RU2481546C1

RU2481546C1 - Detonating fuse for elongated cumulative charge (krasnov-detonator) and method for initiating charge with longitudinal cumulative groove

Info

Publication number: RU2481546C1
Application number: RU2011153491/11A
Authority: RU
Inventors: Юрий Константинович Краснов
Original assignee: Юрий Константинович Краснов
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2013-05-10

Abstract

FIELD: weapons and ammunition.

SUBSTANCE: detonating fuse for elongated cumulative charge has input and output for initiating pulse and: includes high-speed explosive. Detonating fuse is equipped with initiating pulse conductors, in which the speed of initiating pulse spreading is, at least, three times less than the speed of detonation of high-speed explosive. The conductor of initiating pulse has such geometrical shape, which provides pulse output from the conductor simultaneously along its entire length. The surface of initiating pulse output of one of the conductors is a natural continuation of initiating pulse output surface of the neighbouring conductor. Detonating fuses are used for initiating a charge with longitudinal cumulative groove. Detonating fuses are located at the charge at a distance from each other, note that the distance value is not less than the width of cumulative groove.

EFFECT: increase of efficiency of initiating elongated cumulative charges.

4 cl, 2 dwg

Description

Группа изобретений относится к области инициирования удлиненных кумулятивных зарядов (УКЗ) взрывчатого вещества (ВВ) с продольной кумулятивной выемкой.SUBSTANCE: group of inventions relates to the field of initiation of elongated cumulative charges (UKZ) of explosives (BB) with a longitudinal cumulative recess.

Известен взрыватель для удлиненного кумулятивного заряда в виде электрического детонатора, с помощью которого инициируют УКЗ [1].Known fuse for an elongated cumulative charge in the form of an electric detonator, with the help of which initiate UKZ [1].

Наиболее близким аналогом является взрыватель для удлиненного кумулятивного заряда, имеющий вход и выход инициирующего импульса и включающий высокоскоростное взрывчатое вещество (ВВ) с высокой скоростью детонации, в виде детонирующего шнура, с помощью которого инициируют УКЗ [2].The closest analogue is a fuse for an elongated cumulative charge, having an input and output of an initiating pulse and including a high-speed explosive (BB) with a high detonation velocity, in the form of a detonating cord, with the help of which an UKZ is initiated [2].

Недостатком указанного взрывателя является то обстоятельство, что возбужденная им детонационная волна распространяется вдоль УКЗ и вектор массовой скорости продуктов взрыва в первоначальный момент направлен параллельно плоскости преграды. Лишь впоследствии газы в своем движении отклоняются в сторону преграды и кумулятивной выемки в результате их расширения вследствие возникновения волны разрежения в продуктах взрыва. В то время, как в классическом кумулятивном заряде с осесимметричной выемкой направление распространения детонационной волны перпендикулярно плоскости преграды и вектор массовой скорости продуктов детонации сразу с приходом детонационной волны направлен перпендикулярно плоскости преграды, т.е. в желаемом направлении действия взрыва. Использование описанного взрывателя для инициирования УКЗ по указанным причинам существенно снижает эффективность его действия.The disadvantage of this fuse is the fact that the detonation wave excited by it propagates along the UKZ and the mass velocity vector of the explosion products at the initial moment is parallel to the obstacle plane. Only subsequently the gases in their movement deviate towards the barrier and cumulative extraction as a result of their expansion due to the appearance of a rarefaction wave in the explosion products. While in a classical cumulative charge with an axisymmetric recess, the direction of propagation of the detonation wave is perpendicular to the obstacle plane and the mass velocity vector of the detonation products is directed immediately with the arrival of the detonation wave perpendicular to the obstacle plane, i.e. in the desired direction of the explosion. The use of the described fuse to initiate a UKZ for these reasons significantly reduces the effectiveness of its action.

Целью настоящего изобретения является существенное повышение эффективности действия УКЗ, инициируемых предлагаемым взрывателем.The aim of the present invention is to significantly increase the effectiveness of the UKZ, initiated by the proposed fuse.

Поставленная цель достигается тем, что взрыватель для удлиненного кумулятивного заряда (КРАСНОВ-ЗАПАЛ), имеющий вход и выход инициирующего импульса и включающий высокоскоростное взрывчатое вещество (ВВ) с высокой скоростью детонации, снабжен проводниками инициирующего импульса, в которых скорость распространения инициирующего импульса, по крайней мере, в три раза меньше скорости детонации высокоскоростного ВВ; при этом проводник инициирующего импульса выполнен в такой геометрической форме, которая обеспечивает выход импульса из проводника одновременно на всем его протяжении; вместе с тем поверхность выхода инициирующего импульса одного проводника является естественным продолжением поверхности выхода инициирующего импульса соседнего проводника.This goal is achieved in that the fuse for an elongated cumulative charge (KRASNOV-ZAPAL), having an input and output of an initiating pulse and including a high-speed explosive (BB) with a high detonation velocity, is equipped with conductors of an initiating pulse in which the propagation velocity of the initiating pulse is at least at least three times less than the detonation velocity of a high-speed explosive; wherein the conductor of the initiating pulse is made in such a geometric form that provides the output of the pulse from the conductor simultaneously over its entire length; at the same time, the exit surface of the initiating pulse of one conductor is a natural extension of the exit surface of the initiating pulse of a neighboring conductor.

Кроме того, во взрывателе для удлиненного кумулятивного заряда (КРАСНОВ-ЗАПАЛе) проводник инициирующего импульса выполнен из взрывчатого вещества с низкой скоростью детонации. Вариантом исполнения взрывателя для удлиненного кумулятивного заряда (КРАСНОВ-ЗАПАЛа) является заполнение объема проводника инициирующего импульса инертным веществом.In addition, in the fuse for an elongated cumulative charge (KRASNOV-ZAPALE), the initiating pulse conductor is made of explosive with a low detonation velocity. An embodiment of a fuse for an elongated cumulative charge (KRASNOV-ZAPALA) is filling the volume of the conductor of the initiating pulse with an inert substance.

Дополнительно поставленная цель достигается тем, что по способу инициирования заряда с продольной кумулятивной выемкой, включающему инициирование с помощью взрывателей, взрыватели для удлиненного кумулятивного заряда (КРАСНОВ-ЗАПАЛы) размещают на удлиненном кумулятивном заряде с дистанцированием друг от друга, при этом величина дистанции не меньше ширины кумулятивной выемки.Additionally, the goal is achieved by the fact that according to the method of initiating a charge with a longitudinal cumulative recess, including initiation using fuses, fuses for an elongated cumulative charge (KRASNOV-ZAPALY) are placed on an elongated cumulative charge with a distance from each other, while the distance is not less than the width cumulative excavation.

Такое выполнение взрывателя для удлиненного кумулятивного заряда позволяет инициировать УКЗ мгновенно по всей его длине, в результате чего сразу за фронтом детонационной волны вектор массовой скорости продуктов детонации направлен на преграду, за счет чего существенно повышается эффективность действия УКЗ.This embodiment of the fuse for an elongated cumulative charge makes it possible to initiate an UKZ instantly over its entire length, as a result of which, immediately after the front of the detonation wave, the mass velocity vector of the detonation products is directed to the obstacle, thereby significantly increasing the efficiency of the UKZ.

При использовании на скальных массивах способ инициирования УКЗ, по которому взрыватели для удлиненного кумулятивного заряда (КРАСНОВ-ЗАПАЛы) размещают на УКЗ с дистанцированием, дает дополнительное повышение эффективности действия УКЗ.When used on rock masses, the method of initiating UKZ, in which fuses for an elongated cumulative charge (KRASNOV-ZAPALY) are placed on UKZ with distance, provides an additional increase in the effectiveness of the UKZ.

На фиг.1 представлен продольный разрез взрывателя для удлиненного кумулятивного заряда (КРАСНОВ-ЗАПАЛа), размещенного на УКЗ.Figure 1 shows a longitudinal section of a fuse for an elongated cumulative charge (KRASNOV-ZAPALA), placed at the UKZ.

На фиг.2 представлено поперечное сечение взрывателя для удлиненного кумулятивного заряда (КРАСНОВ-ЗАПАЛа), размещенного на УКЗ.Figure 2 presents the cross section of the fuse for an elongated cumulative charge (KRASNOV-ZAPALA), placed on the UKZ.

Устройство «Взрыватель для удлиненного кумулятивного заряда (КРАСНОВ-ЗАПАЛ)», изображенное на фиг.1, включает в себя слои высокоскоростного взрывчатого вещества (ВВ) 1 с высокой скоростью детонации, например октогена. ВВ 1 находится в контакте с проводниками 2 инициирующего импульса, в которых скорость распространения инициирующего импульса, по крайней мере, в три раза меньше скорости детонации высокоскоростного ВВ 1. Проводники 2 инициирующего импульса выполнены в виде плоского треугольника. Длина перпендикуляра, обозначенная литерой Н, восстановленного из любой точки границы между проводником 2 и высокоскоростным ВВ 1, соотносится с расстоянием (вдоль границы) от этой точки до вершины треугольника с самым острым его углом, обозначенным литерой L, таким же образом, как соотносится скорость распространения инициирующего импульса по проводнику 2 со скоростью детонации высокоскоростного ВВ 1. Нижняя торцевая поверхность проводника 2 является поверхностью выхода инициирующего импульса.The device "Fuse for an elongated cumulative charge (KRASNOV-ZAPAL)", shown in figure 1, includes layers of high-speed explosives (BB) 1 with a high detonation speed, such as octogen. The explosive 1 is in contact with the conductors 2 of the initiating pulse, in which the propagation velocity of the initiating pulse is at least three times lower than the detonation speed of the high-speed explosive 1. The conductors 2 of the initiating pulse are made in the form of a flat triangle. The length of the perpendicular indicated by the letter H, restored from any point on the boundary between conductor 2 and high-speed explosive 1, is related to the distance (along the boundary) from this point to the top of the triangle with its sharpest angle indicated by letter L, in the same way as the speed the propagation of the initiating pulse through conductor 2 with the detonation speed of a high-speed explosive 1. The lower end surface of the conductor 2 is the exit surface of the initiating pulse.

Проводники 2 могут быть выполнены из взрывчатого вещества с низкой скоростью детонации, например из угленита - М. В этом случае отношение H/L=0,25, что равно отношению скоростей детонации угленита - М и октогена (2000/8000).Conductors 2 can be made of explosive with a low detonation speed, for example, from carbonite - M. In this case, the ratio H / L = 0.25, which is equal to the ratio of the carbon detonation velocities - M and HMX (2000/8000).

В вариантном исполнении объем проводников 2 может быть заполнен инертным веществом, например водой или воздухом. С точки зрения механики взрыва, в первом приближении, вакуум тоже можно считать инертным веществом. В случае воды скорость распространения инициирующего импульса около 1500 м/с и отношение H/L=0,1875.In an embodiment, the volume of the conductors 2 may be filled with an inert substance, for example, water or air. From the point of view of explosion mechanics, to a first approximation, vacuum can also be considered an inert substance. In the case of water, the propagation velocity of the initiating pulse is about 1500 m / s and the ratio H / L = 0.1875.

Снизу (см. фиг.1 и 2) к проводникам 2 примыкает слой мощного ВВ 3, например гексогена.Below (see figures 1 and 2) to the conductors 2 adjoins a layer of a powerful explosive 3, such as RDX.

Элементы 1, 2 и 3 в совокупности составляют взрыватель для удлиненного кумулятивного заряда (КРАСНОВ-ЗАПАЛ). Конструктивно они объединены корпусом, не показанном на чертеже.Elements 1, 2 and 3 together constitute a fuse for an elongated cumulative charge (KRASNOV-ZAPAL). Structurally, they are combined by a housing not shown in the drawing.

Взрыватель установлен на удлиненном кумулятивном заряде 4 с продольной кумулятивной выемкой 5, ширина которой обозначена литерой В (см. фиг.2). Источником инициирующего импульса является электродетонатор 6, поверхность контакта которого с ВВ 1 является входом инициирующего импульса.The fuse is mounted on an elongated cumulative charge 4 with a longitudinal cumulative recess 5, the width of which is indicated by letter B (see figure 2). The source of the initiating pulse is an electric detonator 6, the contact surface of which with BB 1 is the input of the initiating pulse.

Взрыватель для удлиненного кумулятивного заряда (КРАСНОВ-ЗАПАЛ) работает следующим образом.The fuse for an elongated cumulative charge (KRASNOV-ZAPAL) works as follows.

При инициировании электродетонатора 6 в слоях высокоскоростного ВВ 1 возникают детонационные волны, распространяющиеся влево и вправо от электродетонатора. Если проводники 2 выполнены из взрывчатого вещества, то в них также возбуждаются детонационные волны. Если же проводники 2 выполнены из инертного вещества, то в них возбуждаются ударные волны. Распространяющиеся по проводникам 2 возмущения в виде детонационных или ударных волн объединены понятием «инициирующий импульс». Для целей изобретения неважен вид возмущения, распространяющегося по проводнику 2, важны скорость распространения возмущения и его сила. При указанной выше геометрии проводников 2, возмущения, возникающие в любой точке границы ВВ 1 и проводника 2, достигают нижней (на фиг.1) торцевой поверхности проводника 2 одновременно и, вследствие этого, инициирующий импульс выходит из проводников 2 и входит в мощное ВВ 3 одновременно по всей протяженности проводников 2. В мощном ВВ 3 одновременно по всей его длине возбуждается детонационная волна, которая в дальнейшем падает на удлиненный кумулятивный заряд 4, также одновременно по всей его длине.When initiating the detonator 6 in the layers of high-speed explosive 1, detonation waves occur, propagating to the left and to the right of the detonator. If the conductors 2 are made of explosive, then detonation waves are also excited in them. If the conductors 2 are made of an inert substance, then shock waves are excited in them. Disturbances propagating through the conductors 2 in the form of detonation or shock waves are combined by the concept of “initiating pulse”. For the purposes of the invention, the type of disturbance propagating along conductor 2 is unimportant, the propagation velocity of the disturbance and its strength are important. With the above geometry of the conductors 2, the disturbances arising at any point of the boundary between BB 1 and conductor 2 reach the lower (in Fig. 1) end surface of conductor 2 simultaneously and, as a result, the initiating pulse leaves the conductors 2 and enters the powerful explosive 3 simultaneously along the entire length of the conductors 2. In a powerful explosive 3, a detonation wave is simultaneously excited along its entire length, which subsequently falls on an elongated cumulative charge 4, also simultaneously along its entire length.

В результате направление распространения детонационной волны в УКЗ 4 перпендикулярно плоскости преграды. Сразу с приходом детонационной волны вектор массовой скорости продуктов детонации совпадает с желаемым направлением действия взрыва, в результате чего существенно повышается эффективность действия УКЗ 4.As a result, the direction of propagation of the detonation wave in UKZ 4 is perpendicular to the obstacle plane. Immediately with the arrival of the detonation wave, the mass velocity vector of the detonation products coincides with the desired direction of the explosion, as a result of which the efficiency of the UKZ 4 increases significantly.

При практическом исполнении взрывателя для удлиненного кумулятивного заряда (КРАСНОВ-ЗАПАЛа) мощности инициирующего импульса, выходящего из проводников 2, может оказаться достаточно для надежного инициирования УКЗ 4 и надобность в слое мощного ВВ 3 в таком случае отпадает.In the practical design of the fuse for an elongated cumulative charge (KRASNOV-ZAPALA), the power of the initiating pulse emerging from the conductors 2 may be sufficient for reliable initiation of UKZ 4 and the need for a layer of powerful explosive 3 in this case disappears.

Предполагается, что длина взрывателя для удлиненного кумулятивного заряда (КРАСНОВ-ЗАПАЛа) составит примерно 0,7 метра. При необходимости инициирования более длинного УКЗ, например 1,4 или 2,1 метра, на нем размещают два или три КРАСНОВ-ЗАПАЛа и инициируют их, например, электродетонаторами, одновременно. КРАСНОВ-ЗАПАЛ в случае необходимости может быть укорочен посредством удаления его части, безразлично симметрично или нет относительно его первоначальной оси симметрии, при этом механизм его работы не нарушается, если электродетонатор установлен на штатном месте.It is assumed that the fuse length for an elongated cumulative charge (KRASNOV-ZAPALA) will be approximately 0.7 meters. If it is necessary to initiate a longer UKZ, for example, 1.4 or 2.1 meters, two or three KRASNOV-ZAPALA are placed on it and initiate them, for example, with electric detonators, simultaneously. KRASNOV-ZAPAL, if necessary, can be shortened by removing part of it, whether it is symmetrical or not relative to its original axis of symmetry, while the mechanism of its operation is not violated if the electric detonator is installed in a regular place.

Чем больше отношение скорости распространения инициирующего импульса в проводнике 2 к скорости детонации ВВ 1, тем больше по высоте габариты КРАСНОВ-ЗАПАЛа, поэтому из практических соображений кратность указанных скоростей (большей к меньшей) ограничена снизу величиной три единицы.The greater the ratio of the propagation velocity of the initiating pulse in conductor 2 to the detonation velocity of EXPLOSIVES 1, the larger the dimensions of KRASNOV-ZAPAL in height, therefore, for practical reasons, the multiplicity of these velocities (greater to less) is limited from below to three units.

Если преграда имеет вид цилиндрической поверхности, то и УКЗ имеет соответствующую кривизну. В этом случае естественно и КРАСНОВ-ЗАПАЛ выполнять изогнутым. Тогда проводники инициирующего импульса будут иметь форму криволинейного плоского треугольника, стороны которого представляют собой, например, дуги окружностей.If the barrier has the form of a cylindrical surface, then the UKZ also has a corresponding curvature. In this case, it is natural to carry out KRASNOV-ZAPAL bent. Then the conductors of the initiating pulse will have the form of a curved flat triangle, the sides of which are, for example, arcs of circles.

Как можно видеть, в предлагаемом техническом решении использован известный механизм действия взрывной линзы, препарированный для условий инициирования УКЗ.As you can see, the proposed technical solution uses the well-known mechanism of action of the explosive lens, prepared for the conditions for the initiation of UKZ.

При использовании УКЗ на скальных массивах его эффективность можно повысить тем, что взрыватели для удлиненного кумулятивного заряда (КРАСНОВ-ЗАПАЛы) размещают на удлиненном кумулятивном заряде с дистанцированием друг от друга, при этом величина дистанции не меньше ширины кумулятивной выемки, обозначенной литерой В на фиг.2.When using UKZ on rock masses, its effectiveness can be increased by the fact that fuses for an elongated cumulative charge (KRASNOV-ZAPALY) are placed on an elongated cumulative charge with a distance from each other, while the distance is not less than the width of the cumulative recess indicated by letter B in FIG. 2.

В этом случае в области, примыкающей к концу КРАСНОВ-ЗАПАЛа, фронт детонационной волны, распространяющейся по УКЗ, разворачивается в сторону от КРАСНОВ-ЗАПАЛа, и направление распространения детонационной волны приобретает составляющую, ориентированную в продольном направлении. Соответственно и вектор массовой скорости продуктов детонации приобретает продольную составляющую. Такую же составляющую, но противоположно направленную приобретают продукты детонации в области, примыкающей к соседнему КРАСНОВ-ЗАПАЛу. В результате продукты детонации взрывчатого вещества, примыкающего к выемке, а также диспергированные частицы вещества ее облицовки устремляются навстречу друг к другу не только в поперечно ориентированном направлении, но и в продольном. То есть имеет место явление формирования не только «ножа», но и кумулятивной струи, подобной той, что возникает при взрыве классического кумулятивного заряда. Естественно, что струя формируется за счет уменьшения энергии ножа в области, примыкающей к промежутку между КРАСНОВ-ЗАПАЛами. Но скорость частиц струи существенно больше скорости частиц ножа и за счет этого горная порода пробивается струей на большее расстояние. Таким образом, на большем расстоянии формируется дефект прочности породы, который в результате действия основной части заряда преобразуется в трещину, по которой отдельность откалывается от массива.In this case, in the region adjacent to the end of KRASNOV-ZAPAL, the front of the detonation wave propagating along the UKZ unfolds away from KRASNOV-ZAPAL, and the direction of propagation of the detonation wave acquires a component oriented in the longitudinal direction. Accordingly, the mass velocity vector of detonation products also acquires a longitudinal component. The same component, but in the opposite direction, is acquired by the detonation products in the region adjacent to the neighboring KRASNOV-ZAPAL. As a result, the detonation products of the explosive adjacent to the recess, as well as the dispersed particles of the material of its lining, rush towards each other not only in the transversely oriented direction, but also in the longitudinal direction. That is, there is the phenomenon of the formation of not only a “knife”, but also a cumulative jet, similar to that that occurs when an explosion of a classical cumulative charge. Naturally, the jet is formed by reducing the energy of the knife in the area adjacent to the gap between the red-fuses. But the speed of the particles of the jet is significantly greater than the speed of the particles of the knife and due to this, the rock penetrates the jet at a greater distance. Thus, at a greater distance, a rock strength defect is formed, which, as a result of the action of the main part of the charge, is transformed into a crack, along which the individual breaks off from the massif.

Грубо-приближенный расчет показывает, что существенно ощутимое повышение скорости продуктов детонации и частиц облицовки в струе возникает в случае, когда величина дистанция между КРАСНОВ-ЗАПАЛами не меньше ширины продольной кумулятивной выемки.A rough approximate calculation shows that a significantly perceptible increase in the velocity of detonation products and cladding particles in the jet occurs when the distance between the KRASNOV-IGNITS is not less than the width of the longitudinal cumulative recess.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2107885. Опубликован 27.03.1998.1. RF patent №2107885. Published 03/27/1998.

2. Патент РФ №1792519. Опубликован 30.01.1993. Прототип.2. RF patent No. 1792519. Published 01/30/1993. Prototype.

Claims

1. An fuse for an elongated cumulative charge having an initiating pulse input and output and including a high-speed explosive with a high detonation velocity, characterized in that it is equipped with initiating pulse conductors in which the propagation velocity of the initiating pulse is at least three times lower than the velocity detonation of a high-speed explosive, while the initiating pulse conductor is made in such a geometric shape that the pulse exits the conductor simultaneously Along the entire length, at the same time, the exit surface of the initiating pulse of one conductor is a natural extension of the exit surface of the initiating pulse of a neighboring conductor.

2. The fuse according to claim 1, characterized in that the conductor of the initiating pulse is made of explosive with a low detonation speed.

3. The fuse according to claim 1, characterized in that the volume of the conductor of the initiating pulse is filled with an inert substance.

4. A method of initiating a charge with a longitudinal cumulative recess, comprising initiating with fuses, characterized in that the fuses for an elongated cumulative charge according to claim 1 are placed on an elongated cumulative charge with a distance from each other, while the distance is not less than the width of the cumulative recess.