).

Недостаток этого способа - низкая доля взрывчатого вещества (10-20%) в загружаемом на борт летательного аппарата оборудовании (контейнер, пусковые трубы, корпус боеприпаса, метательные заряды, система их запуска и т.д.), предназначенном для разрушения ледяного или грунтового покрова, и, соответственно, низкая эффективность. К снижению эффективности приводит также подрыв боеприпаса на поверхности ледяного или грунтового покрова.

Известен способ разрушения ледяного покрова или грунтового покрова, включающий размещение на летательном аппарате связанных с ПС контейнеров с боеприпасами, доставку их в заданное место, сброс, разворот боеприпасов относительно узлов их крепления к контейнерам, отделение боеприпасов от контейнеров и подрыв боеприпасов. В качестве боеприпасов используют собранные в укладку удлиненные гибкие заряды ВВ с инициирующими устройствами с заданным временем задержки, каждый из которых одним концом соединяют с проникателем (устройством формирования первичной каверны), а другим - со стабилизирующим парашютом, связанным в свою очередь разрывной связью с контейнером. После сброса ПС на заданной высоте гибкие заряды ВВ разворачивают в вертикальную цепочку проникателем вниз, одновременно разрывают их связи с контейнерами, производят дистанционное взведение инициирующих устройств и раскрытие стабилизирующих парашютов каждого из боеприпасов. При достижении боеприпасами ледяного или грунтового покрова осуществляют внедрение проникателя в этот покров и подрыв боеприпасов с помощью инициирующих устройств с заданной временной задержкой (см. патент РФ №2246693, МПК 8 F42D 7/00, F02B 15/02, опубл. 20.02.2005, Бюл. №5).

Недостаток этого способа - низкая эффективность разрушения «твердого» грунтового покрова, например, состоящего из скальных пород. Металлический проникатель, используемый в прототипе при скорости внедрения ~150 м/с в скальный грунт, может углубиться не более чем на 1 м. Соответственно, воронка после подрыва удлиненного гибкого заряда ВВ будет глубиной не более 1,5 м и диаметром не более 2 м. Т.е. для создания канала в «твердом» грунте боеприпасы необходимо сбрасывать с шагом не более 2 м, что технически весьма проблематично, а канал с такими размерами мало эффективен.

Задачей технического решения является увеличение глубины внедрения ВВ в грунтовый покров и количества заглубляемого взрывчатого вещества.

Технический результат: повышение эффективности разрушения грунтового покрова.

Поставленная задача решается путем размещения на летательном аппарате (ЛА) по крайней мере одного контейнера со связанным с парашютной системой (ПС) боеприпасом (БП) в виде собранных в укладку удлиненных гибких зарядов ВВ (УДЗ) с инициирующими устройствами с заданным временем задержки, с устройствами формирования первичной каверны (УФПК), доставку контейнера с БП в заданное место, сброс, раскрытие ПС и контейнера, разворачивание БП в вертикальную цепочку УФПК вниз, отделение контейнера от БП, дистанционное взведение инициирующих устройств УДЗ, формирование по крайней мере одной первичной каверны в грунте, внедрение УДЗ в первичную каверну и его подрыв.

В отличие от прототипа БП выполняют в виде укладки из соединенных между собой гибкими связями заданной длины нескольких УДЗ с различной погонной массой, причем свободный конец УДЗ с большей погонной массой соединяют гибкой связью с ПС, а свободный конец УДЗ с наименьшей погонной массой соединяют гибкой связью заданной длины с соединенными друг за другом гибкой связью УФПК, в качестве которых используют кумулятивные заряды с инициирующими устройствами с заданным временем срабатывания, дополнительно снабжают БП контактным датчиком, который соединяют гибкой связью заданной длины с нижним УФПК, первичную каверну формируют путем одновременного или последовательного с заданной задержкой подрыва УФПК над разрушаемой поверхностью с образованием последовательно летящих в направлении разрушаемой поверхности проникающих элементов при поступлении на нижний из УФПК сигнала от контактного датчика при его соударении с разрушаемой поверхностью, внедрение соединенных УДЗ в первичную каверну и их подрыв производят последовательно, начиная с УДЗ с наименьшей погонной массой.

Снабжение боеприпаса контактным датчиком, его соединение гибкой связью заданной длины с нижним из соединенных в цепочку УФПК, в качестве которых используют кумулятивные заряды с инициирующими устройствами с заданным временем срабатывания, позволяет после соударения контактного датчика с грунтом и выдачи им сигнала на срабатывание ближнего или всех УФПК в результате одновременно или последовательно образовать проникающие элементы, летящие в направлении разрушаемой поверхности. Последовательное внедрение в грунт проникающих элементов позволяет сформировать первичную каверну заданной глубины.

Выполнение БП в виде укладки из соединенных между собой гибкими связями заданной длины УДЗ с различной погонной массой, соединение свободного конца УДЗ с наибольшей погонной массой гибкой связью с парашютной системой, а свободного конца УДЗ с наименьшей погонной массой гибкой связью с соединенными в цепочку УФПК, позволяет расширить первичную каверну за счет внедрения в нее одного или последовательно нескольких УДЗ перед внедрением в нее УДЗ с наибольшей погонной массой. В результате подрыв УДЗ с наибольшей погонной массой осуществляют на большей глубине и тем самым повышают эффективность разрушения грунтового покрова.

Данный способ позволяет внедрять основной заряд с наибольшей погонной массой ВВ на большую глубину и соответственно получать большие диаметры воронки в прочных грунтах. Или при одинаковой с прототипом глубине проникания и массе боеприпаса иметь большее количество заглубляемого взрывчатого вещества.

Изобретение поясняется чертежами:

- на фиг.1 изображен вид сбоку боеприпаса, уложенного в контейнер;

- на фиг.2 изображен вид сбоку боеприпаса после сброса его с летательного аппарата;

- на фиг.3 изображен общий вид боеприпаса после его развертывания в воздухе;

- на фиг.4 изображен вид боеприпаса в момент контакта датчика с поверхностью грунта;

- на фиг.8 изображен увеличенный вид УФПК в момент его срабатывания;

- на фиг.5, 6, 7; 9 и 10 изображены этапы работы боеприпаса и процесса образования воронки.

Подготовка проведения операции по разрушению грунтового покрова выполняется в следующем порядке.

Вначале на летательном аппарате (не показан) размещают контейнеры 1 с боеприпасами 2 (см. фиг.1-3). В качестве боеприпаса 2 используют, по крайней мере, два удлиненных гибких заряда ВВ с различной погонной массой (возможно и большее количество, в данном примере три: 3, 4, 5) с инициирующими устройствами 6 с заданным временем задержки, соединенные между собой гибкой связью 7 заданной длины. Гибкий удлиненный заряд ВВ 5 с большей погонной массой свободным концом соединяют со стабилизирующими парашютом 8 (ПС), а гибкий удлиненный заряд ВВ 3 с наименьшей погонной массой свободным концом соединяют гибкой связью 9 заданной длины с УФПК 10 (в данном примере четыре), соединенных друг с другом гибкой связью. К нижнему УФПК 10 гибкой связью 11 присоединен контактный датчик 12.

Боеприпас 2 (см. фиг.1) уложен в контейнер 1 со сбрасываемыми стенками, соединенными замками (не показаны), выполненными с возможностью их раскрытия на заданной высоте, в данном примере по команде баро-временного замка 13.

После прибытия летательного аппарата в заданное место производят последовательный сброс контейнеров 1 с боеприпасами (в данном примере с высоты ~2000 м). При раскрытии парашюта ПС 8, контейнер 1 разворачивается в вертикальное положение (см. фиг.2). По команде баро-временного замка 13 на заданной высоте контейнер 1 раскрывается и сбрасывается. Далее удлиненные гибкие заряды ВВ 3, 4 и 5, УФПК 10 и контактный датчик 12 разворачиваются в вертикальную цепочку контактным датчиком 12 вниз. В этот момент происходит снятие первой ступени предохранения всех инициирующих устройств 6 с заданной временной задержкой.

При сбросе контейнера с боеприпасом с высоты 2000 м (над поверхностью грунта) скорость встречи боеприпаса с поверхностью грунта составляет 100…150 м/с.

В момент соударения с поверхностью грунта (см. фиг.4) срабатывает контактный датчик 12 и выдает команду на срабатывание ближнего к грунту или одновременно всех УФПК 10. Одновременно по этой же команде происходит снятие второй ступени предохранения всех инициирующих устройств 6, и момент времени соударения с поверхностью грунта контактного датчика 12 служит началом отсчета заданных временных задержек всех инициирующих устройств 6.

При последовательном подрыве УФПК 10, в качестве которых используют кумулятивные заряды с инициирующим устройством с заданным временем срабатывания, последовательно, с задержкой формируют (см. фиг.8) высокоскоростные проникающие элементы 14, движущиеся со скоростью ~2000 м/с. При движении первого проникающего элемента 14 в скальном грунте образуется первичная каверна диаметром, равным 100-150 мм (в данном примере). В процессе внедрения происходит разрушение проникающего элемента. К моменту полного разрушения первого проникающего элемента 14, в работу включается следующий проникающий элемент. Так последовательно четырьмя УФПК 10 пробивается каверна глубиной ~5 м (см. фиг.5).

При одновременном подрыве УФПК расстояние между ними в вертикальной цепочке выбирается таким, чтобы к моменту разрушения первого проникающего элемента к дну образовавшейся каверны подходил второй проникающий элемент и начинал углублять каверну.

Затем в первичную каверну входит гибкий удлиненный заряд ВВ 3 с наименьшей погонной массой и подрывается. При этом диаметр каверны увеличивается. Далее в каверну входит гибкий удлиненный заряд ВВ 4 со средней погонной массой, подрывается и еще увеличивает размеры каверны (см. фиг.6 и 7). После чего в каверну входит гибкий удлиненный заряд ВВ 5 с наибольшей погонной массой. Задержка инициирования его выбрана такой, что после достижения нижним концом дна каверны, заряд 5 сжимается по длине (см. фиг.9). При сжатии по длине заряд расширяется на всю полость каверны при сохранении средней плотности.

В результате подрыва заряда 5 образуется воронка диаметром (в данном примере) 10-15 м (см. фиг.10).

Предложенный способ может быть использован для быстрого создания каналов в грунте, например, противопожарных или для задания направления потокам воды при наводнениях.

Таким образом, предложенный способ по сравнению с известными позволяет почти на порядок повысить эффективность разрушения «твердого» грунтового покрова и увеличить количество заглубляемого взрывчатого вещества.