Действие кумулятивных боеприпасов по экипажу

В первом случае эффект проявляется в формировании газокумулятивной струи, представляющей собой высокоскоростной направленный поток продуктов взрыва (ПВ) повышенной энергии (скорость такой струи может превышать даже вторую космическую
скорость — 11,2 км/с). Однако такая газокумулятивная струя имеет относительно
низкую эффективность действия по преграде, особенно на некотором удалении
от нее, что обусловлено быстрым расширением газообразных ПВ вследствие
неравномерного распределения по длине струи и наличия поперечных пульсаций в
струе. Это приводит к радиальному рассеиванию и быстрому снижению плотности
продуктов взрыва.

...
В результате экспериментальных и теоретических исследований было
установлено, что усиление кумулятивного эффекта при наличии облицовки связано с
весьма сильным и своеобразным перераспределением энергии между ПВ и
материалом металлической облицовки, а также переходом части металла в кумулятивную
струю. Основная часть энергии активной части КЗ «перекачивается» в металл
облицовки так, что оказывается сконцентрированной в его тонком слое, который
собственно и образует кумулятивную струю. Вследствие этого достигается
значительно большая плотность энергии в струе, чем при подрыве заряда без облицовки
выемки.

...

Качественным скачком, обусловившим широкое применение кумулятивного
эффекта, явилось использование металлической облицовки кумулятивной выемки.
При взрыве заряда с кумулятивной выемкой без облицовки образуется газовая
струя, а с металлической облицовкой — металлическая кумулятивная струя. Хотя
скорость у газовой струи выше, чем у металлической, но, вследствие большого
диаметра и малой плотности, ее воздействие на преграды во много раз слабее.


Экспериментальные и теоретические исследования показывают, что не вся
длина струи обладает способностью пробивать преграду. Та часть струи, которая
участвует в пробитии преграды, называется эффективной длиной струи.
Минимальную скорость, которую имеют элементы эффективной части струи, называют
критической.
Наличие критической скорости объясняется тем, что струя при скорости V < Vj уже не создает в месте контакта струя-преграда необходимого поля давления, чтобы «раздвинуть» материал преграды, а сама струя «срабатывается» в глубине преграды.

 

Если преграда имеет конечную толщину, то после ее пробития КС в запреград-
ное пространство проникают, помимо оставшейся части самой струи, вторичные
осколки, образующиеся в результате взаимодействия струи с тыльной частью
преграды, ПД и баллистические ударные волны (УВ). Каждый из указанных
факторов по-разному влияет на степень поражения объектов в запреградном
пространстве, однако главным образом она определяется энергией оставшейся
после пробития преграды части кумулятивной струи.

На рис. 17.10 представлена рентгенограмма (а) и схема процесса действия (б) КС
в запреградном пространстве. В результате взрыва кумулятивного заряда 1,
инициируемого детонатором 2, образуются КС 6, ПД 3 и падающая на преграду воздушная
УВ 4. После пробития такой преграды 8, в запреградное пространство проникают
элементы КС 7 и поток осколков от преграды 10, впереди которых распространяется УВ
(воздушная взрывная 9 И баллистические 11,12 от потока осколков и элементов КС)
С наружной поверхности преграды распространяется отраженная воздушная УВ 5.

 

Открытие кумулятивного эффекта
связывают с разработкой взрывных петард, вошедших во всеобщее употребление
в горнодобывающей промышленности во второй половине XVIII века. Горным
инженерам уже тогда было известно, что некоторую часть энергии взрыва можно
сконцентрировать, если придать заряду соответствующую форму. В 1792 г. (по
другим данным — в 1799 г.) немецкий минный инженер и естествоиспытатель
Франц фон Баадер (Baader) впервые сфокусировал энергию фугасного заряда,
создав в нем полость [17.9]. Дальнейшее развитие кумулятивный эффект получил
во второй половине XIX века. В 1864 г. русский военный инженер М. М. Борес-
ков выявил повышенный эффект действия у инженерных мин с кумулятивной
выемкой и использовал его для разрушения твердых пород при строительстве
фортификационных сооружений, а уже в 1865 г. в России, для усиления
направленного действия при взрыве, был применен первый капсюль-детонатор с конической кумулятивной выемкой.

Примерно в это же время подобный капсюль-детонатор
был предложен известным изобретателем Альфредом Нобелем (Nobel).
Первые научные работы по исследованию кумулятивного эффекта полых необ-
лицованных зарядов ВВ были опубликованы в Германии М. Ферстером (Foerster) в
1883 г. и Е. Нейманом (Neumaun) в 1914 г., а в Великобритании и США — К. Монро
(Munroe) в 1888г. [17.9]. В период с 1910г. по 1914г. в Великобритании и Германии
были получены первые патенты на применение металлических облицовок
кумулятивных выемок и использование кумулятивного эффекта в бронебойных снарядах,
однако перевести работы в полностью практическое русло для военных целей
не удалось до начала второй мировой войны.