Кумулятивний ефект
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Кумулятивний ефект

Кумулятивний ефект, кумуляція, посилена в певному напрямі дія вибуху. До. е. створюється зарядом вибухової речовини, що має поглиблення — кумулятивну виїмку, звернену до мішені (наприклад, до сталевої броньової плити). Кумулятивна виїмка, зазвичай конічної форми, покрита металевою оболонкою (облицюванням), її товщина залежно від діаметру заряду варіюється від доль мм до мм. Механізм дії кумулятивного заряду полягає в наступному. Після вибуху капсуля -детонатора, заряду, що знаходиться на протилежній по відношенню до виїмки стороні, виникає детонаційна хвиля, яка переміщається уздовж осі заряду. Хвиля руйнує конічну оболонку, починаючи від її вершини, і повідомляє матеріалу оболонки велику швидкість. Тиск продуктів вибуху що досягає ~ 10 10 н/м 2 (10 5 кгс/см 2 ) , значно перевершує межу міцності металу. Тому рух металевої оболонки під дією продуктів вибуху подібно до течії рідкої плівки (підкреслимо, що перебіг металу не пов'язаний з його плавленням, а викликаний надзвичайно високим механічним навантаженням). Рухомий метал утворює сходиться під певним кутом до осі конуса потік який переходить в тонкий (порядку товщини оболонки) металевий струмінь, що переміщається уздовж осі з дуже великою швидкістю (~ 10 кмlceк ) . Дія цього струменя і обумовлює високу пробивну здатність вибуху кумулятивного заряду ( мал. 1 ). Високошвидкісний струмінь пробиває сталеву броню подібно до того, як потужний струмінь води проникає в м'яку глину. Глибина проникнення (рівна приблизно довжині струменя) пропорційна створюючою конічної оболонки. Тиск, що виникає при зіткненні струменя з броньовою плитою, настільки перевищує напругу руйнування стали, що міцність мішені не грає істотної ролі.

  При схлопиванії конічної оболонки швидкості окремих частин струменя виявляються декілька різними, в результаті струмінь у польоті розтягується. Тому невелике збільшення проміжку між зарядом і мішенню збільшує глибину пробиття із-за подовження струменя. При значних відстанях між зарядом і мішенню струмінь розривається на частини, і ефект пробиття знижується. Використання заряду з кумулятивною виїмкою, але без металевого облицювання знижує До. е., оскільки замість металевого струменя діє струмінь газоподібних продуктів вибуху ( мал. 2 ).

  Термін «кумуляція» інколи застосовується фахівцями в ширшому сенсі — для позначення явищ в яких перебіг середовища приводить до концентрації енергії в невеликому об'ємі, але не обов'язково супроводиться утворенням струменів. Прикладами таких явищ служать ті, що сходяться до центру (до осі) сферичні (циліндрові) детонаційні або ударні хвилі, схлопиваніє порожньої порожнини в рідині під дією великого тиску і т. п. До. е. використовується у військовій справі і в наукових дослідженнях для вивчення властивостей речовин при високому тиску.

  Літ.: Лаврентьев М. А., Кумулятивний заряд і принципи його роботи, «Успіхи математичних наук», 1957, т. 12, ст 4; Теоретичні і експериментальні дослідження явища кумуляції, «Механіка. Збірка переведень і оглядів іноземної періодичної літератури», 1953, ст 4 (20); Забабахин Е. І., Явища необмеженій кумуляції, в кн.: Механіка в СРСР за 50 років, т. 2, М., 1970.

  М. А. Садовський, До. Е. Губкин.

Мал. 1. Послідовні стадії руйнування металевої оболонки і формування кумулятивного струменя (отримані методом імпульсної рентгенографії): а — конічна оболонка перед руйнуванням; би — початок руйнування — детонаційна хвиля досягла вершини конуса; у — утворення струменя (через 4,8 мксек після закінчення детонації); г — металевий струмінь через 22,5 мксек після закінчення детонації заряду.

Мал. 2в. Фотографія руйнування, виробленого в сталевій мішені дією заряду з кумулятивною виїмкою (з металевим облицюванням). Поперечний перетин вживаного заряду показаний над мішенню.

Мал. 2б. Фотографія руйнування, виробленого в сталевій мішені дією заряду з кумулятивною виїмкою (без металевого облицювання). Поперечний перетин вживаного заряду показаний над мішенню.

Мал. 2а. Фотографія руйнування, виробленого в сталевій мішені дією суцільного заряду. Поперечний перетин вживаного заряду показаний над мішенню.