close

Enter

Log in using OpenID

brzina mlaza linijskih kumulativnih rezača jet velocity of linear

embedDownload
Rudarsko-geološko-naftni zbornik
Vol. 25
str. 73-80
UDK 622.235.213 UDC 622.235.213
Zagreb, 2012.
Originalni znanstveni rad
Original scientific paper
Jezik/Language: Hrvatski/Croatian
BRZINA MLAZA LINIJSKIH
KUMULATIVNIH REZAČA
JET VELOCITY OF LINEAR SHAPED CHARGES
VJEČISLAV BOHANEK, MARIO DOBRILOVIĆ, VINKO ŠKRLEC
Rudarsko-geološko-naftni fakultet Sveučilišta u Zagrebu, Pierottijeva 6, Hr-10000 Zagreb, Hrvatska
Ključne riječi: brzina mlaza, linijski kumulativni rezači
Key words: jet velocity , linear shaped charges
Sažetak
Kumulativni eksplozivni naboji kod kojih je jedna dimenzija, značajno veća od drugih nazivaju se linearnim (linijskim) kumulativnim
rezačima (engl. linear shaped charge - LSC). Linearni kumulativni rezači koriste se u različitim granama industrije te se primjenjuju u sklopu
pojedinih tehnologija za rezanje metala, primjerice kod rušenja čeličnih
konstrukcija, odvajanja iskorištenih spremnika goriva raketa, razminiranje, probijanja otvora u preprekama u vatrogastvu i sli.
Prema postojeći modelima i teorijama učinkovitost linijskih kumulativnih rezača ovisi o kinetičkoj energiji mlaza koja je proporcionalna
kvadratu ubrzane obloge.
Opisana istraživanja primijenila su originalnu metodu mjerenja brzina mlaza linijskih kumulativnih rezača. Mjerenja su provedena za dva
različita materijala obloge, a rezultati su grafički prikazani, analizirani i
uspoređeni. Izmjerene brzine mlaza za različite materijale uz jednak odnos mase obloge i mase eksploziva (M/C) sveden na jediničnu površinu
obloge su različite, što modeli korišteni u radu ne mogu opisati.
Abstract
Shaped explosive charges with one dimension significantly larger
than the other are called linear shaped charges. Linear shaped charges
are used in various industries and are applied within specific technologies for metal cutting, such as demolition of steel structures, separating
spent rocket fuel tanks, demining, cutting holes in the barriers for fire
service, etc.
According to existing theories and models efficiency of linear
shaped charges depends on the kinetic energy of the jet which is proportional to square of jet velocity.
The original method for measuring velocity of linear shaped charge
jet is applied in the aforementioned research. Measurements were carried out for two different linear materials, and the results are graphically
presented, analysed and compared. Measurement results show a discrepancy in the measured velocity of the jet for different materials with the
same ratio between linear and explosive mass (M/C) per unit of surface,
which is not described by presented models.
1. Uvod
većava djelovanje kumulativnog naboja na ciljani objekt.
Metalna obloga je izvor teških molekula i povećava djelovanje kumulativnih eksplozivnih naboja koje se zasniva
na kinetičkoj energiji ubrzane metalne obloge. Dodatno
povećanje djelovanja kumulativnih naboja postiže se odmicanjem kumulativnog naboja na određenu udaljenost
od ciljanog materijala.
Eksplozivnim punjenjem (ili nabojem) uobičajeno
se smatra određena količina eksplozivne tvari čijom se
detonacijom obavlja određeni rad; prilikom miniranja u
rudarstvu i naftnoj industriji, oblikovanju i zavarivanju
metalnih elemenata, rezanja i rušenja raznih objekata itd.
S obzirom na oblik, eksplozivne naboje moguće je podijeliti u tri skupine:
-
koncentrirani eksplozivni naboji,
-
linijski eksplozivni naboji i
-
kumulativni eksplozivni naboji (Sućeska 2001).
Kumulativni eksplozivni naboji razlikuju se od ostalih
naboja u mogućnosti usmjeravanja energije oslobođene
detonacijom, zbog čega su znatno učinkovitiji od ostalih.
Energiju detonacije moguće je usmjeriti izradom kumulativnog prostora pravilnih dimenzija i oblika u eksplozivnom punjenju. Ukoliko se kumulativni prostor obloži
tankim slojem materijala, u pravilu metala, dodatno se po-
2. Podjela kumulativnih naboja
Eksplozivni kumulativni naboji se mogu podijeliti s
obzirom na oblik, način usmjeravanja energije detonacije
i funkciju na:
- konusne kumulativne naboje ili perforatore i
- linijske (linearne) kumulativne naboje ili rezače.
Konusni naboji ili perforatori namijenjeni su za perforiranje ciljanog materijala, obloga kumulativnog prostora
je konusnog oblika, a energija detonacije se usmjerava u
točku.
74
Linijski kumulativni rezači namijenjeni su za rezanje,
obloga je izdužena u pravcu duže osi, a energija detonacije je usmjerena u pravac. Sposobnost djelovanja konusnog
kumulativnog naboja definirana je dubinom perforacije u
materijalu, a sposobnost djelovanja linijskog kumulativ-
Rud.-geol.-naft. zb., Vol. 25, 2012.
V. Bohanek, M. Dobrilović, V. Škrlec: Brzina mlaza linijskih...
nog naboja sa maksimalnom debljinom materijala koji
rezač može presjeći. Slikama 1 i 2 prikazani su konusni
i linijski kumulativni naboji te njihov učinak u ciljanom
materijalu.
Slika 1. Konusni kumulativni naboj i perforacija nakon detonacije (www.appliedexplosives.com/images/stories/smallbook.pdf)
Figure 1. Shaped charge and perforation after detonation (www.appliedexplosives.com/images/stories/smallbook.pdf)
Slika 2. Linearni kumulativni rezač i rez nakon detonacije (Čačić 1998)
Figure 2. Linear shaped charge and cut after detonation (Čačić 1998)
3. Linijski kumulativni rezači
Kumulativni naboji kod kojih je jedna dimenzija,
obično duljina, značajno veća od drugih nazivaju se linearni (linijski) kumulativni rezači. Linijski kumulativni
rezači razvili su se iz konusnih kumulativnih perforatora.
Upotreba linijskih kumulativnih rezača za civilne namjene započinje nakon 1950. godine.
Detonacijom eksplozivnog punjenja dolazi do usmjeravanja energije detonacije prema kumulativnom prostoru, udarni val nailazi na oblogu te je deformira i ubrzava.
Obloga je izvor teških molekula koje povećavaju kinetičku energiju procesa. Pravilnim izborom geometrijskih
značajki, materijala obloge i odnosa između mase obloge
i mase eksplozivnog punjenja postiže se najveća učinkovitost linijskih kumulativnih rezača. Ona se prikazuje kao
maksimalna debljina prepreke koju linijski kumulativni rezač može prerezati, a proporcionalna je kinetičkoj energiji
ubrzanog metala obloge. Rezanje ili učinak linijskog kumulativnog rezača sastoji se od dva mehanizma. Primarni
mehanizam je penetracija mlaza linijskog kumulativnog
rezača u ciljani materijal. Nailaskom mlaza na metu, tlak
djelovanja mlaza na materijal je znatno veći od tlačne čvrstoće materijala. Materijal mete se bočno razmiče, a mlaz
penetrira i oblikuje rez u materijal mete. Materijal mete
se pri tome plastično deformira, pruža otpor prodiranju
te se smanjuju brzina i kinetička energija mlaza. Kada se
kinetička energija mlaza u procesu penetracije smanji na
određeni iznos (koji ovisi o materijalu mete), dolazi do
zaustavljanja penetracije. Sekundarni mehanizam nastaje
djelovanjem tlačnih udarnih valova i očituje se u nastanku
pukotine u materijalu mete nakon djelovanja penetracije.
Zbroj djelovanja ovih mehanizama daje ukupnu debljinu
materijala koju linijski kumulativni rezač može prerezati.
Ukoliko je debljina materijala dovoljno velika, prigušuje
se djelovanje udarnih valova, a veličina pukotine nastale
na taj način je zanemariva.
Linijski kumulativni rezači koriste se u različitim granama industrije te se primjenjuju u sklopu pojedinih tehnologija za rezanje metala i drugih materijala. Primjena
linijskih kumulativni rezača je prisutna u sljedećim područjima:
-
rudarstva, naftnog rudarstva i građevinarstva,
-
svemirske industrije,
-
vojne namjene,
-
razminiranja i
-vatrogastvo.
Rud.-geol.-naft. zb., Vol. 25, 2012.
Rud.-geol.-naft. zb., Vol. 25, 2012.
V. Bohanek, M. Dobrilović, V. Škrlec: Brzina mlaza linijskih…
V. Bohanek, M. Dobrilović, V. Škrlec: Brzina mlaza linijskih...
4. Brzina
mlazamlaza
linijskih
kumulativnih
rezača
4. Brzina
linijskih
kumulativnih
rezača
Brzine
metala ubrzanog
ubrzanogenergijom
energijom
eksploziva
i
Brzine metala
eksploziva
i brzinu
brzinu
linijskih
kumulativnih
rezača moguće
je
oblogeobloge
linijskih
kumulativnih
rezača moguće
je izračunati
izračunati
prema postavkama
različitih
modelaZai proračun
teorija.
prema postavkama
različitih modela
i teorija.
Za
proračun
maksimalne
brzine
metala
ubrzanog
maksimalne brzine metala ubrzanog djelovanjem eksplodjelovanjem
najčešće se
koristia za
Gurneyev
ziva najčešćeeksploziva
se koristi Gurneyev
model,
proračun
model, a za proračun brzine primarnog i sekundarnog
brzine primarnog i sekundarnog mlaza kumulativnih namlaza kumulativnih naboja Birkoffov model i PER
boja Birkoffov model i PER teorija.
teorija.
4.1.4.1.
Gurneyev
model
Gurneyev
model
R.W.
Gurneyje je
izveo
matematičke
za
R.W. Gurney
izveo
matematičke
izraze izraze
za proračun
proračun
konačne
brzine
metalnih
fragmenata
konačne brzine
metalnih
fragmenata
odbačenih
uslijed
odbačenih
detonacije
eksplozivnog
punjenja.
detonacije uslijed
eksplozivnog
punjenja.
Gurneyeva
metoda
Gurneyeva
metodai jednostavno
može se direktno
i ujednostavno
može se direktno
primijeniti
mnogobrojprimijeniti
u mnogobrojnim
slučajevima
interakcije
nim slučajevima
interakcije između
eksploziva
i metala
između
eksploziva
i
metala
(Walters
&
Zukas
1988).
(Walters & Zukas 1988).
Model se temelji na zakonima o očuvanju energije i
Model se temelji na zakonima o očuvanju energije i
količine gibanja te slijedećim pretpostavkama:
količine
gibanja
te slijedećim
a) Količina
energije
koja sepretpostavkama:
oslobodi detonacijom
a)
Količina
energije
koja je
se konstantna.
oslobodi detonacijom
eksploziva po jedinici mase
Energije
eksploziva po jedinici mase je konstantna. Energije se
375
konvertira
u kinetičku
energiju
ubrzanog
metalametala
i plinovise konvertira
u kinetičku
energiju
ubrzanog
i
tihplinovitih
produkataprodukata
detonacije.
detonacije.
b) Plinoviti
produkti
imajuimaju
ujednačenu
gustoću
popo
b) Plinoviti
produkti
ujednačenu
gustoću
cijelom
volumenu
i linearni
jednodimenzionalni
cijelom
volumenu
i linearni
jednodimenzionalni
profil brprofil
brzine u prostornom
koordinatnom
zine
u prostornom
koordinatnom
sustavu. sustavu.
Gurneyeva
pretvorena
Gurneyevaenergija
energijaEgEg(J/kg)
(J/kg)energije
energijeje je
pretvorena
izizkemijske
početnom stanju
stanjuuukikemijskeenergije
energije eksploziva
eksploziva uu početnom
kinetičku
energiju konačnog
konačnog stanja.
stanja. Kinetička
Kinetička energija
energija je
netičku energiju
je podijeljena na kinetičke energije metala i kinetičku
podijeljena na kinetičke energije metala i kinetičku enerenergiju plinova detonacije. Pretpostavka je da je brzina
giju plinova detonacije. Pretpostavka je da je brzina memetala konstantna duž njegove debljine i da su brzine
tala konstantna
i da su brzine
memetala
i plinovadužu njegove
svakoj debljine
točki okomite
na os.
tala
i
plinova
u
svakoj
točki
okomite
na
os.
Pretpostavke
Pretpostavke pojednostavnjuju stvaran proces i
pojednostavnjuju
stvaran
proces i moguće
proračun.je Na
osnovu
proračun.
Na osnovu
pretpostavki
napisati
pretpostavki
moguće
je
napisati
jednadžbu
bilance
jednadžbu bilance (očuvanja) energije za bilo koji (očutip
vanja) energije
za bilo koji
tip jednostavne
simetrične i
jednostavne
simetrične
i asimetrične
konfiguracije
asimetrične
konfiguracije
i eksploziva, dobiva
čijim se
metala
i eksploziva,
čijimmetala
se integriranjem
integriranjem
analitički
izrazubrzanog
za konačnu
brzinu
analitički
izraz dobiva
za konačnu
brzinu
metala.
ovisnametala
je o vGurneyevoj
Konačna
vm brzina
ubrzanogbrzina
metala.metala
Konačna
ovisna
je o
m
energiji
eksploziva
i omjeru Eg
između
ukupne
mase
Gurneyevoj
energijiEgeksploziva
i omjeru
između
ukumetala
M i ukupne
mase
eksploziva
pne mase
metala M
i ukupne
mase C.
eksploziva C.
UU tablici
dane
su Gurneyeve
jednadžbe
za
tablici 1.1.dane
su Gurneyeve
jednadžbe
za pojedine
pojedine
simetrične
i asimetrične
konfiguracije
metala i
simetrične
i asimetrične
konfiguracije
metala i eksploziva.
eksploziva.
Tablica
Tablica1.1.Gurneyeve
Gurneyevejednažbe
jednažbeza
zapojedine
pojedinesimetrične
simetričnei iasimetrične
asimetričnekonfiguracije
konfiguracijemetala
metalai ieksploziva
eksploziva(Walters
(Walters &
& Zukas
Zukas 1989).
1989).
Table1.1.Gurney
Gurneyequation
equationfor
forsome
somesymmetric
symmetricand
andasymmetric
asymmetricconfigurations
configurationsofofmetal
metaland
andexplosives
explosives(Walters
(Walters&&Zukas
Zukas1989).
1989).
Table
3

 
M
1
1
2




 
vm
C  M
 

C
2Eg  61  M 

  C


 
vm
 M 1
 2  
2 Eg  C 3 
vm
M 1
  
2Eg  C 2 
vm
 M 3
  
2Eg  C 5 
4.2. Birkhoffov model
4.2. Birkhoffov model
Prvi model koji opisuje načina djelovanja konusnih
Prvi model koji opisuje načina djelovanja
kumulativnih naboja objavljen je 1948. godine (Birkhoff
konusnih kumulativnih naboja objavljen je 1948. godine
et al. 1948). Proces je podijeljen u dvije faze: prva, stvara(Birkhoff et al. 1948). Proces je podijeljen u dvije faze:
1
1
1
1
2
2
2
2
nje tankog
mlaza
od dijela
metalne
obloge
koji putuje
lonprva,
stvaranje
tankog
mlaza
od dijela
metalne
obloge
koji
putuje longitudinalno
velikom
brzinom,
i druga,
gitudinalno
velikom brzinom,
i druga,
razmicanje
ciljarazmicanje
ciljanog
metedjelovanja
u stranuekstremno
uslijed
nog materijala
mete umaterijala
stranu uslijed
djelovanja
ekstremno
visokamaterijal.
tlaka mlaza
na ciljani
visoka tlaka
mlaza na ciljani
Interpretacija
obje
materijal.
Interpretacija
obje faze
se bazira na klasičnom
faze se bazira
na klasičnom
hidrodinamičkom
pristupu za
hidrodinamičkom pristupu za idealne fluide, a može se
Rud.-geol.-naft. zb., Vol. 25, 2012.
Rud.-geol.-naft.
zb., Brzina
Vol. 25,mlaza
2012.linijskih...
76
V. Bohanek, M. Dobrilović,
V. Škrlec:
4
V. Bohanek, M. Dobrilović, V. Škrlec: Brzina mlaza linijskih…
idealne fluide, a može se primijeniti na rezače, jer se čvrPrilikom detonacije eksplozivnog punjenja detonacijprimijeniti
namože
rezače,
jer se uslijed
čvrstoćadjelovanja
metala može
detonacije
eksplozivnog
punjenja
detonacijski
stoća metala
zanemariti
izuzetnoPrilikom
ski val
nailazi na
metalnu oblogu
konusnog
oblika. Pretzanemariti
uslijeddetonacije
djelovanjaeksploziva.
izuzetno visokih tlakova val postavka
nailazi na
metalnu
oblogu konusnog
oblika. na sve
visokih tlakova
je da
tlak detonacije
djeluje jednoliko
detonacije
eksploziva.
je da uzrokujući
tlak detonacije
djeluje jednoliko
pomicanje
materijalanaobloge u
Materijal
obloge se promatra kao neviskozan Pretpostavka
i strane obloge
Materijal obloge se promatra kao neviskozan i sve smjeru
strane centralne
obloge uzrokujući
pomicanje
osi okomito na površinumaterijala
obloge. Na slici
nesti������������������������������������������������������
š�����������������������������������������������������
ljiv�������������������������������������������������
fluid�������������������������������������������
������������������������������������������������
. Pretpostavka je da elementi obloge trenunestišljiv fluid. Pretpostavka je da elementi obloge obloge u smjeru centralne osi okomito na površinu
3 prikazani su geometrijski odnosi pri urušavanju metalne
tačno
ubrzavaju
do
svoje
konačne
brzine
i
da
mlaz
ima
trenutačno ubrzavaju do svoje konačne brzine i da mlaz obloge. Na slici 3 prikazani su geometrijski odnosi pri
obloge.metalne obloge.
konstantu
duljinu
jednaku
duljini
stranice
konusa
(Wal-urušavanju
ima
konstantu
duljinu
jednaku
duljini
stranice
konusa
ters
&
Zukas
1989).
(Walters & Zukas 1989).
fronta detonacijskog vala
detonation wave front
Slika 3. Urušavanje obloge kumulativnih naboja prema Birkhoffovom modelu (Birkhoff et al. 1948)
Slika 3. Urušavanje obloge kumulativnih naboja prema Birkhoffovom modelu (Birkhoff et al. 1948)
Figure
3. The collapse of shaped charges liner according to Birkhoff model (Birkhoff et al. 948)
Figure 3. The collapse of shaped charges liner according to Birkhoff model (Birkhoff et al. 948)
Početni kut 2α koji zatvaraju dvije nasuprotne strane vo – brzina ubrzane metalne obloge (može se izračunati
Početnipresjeka
kut 2α konusne
koji zatvaraju
nasuprotne
straneprema Gurnyevoj
vo – brzinajednadžbi)
ubrzane metalne
poprečnog
metalnedvije
obloge
manji je od
(m/s), obloge (može se izračunapoprečnog
konusne
metalne
obloge
manji je odα – tipolovica
prema Gurnyevoj
kuta
2β koji presjeka
zatvara metalna
obloga
prilikom
urušavanja
kuta koji jednadžbi)
čine dvije (m/s),
nasuprotne strane
kuta 2β
koji zatvara
metalna
oblogaudarnom
prilikomvalu
urušavanja
zbog
konačnog
vremena
potrebnog
da metalne αobloge
prije urušavanja
(º) idvije nasuprotne strane me– polovica
kuta koji čine
prođe
od vrha vremena
do baze potrebnog
konusa. Zbog
simetričnosti
polovica
kuta
koji
čine dvije(º) nasuprotne
strane
zbog konačnog
udarnom
valu da pro-β – talne
obloge
prije
urušavanja
i
konusa,
jednolikog
udarnog
vala na svim
pri urušavanju (º).
đe od vrha
do bazedjelovanja
konusa. Zbog
simetričnosti
konusa,metalne βobloge
– polovica kuta koji čine dvije nasuprotne strane mestranama
i identičnog
procesa
jednolikogkonusa
djelovanja
udarnog vala
na svimurušavanja
stranama ko- talne obloge pri urušavanju (º).
4.3. PER teorija
elemenata konusa na slici 3 prikazana je samo gornja
nusa i identičnog procesa urušavanja elemenata konusa
polovica poprečnog presjeka konusne obloge.
na Promatra
slici 3 prikazana
gornja
polovica
poprečnog
PER
objavljena je 1952. godine i predstavlja
4.3. teorija
PER teorija
li se točkajePsamo
materijala
obloge
koja se
giba
presjeka
konusne
obloge.
prema točki B, koja je stacionarna u prostoru, unutarnji nadogradnju Birkhoffove teorije. Teorija se naziva i
jer objavljena
za razliku je
od1952.
konstantne
se točka
P materijala
obloge
sloj Promatra
materijala liobloge
tvorit
će primarni
mlazkoja
koji sesegibanestacionarnom,
PER teorija
godinebrzine
i predstavlja
urušavanja
metalne
obloge
koju
pretpostavlja
prema
točki brzinom
B, koja ijeprodire
stacionarna
u prostoru,
unutarnji
giba
velikom
u materijal
mete, dok
će
nadogradnju Birkhoffove teorije. Teorija se naziva i nemodel, PER teorija pretpostavlja
vanjski
sloj materijala
sekundarni
mlaz,
sloj materijala
obloge obloge
tvorit ćetvoriti
primarni
mlaz koji
se gibaBirkhoffov
stacionarnom,
za razliku
od konstantne brzine urušapromjenljivu
brzinu jer
urušavanja
obloge.
koji
putuje
manjim
brzinama.
Prema
Birkoffovom
velikom brzinom i prodire u materijal mete, dok će vanj- vanja metalne obloge koju pretpostavlja Birkhoffov moBrzina
urušavanja
obloge
konusa
opada
modelu
jednadžbe obloge
za izračun
brzine primarnog
ski sloj materijala
tvoriti sekundarni
mlaz, kojii pu-kontinuirano
del, PER od
teorija
brzinu
vrhapretpostavlja
prema bazi promjenljivu
konusa. Razlike
u urušasekundarnog mlaza su (Birkoff et al 1948):
tuje manjim brzinama. Prema Birkoffovom modelu jed-brzinivanja
obloge.
urušavanja obloge uzrokuju izduženje primarnog
nadžbecosza
izračun brzine primarnog i sekundarnog
mlazamlaza (Pugh
et al.
1952). obloge konusa opada kontinuirano
Brzina
urušavanja

(    ) / 2  cos (    ) / 2 
  ………….(1)
v s (Birkoff
v0

 sin  
su
et
al
1948):
Na
temelju
PER
brojni
sin 
tan 
od vrha prema
bazi teorija
konusa. razvijeni
Razlike u su
brzini
urušavanja
2
jednodimenzionalni
i
analitički
kodovi
koji
omogućuju
obloge uzrokuju izduženje primarnog mlaza (Pugh et al.
i ekonomičnu analizu prilikom projektirana
cos
cos[((β −α))//22] cos
cos([( β−α) /) 2/ 2]   β
 ………….(2)
(1)brzu 1952).

vvss = vv00
+
+
sinsin
  
kumulativnih
naboja (Sućeska 1996).
sin
tan
sin β
tanβ
 2 2 
NaPER
temelju
teorija
razvijeni
su brojni
Prema
teorijiPER
proces
urušavanja
metalne
oblogejednodicos[( β − α ) / 2] cos[( β − α ) / 2]
(2)
β 
menzionalni
i
analitički
kodovi
koji
omogućuju
brzu i
se može prikazati slikom 4.
−
− sin  
vs =
v 0 je:
gdje
sin β
tan β
2
ekonomičnu
analizu
prilikom
projektirana
kumulativnih
vp –brzina primarnog mlaza (m/s),
naboja (Sućeska 1996).
gdje je:
sekundarnog mlaza (m/s),
vs –brzina
Prema PER teoriji proces urušavanja metalne obloge
vp –brzina primarnog mlaza (m/s),
se može prikazati slikom 4.
vs –brzina sekundarnog mlaza (m/s),
Rud.-geol.-naft. zb., Vol. 25, 2012.
V. Bohanek, M. Dobrilović, V. Škrlec: Brzina mlaza linijskih…
5
Rud.-geol.-naft. zb., Vol. 25, 2012.
V. Bohanek, M. Dobrilović, V. Škrlec: Brzina mlaza linijskih...
77
fronta detonacijskog vala
detonation wave front
Slika 4. Urušavanje obloge kumulativnih naboja prema PER teoriji (Pugh et al. 1952)
Figure 4. The collapse of shaped charges liner according to PER theory (Pugh et al. 1952)
Slika 4. Urušavanje obloge kumulativnih naboja prema PER teoriji (Pugh et al. 1952)
Figure 4. The collapse of shaped charges liner according to PER theory (Pugh et al. 1952)
Detonacijskival
val putuje
P doPtočke
Q pravcem
Detonacijski
putujeododtočke
točke
do točke
Q
0PQ površine
metalnemetalne
obloge. obloge.
ElementElement
obloge uobloge
točki P
pravcem
0PQ površine
u urušava
točki P se
urušava
se J.u U
točku
J. Udaslučaju
da je
brzina
u točku
slučaju
je brzina
urušavanja
urušavanja
element
oblogeP’ubitočki
P' bi
došao N
jednolika,jednolika,
element obloge
u točki
došao
u točku
u istovremeno
točku N istovremeno
kad
element
u
točki
P
dolazi
u
kad element u točki P dolazi u točku J. Urutočku
J.
Urušavanje
obloge
bi
se
odvijalo
pravcem
QNJ.
šavanje obloge bi se odvijalo pravcem QNJ. S obzirom na
S pretpostavku
obzirom na
pretpostavku
smanjenjuprema
brzine
o smanjenju
brzineo urušavanja
bazi
urušavanja
prema
bazi
metalne
obloge
materijal
obloge
metalne obloge materijal obloge u točki P se giba sporije
u od
točki
P se giba
sporije
od materijala
obloge
u točkiimati
J.
materijala
obloge
u točki
J. Površina
urušavanja
Površina urušavanja imati će oblik pravca QMJ. Kut β
će oblik pravca QMJ. Kut β bit će veći od kuta β’ koji
bit će veći od kuta β’ koji vrijedi za stacionarne uvjete
vrijedi za stacionarne uvjete (Birkhoffova teorija). Ele(Birkhoffova teorija). Elementi obloge se ne gibaju
menti obloge
se ne gibaju
okomito
na površinu,
već imaju
okomito
na površinu,
već imaju
određeni
kut otklona
δ
određeni
kut
otklona
δ
u
odnosu
na
okomicu
(Walters
&
u odnosu na okomicu (Walters & Zukas 1989).
Zukas
1989).
Prema ovoj teoriji svaki element obloge, bez obzira
Prema
ovoj teoriji
svakijeelement
obzira na
na svoju
veličinu,
zasebna
cjelina iobloge,
nije pobez
utjecajem
svoju veličinu,
zasebna
cjelina si nije
po utjecajem sususjednih
elemenata
u jeskladu
hidrodinamičkom
sjednih elemenata u skladu s hidrodinamičkom teorijom.
teorijom.
Izrazi
Izrazizazaproračun
proračunbrzine
brzineprimarnog
primarnogi sekundarnog
i sekundarnog
mlaza
mlazaprema
premaPER
PERteoriji
teoriji(Pugh
(Pughetetalal1952)
1952)su:
su:


(3)
β cos(  β (3)
v  v 0 csc
)
v P =P v 0 csc
cos(
2 α +δ − )2
2
2


(4)
v s  v 0 sec sin(    )
β 2
β 2(4)
v s = v 0 sec sin(α + δ − )
2
2
gdje
gdjeje:je:
δ- kutδ-otklona
od okomice
(Taylorov
kut) (º).
kut otklona
od okomice
(Taylorov
kut) (º).
5. Mjerenje
brzine
mlaza
linijskih
5. Mjerenje
brzine mlaza
linijskih kumulativnih rezača
kumulativnih
rezača
Brzina
vertikalnojosi,osi,
okomitoj
na
Brzinamlaza
mlaza uuvertikalnoj
osi osi
okomitoj
na površipovršinu
ciljanog
materijala,
uz
masu
mlaza
osnovni
č
nu ciljanog materijala, uz masu mlaza osnovni č je čimbejenik
čimbenik
na
temelju
kojeg
se
procjenjuje
dubina
reza
na temelju kojeg se procjenjuje dubina reza linijskih
kumulativnih
rezača. Dubina
reza jeDubina
proporcionalna
linijskih
kumulativnih
rezača.
reza kineje
tičkoj
energiji
mlaza,
što
znači
da
će
pri
istoj
masi
proporcionalna kinetičkoj energiji mlaza, što znači
damlaza
će
energije
uslijed
povećanja
brzine
obloge
priprirast
istoj kinetičke
masi mlaza
prirast
kinetičke
energije
uslijed
imati oblik
kvadratne
U skladu
s iznesenim
povećanja
brzine
oblogefunkcije.
imati oblik
kvadratne
funkcije.moU delima
skladui steorijama,
iznesenim
modelima
i teorijama,
brzina
mlaza ovisi
o količinibrzina
eksplomlaza
ovisi
o količini
i masi
zivnog
punjenja
i masi eksplozivnog
metala obloge punjenja
kao i o kutu
obloge
metala
kao irezača.
o kutu obloge linijskih
linijskihobloge
kumulativnih
kumulativnih
Ranije serezača.
izneseni modeli djelovanja linijskih kumuRanije
se izneseni
modeli djelovanja
linijskih
lativnih rezača
prilikom proračuna
brzine obloge,
primarkumulativnih
rezača
prilikom
proračuna
brzine
obloge,
nog i sekundarnog mlaza baziraju na Gurneyevoj
brzini
primarnog i sekundarnog mlaza baziraju na Gurneyevoj
metala kao polaznoj točki za proračun. Teorije su na osbrzini metala kao polaznoj točki za proračun. Teorije su
novi mjerenja validirane za konusne perforatore, ali ne i
na osnovi mjerenja validirane za konusne perforatore,
rezače. U rezače.
dostupnoj
alizanelinijske
i za kumulativne
linijske kumulativne
U literaturi
dostupnojnisu
pronađeni
podaci
o
sustavnom
mjerenju
brzine
mlaza liliteraturi nisu pronađeni podaci o sustavnom mjerenju
nijskih
kumulativnih
rezača.
brzine mlaza linijskih kumulativnih rezača.
5.1.Ispitni
Ispitni
uzorci
5.1.
uzorci
Uzorci
izrađeni
su su
u u
Uzorci(linearni
(linearnikumulativni
kumulativnirezači)
rezači)
izrađeni
Laboratoriju za ispitivanje eksplozivnih tvari RudarskoLaboratoriju za ispitivanje eksplozivnih tvari Rudarskogeološko-naftnog fakulteta. Za oblogu linijskih
geološko-naftnog fakulteta. Za oblogu linijskih kumulakumulativnih rezača izabrana su dva materijala koja se
tivnih rezača
su dva
materijala
se najčešće
najčešće
koristeizabrana
za izradu
obloge:
bakarkoja
i aluminij.
koriste
za
izradu
obloge:
bakar
i
aluminij.
Korišteni
Korišteni su aluminijski i bakreni limovi debljine od 0,5 su
aluminijski
i bakreni
limovi
debljine
od 0,5 od
mm,
mm,
1mm i 2 mm,
strojno
savijeni
pod kutom
90°1mm
da i
2
mm,
strojno
savijeni
pod
kutom
od
90°
da
bi
se
dobila
bi se dobila zahtijevana konstrukcija obloge. Na oblogu
konstrukcija
obloge.
Narazličite
oblogu je
postavljen
je zahtijevana
postavljen eksploziv
u obliku
traka
debljine
i
eksploziv
u
obliku
traka
različite
debljine
i
mase.
Trake
mase. Trake eksploziva izrađene su upotrebom uređaja
su upotrebom
uređajaosigurana
za valjanjejeekzaeksploziva
valjanje izrađene
eksploziva.
Na taj način
ujednačena
debljina
i masa
eksplozivnog
punjenja
po i
sploziva. Na
taj način
osigurana
je ujednačena
debljina
jedinici
površine poprečnog
presjeka.
Osnovna
razlika
u
masa eksplozivnog
punjenja
po jedinici
površine
poprečizvedbi
između ove
vrste razlika
rezača iurezača
se izrađuju
nog presjeka.
Osnovna
izvedbikoji
između
ove vrste
tvornički
je u koji
dodatnom
kućištu
kojeje uprekriva
rezača i rezača
se izrađuju
tvornički
dodatnom
kućištu koje prekriva eksplozivno punjenje. Smatra se da
Rud.-geol.-naft.zb.,
zb.,Vol.
Vol.25,
25,2012.
2012.
Rud.-geol.-naft.
V.
Bohanek,
M.
Dobrilović,
V.
Škrlec:
Brzina
mlaza
linijskih…
V. Bohanek, M. Dobrilović, V. Škrlec: Brzina mlaza linijskih…
Rud.-geol.-naft. zb., Vol. 25, 2012.
V. Bohanek, M. Dobrilović, V. Škrlec: Brzina mlaza linijskih...
66
78
eksplozivno
punjenje. Smatra
Smatra se
se da
da su
su fizikalni
fizikalni procesi
procesi
eksplozivno
punjenje.
5.2. Postav
Postav mjerenja
mjerenja
koji
vrijede
za
rezač
s
kućištem
istovjetni
onima
kod
5.2.
koji
vrijede
za
rezač
s
kućištem
istovjetni
onima
kod
Postav mjerenja
su fizikalni procesi koji vrijede za rezač s kućištem
isto- 5.2.
rezača bez
bez kućišta.
kućišta. Pri
Pri istraživanju
istraživanju linijskih
linijskih
rezača
vjetni onima kod
rezača bez kućišta.
Pri istraživanju linijMjerenja su
su provedena
provedena direktnom
direktnom metodom
metodom pomoću
pomoću
Mjerenja
kumulativnih rezača
rezača ova
ova ili
ili slična
slična izvedba
izvedba linijskih
linijskih
kumulativnih
skih kumulativnih rezača ova ili slična izvedba linijskih elektroničkog
Mjerenjasata
su iiprovedena
direktnom
metodom
pomoću
elektroničkog
sata
svjetlovoda.
Metoda
je
modificirana
svjetlovoda.
Metoda
je
modificirana
kumulativnih
rezača
je
često
u
upotrebi
(Lim
2006,
kumulativnih rezača je često u upotrebi (Lim 2006,
kumulativnih
rezača
je
često
u
upotrebi
(Lim
2006,
Narielektroničkog
sata
i
svjetlovoda.
Metoda
je
modificirana
metoda
za
mjerenje
brzine
detonacije
eksploziva.
metoda za mjerenje brzine detonacije eksploziva.
Nariman-Zadeh et
et al.
al. 2001).
2001).
Nariman-Zadeh
man-Zadeh
et al. 2001).
metodaje
mjerenje brzine
detonacije--eksploziva.
KoriKorišten
jezaelektronički
elektronički
sat "Explomet
"Explomet
Fo", najveća
najveća
sat
Fo",
Za eksplozivno
eksplozivno
punjenje linijskih
linijskih kumulativnih
kumulativnih Korišten
Za
punjenje
brzina
koju
uređaj
može
mjeriti
je
10
000
m/s,
šten
je
elektronički
sat
“Explomet
Fo”,
najveća
brzina
Za
eksplozivno
punjenje
linijskih
kumulativnih
rezača
brzina
koju
uređaj
može
mjeriti
je
10
000
m/s,
rezača izabran
izabran je
je plastični
plastični eksploziv
eksploziv koji
koji se
se sastoji
sastoji od
od
rezača
vremenski
interval
odmjeriti
0,1 μs
μsje
do10
10000
uz
točnost
od ±± 0,1
0,1
koju uređaj
možeod
m/s,
vremenski
interizabran(Pentaerythritol
je plastični eksploziv
koji se
sastoji
od pentrita vremenski
interval
0,1
do
10
s,s, uz
točnost
od
pentrita
(Pentaerythritol
tetranitrate)
neeksplozivnog
pentrita
tetranitrate)
ii neeksplozivnog
µs.
µs.
val
od
0,1
μs
do
10
s,
uz
točnost
od
±
0,1
µs.
(Pentaerythritol
tetranitrate)
i
neeksplozivnog
plastifikaplastifikatora koji
koji služi
služi kao
kao vezivni
vezivni materijal.
materijal.
plastifikatora
Meta
je izrađena
izrađena
od od
polistirena
(stiropora),
kojikoji
imaima
Meta
je
od
polistirena
(stiropora),
koji
ima
tora koji služi
kaodetonacije
vezivni materijal.
Deklarirana
brzina
Deklarirana
brzina
detonacije
eksploziva
je 7200
7200 m/s.
m/s.
Meta
je
izrađena
polistirena
(stiropora),
Deklarirana
brzina
eksploziva
je
malu
gustoću
i
pruža
minimalni
otpor
prodiranju
mlaza.
malu
gustoću
i
pruža
minimalni
otpor
prodiranju
mlaza.
Na
osnovi
izmjerene
mase
obloge
i
mase
eksploziva
detonacije
eksploziva
je
7200
m/s.
Na
osnovi
izmjerene
malu gustoću i pruža minimalni otpor prodiranju mlaza.
Na osnovi izmjerene mase obloge i mase eksploziva
Svjetlovodi
susupostavljeni
postavljeni
na određenoj
određenojudaljenosti
udaljenosti
su
određenoj
udaljenosti
ostvareni
su različiti
različiti
odnosi mase
mase
obloge
maseod- Svjetlovodi
mase obloge
i mase eksploziva
ostvareni
su različiti
ostvareni
su
odnosi
obloge
ii mase
Svjetlovodi
postavljeni na
na
unuunutar
vertikalne
osi
polistirenske
ploče.
Detonacija
unutar
vertikalne
osi
polistirenske
ploče.
Detonacija
eksploziva
(C/M)
po
jediničnom
presjeku.
Maksimalna
eksploziva
(C/M)
po
jediničnom
presjeku.
Maksimalna
nosi mase obloge i mase eksploziva (C/M) po jediničnom tar vertikalne osi polistirenske ploče. Detonacija
eksploeksploziva uzrokuje
uzrokuje ubrzanje obloge
obloge linijskog
linijskog
masa
eksploziva
iznosilamasa
je 30
30
g. Masa
Masa iznosila
eksploziva
je g. eksploziva
masa
eksploziva
iznosila
je
g.
eksploziva
je
presjeku.
Maksimalna
eksploziva
je 30
ziva uzrokuje ubrzanjeubrzanje
obloge linijskog kumulativnog
kumulativnog
rezača
i
stvaranje
mlaza
te
on
presijeca
kumulativnog
rezača
i
stvaranje
mlaza
te
on
presijeca
limitirana
na osnovi
osnovi
maksimalne
mase eksploziva
eksploziva
koja
limitirana
na
koja
Masa eksploziva
je maksimalne
limitirana
na mase
osnovi
maksimalne
mase rezača i stvaranje mlaza te on presijeca optičke kablove.
optičke kablove.
kablove. U
U trenutku
trenutku presijecanja
presijecanja svjetlovoda
svjetlovoda
optičke
seeksploziva
na siguran
siguran
način
može
otpucati
u
laboratorijskoj
se
na
način
može
otpucati
u
laboratorijskoj
koja se na siguran način može otpucati u labo- instrument
U trenutkuregistrira
presijecanja
svjetlovoda
instrument
registrira
svjetlost
nastalu
detonacijom
instrument
registrira
svjetlost
nastalu
detonacijom
komori.
Na slici
slici
prikazan
je5poprečni
poprečni
presjek
linijskog
komori.
Na
55 prikazan
linijskog
ratorijskoj
komori.
Na slicije
prikazanpresjek
je poprečni
presjek eksplozivnog
svjetlost
nastalu
detonacijom
eksplozivnog
punjenja.
punjenja. Na
Na osnovi
osnovi razmaka
razmaka između
između Na
eksplozivnog punjenja.
kumulativnog
rezača.
kumulativnog
rezača.
linijskog kumulativnog
rezača.
osnovi
razmaka
između
svjetlovoda
i
zabilježenog
svjetlovoda ii zabilježenog
zabilježenog vremena
vremena prolaza
prolaza dobiva
dobiva se
sevresvjetlovoda
mena
prolaza
dobiva
se
brzina
mlaza
linijskih
kumulativbrzina mlaza
mlaza linijskih
linijskih kumulativnih
kumulativnih rezača.
rezača. Udaljenost
Udaljenost
brzina
Eksploziv
Eksploziv
nih rezača.
Udaljenost
između
svjetlovoda
(P1 i P2) iibila
između
svjetlovoda
(P1
i
P2)
bila
je
konstantna
između
svjetlovoda
(P1
i
P2)
bila
je
konstantna
Explosive
Explosive
je
konstantna
i
iznosila
je
20
mm,
a
mijenjane
debljine
iznosila
je
20
mm,
a
mijenjane
su
debljine
obloge
iznosila je 20 mm, a mijenjane su debljine su
obloge
Alili
iliCu
Cuobloga
obloga
Al
obloge
pojedinog
materijala
i
mase
eksplozivnog
pojedinog
materijala
i
mase
eksplozivnog
punjenja
da
bi
pojedinog materijala i mase eksplozivnog punjenja dapunjebi
Alor
orCu
Culiner
liner
Al
se dobili
dobili
različiti
odnosi
M/C.odnosi
Postignuti
odnosi
M/Codnosi
za
nja
da različiti
bi
se dobili
različiti
M/C.odnosi
Postignuti
se
odnosi
M/C.
Postignuti
M/C
za
aluminijsku
oblogu iznosili
iznosili
su od
od 0,4
0,4oddo1,8,
do1,8,
zaa za
M/C za aluminijsku
oblogu su
iznosili
su
0,4 do1,8,
aluminijsku
oblogu
aa za
bakrenu
oblogu
od 0,7
0,7
do 1,9.
1,9.
bakrenu
oblogu
od
bakrenu
oblogu
od do
0,7
do 1,9. Na taj način moguće je
Na taj
taj ovisnost
način moguće
moguće
je utvrditi
utvrditi
ovisnost
brzine
Na
način
je
utvrditi
brzine mlaza
o M/C ovisnost
odnosu zabrzine
pojedini
mlaza
M/Cobloge.
odnosu za
za pojedini
pojedini materijal
materijal obloge.
obloge.
mlaza
oo M/C
odnosu
materijal
MjerniMjerni
postavpostav
prikazan
je na
naslici
slici
6.slici 6.
Mjerni
postav
prikazan
je
prikazan
je na6.
Slika5. Presjek linijskog kumulativnog rezača
Slika5.Presjek
Presjeklinijskog
linijskogkumulativnog
kumulativnogrezača
rezača
Slika5.
Figure
5.5.5.
Linear
shaped
charge
cross
section
Figure
Linear
shaped
charge
cross
section
Figure
Linear
shaped
charge
cross
section
Eksploziv/Explosive
Eksploziv/Explosive
Alili
iliCu
Cuobloga
obloga
Al
Alor
orCu
Culiner
liner
Al
Polistiren
Polistiren
Polystyrene
Polystyrene
Čelik
Čelik
Steel
Steel
Slika
Mjerni
postav
Slika
Mjerni
postav
Slika
6.6.6.
Mjerni
postav
Figure
6. 6.
Measurenent
setup
Figure
Measurenent
setup
Figure
6. Measurenent
setup
5.3. Rezultati
Rezultati ispitivanja
ispitivanja
5.3.
Rezultati mjerenja
mjerenja brzine
brzine mlaza
mlaza za
za aluminijsku
aluminijsku
Rezultati
oblogu
prikazani
su
slikom
7,
za
bakrenu
oblogu
slikom
oblogu prikazani su slikom 7, za bakrenu oblogu slikom
8, aa usporedni
usporedni rezultati
rezultati mjerenja
mjerenja za
za oba
oba materijala
materijala
8,
slikom9.
9.
slikom
Rud.-geol.-naft. zb., Vol. 25, 2012.
V. Bohanek, M. Dobrilović, V. Škrlec: Brzina mlaza linijskih...
79
5.3. Rezultati ispitivanja
Rezultati mjerenja brzine mlaza za aluminijsku oblogu prikazani su slikom 7, za bakrenu oblogu slikom 8, a
usporedni rezultati mjerenja za oba materijala slikom 9.
Slika 7. Brzina mlaza za Al oblogu
Slika 8. Brzina mlaza za Cu oblogu
Figure 7. Jet velocity for Al liner
Figure 8. Jet velocity for Cu liner
Slika 9. Usporedba brzina mlaza za Al i Cu oblogu
Figure 9. Compared jet velocities for Al and Cu liner
6. Analiza rezultata
Nakon izmjerenih vertikalnih brzina mlaza za Al i Cu
obloge izrađeni su dijagrami koji prikazuju utjecaj odnosa
M/C na brzinu mlaza za pojedini materijal obloge te usporedni dijagram rezultata mjerenja za Al i Cu oblogu. Na
osnovi izmjerenih rezultata unesenih u dijagram izrađene
su korelacijske krivulje za svaki materijal obloge posebno. U oba slučaja mjereni rezultati se najbolje podudaraju
sa krivuljom polinoma drugog stupnja. Utjecaj odnosa
M/C na brzinu Al obloge izražena je jednadžbom (5), a
utjecaj M/C na brzinu Cu obloge jednadžbom (6):
y = 682,33x2 - 2562,1x + 3428
(5)
y = 352,21x2 - 1476x + 2478,2
(6)
gdje je :
y- brzina mlaza (m/s) i
x- M/C odnos za pojedini materijal
Za svaku krivulju određen je koeficijent determinacije (R2) koji iznosi R2=0,96 za Al oblogu i R2=0,90 za
Cu oblogu. U oba slučaja prisutna je jaka uzročna veza
između odnosa M/C i izmjerene brzine mlaza. Nešto manja vrijednost faktora determinacije kod Cu obloge posljedica je većeg rasipanja mjerenih rezultata. Bitno je
napomenuti da jednadžbe vrijede samo za one vrijednosti
odnosa M/C za koje je mjerenje provedeno. Razlog tome
je jednadžba kvadratne funkcije čiji je graf parabola. Prema jednadžbama vrijednosti brzine bi počele ponovo rasti
kad bi vrijednosti odnosa M/C bile veće od dva. To znači
80
da bi smanjivanjem mase eksplozivnog punjenja brzine
obloge rasle, što fizikalno nije moguće.
Izmjerena brzina mlaza za Cu oblogu u pravilu je manja od brzine mlaza za Al oblogu. Razlike u brzinama rastu sa smanjenjem odnosa M/C.
Razlike izmjerenih brzina za aluminijske i bakarne
obloge pri jednakim odnosima M/C predstavljaju odstupanje u odnosu na postavke navedenih teorija koje su
pojednostavljenje složenog procesa te ne uzimaju u obzir
utjecaj svojstava ubrzanog metala, odnosno materijala. S
druge strane, izmjerena brzina je prosječna brzina na segmentu 0-20 mm, a ne najveća vrijednost kojom se ulazi
u proračune prema navedenim teorijama.
7. Zaključak
Prema rezultatima mjerenja brzina mlaza kumulativnih linijskih rezača može se uočiti potreba modificiranja
postojećih modela s obzirom na specifičnosti procesa
nastajanja mlaza linijskih kumulativnih rezača u odnosu
na kumulativne perforatore. Pri tome je potrebno uzeti u
obzir značajke materijala obloge i opis procesa nastajanja
mlaza unutar dviju prostornih osi.
Korištena metoda mjerenja brzine kumulativnog mlaza prikladna je za mjerenje prosječne segmentne brzine
mlaza linijskih kumulativnih rezača.
Za potvrđivanje postavki rezultatima mjerenja, potrebno je izmjeriti maksimalnu brzinu mlaza u zraku. S
obzirom da kontinuirana metoda mjerenja brzina, koja
daje distribuciju brzina i traženu maksimalnu brzinu, iziskuje poseban postav i osjetila za mjerenja na kratkim
segmentima, rješenje se može naći u diskontinuiranoj metodi s laserskim zrakama. Na taj način moguće je smanjiti
segmente mjerenja do nekoliko milimetara čime se može
dobiti maksimalna brzina mlaza s zadovoljavajućom točnošću.
8. Literatura
Birkhoff, G., MacDougall, D. P., Emerson M. Pugh, E. M, & Taylor
S. G. (1948): Explosives with Lined Cavities, Journal of Applied
Physics, 19, 563-582
Čačić, L. (1998): Istraživanje i primjena kumulativnih eksplozivnih
naboja pri miniranju u rudarstvu i graditeljstvu , Magistarski rad,
Rudarsko-geološko-naftni fakultet, Zagreb, 92
Nariman-Zadeh, N., Darvizeh, A., Darvizeh, M. & Gharababaei, H.
(2001): Modelling of explosive cutting process of plates using
GMDH-type neural network and singular value decomposition,
Journal of Materials Processing Technology, Elsevier, 128, 80–87.
Pugh, E., Eichelberger, R. & Rostoker, N. (1952): Theory of jet formation by charges with lined conical Cavities, Journal of Applied
Physics, 23, 532-536.
Rud.-geol.-naft. zb., Vol. 25, 2012.
V. Bohanek, M. Dobrilović, V. Škrlec: Brzina mlaza linijskih...
Lim, S. (2006): A preliminary investigation of the blade formation and
cutting process of the linear shaped charges. Disertation. University
of Missouri – Rolla
Sućeska, M. (2001): Eksplozije i eksploziv - njihova mirnodopska primjena, Brodarski institut, 305 pp., Zagreb.
Sućeska, M. (1996): Izračunavanje parametara kumulativnog mlaza primjenom jednodimenzionalnog analitičkog modela. Strojarstvo, 38,
89-96
Walters, W.P. & Zukas, J.A. (1989): Fundamentals of Shaped Charges,
New York: Wiley-Interscience. New York
http://www.appliedexplosives.com/images/stories/smallbook.pdf, 2012
JET VELOCITY OF LINEAR SHAPED CHARGES
Explosive charges are usually considered to be a certain mas of explosives whose detonation perform certain
work. A cumulative charge is an explosive charge shaped
to focus the effect of the explosive’s energy. Cumulative
explosive charges, according to form and purposes, can
be divided into:
-
shaped charges or perforator and
-
linear shaped charge or cutter.
Shaped explosive charges with one dimension significantly larger than the other are called linear shaped charges. Linear shaped charges are used in various industries
and are applied within specific technologies for metal
cutting, such as demolition of steel structures, separating
spent rocket tanks, demining, cutting holes in the barriers
for fire service, etc.
According to existing theories and models efficiency
of linear shaped charges depends on the kinetic energy of
the jet which is proportional to square of jet velocity.
There are different equations for calculation of metal
velocity accelerated by energy of explosive. For final velocity of different metal shapes accelerated by explosive
energy Gurney model is used. Calculation of primary and
secondary jet velocities are based on Birkhoff model and
PER theory
The original method for measuring velocity of linear
shaped charge jet is applied. Method is based on method
for measuring detonation velocity of explosives. Measurements were carried out for two different liner materials, and the results are graphically presented, analysed
and compared. Measurement results show a discrepancy
in the measured velocity of the jet for different materials with the same ratio between liner and explosive mass
(M/C) per unit of surface, which is not described by presented models.
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
2
File Size
2 235 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content