Кумулятивный снаряд (КС)


На рисунке приведен снаряд с центральной трубкой. Современные снаряды имеют головной пьезовзрыватель и в центральной трубке не нуждаются.

Головной взрыватель мгновенного действия передает импульс на данный взрыватель.

Давление создаваемое возникающей струей превосходит 100 тысяч атмосфер, а скорость головной части струи составляет более 12 км/с.

Снаряд воздействуют на преграду направленным действием струи газов взрывчатого вещества и материала облицовки воронки головной части. В камеру снаряда помещают заряд бризантного взрывчатого вещества. В верхней части создают специальное углубление различной формы которое покрывают штампованной металлической облицовкой ( эта облицовка и поражает броневую преграду).

Детонатор размещают в нижней части взрывчатого вещества. В головной части размещают взрыватель мгновенного действия. При встрече с преградой импульс от взрывателя передается детонатору и взрывчатое разложение идет по направлению в сторону кумулятивной воронки.

Головной взрыватель работает на остове пьезо-эффекта. Края облицовки сжимаются и образуют пест. Длинна песта зависит от материала облицовки. Если пест разорвется, то проникающая способность уменьшается.

Струя обладая кинетической энергией проникает сквозь преграду.

Головная часть песта современных снарядов и пуль с медной облицовкой обладает скоростью 6-12 км/с


При изменении угла при вершине конуса от 15 до 60 градусов головная часть- скорость уменьшается, примерно с 10 до 6,5 км/с. Хвостовая часть соответственно, с 5 до 2,5 км/с. При взаимодействии с преградой возникает давление до 100 тыс. атмосфер=10Гпа. При этом идет деформация материала преграды, и расходуется материал струи. Это описывается так же как проникание высокоскоростной струи жидкости в слой неподвижной жидкости.

В радиальном направлении выдавливается часть материала преграды и образуется кратер, диаметр которого превышает диаметр струи. Глубина кратера зависит от формы и размеров заряда, формы и размеров кумулятивной воронки, состава взрывчатого вещества, свойств облицовки и расстояния между основанием воронки и преградой.( фокусное расстояние).

Зависимость поражения снаряда от фокусного расстояния показывает что глубина кратера L сначала возрастает с увеличением H, а затем начинает убывать. Это расстояние H зависит от материала из которого сделана облицовка. Тяжёлые пластичные металлы обладают высокой поражающей способностью, они образуют сплошные струи. В струе плотность отличается не более чем на 10% от исходной. Важным фактором определяющим глубину проникания является длина струи l.

При подрыве боевого заряда со скоростью детонации Vд элементы металлической облицовки получают скорость по нормали к поверхности пропорционально скорости детонации, плотности облицовки, объёма взрывчатого вещества и толщины облицовки.

Пропорционально плотности взрывчатого вещества ρвв , пропорционально плотности материала облицовки ρм, объема взрывчатого вещества Vвв и объема облицовки Vм. ψ – опытный коэффициент.

Когда продукты сгорания доходят до оси конуса где начинается формирование струи. Происходит геометрическое сложение векторов скоростей, части металлической облицовки в вершине конуса получают большую скорость и находиться близко от оси конуса они проходят большее расстояние и образуют головную часть струи. Облицовка у основания конуса образует хвостовую часть струи.

Облицовка при основании достигает оси конуса за время :

При этом струя образуемая материалом основания будет приходить в точку ‘0’ отстоящую на расстоянии l0 от вершины конуса

За это же время струя образуемая в вершине конуса будет находиться в точке ‘B’

Скорость струи при вершине:

Скорость при основании

На длину струи влияет диаметр основания, угол при вершине конуса, распределение объемов взрывчатого вещества и металла облицовки, а также скорость детонации.

Для того чтобы заряд не разрушался при ударе о преграду и обеспечения полного эффекта, время от момента касания головной частью снаряда преграды до момента окончания детонации, должно быть меньше времени подхода боевого заряда к плоскости преграды.

Скорость движения при разрушении головной части считается постоянной. Поэтому головная часть делается сравнительно легкой и непрочной, для того чтобы при ударе не отклонялся боевой заряд. Максимальная скорость, при которой может использоваться полная реализация, длинна головной части , время срабатывания связанны между собой .

Время детонации у основных типов зарядов составляет от 140 до 200 мкр.секунд

Время детонации τ примерно 25 мкр.секунд.

Таким образом время детонации в среднем не должно превышать 115 мкр.секунд.

Необходимо сокращать время срабатывания взрывателя. ( чтобы не увеличивать размер головной части )

Теория проникания струи в броневую преграду строится на рассмотрении жидкой струи постоянной длины и постоянной плотности, считают, что струя ударяется в полубесконечную преграду с плотностью ρП.

И проникает в нее с постоянной скоростью U- скорость проникания в преграду. Давление с обеих сторон- одно и тоже. Если их рассматривать как идеальные жидкости, то записывают выражение :

Давление струи обычно приблизительно в 15 раз превышает предел текучести высокопрочных сталей, чем подтверждает, что можно применять методы гидравлики к анализу взаимодействия струи с преградой.

На допущении, что проникание происходит мгновенно и прекращается как только конец струи достигает дна кратера , то записывают глубину проникания:

Если известна глубина проникания L1 и ее плотность то ее можно определить как эталонную и произвести перечет 

Эти выражения для идеальных струй, для реальных все сложнее.

Все характеристики струи изменяются. Неустановившуюся природу учитывают коэффициентом ϒ.


На практике струи обычно неровные, частицы летят не строго по одной линии, поперечное смещение тем больше чем больше расстояние в свободном полете. При уменьшении плотности снижается давление на преграду, соответственно сопротивлением преграды нельзя пренебрегать. Упрощённая теория даёт ошибки Чем меньше плотность преграды тем меньше оптимальное расстояние до преграды.

При внедрении медной струи в стальную преграду увеличении прочности с 110 HB до 650 HB уменьшает глубину проникания приблизительно на 40 процентов.

Одним из способов защиты является установка экрана перед преградой. Сначала срабатывает взрыватель на экране, преждевременно образуется струя. Глубина проникание меньше. Хэ 

b- толщина преграды по нормали.

kc=0.15…0.20 для бедной облицовки

Формулы являются эмпирическими. Линейные размеры берутся в дециметрах.

Задача: Определить длину струи скорость головной части и скорость хвостовой части для заданного снаряда.