Кумулятивный эффект

Кумулятивный эффект

Кумуляти́вный эффект

Кумуляция, усиленное в определённом направлении действие взрыва. К. э. создаётся зарядом взрывчатого вещества, имеющим углубление — кумулятивную выемку, обращенную к мишени (например, к стальной броневой плите). Кумулятивная выемка, обычно конической формы, покрыта металлической оболочкой (облицовкой), её толщина в зависимости от диаметра заряда варьируется от долей мм до мм. Механизм действия кумулятивного заряда (См. Кумулятивный заряд) состоит в следующем. После взрыва капсюля (См. Капсюль)-детонатора, находящегося на противоположной по отношению к выемке стороне заряда, возникает детонационная волна, которая перемещается вдоль оси заряда. Волна разрушает коническую оболочку, начиная от её вершины, и сообщает материалу оболочки большую скорость. Давление продуктов взрыва, достигающее ~ 1010 н/м2 (105 кгс/см2), значительно превосходит предел прочности металла. Поэтому движение металлической оболочки под действием продуктов взрыва подобно течению жидкой плёнки (подчеркнём, что течение металла не связано с его плавлением, а вызвано чрезвычайно высокой механической нагрузкой). Движущийся металл образует сходящийся под определённым углом к оси конуса поток, который переходит в тонкую (порядка толщины оболочки) металлическую струю, перемещающуюся вдоль оси с очень большой скоростью (~ 10 кмlceк). Действие этой струи и обусловливает высокую пробивную способность взрыва кумулятивного заряда (рис. 1). Высокоскоростная струя пробивает стальную броню подобно тому, как мощная струя воды проникает в мягкую глину. Глубина проникновения (равная примерно длине струи) пропорциональна образующей конической оболочки. Давление, возникающее при столкновении струи с броневой плитой, настолько превышает напряжение разрушения стали, что прочность мишени не играет существенной роли.

При схлопывании конической оболочки скорости отдельных частей струи оказываются несколько различными, в результате струя в полёте растягивается. Поэтому небольшое увеличение промежутка между зарядом и мишенью увеличивает глубину пробивания из-за удлинения струи. При значительных расстояниях между зарядом и мишенью струя разрывается на части, и эффект пробивания снижается. Использование заряда с кумулятивной выемкой, но без металлической облицовки снижает К. э., поскольку вместо металлической струи действует струя газообразных продуктов взрыва (рис. 2).

Термин «кумуляция» иногда применяется специалистами в более широком смысле — для обозначения явлений в которых течение среды приводит к концентрированию энергии в небольшом объёме, но не обязательно сопровождается образованием струй. Примерами таких явлений служат сходящиеся к центру (к оси) сферические (цилиндрические) детонационные или ударные волны, схлопывание пустой полости в жидкости под действием большого давления и т. п. К. э. используется в военном деле и в научных исследованиях для изучения свойств веществ при высоких давлениях.

Лит.: Лаврентьев М. А., Кумулятивный заряд и принципы его работы, «Успехи математических наук», 1957, т. 12, в. 4; Теоретические и экспериментальные исследования явления кумуляции, «Механика. Сборник переводов и обзоров иностранной периодической литературы», 1953, в. 4 (20); Забабахин Е. И., Явления неограниченной кумуляции, в кн.: Механика в СССР за 50 лет, т. 2, М., 1970.

М. А. Садовский, К. Е. Губкин.

Рис. 1. Последовательные стадии разрушения металлической оболочки и формирования кумулятивной струи (получены методом импульсной рентгенографии): а — коническая оболочка перед разрушением; б — начало разрушения — детонационная волна достигла вершины конуса; в — образование струи (через 4,8 мксек после окончания детонации); г — металлическая струя через 22,5 мксек после окончания детонации заряда.

Рис. 2в. Фотография разрушения, произведённого в стальной мишени действием заряда с кумулятивной выемкой (с металлической облицовкой). Поперечное сечение применяемого заряда показано над мишенью.

Рис. 2б. Фотография разрушения, произведённого в стальной мишени действием заряда с кумулятивной выемкой (без металлической облицовки). Поперечное сечение применяемого заряда показано над мишенью.

Рис. 2а. Фотография разрушения, произведённого в стальной мишени действием сплошного заряда. Поперечное сечение применяемого заряда показано над мишенью.

Источник: Большая советская энциклопедия на Gufo.me

Значения в других словарях

  1. КУМУЛЯТИВНЫЙ ЭФФЕКТ — Экономический, финансовый эффект, достигаемый за счет постепенного накопления, сосредоточения факторов и последующего их «взрывного» действия. Экономический словарь терминов
  2. КУМУЛЯТИВНЫЙ ЭФФЕКТ — (кумуляция) (от позднелат. cumulatio — скопление), существенное увеличение действия взрыва в определ. направлении, достигаемое спец. формой зарядов взрывчатых в-в — с выемкой (обычно коиич. формы) в противоположной от детонатора части заряда (рис.). Физический энциклопедический словарь
  3. Кумулятивный эффект — Кумуляция (от cp.-век. cumulatio — скопление * a. cumulative effect; н. Hohlladungswirkung; ф. effet cumulatif; и. efecto cumulativo), — существенное увеличение действия взрыва в определённом направлении, достигаемое спец. Горная энциклопедия
  4. КУМУЛЯТИВНЫЙ ЭФФЕКТ — КУМУЛЯТИВНЫЙ ЭФФЕКТ (от лат. cumulo — собираю, накапливаю) — концентрация действия взрыва в одном направлении. Большой энциклопедический словарь

У этого термина существуют и другие значения, см. Кумуляция. Унитарный выстрел с кумулятивным снарядом в разрезе Устройство кумулятивного снаряда: 1 — обтекатель, 2 — воздушная полость, 3 — облицовка, 4 — детонатор, 5 — взрывчатое вещество, 6 — пьезоэлектрический взрыватель Кумулятивный эффект

Кумулятивный эффект, эффект Манро (англ. Munroe effect) — усиление действия взрыва путём его концентрации в заданном направлении, достигаемое применением заряда с конической выемкой, основание которой обращёно в сторону поражаемого объекта, а детонатор располагается у вершины выемки. Поверхность заряда со стороны выемки покрывается металлической облицовкой, толщина которой варьируется от долей миллиметра до нескольких миллиметров.

Кумулятивный эффект используется в исследовательских целях (возможность достижения больших скоростей вещества — до 90 км/с), в горном деле, в военном деле (бронебойные снаряды).

Механизм действия кумулятивного заряда

Кумулятивная струя

После взрыва капсюля-детонатора заряда, возникает детонационная волна, которая перемещается вдоль оси заряда.

Волна, распространяясь к облицовке поверхности конуса, схлопывает её в радиальном направлении, при этом в результате соударения частей облицовки давление в ней резко возрастает. Давление продуктов взрыва, достигающее порядка 1010 Па (105 кгс/см²), значительно превосходит предел текучести металла, поэтому движение металлической облицовки под действием продуктов взрыва подобно течению жидкости, которое, однако, обусловлено не плавлением, а пластической деформацией.

Аналогично жидкости, металл облицовки формирует две зоны: большой по массе (порядка 70—90 %) медленно двигающийся «пест» и меньшую по массе (порядка 10—30 %) тонкую (порядка толщины облицовки) гиперзвуковую металлическую струю, перемещающуюся вдоль оси симметрии заряда, скорость которой зависит от скорости детонации взрывчатого вещества и геометрии воронки. При использовании воронок с малыми углами при вершине возможно получить крайне высокие скорости, но при этом возрастают требования к качеству изготовления облицовки, так как повышается вероятность преждевременного разрушения струи. В современных боеприпасах используются воронки со сложной геометрией (экспоненциальные, ступенчатые и др.) с углами в диапазоне от 30 до 60°; скорость кумулятивной струи при этом достигает 10 км/с.

Процесс запрессовки медной облицовочной юбки, она же в виде готового изделия и внутри снаряженного боеприпаса в разрезе

Поскольку при встрече кумулятивной струи с бронёй развивается очень высокое давление, на один-два порядка превосходящее предел прочности металлов, то струя взаимодействует с бронёй в соответствии с законами гидродинамики, то есть при соударении они ведут себя как идеальные жидкости. Прочность брони в её традиционном понимании в этом случае практически не играет роли, а на первое место выходят показатели плотности и толщины бронирования.

Теоретическая пробивная способность кумулятивных снарядов пропорциональна длине кумулятивной струи и квадратному корню отношения плотности облицовки конуса (воронки) к плотности брони. Практическая глубина проникновения кумулятивной струи в монолитную броню у существующих боеприпасов варьируется в диапазоне от 1,5 до 4 калибров.

При схлопывании конической оболочки скорости отдельных частей струи оказываются различными, и струя в полёте растягивается. Поэтому небольшое увеличение промежутка между зарядом и мишенью увеличивает глубину пробивания за счёт удлинения струи. Однако при значительных расстояниях между зарядом и мишенью непрерывность струи нарушается, что снижает бронебойный эффект. Наибольший эффект достигается на так называемом «фокусном расстоянии», на котором струя максимально растянута, но ещё не разорвана на отдельные фрагменты. Для выдерживания этой дистанции используют различные типы наконечников соответствующей длины.

При перемещении в твёрдой среде градиентно разорванная кумулятивная струя самоцентрируется, а диаметр трека по мере удаления от точки фокуса уменьшается. При движении разорванной на фрагменты кумулятивной струи в жидкостях и газах каждый фрагмент перемещается по собственной траектории, а диаметр трека по мере удаления от точки фокуса увеличивается. Этим объясняется резкое снижение пробивной способности высокоградиентных кумулятивных струй при использовании противокумулятивных экранов.

Использование заряда с кумулятивной выемкой без металлической облицовки снижает кумулятивный эффект, так как вместо металлической струи действует струя газообразных продуктов взрыва; однако при этом достигается значительно более сильное заброневое действие.

Ударное ядро

Основная статья: Ударное ядро

Ударное ядро — компактная металлическая форма, напоминающая пест, образующаяся в результате сжатия металлической облицовки кумулятивного заряда продуктами его детонации.

Для образования ударного ядра кумулятивная выемка имеет тупой угол при вершине или форму сферического сегмента переменной толщины (у краёв толще, чем в центре). Под влиянием ударной волны происходит не схлопывание конуса, а выворачивание его «наизнанку». Полученный снаряд диаметром в четверть и длиной в один калибр (первоначальный диаметр выемки) разгоняется до скорости 2,5 км/с. Бронебойное действие ядра ниже, чем у кумулятивной струи, но зато сохраняется на расстоянии до 1000 калибров. В отличие от кумулятивной струи, состоящей лишь из 15 % массы облицовки, ударное ядро образуется из 100 % её массы.

История

Пробитый взрывом кумулятивного заряда наблюдательный купол в форте Эбен-Эмаль. В центре снимка виден пролом, образованный воздействием кумулятивной струи.

В 1792 году горный инженер Франц фон Баадер высказал предположение, что энергию взрыва можно сконцентрировать на небольшой площади, используя полый заряд. Однако в своих экспериментах фон Баадер использовал чёрный порох, который не может формировать необходимую детонационную волну. Впервые продемонстрировать эффект применения полого заряда удалось лишь с изобретением высокобризантных взрывчатых веществ. Это сделал в 1883 году изобретатель Макс фон Фёрстер (Max von Foerster).

Повторно открыл кумулятивный эффект, исследовал и подробно описал его в своих работах американец Чарльз Манро (Charles Edward Munro) в 1888 году.

В Советском Союзе в 1925—1926 годах изучением зарядов взрывчатых веществ с выемкой занимался профессор М. Я. Сухаревский.

В 1938 году Франц Томанэк (Franz Rudolf Thomanek) в Германии и Генри Мохоупт (Henry Hans Mohaupt) в Швейцарии независимо друг от друга открыли эффект увеличения пробивной способности при применении металлической облицовки конуса.

Рентгено-импульсная съемка процесса, осуществленная в 1939 — начале 1940-х годов в лабораториях Германии, США и Великобритании, позволила существенно уточнить принципы действия кумулятивного заряда (традиционная фотосъёмка невозможна из-за вспышек пламени и большого количества дыма при детонации).

Кумулятивные боеприпасы впервые были применены в боевых условиях 10 мая 1940 г. при штурме форта Эбен-Эмаль (Бельгия). Тогда для подрыва укреплений диверсионным отрядом использовались переносные заряды в виде полусфер весом 12,5 и 50 кг.

Одним из неприятных сюрпризов лета 1941 года для танкистов РККА стало применение войсками Германии кумулятивных снарядов и гранат. На подбитых танках обнаруживались пробоины с оплавленными краями, поэтому снаряды получили название «бронепрожигающих». 23 мая 1942 года на Софринском полигоне были проведены испытания снаряда к 76-мм полковой пушке, разработанного НИИ-6 на основе трофейного немецкого снаряда. По результатам испытаний 27 мая 1942 года первый советский кумулятивный снаряд БП-353А принят на вооружение.

В 1949 году Михаил Алексеевич Лаврентьев становится лауреатом Сталинской премии за создание теории кумулятивных струй.

В 1950-е годы был достигнут огромный прогресс в понимании принципов формирования кумулятивной струи. Предложены методы усовершенствования кумулятивных зарядов пассивными вкладышами (линзами), определены оптимальные формы кумулятивных воронок, применена ступенчатая облицовка конуса для компенсации вращения снаряда, разработаны специальные составы взрывчатых веществ. Многие из обнаруженных в те далекие годы явлений изучаются и до настоящего времени.

Кумулятивные боеприпасы и их поражающие факторы

Основная статья: Кумулятивные боеприпасы H 50 (Hohlladung 50 kg) — один из первых серийных кумулятивных зарядов. Применялся для разрушения оборонительных укреплений во время Второй мировой войны.

Несмотря на относительно слабое заброневое действие, кумулятивная граната при попадании в башню, как правило, убивает одного или более членов экипажа бронемашины, может вывести из строя вооружение, подорвать боекомплект. Попадание в моторное отделение делало машину неподвижной мишенью, а если на пути кумулятивной струи встречались топливопроводы, происходило воспламенение топлива.

Виктор Мураховский отмечает, что широко распространен миф о том, что кумулятивные заряды поражают избыточным давлением и температурой, но это не соответствует действительности. Поражение защищённой цели достигается действием короткой кумулятивной струи небольшого диаметра, создающей давление в несколько тонн на квадратный сантиметр (что превышает предел текучести металлов) и пробивающей небольшое отверстие около 8 мм в броне. Весь наблюдаемый визуально взрыв кумулятивного заряда происходит до брони и избыточное давление и температура не могут проникнуть через небольшое отверстие и не являются основными поражающими факторами. Устанавливаемые внутри танков датчики давления и температуры не фиксируют существенного фугасного или термического воздействия после пробивания брони кумулятивной струей. Основной поражающий фактор кумулятивного заряда — это отрываемые осколки и капли брони. При попадании на боекомплект танка осколков и капель от пробитой брони возможно его воспламенение и детонация с разрушением бронемашины. Если кумулятивная струя и капли брони не поражают людей и пожаро-/взрывоопасное оборудование танка, то в целом прямое попадание даже мощного кумулятивного заряда может не вывести из строя танк.

Тяжёлые ПТУР (типа 9М120 «Атака», «Хеллфайр») при попадании в бронированные машины лёгкого класса с противопульной защитой своим синергетическим действием могут уничтожить не только экипаж, но и частично или полностью разрушить машины. С другой стороны, воздействие большинства носимых ПТС на ББМ (при отсутствии детонации боеприпасов ББМ) не столь критично — здесь наблюдается обычный эффект заброневого действия кумулятивной струи, а поражения экипажа избыточным давлением не происходит.

См. также Кумулятивно-осколочный снаряд

Интересные факты

  • Первоначально кумулятивные снаряды назывались бронепрожигающими, так как считалось (исходя из формы пробитой воронки), что они именно прожигают броню. В реальности же при подрыве заряда температура облицовки достигает всего лишь 200—600 °C, что значительно ниже температуры её плавления.
  • Распространено мнение, что при попадании кумулятивной струи в танк или иную броневую цель находящиеся внутри погибают от баротравмы при резком повышении давления в замкнутом объеме после пробития брони, и это одна из причин, почему десант БМП предпочитает ездить снаружи, на верхнем листе, а не внутри машины, а также поэтому некоторые танкисты предпочитают езду с открытыми люками, для сброса давления. В реальности же всё наоборот: расширяющиеся газы сдетонировавшего кумулятивного заряда не могут проникнуть за пробитую броню в образовавшееся небольшое отверстие, а вот открытые люки приводят к «затеканию» ударной волны и поражению экипажа.

> См. также

  • Имплозия
  • Противокумулятивный экран
  • Динамическая защита
  • ПТАБ-2,5-1,5
  • HHL-3

Примечания

  1. Слободецкий И. Ш., Асламазов И. Г. Задачи по физике. — М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1980. — С. 55—59. — 176 с. — (Библиотечка «Квант»). — 150 000 экз. — ISBN нет, УДК С48 530.1, ББК 22.3 53.
  2. Виктор Мураховский, полковник запаса. Ещё один кумулятивный миф (недоступная ссылка). Дата обращения 9 сентября 2011. Архивировано 3 июня 2012 года.
  3. Walters W. P., Zukas J. A. Fundamentals of Shaped Charges. — John Wiley & Sons Inc., 1989. — ISBN 0-471-62172-2.
  4. Hubert Schardin. Über die Entwicklung der Hohlladung, in: Wehrtechnische Hefte. — 1954.
  5. James E Mrazek. The fall of Eben Emael: prelude to Dunkerque. — Luce, 1971.
  6. German GG/P 40 H.E.A.T. Rifle Grenade — Inert-Ord.net (англ.). Дата обращения 5 декабря 2009. Архивировано 16 февраля 2012 года.
  7. Драбкин А. Я дрался с Панцерваффе. «Двойной оклад — тройная смерть!». — М.: Яуза, Эксмо, 2007. — (Война и мы). — 10 000 экз. — ISBN 978-5-699-20524-0.
  8. 1 2 Кумулятивный эффект и ударное ядро. — kumul-effekt-2.html, archive.is (13 мая 2015). Дата обращения 7 ноября 2016.
  9. ЕЩЁ ОДИН КУМУЛЯТИВНЫЙ МИФ. Военно-патриотический сайт «Отвага». Дата обращения 29 февраля 2016.

Литература

  • Андреев С. Г., Бабкин А. В., Баум Ф. А. и др. Глава 17. Кумуляция // Физика взрыва / Под редакцией Л. П. Орленко. — издание 3-е, переработанное и дополненное. — М.: Физматлит, 2004. — Т. 2. — С. 193-350. — 656 с. — ISBN 5-9221-0220-6.
  • Лаврентьев М.А., Шабат Б.В. Глава VII. Струи. § 29. Кумулятивные струи // Проблемы гидродинамики и их математические модели. — М.: Наука, 1973. — С. 257-269. — 416 с. (недоступная ссылка)
  • Баланкин А. С., Любомудров А. А., Севрюков И. Т. Кинетическая теория кумулятивного бронепробивания. — М.: Изд-во Министерства обороны СССР. — 271 с.

Ссылки

  • Теория процесса бронепробивания кумулятивных и подкалиберных снарядов Танковая мощь
  • В. Мураховский, сайт «Отвага 2004». Ещё один кумулятивный миф (недоступная ссылка). Дата обращения 20 мая 2009. Архивировано 16 февраля 2012 года.

Типы артиллерийских боеприпасов

Основного назначения:

Специального назначения:

Вспомогательного назначения

Также БП классифицируются на подкалиберные/калиберные/надкалиберные, активные/активно-реактивные/реактивные

1. Явления кумуляции

МАТЕРИАЛЬНАЯ КУМУЛЯЦИЯ = ФИЗИЧЕСКАЯ

Накопление препарата в организме вследствие задержки инактивации и выведения препарата

(при патологии печени и почек) либо превышение дозировок при повторных приемах

над скоростью элиминации.

Потенциальная вероятность кумуляции тем выше,

чем медленнее препарат инактивируется в организме

чем прочнее он связывается в тканях.

(сердечные гликозиды, витамины А и Д, некоторые антикоагулянты, фенобарбитал) Кумуляция всегда опасна из-за стремительного нарастания числа и выраженности осложнений.

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ КУМУЛЯЦИЯ Накопление эффекта, а не вещества.

2. ПРИВЫКАНИЕ =ТОЛЕРАНТНОСТЬ

Постепенное ослабление действия препарата до полной утраты при длительном приеме. Привыкание может развиваться вследствие :

  • снижения реактивности клеточных рецепторов

  • включения альтернативных путей обмена взамен блокированных

  • усиления функционирования компенсаторных механизмов

  • усиление инактивации препарата вследствие индукции микросомальных ферментов

Для преодоления феномена привыкания используют:

  • комбинирование лекарственных средств с разными механизмами действия, но одинаковым результатом

  • переход на препараты другой химической группы с иными способами биотрансформации

Перекрестное привыкание — привыкание к веществам, взаимодействующим с теми же рецепторами или субстратами.

ТАХИФИЛАКСИЯ

Особый вид привыкания, возникающий очень быстро (иногда после первого введения вещества).

3. Феномен отмены

Может выражаться в двух ( по сути противоположных) вариантах:

1, В основном при длительном применении гормональных средств.

Состоит в стойком подавлении функции собственных желез.

Вводимый извне гормон делает ненужной работу собственной железы, и она подвергается

атрофии.

Резкая отмена гормона (чаще всего кортикостероиды) вызывает острую кортикоидную

недостаточность с шокоподобным синдромом при сильных стрессах, травмах, операциях.

Лучшая профилактика — постепенная отмена препарата.

2. Феномен отдачи = «рикошета»

Реакция организма в ответ на внезапное прекращение приема лекарств.

По направленности противоположна предыдущей.

Суть — в растормаживании регуляторного процесса или отдельной реакции, подавленных ранее

лекарственным веществом.

В результате происходит как бы суперкомпенсация процесса с резким обострением болезни по

сравнению даже с долечебным уровнем.

Клинически важные последствия резкой отмены препаратов касаются:

. сердечно-сосудистой системы

(гипотензивные средства, особенно клонидин, блокаторы в-рецепторов, нитраты длительного

действия). . нервной системы

(все депрессанты — т.е. снотворные, седативные, алкоголь, противоэпилептические,

противорпаркинсонические, трициклические антидепрессанты).

Лучшая профилактика — постепенная отмена данного препарата.

4. Зависимость от лекарственных средств

Длительный прием препаратов с психотропным действием может формировать у больного психическую и даже физическую зависимость.

ПСИХИЧЕСКАЯ ЛЕКАРСТВЕННАЯ ЗАВИСИМОСТЬ

Вызывают средства, создающие ощущение психического комфорта. Отказ от них вызывает ощущение дискомфорта, психического напряжения. Стремление избавиться от этих ощущений заставляет вновь принимать то же лекарство, причем обычно в нарастающих дозах. Фактически это проявления синдрома отдачи.

ФИЗИЧЕСКАЯ ЛЕКАРСТВЕННАЯ ЗАВИСИМОСТЬ

Более выраженная степень зависимости.

Отмена препарата вызывает тяжелое состояние, которое кроме психических изменений,

проявляется соматическими нарушениями (синдром абстиненции).

КУМУЛЯТИВНОЕ ДЕЙСТВИЕ

Смотреть что такое «КУМУЛЯТИВНОЕ ДЕЙСТВИЕ» в других словарях:

  • кумулятивное действие — — Тематики энергетика в целом EN cumulative action … Справочник технического переводчика

  • кумулятивное действие взрыва — — Тематики нефтегазовая промышленность EN shaped charge explosive action … Справочник технического переводчика

  • кумулятивное действие боеприпаса — kumuliacinė šaudmens veikmė statusas T sritis Gynyba apibrėžtis Naikinamoji veikmė, pagrįsta šaudmens užtaiso sprogimo produktų ir korpuso medžiagos sutelktu ir kryptingu srautu, pramušančiu šarvus. atitikmenys: angl. cumulative effect of… … Artilerijos terminų žodynas

  • Действие взрыва — эффекты, производимые при взрыве объекта (например, боеприпаса). Различают бризантное, зажигательное, кумулятивное, осколочное, ударное, фугасное действие на объекты поражения. Под поражающим действием понимают эффекты, процессы и явления,… … Словарь черезвычайных ситуаций

  • Действие боеприпасов — эффект, производимый боеприпасами во время их применения по назначению. Наиболее характерные виды Д.б.: фугасное поражение цели продуктами взрыва заряда и образующейся ударной волной (характеризуется объёмом воронки и величиной избыточного… … Словарь черезвычайных ситуаций

  • Действие боеприпаса — эффект, производимый боеприпасом во время его боевого применения Различают Д. б. зажигательное, кумулятивное, осколочное, ударное, фугасное (боеприпасы основного назначения), осветительное, сигнальное, помехообразующее и др. (боеприпасы… … Словарь военных терминов

  • Действие Кумулятивное (Cumulative Action) — токсический эффект от воздействия лекарственного вещества, возникающий в результате его повторного применения в небольших дозах с такими интервалами между приемами, которые недостаточны ни для его расщепления, ни для выведения его из организма.… … Медицинские термины

  • ДЕЙСТВИЕ КУМУЛЯТИВНОЕ — (cumulative action) токсический эффект от воздействия лекарственного вещества, возникающий в результате его повторного применения в небольших дозах с такими интервалами между приемами, которые недостаточны ни для его расщепления, ни для выведения … Толковый словарь по медицине

  • Аддитивное действие генов — * адытыўнае дзеянне генаў * additive gene action 1. Тип взаимодействия аллельных генов, при котором отсутствует доминирование; гетерозиготы занимают промежуточное по фенотипическому проявлению положение между гомозиготами альтернативных аллелей.… … Генетика. Энциклопедический словарь

  • кумулятивтік оқ-дәрі әсері — (Кумулятивное действие боеприпаса) сыртқы қабы мен зарядтың жары лыс өнімдерінің шоғырланған және бағытталған өнімдерімен нысаналарды жоюдан тұрады … Казахский толковый терминологический словарь по военному делу

Физическая сущность кумулятивного действия

КУМУЛЯТИВНОЕ ДЕЙСТВИЕ БОЕПРИПАСОВ

Термин «кумуляция» происходит от латинского cumulatio, что означает «скопление» или cumulo — накапливаю. Дословно это слово означает увеличение или усиление какого-либо эффек­та за счет наложения или накопления нескольких однородных по своей природе эффектов. На практике кумуляцией (кумуля­тивным эффектом) называется явление концентрации энергии взрыва заряда ВВ в заданном направлении. Это направление определяется специально выполненной в заряде кумулятивной выемкой.

Открытие кумулятивного эффекта взрыва принадлежит рус­скому военному инженеру М М. Борескову, который в 1864 г. па практике показал сильное разрушительное действие мин с кумулятивной выемкой в саперных работах. В 1865 г. появился первый капсюль-детонатор с конической кумулятивной выем­кой, обладающий повышенной инициирующей способностью.

Первые систематические исследования кумулятивного эф­фекта были проведены в 1923—1926 гг. профессором М. Я. Су­харевским, который установил зависимость пробивного действия кумулятивных зарядов без облицовки от формы выемки и ряда других факторов. Он впервые высказал гипотезу о физической сущности кумулятивного эффекта, которая заключается в кон­центрации энергии взрыва в определенном направлении.

Серьезные экспериментальные и теоретические исследования кумуляции принадлежат русским ученым — академику М. А. Лаврентьеву и профессору Г. И. Покровскому. Кумулятивные заряды занимают особое место в военной тех­нике. 1914 г. был получен первый патент па разработку куму­лятивного снаряда для поражения бронированной техники. Од­нако широкое практическое применение кумулятивные заряды получили лишь в период второй мировой войны .в боеприпасах, предназначенных для поражения объек:гов различных типов, особенно бронированных целей и инженерных сооружений.

Рассмотрим кумулятивное действие на примере взрыва ци­линдрических зарядов с выемкой и без нее, установленных над стальной плитой конечной толшины (рисунок 8.1). Подрыв заряд л без выемки оставит на ней небольшую вмятину.

Рисунок 8.1. Действие цилиндрических зарядов с выемкой и без нес на сталь­ную плиту:

1 — точка инициирования; 2 — заряд ВВ; 3 — облицовка кумулятивной выемки; 4 – стальная плита

Если заряд начать поднимать над плитой, то глубина вмятины очень быстро уменьшается до нуля. Тот же заряд, который имеет коническую выемку, при подрыве формирует кратер с некоторой глубиной L. С увеличением высоты подрыва h заряда над плитой глуби­на кратера L сначала резко растет, а затем постепенно пада­ет. Если же стенку выемки заряда облицевать металлическим покрытием, то глубина кратера в плите после подрыва заряда заметно увеличится. По мере удаления такого заряда от сталь­ной плиты глубина кратера будет быстро увеличиваться и на некотором расстоянии в плите образуется сквозное отверстие. Дальнейшее увеличение расстояния между зарядом и броней приведет к уменьшению глубины кратера.

Проделанные выше наблюдения позволяют сделать три важ­ных вывода. Во-первых, наличие в заряде выемки приводит к значительному увеличению пробивного действия заряда, то есть к кумуляции энергии взрыва в сторону выемки. Во-вторых, су­ществует некоторое расстояние от кумулятивного заряда до брони, на котором пробивное действие заряда максимальное. В третьих, наличие на. поверхности выемки заряда, металличе­ской облицовки существенно увеличивает пробивное действие.

Рассмотрим физическую сущность явления кумуляции на примере взрыва цилиндрического заряда с конической выемкой без облицовки (рисунок 8.2). Проводя из точки инициирования О взрывные лучи 0А и 0А/ к точкам поверхности выемки, легко установить, что продукты взрыва со всех точек этой поверхнос­ти разлетаются в направлении к оси заряда и соударяются друг с другом. В результате этого про­исходит их уплотнение и образу­ется газовый поток, направленный вдоль оси заряда, который носит название газовой кумулятивной струи. Наименьшее сечение струи называется кумулятивным

Рисунок 8.2. Схема разлета продуктов детона­ции с конической поверхности выемки заряда

Рисунок 8.3. Характер распределения матери­ала облицовки в

ку­мулятивной струе и песте:

1 — .заряд ВВ; 2 — облицовка; 3 — пест; 4 — кумулятивная струя

фокусом заряда без облицов­ки, а расстояние — от основания выемки до фокуса фоку­сным расстоянием . В фокусе имеет место наибольшее уп­лотнение продуктов взрыва, давление которых достигает мил­лиона атмосфер, температура 6-7 тысяч градусов, а скорость движения — до 15 км/с и более. Эги значения параметров про­дуктов детонации намного превосходят параметры во фронте детонационной волны. На расстояниях, больших фокусного, га­зовая струя быстро рассеивается вследствие радиального расширения сжатых до большого давления продуктов взрыва и резко тормозится. Покрытие поверхности кумулятивной выемки металлической облицовкой определенной толщины существенно усиливает кумулятивный эффект. Под воздействием продуктов взрыва металлическая облицовка выемки обжимается и уско­ряется к ее оси. Обжатие облицовки происходит последователь­но, начиная с ее вершины, при этом метание металла в различ­ных сечениях происходит почти по нормали к образующей обли­цовки. Скорость обжатия облицовки так велика, что силы внут­реннего трения и вязкости в металле оказываются пренебрежи­мо малыми по сравнению с инерционными массовыми силами. В результате этого металл облицовки, находящийся в твердом состоянии, ведет себя практически как несжимаемая жидкость.

По мере приближения к оси облицовки кумулятивной выем­ки происходит увеличение толщины поперечного сечения обжа­той облицовки. Таким образом, металлическая облицовка, имея вначале форму воронки, как бы схлопывается, стекаясь к оси выемки. При схлопывании облицовки вдоль ее оси частицы ме­талла внутренней поверхности облицовки выплескиваются в сторону основания выемки с очень большой скоростью, образуя тонкую металлическую струю. Основная же часть материала облицовки образует в хвостовой части струи сравнительно мед­ленно движущийся утолщенный металлический стержень — так называемый пест. Точками на рисунке 8.3 условно показано распре­деление металла облицовки в кумулятивной струе и песте. Так из металла в точках 5 и 6 облицовки образуются головная часть струи 5` и хвостовая часть песта 6′. Металл из точек 1 2, 9 и 10 облицовки переходит соответственно в хвост струи (точки 1′, 9′) и голову песта (точки 2`, 10′). Распределение металла обли­цовки между кумулятивной струей и пестом связано с теку­честью металла. Этот факт подтвержден опытным путем, в ко­тором на внутреннюю или наружную поверхности стального ко­нуса гальваническим путем наносился тонкий слой меди. После взрыва такого заряда медь обнаруживалась соответственно либо только в струе, либо только в песте, что являлось подтвержде­нием характера распределения металла облицовки.

Процесс обжатия металлической облицовки, образование пес­та и кумулятивной струи показан на рисунке 8.4.

Рисунок 8.4 Стадии процесса формировании кумулятивной струн и песта: 1- заряд ВВ; .2- металлическая облицовка; 3 — детонационная вол­на; 4 – пест; 5 — кумулятивная струя; 6 — баллистическая волна

До определенного момента времени пест и струя составляют единое целое, однако, вследствие существенной разницы в ско­ростях их движения на некотором расстоянии от заряда они разделяются. Так как плотность металла облицовки существенно больше, чем плотность продуктов детонации заряда, а его коэффициент объемного расширения в сравнении с газообразными, продукта взрыва очень мал. то, следовательно, устойчивость и даль­ность эффективного действия металлической кумулятивной струн значительно выше, чем газовой.

В образовании кумулятивной струи принимает участие не вся масса заряда ВВ, а только та ее часть, продукты взрыва кото­рой разлетаются в сторону кумулятивной выемки. Эта масса называется активной частью кумулятивного заряда, и ее можно определить при гипотезе о мгновенной детонации.

Для примера рассмотрим цилиндрический заряд бесконечном высоты с выемкой конической формы (рисунок 8.5).

Рисунок 8.5. Схема образовании активной части

кумулятивного заряд

В таком заряде волны разрежения, которые определяют разлет продуктов де­тонации заряда ВВ, движутся в глубь заряда со всех его поверх­ностен одновременно и с одинаковой скоростью С. На рисунке. 8.5a, показано текущее положение фронтов волн разряжения в неко­торый момент времени. Ясно, что геометрическим местом точек их пересечения является линия АВ и ВС (рисунок 8.5,6). Каждая точка D, принадлежащая этой кривой, находится на равном удалении от соответствующих поверхностей заряда. Таким об­разом, активная часть заряда ограничена объемом с сечением АВСО, примыкающим непосредственно к выемке. Поскольку волны разрежения, движущиеся от вершины выемки О и боко­вой поверхности заряда, к моменту их встречи проходят одина­ковые расстояния, равные радиусу заряда , то высота активной части будет равна

где h — высота выемки.

Из рисунка 8.5,в видно, что у зарядов большой высоты явля­ется постоянной величиной и не будет изменяться при уменьше­нии высоты заряда до некоторого предельного значения

Дальнейшее уменьшение высоты заряда приводит к уменьшению массы активной части заряда (рисунок 4.5,г). Однако при уменьшении высоты заряда масса активной части сокра­щается медленнее, чем масса всего заряда. Это обстоятельство позволяет в кумулятивных зарядах без заметного уменьшения кумулятивного эффекта иногда использовать заряды высотой

Из рисунка 8.5 следует также, что погонная масса активной ча­сти заряда ВВ в сечениях у вершины металлической облицовки больше, чем у ее основания. Поэтому головные элементы куму­лятивной струи, образующиеся из вершины облицовки, имеют большую скорость, чем хвостовые, которые формируются из ме­талла, примыкающего к основанию облицовки. Благодаря гра­диенту скоростей, направленному вдоль струи, кумулятивная металлическая струя в процессе движения растягивается. В ре­зультате начальная длина кумулятивной струн, примерно рав­ная длине образующей кумулятивной облицовки, может увели­читься в несколько раз без разрушения целостности струи. Та­кое большое растяжение струи объясняется тем, что на началь­ной стадии движения струи инерционные силы уравновешива­ются силами сцепления между частицами металла. С этой точ­ки зрения высокая пластичность металла является положитель­ным фактором. При достижении некоторой предельной степени растяжения, зависящей от материала облицовки и скорости струи, последняя разрушается на отдельные элементы.

Для кумулятивных зарядов скорость головной части струи достигает 10—11 км/с, а хвостовом части — 2—3 км/с. Масса кумулятивном струи в среднем составляет 6—2О°/о от массы об­лицовки, а диаметр в самой толстой ее хвостовой части не пре­вышает 10— 15% от диаметра основания облицовки. Пест дви­жется со скоростью 500—1000 м с. Диаметр песта, как прави­ло, постоянным по его длине, составляет примерно 25—30°/» ди­аметра основания облицовки.

Путем улавливания кумулятивной струи в некоторых не­плотных средах и последующего металлографического анализа установлено, что в процессе пластических деформаций облицов­ки, связанных с формированием струи, температура ее может достигать 900—100°С, однако плавления металла облицовкч при этом не происходит. Специальные металлографические ис­следования струи и песта в различных сечениях позволяют об­наружить вытягивание и ориентацию структур-ных составляю­щих металла в осевом направлении. Более жесткая ориентация и вытянутость микроструктур увеличиваются по мере прибли­жения к оси песта. Этот факт является косвенным подтверж­дением того, что в процессе схлопывания облицовки и образо­вания струм и песта металл течет, причем его внутренние слои имеют большую скорость по сравнению с наружными.

>кумулятивный

Русский

Морфологические и синтаксические свойства

падеж ед. ч. мн. ч.
муж. р. ср. р. жен. р.
Им. кумуляти́вный кумуляти́вное кумуляти́вная кумуляти́вные
Рд. кумуляти́вного кумуляти́вного кумуляти́вной кумуляти́вных
Дт. кумуляти́вному кумуляти́вному кумуляти́вной кумуляти́вным
Вн. одуш. кумуляти́вного кумуляти́вное кумуляти́вную кумуляти́вных
неод. кумуляти́вный кумуляти́вные
Тв. кумуляти́вным кумуляти́вным кумуляти́вной кумуляти́вною кумуляти́вными
Пр. кумуляти́вном кумуляти́вном кумуляти́вной кумуляти́вных
Кратк. форма кумуляти́вен кумуляти́вно кумуляти́вна кумуляти́вны

ку-му-ля-ти́в-ный

Прилагательное, качественное, тип склонения по классификации А. Зализняка — 1*a.

Корень: -кумул-; суффиксы: -ят-ивн; окончание: -ый .

Произношение

  • МФА: (файл)

Семантические свойства

Значение

  1. спец. постепенно накапливаемый или накапливающийся, суммирующийся со временем ◆ Неприятно для организма и то, что доза суммарного облучения обладает кумулятивным эффектом. Владимир Горбачев, «Концепции современного естествознания», 2003 г. (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы)
  2. военн. основанный на использовании эффекта усиления действия взрыва путем его концентрации в заданном направлении (о боеприпасах и т. п.) ◆ Ночью с помощью ракет засылались на огромную высоту армейские гранаты с кумулятивным зарядом. Анатолий Шибанов, «Ускорители вещества», 1974 г. // «Техника — молодежи» (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы)

Синонимы

Антонимы

  1. частичн.: сингулярный

Гиперонимы

Гипонимы

Родственные слова

Ближайшее родство

  • существительные: кумулятивность
  • наречия: кумулятивно

Этимология

Происходит от лат. cumulatus «полный; законченный», прич. прош. от гл. cumulare «складывать; заполнять; завершать», далее из cumulus «куча; груда; верх», далее из праиндоевр. *keue- «набухать, пухнуть».

Фразеологизмы и устойчивые сочетания

  • кумулятивный боеприпас
  • кумулятивный выброс
  • кумулятивный дивиденд
  • кумулятивный заряд, снаряд кумулятивного действия
  • кумулятивный импульс
  • кумулятивный эффект

Перевод

Список переводов

  • Английскийen: cumulative
  • Белорусскийbe: кумулятыўны
  • Испанскийes: cumulativo
  • Немецкийde: kumulativ
  • Украинскийuk: кумулятивний
  • Французскийfr: cumulatif, cumulé
  • Чешскийcs: kumulativní

Библиография

    Для улучшения этой статьи желательно:

    • Добавить синонимы в секцию «Семантические свойства»
    • Добавить гиперонимы в секцию «Семантические свойства»
    • Добавить хотя бы один перевод для каждого значения в секцию «Перевод»

Add a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *