Осколочный цилиндр Одинцова

Стандартный осколочный цилиндр № 12 (RSFС – Russian Standard Fragmenting Cylinder)

Значимость предмета статьи поставлена под сомнение. Пожалуйста, покажите в статье значимость её предмета, добавив в неё доказательства значимости по частным критериям значимости или, в случае если частные критерии значимости для предмета статьи отсутствуют, по общему критерию значимости. Подробности могут быть на странице обсуждения. Дата постановки шаблона: 6 июля 2012

Осколочный цилиндр Одинцова — стандартный осколочный цилиндр.

В 70-х годах автором была открыта и объяснена бимодальная природа осколочного спектра^{[неизвестный термин]}, выявлена роль «саблеобразования»^{[неизвестный термин]} как главного негативного фактора при дроблении оболочек и введена система параметров, характеризующих «саблеобразование».

Для отбора перспективных высокоосколочных сталей в комбинации с перспективными взрывчатыми веществами (ВВ) была доказана необходимость введения стандартного испытательного образца — стандартного осколочного цилиндра. Такой цилиндр был разработан в 1973 г. и введен в практику массовых испытаний. Основной вариант цилиндра (№ 12) представлен на рис. 1. Его основной особенностью является значительное удлинение камеры (λ0={160}{40}=4), позволяющее достоверно выявлять склонность данной комбинации «металл — ВВ» к «саблеобразованию». Объём камеры под заряд ВВ 200 см³, номинальная масса корпуса 2660 г, толщина стенки 10 мм. Этот вариант цилиндра известен под шифром RSFC (Russian Standard Fragmenting Cylinder). Пропорции цилиндра защищены патентом № 2025646 РФ.

Подрыв цилиндра производится в бронекамерах с опилочным улавливателем. Сбор осколков производится с массы 0,25 г.

Класс качества дробления для данной комбинации «металл — ВВ» в первом приближении определяется двумя основными показателями — числом осколков, имеющих массу большую 0,25 г ($N_{0,25}$) и относительным массовым содержанием средней фракции осколков μc (1< m ≤ 4 г) Классификационная диаграмма на плоскости ($N_{0,25}$-μ_c) представлена на рис. 2. (класс I — высококачественное дробление, класс II — качественное дробление, класс III — удовлетворительное дробление, класс IV — неудовлетворительное дробление).

Классификационная диаграмма качества дробления осколочного цилиндра.

Пересчёт результатов испытаний стандартного цилиндра № 12, то есть числа $N_{0,25}$ на прогнозируемое число осколков для снаряда калибра $d_0$ с примерно той же относительной толщиной стенки 1/6 и при том же сочетании «металл — ВВ» может быть проведён с помощью соотношения

• $N_{0,5} = 2 \N_{0,25} d_0^2$,

где $d_0$ – калибр снаряда, дм.

При оценке качества дробления важным показателем является наличие в осколочном спектре осколков большого удлинения («сабель») (рис. 3). Удлинение λ осколка, имеющего массу m и длину l, определяется по формуле:

• λ = ((γ*l^2)/ (m))^0,5

где γ— плотность металла (для стали); $l$–длина осколка, см; $m$–масса осколка, г.

Наличие в осколочной массе хотя бы одного сверхдлинного (λ > 12) осколка практически достоверно указывает на неудовлетворительное качество дробления.

Рентгеноимпульсная съёмка процесса взрыва стандаотного осколочного цилиндра № 12 RSFC

По своему теоретическому и методологическому уровню осколочный цилиндр значительно превосходит аналогичные зарубежные разработки, например, осколочный цилиндр NOL морской артиллерийской лаборатории США и обеспечивает твёрдый отечественный приоритет в этой области.

Скоростная фоторегистрация процесса взрыва стандартного осколочного цилиндра № 12 RSFC

С введением ГОСТ был наведён строгий методический порядок в исследованиях и повышена их эффективность и достоверность. Цилиндр использовался в исследованиях 24-х организаций различных министерств и ведомств. С помощью цилиндров RSFC № 12 были найдены новые высокоосколочные стали, в том числе кремнистая сталь 60С2 (патенты № 2079099 РФ, № 2095740 РФ), эвтектоидные стали 80Г2С (патент № 2153024 РФ) и 80С2 (сталь Одинцова — Ботвиной, патент № 2368691 РФ). Сталь 80Г2С, разработанная совместно с Т. Ф. Волыновой внедрена в производство 100-мм снарядов к пушке 2А70 боевой машины пехоты БМП — 3. По данным испытаниям цилиндров найдены два новых состава ВВ (патенты № 2326335 РФ, № 2363915 РФ). На рис. 4 представлены результаты компьютерного моделирования процесса взрыва стандартного осколочного цилиндра RSFC.

Исходя из представления о бимодальной (двух — компонентной) природе осколочного спектра автором предложена новая статистическая модель спектра (гиперэкспоненциальное трёхпараметрическое распределение).

• $\frac{N(<m)}{N_0} = 1-ksie^\frac{-m}{m_a}-(1-ksi)e^\frac{-m}{m_b}$,

здесь

$N(<m)$, — число осколков, каждый из которых имеет массу, меньшую $m$;

• $N_0 = \frac{M_0}{ksim_a+(1-ksi)m_b}$, — число осколков, с массой большей нуля;

$M_0$, — масса осколочного корпуса;

$m_a$,$m_b$ — соответственно характеристики массы осколков основной (крупной) и сопутствующей (мелкой) фракций;

$ksi$ — относительное число осколков основной фракции.

Недавно это распределение было предложено Д. Грэди. Последний в своей монографии использует для подтверждения выводов наши экспериментальные данные по подрывам стандартных осколочных цилиндров № 12.

Литература

• Одинцов В. А., Чудов Л. А. Расширение и разрушение оболочек под действием продуктов детонации. Механика, № 5, «проблемы динамики упруго — пластических сред», под ред. Г. С. Шапиро, Изд-во «Мир», 1975.
• Одинцов В. А. Механика импульсного разрушения цилиндров. Труды МВТУ № 312. Вопросы физики взрыва и удара, в № 1, 1980.
• Одинцов В. А. Двухкомпонентная модель спектра разрушения цилиндров. Труды МВТУ № 387, Механика импульсных процессов, 1982.
• Одинцов В. А. Статистические распределения при фрагментации. Изд-во МГТУ, 1990.
• Одинцов В. А. Моделирование процессов фрагментации с помощью унифицированных цилиндров. Изд-во МГТУ, 1991.
• Одинцов В. А. Бимодальное распределение фрагментов цилиндров. Физика горения и взрыва, № 5, 1991.
• Одинцов В. А. Гиперэкспоненциальные спектры взрывного разрушения металлических цилиндров. Известия АН. Механика твёрдого тела, № 5, 1992.
• Патент № 2025646 РФ, м. кл. F42B 35/00 «Макет боеприпаса для испытания материалов и взрывчатых веществ на метательно — дробящее действие», авт. В. А. Одинцов, заявл. 15.12.1992, опубл. 30.12.1994.
• Одинцов В. А. разрушение цилиндра как марковский случайный процесс . Труды МГТУ, № 557, Механика импульсных процессов, 1992.
• Одинцов В. А. Формирование двумерных распределений осколков как марковский случайный процесс с дискретными состояниями. Оборонная техника, № 9, 1993.
• Одинцов В. А., Шкалябин И. О. Дробящее действие смесевых ВВ в унифицированных цилиндрах. Физика горения и взрыва, № 3, 1994.
• Шкалябин И. О., Одинцов В. А., Колганов Е. В., Смирнов С. П. Определение метательно — дробящих свойств ВВ с помощью стандартных осколочных цилиндров. XXI Международный пиротехнический семинар. сент. 1995, Москва.
• Одинцов В. А. Осколочные спектры артиллерийских снарядов. Оборонная техника, № 1 — 2, 1998.
• Одинцов В. А. Закон Вейбулла для осколочных масс как следствие пуассоновского распределения трещин. Оборонная техника, № 1 — 2, 1999.
• Волынова Т. Ф., Одинцов В. А. Высокоосколочная эвтектоидная сталь 80Г2С. Оборонная техника, № 1 — 2, 2000.
• Высокоосколочная сталь для изготовления корпусов осколочных боеприпасов, корпус и боеприпас пат. № 2153024 РФ, авт. Волынова Т. Ф., Одинцов В. А., заявл. 01.07.1999, опубл. 20.07.2000.
• Одинцов В. А. Высокоосколочные стали. Вооружение. Политика. Конверсия. № 3, 2001.
• Физика взрыва /под ред. Л. П. Орленко, изд. 3-е, испр. в 2-х т., т.2. гл.16. Осколочное действие взрывных систем. раздел 16.5. Стандартные осколочные цилиндры, авт. Одинцов В. А. 2004.
• Одинцов В. А. Бимодальное распределение осколков при взрывном разрушении стальных цилиндров. Аннотации докладов IX Всероссийского съезда по теоретической и прикладной механике. т. III. Н. Новгород, 2006.
• Снаряд с корпусом из высокоосколочной кремнистой стали Одинцова — Ботвиной. пат. № 2368691 РФ. авт. В. А. Одинцов, Л. Р. Ботвина. заявл. 21.03.2007, опубл. 20.10.2008.