Prettanku ieroči: Kumulatīvais lādiņš81

Lai labāk saprastu, kā darbojas kumulatīvais lādiņš apskatam augstāk esošo attēlu un lasam tālāk.

Tātad, gadījumā:

A. - Uz plāksnes tiek detonēts sprāgstvielas lādiņš. Sprādziena rezultātā radušās gāzes ieliec metāla cilindrā krāterveidīgu padziļinājumu, bet enerģija nav pietiekama, lai pārvarētu cilindra materiāla pretestību.

B. - Lādiņā tiek izveidots konusveida padziļinājums, jeb kumulatīvais padziļinājums.

Pateicoties kumulatīvajam padziļinājumam lādiņā, tā detonācijas laikā notiek enerģijas kumulācija* vienā punktā, kā rezultātā cilindrā rodas dziļāks krāteris.

*Vārds kumulācija(no latīņu cumulatio - sakrāšanās; cumulo - uzkrāšana) nozīmē kāda efekta palielināšanu vai pastiprināšanu ar cita efekta palīdzību, konkrēti šajā gadījumā kumulācija izpaužas sprādziena enerģijas koncentrēšanā vienā virzienā un rezultātā rodas lokāla graujošās iedarbības pastiprināšana

C. - Lādiņa konusveida padziļinājumā tiek ievietots plāns metāla konuss. Sprādziena rezultātā notiek konusa plastiskā deformācija un viņš tiek izmests dzelzs cilindra virzienā. Šoreiz viņš iekļūst jau drusku dziļāk, kā A. un B. gadījumā, bet svarīgs ir arī attālums, kādā kumulatīvais lādiņš tiek detonēts no mērķa. Ja tas būs pārāk mazs, tad kumulatīvā strūkla nepaspēs izveidoties, savukārt, ja būs pārāk liels, tad kumulatīvā strūkla būs zaudējusi savu enerģiju un iespējams nespēs iziet cauri mērķim.

D. - Kumulatīvais lādiņš novietots pareizā attālumā virs mērķa. Šajā gadījumā tas ir maksimālais kumulatīvās strūklas iekļūšanas dziļums.

(Viens no daudzajiem kumulatīvā lādiņa tehniskajiem izpildījumiem)
Tātad pamatā, visi kumulatīvie lādiņi sastāv no sprāgstvielas, lainera, detonātora, kā arī kautkāda apvalka, kas to visu tur kopā.

Par sprāgstvielu izmanto:

Oktogēnu, pazīstams arī, kā HMX - viena no visizplatītākajām kumulatīvajos lādiņos izmantotajām sprāgstvielām.

Oktolu, kas būtībā ir oktogēns atjaukts ar 20 - 25% trotila.

Okfolu, pēc būtības tas pats HMX vien ir, tikai šito izmanto pārsvarā Krievijā.

http://de.wikipedia.org/wiki/Composition_B">Comp B.

Heksogēnu, kas pazīstams arī, kā RDX, nu kā tad bez šī.

Pēdējais modes kliedziens laikam būs CL-20(HNIW) un Oktanitrokubāns, bet šie ir nežēlīgi dārgi, t.i CL-20 kilograma cena pārsniedz 1000 eiro, bet Oktanitrokubāns ir vēl dārgāks, jo sintezēšanas izmaksas ir ļoti augstas. Tāpēc ekonomijas nolūkos CL-20 atjauc kautvai ar to pašu HMX.

Protams ir vēl daudzas citas lieliskas sprāgstvielas, kuras es nepieminēju, tāda vai citāda iemesla dēļ.

(TOW prettanku raķetes laineris- izgatavots no vara)

Lainerus savukārt izgatavo no daudziem materiāliem. Visizplatītākais būs varš, pārsvarā izmanto OFC un OFHC varu. Protams nedrīkst aizmirst par tēraudu, titānu, molibēnu, magniju, alumīniju, niķeli, volframu, tantalu, zeltu, sudrabu, platīnu un pat stiklu. Ja kādam ir mežonīga interese par laineru materiālu, tad ar to vari iepazīties  <šajā aizvēsturiskajā    .pdf failā>.

Lainera sienas biezums parasti ir 1-4% no lādiņa lainera diametra. Tātad ja lainera diametrs ir 100mm, tad lainera biezums attiecīgi var būt sākot no 1mm, bet nepārsniegs 4mm.

Augšējā attēla daļā redzama kumulatīvās strūklas veidošanās grafiski, detonējot prettanku lādiņam, bet apakšā kumulatīvās strūklas veidošanos reālā laikā(attēli iegūti izmantojot radiogrāfijas metodi), tie cipariņi augšā ir laiks mikrosekundēs* pēc lādiņa iniciēšanas.

*Mikrosekunde - viena miljonā daļa no sekundes; apzīmē ar simbolu μs.

(Kumulatīvais lādiņš 24 un 30 mikrosekundes pēc detonācijas)

Daži fakti saistīti ar laiku un mikrosekundi, lai labāk izprastu šo laika vienību:

350 tūkstotšus mikrosekundes(~1/3 sekundes) - vidēji tik ilgs laiks nepieciešams, lai pamirkšķinātu acs plakstiņu.
1000 mikrosekundes - tik ilgi spīd fotokameras zibsnis.
4000 mikrosekundes - standarta fotokameras slēdža atvēršanās laiks.
500 000 mikrosekundes -  laiks no mirkļa, kad luksoforā iedegas zaļā gaisma līdz brīdim, kad sāk signalizēt aizmugurējās automašīnas šoferis.

Pastāv arī dažas likumsakarības starp lādiņa diametru, penetrācijas dziļumu, lainera lenķi un attālumu līdz mērķim.

Apskatam attēla augšējo bildi un sekojam līdzi.

Tātad, optimālais lādiņa detonēšanas attālums no mērķa(apzīmēšu ar Lm) parasti sastāda - Lm=(1,5...6)do;

īsto attālumu nosaka izmēģinājumos, jo viņš variējās diezgan plašās robežās.

Maksimālais penetrēšanas dziļums homogēnā tērauda bruņā(Lp) - Lp=(6...8)do,

tātad, ja lādiņa diametrs ir 100mm, tad viņš spēs iziet cauri 600...800mm biezai homogēnai bruņai; 

dažos avotos Lp=(8...10)do, bet tas attiecas uz lādiņiem, kur lainera lenķis 2α=20...90 grādi.
Ja mērķa materiāls ir betons, tad Lp=(14...16)do.

Vidējais kanāla diametrs tēraudā(dk) - dk=(0,1...0,3)do.

Attēlam pa vidu var redzēt kumulatīvās strūklas formēšanos atkarībā no lainera lenķa. Jo leņkis šaurāks, jo lielāks kumulatīvās strūklas ātrums un attiecīgi dziļāka penetrācija.

Savukārt pašā apakšā, pa fikso sazīmēju kumulatīvās strūklas sastāvdaļas, pēc detonācijas ar aptuvenajiem ātrumiem, mērvienība - kilometrs/sekundē, laigan var arī izmantot milimetru/mikrosekundē.

(Aptuveni šādi izskatās kumulatīvā lādiņa detonācija un kumulatīvās strūklas penetrācija kādā materiālā. FEM simulācija)

Pastāv mīts, ka kumulatīvā strūkla "caurkausē" tērauda bruņu. Tās ir muļķības, jo kumulatīvās strūklas temperatūra nepārsniedz 400-500 grādus pēc Celsija, vara kušanas temperatūra, no kura ir izgatavots laineris, ir aptuveni 1080 grādi, bet bruņu tērauda kušanas temperatūra ir vēl augstāka - 1500 pēc Celsija.

Manuprāt uzskats, ka bruņa tiek "caursista", arī īsti neatbilst realitātei, es teiktu drīzāk - bruņa tiek caurpludināta.

Lieta tāda, ka kumulatīvās strūklas un bruņas kontaktpunktā, ļoti īsā laika sprīdī rodas ļoti liels spiediens, kurš dažos gadījumos var sasniegt pat vienu terapaskālu (1 terapaskāls = 10 000 000 bāru; vieglās automašīnas ritenī gaisa spiediens parasti atrodas 2 bāru robežās), kā rezultātā metāls sāk plūst, kā šķidrums, atbilstoši hidrodinamiskās* penetrācijas teorijai.

Ja kāds vēlas praktiski redzēt vai nodemostrēt hidrodinamisko penetrāciju, tad tam ir nepieciešams dziļš baseins un augstspiediena mazgātājs. Bruņas lomu spēlē baseins, bet kumulatīvo strūklu - augstspiediena ūdens strūkla 

Rezultāts būs ne gluži identisks, bet diezgan līdzīgs.

*Hidrodinamika - ir hidromehānikas nodaļa, kas aplūko nesaspiežamu šķidrumu kustību un to mijiedarbību ar cietiem ķermeņiem.

(Hellfire prettanku raķete, laineris - varš)

Raksts ir beidzot galā, apsveicu visus, kuri tik tālu tika

Internetā ir ļoti daudz informācijas par šo visu, tākā ja ir interese, vari meklēt tālāk pats, izmantojot atslēgvārdus shaped charge(angliski), hohlladung(vāciski), la charge creuse(franciski).

Protams iesaku arī noskatīties video, lai taptu skaidrāks, viss augstāk minētais. Pirmajā video īsumā par ass simetriskajiem kumulatīvajiem lādiņiem, par ko faktiski bija arī viss raksts, bet otrajā vispārēji par kumulatīvajiem lādiņiem.