книги из ГПНТБ / Покровский Г.И. Взрыв и его применение

инициирования взрыва и кумулятивные заряды могут быть использованы в качестве вспомогательных детонаторов.

В Германии кумуляция была открыта значительно позд­ нее. к тому же немецкие ученые ограничились физическими опытами, долгое время не сумев сделать практических вы­

водов. В США кумуляцию впервые наблюдали в 1889 г. Американские ученые того времени сделали еще меньше, чем немецкие; они описывали кумуляцию как некоторый непонятный курьез, не находящий должного объяснения.

Дальнейшее практическое развитие кумулятивные за­ ряды получили после Великой Октябрьской социалистиче­ ской революции. В 1924 г. в Советских Вооруженных Силах была разработана система кумулятивных зарядов для про­

изводства саперных подрывных работ. Во время Великой

Отечественной войны особенно большую роль сыграли со­ ветские противотанковые кумулятивные авиационные бомбы, которые впервые были применены при отражении атак фашистских танков на Курской дуге в 1943 г.

Многое сделано советскими учеными для создания тео­ рии кумуляции и подтверждения этой теории соответст­

вующими опытами.

Кумуляция является могущественным бронебойным средством. Кумулятивная струя, ударяя о броню, создает такие высокие давления, что металл сжимается и течет, как

подвижная жидкость. В результате в металле мгновенно прокалывается длинное и узкое отверстие, через которое струя врывается в защищаемое броней пространство.

Отдельные частицы, на которые рассеивается струя, не­ сутся через воздух подобно маленьким метеоритам и ин­ тенсивно горят. Они зажигают горючее, взрывают боепри­ пасы, наносят значительные механические разрушения.

Не меньшее значение имеет кумуляция для мирных це­ лей. При помощи кумулятивных зарядов можно проби­ вать отверстия в стенах и перекрытиях, скважины в твер­ дых горных породах, перерезать металлические балки, стержни, листы.

Если рассматривать явление кумуляции подробнее, то получится следующая картина. После взрыва заряда ме­

талл облицовки под действием взрывных газов движется примерно перпендикулярно поверхности облицовки. Смы­ кание сжимающейся облицовки начинается с ее вершины,

входящей внутрь заряда. Смыкаясь, облицовка образует массивный стержень. При этом из сжимающейся обли­ цовки выжимается вперед по оси выемки тонкая струя,

60

идущая с большой скоростью (рис. 28). Струя обычно по­ лучает большую скорость в своей головной части и мень­ шую в хвосте. В результате она растягивается во время полета. Вместе с этим растет пробивное действие струи.

Рост пробивного действия происходит до тех пор, пока кумулятивная струя не разорвется вследствие сильного

Детонатор

Кумулятивный*

"заряд до взрыва

I

Рис. 28. Схема, показывающая, как сжимается металлическая облицовка кумулятивной выемки и как образуется кумулятивная струя

растяжения на мелкие куски, которые быстро сгорают при их стремительном движении через воздух. При этом, ко­ нечно, пробивное действие струи быстро снижается и по­ том исчезает.

Расстояние от заряда до точки, где достигается наи­

большее пробивное действие кумулятивной струи, называет­ ся фокусным расстоянием.

В отличие от газовой кумулятивной струи металличе­

ская кумулятивная струя могла бы двигаться на значи­ тельные расстояния. Однако, попадая в воздух, струя ме-

61

талла довольно быстро сгорает, подобно тому как сгорают метеориты, влетающие в атмосферу из космического про­ странства. Наиболее быстро сгорает струя из частиц алю­

миния, несколько медленнее — из железа, еще медленнее—

из меди; более устойчивы струи из мало окисляющихся

металлов, например платины, иридия. Несмотря на это, на небольших расстояниях от заряда металлы дают очень мощную струю. Если струя образована из алюминия, она дает при сгорании в воздухе яркий свет.

Рис. 29. Схема установки для изме­ рения скорости кумулятивной струи:

1 — стеклянная трубка, в которой движется кумулятивная струя; 2 — вращающееся зер­

можно легко измерить путем фотографирования. Фотосни­ мок производят при помощи вращающегося зеркала (рис. 29) или на движущуюся пленку. Таким способом можно измерять очень большие скорости.

Кумулятивные заряды с коническими выемками могут давать кумулятивные струи, имеющие скорость в 10—12 ки­ лометров в секунду. Эта скорость настолько велика, что, если бы не было земной атмосферы, тело ушло бы за пределы земного притяжения в космическое пространство.

В настоящее время кумуляция рассматривается как

средство исследования вещества, управления энергией и

62

получения весьма высоких давлений. Как видно из сказан­

63

рон крышку цилиндра, подходит к его внешней поверхно­ сти, и цилиндр взрывается. Ко внутренней полости цилин­ дра волна детонации подходит одновременно со всех сто­ рон. Металлическая труба, находящаяся внутри цилиндра, интенсивно сжимается в кумулятивный пест. В момент об­ разования песта в его центральной зоне возникают осо­ бенно высокие давления и по оси заряда с очень большой скоростью выбрасывается чрезвычайно тонкая струя.

Для того чтобы измерить скорость движения этой струи и не дать ей быстро сгореть в воздухе, ее выпускают в стек­ лянную трубку, из которой выкачан воздух. При взрыве

эта трубка разрушается, но разрушение происходит зна­ чительно медленнее движения кумулятивной струи. По­ этому скорость движения струи можно успеть зафиксиро­ вать при помощи весьма быстрого фотографирования, как это было описано выше.

Подобный метод был использован американскими уче­ ными Коски, Лэси, Шреффлером и Уиллингом в 1952 г. Они изучали скорости движения кумулятивных струй из различных материалов и установили, например, что берил­ лиевая струя выбрасывается со скоростью около 90 км/сек,

серебряная — около 60 км/сек, свинцовая — около 35 км/сек.

Рассчитывая для этих случаев давление Рк, получаем сле­ дующие значения для различных металлов:

Рк = 1 . ИЗО • 12 • 108 кг/м2 = 203 000 000 кг/см2,

или более 200 миллионов атмосфер.

Эти громадные значения давлений уже близки к тем давлениям, которые имеются внутри Солнца и звезд. С дру-

64

гой стороны, эти величины практически близки к тем давле­ ниям, которые получаются непосредственно после взрыва в продуктах распада атомного заряда, где давление вначале равняется примерно миллиарду атмосфер.

.Рассмотренный способ получения очень больших дав­

лений дает также возможность получать и очень высокие температуры. Например, при ударе кумулятивной струи о весьма твердую преграду или при столкновении двух ку­

мулятивных струй, движущихся навстречу одна другой,

можно получить необычайно яркую вспышку света. Путем изучения спектра излучения можно установить, что по­ лучаемая температура достигает десятков тысяч граду­ сов, т. е. превосходит температуру поверхностных слоев Солнца и звезд. Однако эта температура ниже температур, имеющихся во внутренних частях небесных тел.

Таким образом, такое явление, как кумуляция, оказы­ вается способным в принципе перекрыть то гигантское рас­ стояние, которое отделяет в энергетическом отношении обычные источники энергии, например, взрыв взрывчатого

вещества, от такого источника энергии, как атомный взрыв. * *, *

Еще более высокие концентрации энергии можно полу­ чить при электрическом конденсированном разряде. Как

было указано выше, электрический разряд может рассмат­ риваться как особая форма взрыва. Поэтому не удивитель­ но, что при электрическом разряде возможно также и яв­ ление кумуляции.

В частности, известно следующее явление, изученное

академиками И. Е. Таммом, А. Д. Сахаровым и Л. А. Ар­

цимовичем. Если пропустить электрический разряд через газ, находящийся в кварцевой трубке, то сначала электри­ ческий ток идет по стенкам этой трубки. Однако при таком разряде вокруг места разряда возникает мощное магнит­ ное поле. Магнитные силовые линии, охватывая зону раз­ ряда, сжимают зону тока в тончайший шнур. При образо­

вании этого шнура газ, раскаленный под действием элек­

трического разряда, движется к оси цилиндра и создает на этой оси мощный кумулятивный эффект, во много раз уве­ личивающий давление и температуру.

Несомненно, что на этом пути можно ожидать в бли­ жайшие годы весьма существенных новых открытий науки и достижений техники.

65

Покровский Георгий Иосифович ВЗРЫВ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ

Редактор Чугасов А. А.

Формат 84*/ Х108 м —2<', печ. л. — 3,485 усл. печ. л. — 3,459 уч.-изд. л. Г-52405.

Военное издательство Министерства обороны Союза ССР Москва, К-9, Тверской бульвар, 18.

1-я типография Военного издательства Министерства обороны Союза ССР

Москва, К-6, проезд Скворцова-Степанова, дом 3