Направленные заряды

Направленные заряды это взрывчатая масса направленная так что при детонации энергия взрыва концентрируется в одном направлении. Эта возможность дает направленным зарядам больший проникающий эффект чем у обычных зарядов, это делает их наиболее полезными для пробивания отверстий в мишенях из твёрдых материалов таких как автомобильные двигатели, трансформаторы с железным корпусом и т.д.

Любой ненаправленный заряд при взрыве рядом с металом образует в нём сферические углубления. Если в конце заряда будет сделано просто углубление это приведёт к увеличению проникающей способности.

Если впадина покрыта материалом с низкой температурой плавления (медь, стекло...) проникающая способность также увеличивается.

Максимальный результат достигается когда направленный заряд расположен на коротком расстоянии от цели

Каждый из зарядов показанных на рисунках состоит из некоторого количества и типа взрывчатки. Один из главных принципов при использований взрывчатых веществ - ограничить количество и максимально увеличить потенциал, направленные заряды- отличный пример и могут быть использованы на такие цели как электра моторы, трансформаторы, генераторы, турбины, различные виды насосов...

Существование углубления с гладкими сторонами с одного конца в заряде взрывчатки приводит к направленному распространению энергии детонации одновременно с детонацией. Эта направленная сила приводит к высокой скорости детонации газовых и полугазовых молекул. Сила покидающая поверхность любого детонирующего взрывчатого вещества быстро уменьшается даже на коротком расстоянии от взрывчатки. В случае с направленным зарядом наблюдается серьёзное увеличение скорости детонации в расширяющемся газе.

Логическое объяснение этого процесса является то что взрывная волна, передающаяся направленному заряду детонатором, вызывает детонационную волну которая перемещается в низ и наружу через взрывчатку на нормальной скорости. Опускающийся фронт детонационной волны сначала вступает в контакт с вершиной покрытия впадины. Температура на покрытии впадины при детонации обычно от 1800*F до 3600*F; скорость взрыва от 20 000 до 28 000 футов за секунду. Сопоставленный с очень горячим и быстрым фронтом детонационной волны порции покрытия находящегося рядом с вершиной впадины ускоряются за доли секунды, плавятся, и даже испаряются. При этом детонационный фронт спускается достигая нижних участков покрытия впадины. Эта тенденция приводит к сжатию в центре углубления, таким образом получается кумулятивная струя. Фронт этой кумулятивной струи состоит из плотного газа и твёрдых частиц двигающихся со скоростями на много превышающих скорость детонации взрывчатки. За ним следуют медленнее движущиеся фрагмент, остатки сильно спрессованного покрытия впадины, покрытие краёв впадины.

Проникновение достигается когда высокоскоростная кумулятивная струя из газов и твёрдых частиц ударяет в мишень. Концентрированная сила кумулятивной струи проделывает отверстие в мишени. Пока кумулятивная струя проникает внутрь, мишень не теряет веса и материал просто расталкивается с пути мишени. С другой стороны если струя способна проникать в внутрь, давление в какой-то момент будет достаточно чтоб выдавить наружу материал мишени. Кумулятивная струя после проникновения в мишень, может содержать существенное количество оставшейся энергии и произвести дальнейшее разрушение мишени.

Высокое давление вызываемое взрывом разрушает покрытие конуса начиная с вершины

Подобно зубной пасте выдавливаемой из тюбика, струя выдавливается из внутренний поверхности конуса. Скорость отдельных частиц колеблется от 10 000 - 30 000футов в секунду

Через несколько микросекунд процесс завершен.

Дизайн направленных зарядов усложнен взаимозависимостью некоторых факторов описываемых ниже. Во многих случаях, особенно в самодельных направленных зарядах, для эффективности кумулятивной струи должен быть достигнут компромисс между факторами с вытекающим результатом в работе направленного заряда.

Независимые факторы о которых необходимо помнить:

1. Однородность. Однородность направленного заряда вокруг центральной оси имеет большое значение, и такое же значение имеет однородность взрывчатки, которая отражается на однородности детонации. Если используется не жидкое ВВ то оно должно быть упаковано однородно и равномерно вокруг обратного конуса, без глыб и без областей заполненных воздухом и взрывчатка должна быть сдетонирована точно в центре задней части, прямо напротив вершины конуса.

2. Покрытия конусов в направленных зарядах изготовляются в разных формах и из различных материалов. Для глубокого проникновения кумулятивной струи медные покрытия обеспечивают максимальный эффект. Кадмий, цинк, слабая сталь, алюминий и стекло также дают удовлетворительные результаты. Большинство покрытий имеет коническую форму с углом при вершине от 30 до 60 градусов. Плотность покрытий впадин должна быть однородной и пропорциональной по форме от вершины впадины до её края.

3. Вообще наиболее бризантные ВВ лучше всего подходят для направленных зарядов.Должна использоваться взрывчатка со скоростью детонации больше 6000 м\с. Однако самодельные ВВ с скоростью детонации не ниже 3000м\с могут быть использованы. Для целей этого текста пластиковая взрывчатка С-4 (~ 8000м\с) была использована чтобы показать максимальные результаты с самодельными покрытиями конусов. Однако ВВ такие как хлорат натрия\нитробензин (82%\18% с.д.- 3500м\с) могут быть использованы с 50% потерей проникающей способности кумулятивной струи.

4. Оболочка сдерживает ВВ в правильной форме. При использовании высокобризантных ВВ (6000 м\с и больше) увеличение крепкости оболочки слабо влияет на результат. Однако при использовании ВВ с малой скоростью детонации (от 3000 до 6000м\с) крепость оболочки становится критическим фактором, для таких ВВ должны использоваться крепкие оболочки такие как железные трубы.

5. Расстояние между конусом направленного заряда и мишенью необходимо для формирования кумулятивной струи и любые преграды в этом пространстве существенно уменьшат проникающую способность. В направленных зарядах с коническим углублением расстояние до мишени увеличивается прямопропорционально к увеличению вершинного угла конуса. Для самодельных направленных зарядов расстояние может быть от 0.74 до 1.5 диаметров конуса. Для нужд этого текста использовалось расстояние = 1.5 диаметров конуса с очень эффективными результатами

Любая симметрическая стеклянная посуда может служить подходящим покрытием впадины в направленных зарядах. Вообще говоря, чем более коническая форма стекла тем лучше результат. Поэтому перевёрнутый бокал под мартини (без ножки) вполне подойдёт.

На фотографиях в этом тексте мы использовали три обычных, общедоступных стеклянных конуса (рис 7) чтобы сделать покрытие для углублений трёх самодельных направленных зарядов (рис. 8) используемых против двух дюймовой бронированной пластины (которая чисто случайно оказалась дверью от бункера где хранилась взрывчатка).

16 унцивая бутылка от колы была использована для теста, но 6.5 унцивая бутылка будет работать также хорошо, давая туже кумулятивную струю при меньшем расходе взрывчатки.

Рис.9 Оболочка должна хорошо облегать наиболее широкую часть бутылки. На рисунке отрезается основание банки чтобы плотно насадить её на бутылку.

Бутылка от колы уникальна для её применения как покрытие впадины направленного заряда так как она имеет встроенную дистанцию до мишени и может применятся под водой без заполнения водой места между зарядом и мишенью что существенно усиливает кумулятивную струю.

Первым шагом в изготовлении бутылочнокока-кольного заряда это нахождение подходящего внешнего корпуса такого как жестяная банка или металлическая труба (убедитесь что корпус плотно облегает самую широкую часть бутылки как на рис.9) . Прикрепите корпус к бутылке скотчем или изолентой.

Рис. 10 После того как банка качественно прикреплена к бутылке заталкивается С4

Тёплый С4 запаковывается в заряд и осторожно притрамбовывается чтобы убрать все пустоты вокруг основы конуса и стенок(рис. 10). Количество взрывчатки регулируется высотой конуса измеряемой от основы конуса до вершины взрывчатки.(Рис. 1) Из-за высокой скорости детонации пластиковой взрывчатки С4 используемой для этих тестов, 2X высота конуса давала максимальную кумулятивную струю. При использовании ВВ с скоростью детонации ниже 600м\с, 3X высота конуса используется.

Для экономии ВВ, верх заряда должен быть в форме купола как на рис. 11. Однако если изготовленный заряд будет хранится более дня до взрыва или используется самодельная жидкая или твёрдая взрывчатка - верх должен быть плоским. Точка начала детонации должна быть точно в центре верха, и основа бутылки должна быть установлена на мишень. если мишень неровная и не горизонтальная - закрепите бутылку к мишени любым удобным способом, таким как размещение магнитов вокруг основы бутылки или примотать скотчем основу бутылки к мишени.

Эффективность заряда из бутылки от колы против 2дюймовой толстой железной пластины показана на рис. 13 и 14. Так как метал который был под зарядом был сжат в форму оправы вокруг отверстия больше чем выброшен из отверстия, не следует использовать такие заряды против крепкой стали с толщиной более 3дюймов.

Из-за однородной конусоподобной формы бокалов под мартини, эти заряды показывают лучшие результаты из трёх самодельных направленных зарядов описываемых в этом тексте. Для начала слегка подпилим любым острым предметом ножку бокала для мартини в том месте где ножка соединяется с вершиной конуса(Рис. 15). Теперь отобьем ножку резким ударом чтобы отделить её от конуса(Рис. 16).

Поместите стеклянный конус в любой цилиндрический контейнер(жестяная банка или металлическая труба) подходящий по диаметру к наиболее широкой части цилиндра, затем приклейте её (скотчем, изолентой, клеем) в нужное место как показано на Рис. 17.

Загрузите взрывчатку в цилиндрический контейнер тем же способом что и при изготовлении направленного заряда из бутылки от колы. Но в отличии от направленного заряда из бутылки от колы здесь нету встроенной дистанции между

зарядом и целью. Для этого к заряду приклеиваются скотчем или привязываются три карандаша формируя треногу. Карандаши должны быть расположены так чтобы торчали концы с резинками, это нужно для того чтобы увеличить устойчивость заряда на мишени и предотвратить скольжение.

Детонатор должен находится точно в центре верхушки заряда(Рис. 19). Эффективность такого заряда против 2дюймовой стальной пластины показана на Рис. 20. Заметьте увеличение размера отверстия и количества выброшенной земли по сравнению с зарядом из бутылки от колы. Из за чистого разлома метала на выходном отверстии(Рис. 21) верится что направленный заряд из бокала под мартини вполне можно использовать против более толстых пластин.

Рис.22 Разделение бутылки на две части с помощью горящей нити пропитанной в бензине

Из-за того что конус у основания винной или коньячной бутылки более правильной формы чем конус из бутылки от колы, кумулятивная струя получается мощнее и может использоваться для железных мишеней до 4дюймов в толщину.(Дно у бутылки должно быть в форме вдавленного конуса.)

Первый шаг в изготовлении направленного заряда из винной бутылки - отделить верхнюю часть бутылки от нижней. Это можно сделать (после нескольких попыток) следующим способом: Удалите этикетки с бутылки, далее пропитайте толстую нитку или шнурок от ботинок в бензине или

Рис.23 Когда нить догорит, засуньте бутылку вхолодную воду

керосине и обвяжите бутылку в месте где вы хотите её разрезать. Оставьте достаточно места над вершиной конуса чтоб заполнить его взрывчаткой. Возьмите бутылку за горлышко, подожгите нитку, и вращайте бутылку в горизонтальной плоскости пока нитка горит(Рис. 22). Когда горение начнёт заканчиваться погрузите бутылку в большой сосуд наполненный холодной водой(Рис. 23). Бутылка должна треснуть и легко разделятся по линии где была нитка(Рис.24). Заверните острые края липкой лентой

Рис.24 Острые края необходимо залепить скотчем чтобы защитить руке при заполнении устройства взрывчаткой

или просто тряпкой чтобы не порезать руки. Наполните заряд взрывчаткой также как это делалось при изготовлении направленного заряда из бокала под мартини и бутылки от колы. Приделайте к заряду такую же треногу из карандашей как у направленного заряда из бокала под мартини.

Заряд должен детонироватся детонатором расположенным точно в центре как и в предыдущих изделиях(Рис.25). Эффективность этого заряда против 2дюймувой

металлической пластины показана на Рис. 26. Рис.27 показывает выходные отверстия от взрыва направленного заряда из винной бутылки. Данный заряд не целесообразно использовать на твёрдых железных мишенях толще 4дюймов.

Рис.26 Входные отверстия

Рис.27 Выходные отверстия

Я тут придумал простой способ изготовления МАЛЕНЬКИХ кумулятивных снарядов.
Нам понадобится жестяная банка из-под кофе, стальной шарик*, отрезок трубы и паяльник.
Значится так отрезаем у банки дно и верхнюю часть, разрезаем вдоль и получаем лист жести.
Отрезаем от него кусок необходимого размера и наворачиваем на оправку в 1-3слоя(в зависимости от размера и количества ВВ) и паяем шов. Получается трубочка. Берем еще один прямоугольный кусочек жести кладем его на торец трубы, а сверху шарик и долбим молотком, получается очень ровная сфера которую мы паяем к ранее полученной трубке.
Что делать с полученным девайсом дальше я думаю всем понятно.

Испытал я такую хрень: Диаметр трубки 17мм, 8мл ЭГДН. Ента хреновина стояла на стальном листе миллиметра 4 толщиной, и на высоте ~1 см от него.
После взрыва на листе была небольшая вмятина и аккуратная дырочка диаметром 3мм, прожгло и еще один стальной лист толщиной ~1мм находящийся в 5 сантиметрах под первым.

*Диаметр шарика должен быть на 2-3 мм меньше диаметра трубы.

Интереснейшая вещь. Масенькая бомбочка, щепотка взрывчатки и мы получаем то, что не сделают и килограмовые бомбы.

Согласно определённому закону взрывная волна идёт перпендикулярно поверхности вещества. Таким образом, при детонации стержня вв получится что-то вроде обычной телескопической антены: "сигнал" распространяется сразу во все стороны. При этом, разумеется, работают все физические законы и сила взрыва обратно пропорциональна квадрату расстояния. А что если столкнутся два таких "сигнала? Правильно! Они належатся и усилятся! Какой эффект? А вы пробовали летом прожигать чего-нибудь лупой? Учитывая то, что взрыв распространяется перпендикулярно поверхности, лучший способ фокусировки взрывной волны - это создание особой выемки в куске вв.

Итак, нужно правильно сделать выемку. Считается, что угол конуса в 60* наиболее удачный. Толщина конуса 1/30 от диаметра конуса. Материал любой (т.к. если я скажу, что вольфрам работает лучше, то вы же не станете собирать лампочки и переплавлять спирали :-), а если уточню, что в вакууме и при облицовке из бериллия была достигнута скорость 90 км/с, что это изменит?)

Для начала возьмём корпус. Пусть это будет алюминиевая трубка произвольной длинны и 2 см в диаметре.

Последнее мне нравится больше, но это просто из-за удобства. Теперь берём трубку подходящего диаметра (прочную) и шарик, который легко в эту трубку входит. Ложем наш кружок на трубку, ставим сверху шарик и применяем на этой конструкции молоток :-) Получаем полусферу, прекрасно подходящею для создания кумулятивного

эффекта.

Можно поступить проще: просто свернуть наш кружок в конус и, положив на оправку, придать более правильную форму.

Теперь собираем сферу/конус с корпусом. Очень важно точно отцентрировать всё как следует! Потом скрепляем всё подручными материалами. Можно даже залить парафином все внутренности (очень-очень тонким слоем. Тут уметь надо) или лаком. Это позволит даже пикринку юзать.

Нужно использовать вещество с наиболее высокой скоростью детонации. Рекомендую пикринку, динамит, гек (если есть и не жалко), тен и т.п. Про кису, гмтд и марганцовку с магнием и не вспоминайте. Они не для этого :-) (на фотках использовалось 20г гека.)

Заряд нужно располагать на расстоянии 2-3 диаметров. Но точно не меньше (должна сформироваться кумулятивная струя).

На фотках заряд помещён на расстоянии 1-15 см от стального уголка с толщиной в 4 мм.

Благодарность за предоставление фоток и идеи со свинцом: Veles

Благодарность за идею создания полусферы: Кметь

К сожалению, мой друг не прислал подробное объяснение фоток, поэтому я решил дополнить этот материал, чтобы ни у кого не было вопросов: а сколько отрезать и сколько чего ложить. Итак, смотрим:

1)Вырезать из жести круг диаметром 9 см и разрезать на две части.

3)Свернуть полукруг в конус (получится 2 конуса с углом при вершине в 60°)

Замечу, что все размеры расчитанны и опробованны. Полезно будет привести расчётные формулы:

Объём заряда = Объём цилиндра - объём конуса:

Собственно, количество взрывчатки, требуемое для заполнения данного заряда легко высчитать по формуле: плотность*объём.

Как видно, я всё расчитал учитывая только лишь диаметр болванки, на которую мы наматываем корпус, что делает все расчёты исключительно простыми. Все формулы тчательно проверенны и упрощенны. Если есть сомнения - посчитайте сами :-) Разумеется, что никакой физики здесь не учитывается - сплошная геометрия (хотя я и элементы высшей математики без внимания не оставил - приучили).

4)Наматываем на газовый балончик от зажигалки корпус (вн. диаметр примерно 3,5 см)

6)Забиваем вв (учтём, что расчитанный внутренний диаметр при длине корпуса в 7 см - 52мл)

7)Приделаем ножки (штуки три-четыре) по бокам корпуса с длинной 20 см

Благодарность за предоставление фоток гексогенового кумулятива: Veles

Решил рассказать о результате последних испытаний в области направленных зарядов на основе АС. Вопреки всем, кто ГОНИТ, что куммулятив из АСВВ не получается (тот никогда не пробовал) скажу, что это не правда. С ТЭНом конечно и рядом не стоял, но 40 граммовый уплотненный заряд аммонала, сенсибилизированный небольшой добавкой ТА(2%) в корпусе от баллончика для заправки зажигалок (рис.1,2.),заводимый детоном из 5 мл. шприца (можно и менее) с ТА запросто пробивает пластину из крепкой стали толщиной около 12мм. А если применить аммотропин, то результаты могут быть и повыше. Главное форму заряда рассчитать и расстояние фокусировки правильно подобрать. Конус я изготавливал из жестяной крышки для консервирования, и пропаивал шов. Далее конус к корпусу алюминиевого баллона приклеивал эпоксидной смолой.