Конспекты лекции в ворде. Все самое нужное (Конспекты лекций)

Московский Государственный Технический Университет

имени Н.Э.Баумана

Факультет «Специальное машиностроение»

«Средства поражения»

Конспект лекций

лектор: к.т.н., доцент Кобылкин Иван Фёдорович

выполнил: студент Быков Н.В.

группа: СМ6-72

Москва 2007

Содержание

Лекция 1 4

Часть 1. Общие положения и определения 4

1.1. Боеприпасы 4

1.2. Классификация средств поражения 5

1.3. Взрывательные устройства 6

Лекция 2 7

Часть 2. Основы теории взрыва 7

2.1. Взрыв и его формы 7

2.2. Стадии взрыва 7

2.3. Формы взрывного превращения. Объемный (гомогенный) взрыв 8

Лекция 3 11

2.4. Самораспространяющееся взрывное превращение (СВП) . Горение 11

2.5. Детонация 13

2.6. Условия, определяющие возможность химического взрыва 13

Лекция 4 15

Часть 3. Взрывчатые вещества и пороха 15

3.1. Классификация ВВ по составу 15

3.2. Классификация ВВ по их использованию 15

3.3. Группа I: инициирующие ВВ (ИВВ) 15

3.4. Группа II: бризантные ВВ 16

Лекция 5 19

3.5. Группа III: метательные ВВ (пороха) 19

3.6. Группа IV: пиротехнические составы (ПС) 20

3.7. Методы снаряжения 21

Лекция 6 22

Часть 4. Чувствительность взрывчатых веществ 22

4.1. Общие замечания о чувствительности 22

4.2. Чувствительность к нагреву (тепловому воздействию) 22

4.3. Чувствительность к механическому воздействию 23

4.4. Чувствительность к ударно-волновому нагружению 25

4.5. Чувствительность к электрическому импульсу 26

4.6. Факторы, влияющие на чувствительность ВВ 26

Лекция 7 28

Часть 5. Элементы теории ударных волн 28

5.1. Общие замечания об ударных волнах 28

5.2. Уравнения состояния 28

5.3. Соотношения на фронте ударной волны 29

5.4. УВ в идеальном газе с постоянной теплоемкостью 31

Лекция 8 33

5.5. Сильные и слабые ударные волны 33

5.6. Основные свойства ударных волн 33

5.7. Давление за фронтом отраженной ударной волны 34

5.8. Геометрическая интерпретация закономерностей ударно-волнового сжатия 34

5.9. Многократное ударно-волновое сжатие 35

5.10. Параметры на фронте УВ 35

5.11. Важные замечания по ударным волнам в газах 36

5.12. Ударные волны в конденсированных средах 36

Лекция 9 38

Часть 6. Детонация 38

6.1. Общие замечания о детонации 38

6.2. Гидродинамическая теория детонации (модель ЗНД) 38

6.3. Распространение детонации в конденсированных ВВ 40

6.4. Зависимость скорости детонации зарядов ВВ от их плотности 40

6.5. Зависимость скорости детонации зарядов ВВ от их диаметра 41

Лекция 10 43

Часть 7. Действие взрыва 43

7.1. Начальные параметры 43

7.2. Зависимость давления нагружения при контактном взрыве от ориентации детонационной волны 44

7.3. Поле взрыва заряда ВВ. «Мгновенная детонация» 45

7.4. Общие понятия о фугасном и бризантном действии 46

Лекция 11 48

7.5. Пробивное действие взрыва (разновидность бризантного действия) 48

7.6. Метательное действие взрыва 49

7.7. Определение направления метания пластины (подход Тейлора) 51

Лекция 12 52

Часть 8. Фугасное действие 52

8.1. Взрыв заряда ВВ в воздухе 52

8.2. Законы подобия ударных волн 53

8.3. Динамический и квазистатический характер нагружения объектов при воздействии ударных волн 54

8.4. Взрыв снаряда ВВ в грунте 54

Лекция 13 56

Часть 9. Осколочное действие 56

9.1. Метание оболочек 56

9.2. Разрушение оболочек осколочных СП (естественное или нерегулируемое разрушение) 56

9.3. Внешняя баллистика осколка 57

9.4. Уязвимость цели к осколочному действию 58

9.5. Характеристика эффективности действия осколочных СП по площадным целям 58

Лекция 1

Часть 1. Общие положения и определения

1.1. Боеприпасы

Боеприпасы (БП) – расходуемая часть комплекса вооружения, предназначенная для решения боевых задач:

1. Основных: поражения, разрушения, уничтожения, подавления и т.п. объектов и целей противника.

2. Специальных: освещения, задымления, целеуказания, создания электромагнитных помех и т.п.

3. Вспомогательных: имитация, обучение, тренировка.

Основной классификационный признак БП – однократность их использования.

Боеприпасы делятся на:

1. БП артиллерии:

   1. БП ствольной артиллерии:

      1. Артиллерийские выстрелы;

      2. Минометные выстрелы;

   2. БП РСЗО¹;

   3. Гранатометные выстрелы;

2. Ракеты, торпеды, авиационные глубинные бомбы

3. Патроны стрелкового оружия.

4. Ручные гранаты.

5. Инженерные БП (мины противотанковые, противопехотные).

Нелетальное оружие – БП не смертельного действия.

Средства поражения (СП) – технические устройства, осуществляющие непосредственное действие по цели и являющиеся, как правило, составляющей частью боеприпасов.

Управляемые и неуправляемые ракеты сами по себе не являются средствами поражения и должны быть обеспечены боевыми частями.

Боевая часть (БЧ) – техническое устройство являющееся частью ракеты или какого-либо другого носителя и предназначенное для поражения цели.

СП артиллерийского выстрела – артиллерийский снаряд.

1.2. Классификация средств поражения

По типу источника энергии СП разделяются на следующие категории:

1. СП с энергетическими материалами с запасенной химической энергией, выделяемой при их взрыве.

Энергетические материалы: взрывчатые вещества, пороха (твердые ракетные топлива), топливовоздушные смеси, термобарические смеси, активные оболочки (смесь алюминиевого порошка со связкой – типа оргстекла – диспергируется при взрыве, смешиваясь с воздухом, реагирует с кислородом и усиливает действие).

1. СП ударно-проникающего действия с запасенной кинетической энергией (КЭ).
   Кинетическая энергия сообщается СП либо ствольными системами, либо реактивными двигателями.

2. СП с комбинированными источниками энергии. Например, пробитие защитной преграды осуществляется за счет КЭ, а действие – за счет взрыва за преградой. По такой схеме действует БЧ ПКР²

3. Новые типы СП.

1. High power microwave – мощный молниевый заряд. Создавались для поражения радиолокаторов.

2. Лазерное оружие.

3. БЧ с углеродными волокнами для закорачивания ЛЭП.

По виду действия СП разделяются на следующие категории:

1. СП фугасного действия.

2. СП осколочного действия.

3. СП кумулятивного действия.

4. Комбинированные: осколочно-фугасные БЧ, фугасно-кумулятивные БЧ, стержневые БЧ (СтБЧ).

5. СП ударно-проникающего действия.

По связи отдельных элементов боеприпасов:

1. Боевые части:

   1. вкладные;

   2. несущие;

   3. отделяемые;

   4. неотделяемые.

2. Артиллерийские выстрелы:

   1. унитарные мм;

   2. раздельно-гильзовые мм;

   3. картузные мм.

По составу: моноблочные, тандемные (предзаряд и основной заряд), кассетные.

По способу адаптации к условиям встречи с целью: неуправляемые, управляемые, корректируемые (управляемые на конечном участке траектории).

1.3. Взрывательные устройства

В комплект боевого снаряжения БП, ракет, снарядов, мин и др. входит взрывательное устройтсво (ВУ). Это ВУ – система подрыва боевой части или взрыватель артиллерийского снаряда или мины.

ВУ = система обнаружения (и, может быть, управления) + ПИМ (предохранительно-исполнительный механизм) + детонационные цепи.

Очень часто система обнаружения цели сопряжена с системой управления ракеты. Именно она выдает сигналы на ПИМ для формирования электрического инициирующего импульса.

Лекция 2

Часть 2. Основы теории взрыва

2.1. Взрыв и его формы

Взрывом называют очень быстрое проявление механической работы, вызываемой внезапным расширением сильно сжатых газов или паров.

В зависимости от причин образования сжатых газов или паров и источников энергии, за счет которых совершается работа, различают следующие взрывы: физический, ядерный, химический.

1. Физический взрыв происходит при быстром изменении состояния вещества или системы.
   Примеры: взрыв баллона со сжатым газом, взрыв за счет быстрого высвобождения упругой энергии – землетрясение; внезапное торможение сверхвысокоскоростных тел порождает взрыв при переходе кинетической энергии в тепловую; электрический взрыв.

2. Ядерный взрыв происходит при быстропротекающих реакциях деления сверхтяжелых или синтеза легких атомных ядер, при которых высвобождается огромное количество энергии (в ~10⁶ раз больше, чем при химическом взрыве).

3. Химический взрыв – происходит в результате быстрой экзотермической химической реакции с образованием сильно сжатых газообразных продуктов реакции. Такие химические реакции называют взрывными превращениями.

Вещества и составы способные к взрывным реакциям называют взрывчатыми веществами (ВВ) и взрывчатыми составами (ВС).

2.2. Стадии взрыва

1. Первая стадия – превращение энергии того или иного вида в потенциальную энергию сильно сжатых газов или паров (образование рабочего тела и накопление энергии).

2. Вторая стадия – совершение механической работы вследствие быстрого расширения рабочего тела.

Взрывом называют быстрое экзотермическое превращение вещества с образованием сильно сжатых газов или паров и сопровождающееся разрушением и перемещением окружающей среды.

Главное в ВВ: высокая плотность энергии, следовательно, большая мощность при взрыве; постоянная готовность к применению; автономность (для того, чтобы взорвать большую массу ВВ достаточно карманной батарейки).

2.3. Формы взрывного превращения. Объемный (гомогенный) взрыв

Взрыв может быть объемным (гомогенный) либо же в форме самораспространяющегося взрывного превращения.

Рассмотрим объемный (гомогенный) взрыв.

Описание реагирующего вещества

Рассмотрим систему, имеющую массу m, объем V и энтропию S.

В момент времени t в веществе разложилось  % - это доля продуктов реакции. Тогда осталось (не прореагировало): (1-).

Скорость химической реакции ;

Здесь n – порядок реакции.

• соответствует реакции нулевого порядка. Это характерно для начальной стадии любого разложения.

• соответствует реакции 1^го порядка (мономолекулярная реакция), в которой участвует одна молекула.

• соответствует реакции 2^го порядка (бимолекулярная реакция), в которой участвуют две молекулы.

• соответствует реакции 3^го порядка (тримолекулярная реакция), в которой участвуют три молекулы. Такие реакции на практике маловероятны.

z – предэкспонент (частотный фактор). .

E – энергия активации. ккал/моль кДж/моль.