1612727554-7422b28b59adffe5b22446310d759047 (828458), страница 86
Текст из файла (страница 86)
Этот метод впервые был разработан и применен в 1946 г. Баумом и Шехтером. В последующем ои получил широкое применение для исследования процесса кумуляции, 490 [гл, хи кьмьляцня Таблица !03 Зависимость скорости головной части кумулятивной струн от некоторых факторов Вторая стадия. Через некоторый промежуток времени после обжатия облицовки, благодаря наличию градиентов скоростей, Рвс. 169. Отрыв струи от песта. струя отрывается от песта (рис.
169). Можно считать, что наиболее аффективное действие кумулятивного заряда достигается в том случае, когда струя оторвется уже после того, как прекратится подача металла в нее из песта, который до определеи- а бб] ктмяляция пни мвталлнчкской оллицовкв выкмки 491 ного момента представляет собой своеобразный резервуар, поддерживающий питание струи. Это может происходить до тех пор, пока инерционные силы, под действием которых происходит течение металла, не будут уравновешены силами сцепления между частицами металла. С этой точки зрения высокая пластичность материала является положительным фактором. Особо важное значение этот фактор имеет для нормального процесса обжатия облицовки. В процессе деформирования не должно происходить хрупкого разрушения облицовки, так как в противном случае резко уменьшается коэффициент перехода металла в струю и соответственно понижается ее бронепробивное а) б) Рнс.
170. Обжатая облицовка из мягкой (а) и закаленной (6) стали действие. Облицовки в различных стадиях деформирования, изготовленные из малоуглеродистой и закаленной стали, показаны на рис. 170. Обжатие первых, как это видно из рисунка, не сопровождается хрупким разрушением (рис.
170, а); облицовка из закаленной стали при обжатии разрушается (рис. 170, б). Очевидно, что условия отрыва струи от песта определяются градиентом скорости и физико-механическими характеристиками металла облицовки, от которого зависит максимальное удлинение струи. На основании изложенного можно заключить, что наиболее эффективное действие кумулятивной струи может быть обеспечено лишь при определенном сочетании физико-механических свойств металла облицовки.
При этом необходимо иметь в виду, что свойства металла в условиях быстрых деформаций могут значительно отличаться от его свойств, определяемых при обычных скоростях деформаций. Например, чугун, хрупкий в обычных условиях, при взрыве кумулятивного заряда ведет себя как металл с относительно высокой пластичностью. 492 (гл.
хп ктнтляция В результате исследований, проведенных Баумом и Скляровым, было установлено следующее. Условия формирования кумулятивной струи определяются микроструктурой металла облицовки и способностью его структурных составляющих к пластической деформации. Однако пластичность металла в условиях обжатия под действием взрыва не определяется однозначно его стандартными характеристиками. Отмечена зависимость между способностью металла к быстрому обжатию н типом кристаллической решетки. Наилучшее обжатне наблюдается у облицовок нз металлов с кубической решеткой (А1, Ге, Сп); плохая — у металлов с гексагональной решеткой (Сд, Со, Мд).
Наилучшее бронепробивное действие достигается при использовании облицовок из меди и железа. Путем улавливания кумулятивной струи в некоторых неплотных средах и последующего металлографического анализа установлено, что в процессе формирования струи не происходит плавления металла. Однако температура струи при этом может достигать 900 †10' С. Движение струи в воздухе со- провождается значительным окиРнс- 171.
Фоторазвертка лвнженнв слепнем металла, что связано головной част" кУнулат"аной с пОвышением температуры поверхностных слоев струи за счет трения о воздух. В результате этого наблюдается интенсивное свечение кумулятивной струи, особенно в том случае, когда облицовка изготовлена из дюралюминия нли из алюминия. Это позволяет фотографировать движение струи в собственном свете с помощью развертки и по фотографии определять скорость ее движения. Типичная фоторазвертка движения струи показана на рис. 171.
Кумулятивная струя сохраняет свою монолитность лишь на первых стадиях своего движения. Вскоре под влиянием градиентов скоростей происходит ее диспергирование на частицы. Начальная стадия разрушения струи показана на рис. !72, представляющем собой фотографию, полученную при экспозиции порядка 1О-а сек. Такая экспозиция была достигнута путем а бб! ктмтляцня пни металлической овлнцовке выемки 493 использования электрооптического затвора, основанного на эффекте Керра. Установка с электрооптическим затвором была создана Б. А. Ивановым. На снимке отчетливо обнаруживается < Рис.
172. Искровая фотография диспергированной кумулятивной струн (45 а<мсек после начала взрыва). образование шеек, по которым происходит разрушение струи на отдельные частицы. Использование этого метода в сочетании с микросекундным рентгенографированием позволяет полностью воссоздать кар- Рис. 173. Взрыв кумулятивного заряда (схема). тину взрыва кумулятивного заряда прн наличии металлической кумулятивной выемки (рнс. !73).
Развитые выше физические представления о явлении куму. ляции при наличии облицовки послужили основанием для 494 (гл. хп КУМУЛЯЦИЯ аналитического описания этого явления. При этом была плодотворно использована классичЕская теория сходящихся струй. Впервые эту теорию для описания процесса кумуляции при наличии конической облицовки использовал Г. И. Покровский. В теории делается допущение, что при обжатии облицовки можно пренебречь упругими и вязкими силами по сравнению с силами инерционными, под влиянием которых происходит обжатие облицовки. Правомерность этого допущения обоснована в работе М. А. Лаврентьева, создавшего гидродинамическую теорию кумуляции.
С учетом этого обстоятельства металл облицовки при обжатии можно уподобить идеальной несжимаемой жидкости. ь1тобы перейти к результатам этой теории, необходимо рас. смотреть основные положения теории сходящихся струй. $87. Элементы теории сходящихся струй Рассмотрим законы движения несжимаемой жидкости при схождении двух одинаковых плоских струй (т. е. рассмотрим двухмерную задачу).
Известно, что при схождении двух одинаковых (по скорости и расходу) струй под некоторым углом (2а) образуются снова две струи, жидкость в которых движется в противоположные стороны, в направлении биссектрисы угла схождения (рис. 174). При этом, как следует из закона сохранения МЯ массы,количествадвижения и энергии, скорости растекающихся струй равны и м'.
л между собой по величине, но противо- 0 '" положны по знаку и равны скоростям начальных сходящихся струй. Массы жидкости, движущиеся в растекающихся струях, различны. В струе, вкоторой направление движения жидкоРвс Г74. Соуляреяве струй сти совпадает с проекцией наоськна- правления движения начальных струй, ' масса жидкости больше, чем в струе противоположного направления. Докажем справедливость этих утверждений. Очевидно, что рассматриваемая задача аналогична задаче о растекании струи, ударяющей под углом а об идеальную твердую поверхность, совпадающую с плоскостью хОг. Пусть секундный расход жидкости в падающей струе есть лЯЛ, скоРость жидкости в стРУе им ОбозначаЯ аналогично для струй, растекающихся направо и налево, через ть тм иь ия расходы и скорости жидкости, на основании законов сохранения в 671 элементы теоиип сходящихся стека 495 массы, количества движения и энергии приходим к соотношениям: 'т,+т,=то — т и +т и =туг т,и, +теи,= — тоиосов а, з е е те ае аееае топо — + — =— 2 2 2 следующим (67,1) (67,2) (67,3) Отсюда следует, что (67,4) (67,5) — и,=ио те 1 — соз а а 2' = в(п'— то 2 те 1+сов а а 2 ' =сов' —.
(67,6) Здесь принято, что исходная струя течет справа налево н сверху вниз. Поскольку плотность жидкости остается неязменной, то массы можно заменить поперечными сечениями струи; при этом Ье , а Ье а — = в(пе — — = сове— Ьо 2' Ьо 2' где ео, ое и ее — поперечные размеры исходной и растекающихся струй (т=рй~и~, где р— плотность жидкости). Пусть теперь точна пересечения струи с плоскостью хОг движется вдоль осн х в положительном направлении (направо) с некоторой скоростью гв, тогда скорость струй, растекающихся направо (струя 1) и налево (струя 11), будет ш,=не+те, чае=из+те. (67 7) г Рис. 175. Соуиареиие струй (точка пере- Здесь и дальше ие <' 6. сечеиия струи с плоскостью даижется В этом случае в системе ко- вдоль плоскости).
ординат, в которой точка пересечения неподвижна, результирующая скорость ево и направление (угол р) движения исходной струи определяются из соотношений (рнс. 175) ево = и~+ ше — 2иоев сов а, (67,8) з(п р = — в(п а. (67,9) шо 496 (гл. хп кумуляння а!о = а! в 1п а = У а!г — и-', (67,10) Отсюда получаем а!о = — ио 1и а, а!! = — и. 1+сова сов а о сова Учитывая соотношения (67,7), найдем а'о в!и, — в, а'г — — ио с (67,11) 1+ сова впв 1 — сов в !я— 2 или 1 — сов в а а'в = тао в!па 2 =а'о(к (67,12) и 2.
Пусть угол 6= — — а (направленне движения жидкости 2 перпендикулярно оси х). Тогда а'о= та(на= 'в' ио — а! ° (67,13) Отсюда а!=иосов а, а!о= — ива(па, асс= — ио(1+сов а) или а! = а! 1+ в!и в ав !9— 2 (67,14) ! — сов в в а'г = — а!о мпв 2' = — а!о (к (67,15) В этой системе координат наблюдается движение плоского потока, имеющего ограниченную толщину по фронту и пересе. кающего плоскость хОх под некоторым углом 7 =!30' — (а+ я), Если заданы скорость жидкости гав и угол 6 между направлением движения и фронтом потока, движущегося к плоскости хОх, а также угол а, то всегда можно перейти к системе координат, в которой точка пересечения плоскости фронтов» жидкости остается неподвижной.
Интересно рассмотреть три случая движения жидкости, 1. Пусть угол 9 = — (направление движения жидкости пер. 2 пендикулярно ее фронту). Тогда 497 а 671 элементы теории сходящихся стерн 3. Пусть !веет О, что соответствует полностью заторможенной струе П. То!!да из условий (67,7), (67,8) и (67,9) получим: — и,=та, тво= — ио'г'2(1 — соз а) = — и,з(п' — ', (67,16) тв! = — 2ио — — — ' (61,17) з)и— 2 з(п р= — ззп а — = соз 2-, ио в то (67,18) откуда 1 (67,19) тв в!и (в+ р) О з!по в!и р Оз!и и га в!Пр+ з!П(в+ р) о в!и а в пр взп р — з!и (в+ р) о в!па (67,20) Длина каждой струи, как очевидно, равна длине начальной струи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
