Mótuð hleðsla

frá Wikipedia, ókeypis alfræðiorðabókinni
Fara í siglingar Fara í leit
Hol hleðsla - niðurskurðarlíkan. Gulur: sprengiefni.

The lagaður gjald er sérstakt fyrirkomulag sprengifimu sprengiefni í kringum keilulaga eða hálfkúlulaga málmi innleggið , sem er sérstaklega hentugur fyrir rúms herklæði . Sprengiefnið sem notað er byggir að mestu á Nitropenta , Hexogen eða Octogen .

Mótaðar hleðslur eru notaðar í hernum sem skotvopnabundin skotfæri í skriðdreka skotfæri og vopn gegn skriðdreka . Í borgaralegu geiranum eru afbrigði með sömu rekstrarreglu notuð sem niðurskurðargjöld , sem eru til dæmis notuð til að rífa mannvirki úr járnbentri og járnbentri steinsteypu .

saga

Hefðbundnar lagaðar hleðslur

Teikning af lagaðri hleðslu
Stærð 38HL, grunngerð, gerðir A, B, C (frá vinstri til hægri)

Það hefur verið vitað síðan í lok 18. aldar að rúmfræðileg lögun sprengihleðslu gegnir afgerandi hlutverki í sprengiefni hennar, eða að hol sprengibúnaður hefur sérstaklega mikla skarpskyggni . Árið 1792 var Franz von Baader fyrstur til að lýsa þessum áhrifum. Vísindalýsingar fylgdu frá 1883 eftir Max von Förster , 1885 eftir Gustav Bloem og 1888 eftir Charles Edward Munroe . Munroe var nafngiftin fyrir Munroe áhrifin , sem mótaða hleðslan er byggð á. Árið 1910 uppgötvaði þýski vísindamaðurinn Egon Neuman áhrifin aftur og þýska sprengiefnafyrirtækið WASAG var það fyrsta sem fékk einkaleyfi á þeim . Þrátt fyrir að þekkingin og tæknin væri til staðar var mótaða hleðslan ekki notuð í fyrri heimsstyrjöldinni (1914–1918). Ein möguleg skýring er að herinn krafðist höfuðsprengja en mótaða hleðslan gæti aðeins þróað áhrif hennar með botnsprengjum . Frekari vísindarit komu í kjölfarið, til dæmis Alfred Stettbacher , Ernst Richard Escales og Robert Williams Wood . [1] [2] [3]

Á millistríðstímabilinu færðist tæknilega forskotið í átt að skriðdrekum og fótgönguliðarnir voru í örvæntingu að leita að viðeigandi varnarvopnum. Árið 1932 hannaði Franz Rudolf Thomanek 70 mm skriðdreka riffil með lagaðri hleðslusprengju, að vísu án þess að taka tillit til ennþá óþekktra áhrifa hleðslufóðursins. TG 70 / M34 skriðdreka riffillinn var fyrsta vopnið ​​til að nýta áhrif mótaðrar hleðslu. Framsetning skriðdreka -riffilsins bar ekki árangur; en virði hugtaksins var viðurkennt. [4]

Á tímabilinu 1935–1938 kom í ljós fóðuráhrif sem leiddu til aukinnar afkösts. Svisslendingurinn Heinrich Mohaupt segist hafa uppgötvað þetta seint á árinu 1935. Thomanek gerði þessa uppgötvun á Febrúar 4, 1938 á Aviation Research Institute í Braunschweig . Uppgötvunin gerðist af handahófi og líklega óháð hvort öðru; ítarleg rannsókn á þessu fyrirbæri var ekki möguleg í fyrstu. Mohaupt fékk einkaleyfi 9. nóvember 1939 í Frakklandi, Thomanek 9. desember 1939 í Þýskalandi. [5] Hins vegar er dagsetning uppgötvunar Mohaupt umdeild. Þó að atburðir Thomanek geti verið vel rökstuddir með skjölum, þá eru Mohaupt aðeins háðar afturvirkum skýrslum hans, sem voru skrifaðar árið 1966. [6]

Holu hleðslan var fyrst notuð 10. maí 1940 þegar þýskir fallhlífarhermenn réðust inn á belgíska virkið Eben-Emael . Mótaðar hleðslur sem vega allt að 50 kg voru notaðar til að eyðileggja brynvarðar hvelfingar. Þessar mótuðu hleðslur samsvaruðu ekki þekkingarástandi í Þýskalandi, vegna þess að þær voru notaðar án nokkurrar fjarlægðar við miða og án þess að taka tillit til fóðuráhrifa. [7]

Skömmu eftir uppgötvun hans flutti Thomanek til Hubert Schardin við tækniháskóla flughersins í Berlín-Gatow . [8] Skömmu eftir að Thomanek hafði veitt holrannsóknum nýja stefnu, lagði vísindamaður Siemens Max Steenbeck til röntgengeislafræðilega rannsókn á losun gas í holum hleðslum. [9] Á tímabilinu á eftir þróuðu Ballistic Institute og rannsóknarstofu Siemens rannsóknir á röntgenflassglerum sem voru teknar með meira en 45.000 myndum á sekúndu. Þetta gerði það í fyrsta sinn mögulegt að fylgjast með og greina þotumyndunina með lagaðri hleðslu og áhrifum á brynjuplötu. [10] [11] Í kjölfarið voru miklar hagræðingar gerðar af Schardin í Heereswaffenamt (HWA) og í flughernaskólanum, sem voru notaðar beint við þróun vopna, sem einkum varð þekkt fyrir bazooka . [12] Eftir að Erich Schumann hafði tekið við stjórnun herrannsókna í Heereswaffenamt, reis Walter Trinks árið 1940 til deildarstjóra Wa FI b, sprengiefni eðlisfræði og mótaðra gjalda. Í lok stríðsins hafði hópur vísindamanna Trinks þróað að minnsta kosti fjörutíu leynileg einkaleyfi á holum ákærum. [13]

Heinrich Mohaupt kom með mótaða hleðslutækni til Bandaríkjanna árið 1940, sem leiddi til mótaðrar hleðslu rifflasprengju og síðar til þróunar á bazooka . [14]

Atómlagaðar hleðslur

Fræðilegt starf rennslisrannsakendanna Adolf Busemann og Gottfried Guderley árið 1942 gaf hvatningu að algjörlega nýrri stefnu í kjarnorku eðlisfræði.Báðir unnu við flugrannsóknastofnunina í Braunschweig og fjölluðu um fókus höggbylgna . Þeir sýndu hvernig hægt var að nota háorka, áfallalíkar öldur til að ná þrýstingi og hitastökkum á litlu svæði í kringum samleitni. [15] Rannsóknir þeirra veittu hvatningu fyrir tilraunum til að hefja samrunaviðbrögð með afar háum þrýstingi og hitastigi.

Að tillögu Carls Ramsauer , yfirmanns rannsóknadeildar AEG , hófust tilraunir með deuterium-fylltar holur lík í haust hjá HWA (Walter Trinks, Kurt Diebner ) og Navy Weapons Office (MWA, Otto Haxel ). Í október 1943 hóf Trinks röð tilrauna við rannsóknarstofnun hersins í Kummersdorf-Gut og losaði kjarnorku með viðbrögðum milli léttra frumefna . [16] Samkvæmt hans eigin yfirlýsingu mistókust tilraunirnar, [17] [18] en var greinilega haldið áfram í leynum. [16] [19] [20]

Erich Schumann , Trinks og Diebner útskýrðu í einkaleyfum og ritum eftir stríðið vísindalega og tæknilega leið til að framleiða holar atómhleðslur. [16] [21] [22] [23] En aðeins Diebner tókst á við þörfina á að bæta við klofnu efni ( 235 U , 233 U , plutonium ). [22] Höfundurinn HJ Hajek birti grein um atómlaga hleðslur árið 1956, að því er virðist undir dulnefni, í tímaritinu „Explosivstoffe“ (tölublað 5/6 1955, bls. 65 ff). Þar vísaði hann einnig til verks franska kjarnorkumálaráðuneytisins um atómhleðslur sem enn er lokað í dag. [24]

Virkni og varnir

Myndun uppsafnaðs málmgeisla þegar mótuð hleðsla springur (teikning B)

Keilulaga málminnlegg með opnun sem vísar fram er umkringd sprengiefni sem eru eins sprengiefni og mögulegt er. Kveikjan situr aftan á farminum. Þegar ákæra er kveikt, gaddur af köldu mynduð form málm - byrja frá the þjórfé af málmur keila - sem kemst takmarki á mjög miklum hraða, fylgt eftir með hægari "stauti", sem myndar helstu massa.

Ólíkt því sem almennt er talið nær efnið ekki bræðslumarki. Það er hreint kalt sem myndast við mjög háan þrýsting. Engu að síður, þegar notaðar eru mótaðar hleðslur, koma oft upp eldar og eldar, sem rekja má til þrýstings fljótandi markefnisins sem dreifist í loftinu og brennur.

Hreyfimynd af sprengingu mótaðrar hleðslu

Innsetningin eða fóðrið ( enska fóðrið ) er úr vel sveigjanlegum málmi með hæsta mögulega þéttleika til að auka skarpskyggni . Af þessum sökum er kopar oft notaður. Úran , eins og í rússnesku 3BK-21B, og tantal , til dæmis í TOW2B , eru einnig notuð og vegna þess að þeir hafa eldgos , eldmyndandi eiginleika, eykst skaðinn eftir að hafa komist í brynjuna.

Kynning þessa málmgeisla er möguleg með rúmfræðilegri-dýnamískri sérkenni við sprengingar mótaðra hleðslna, samkvæmt því sprengist framhliðin sem höggbylgja á supersonískum hraða og málminnleggið er bundið í línu meðfram ásnum til að hafa samskipti ( sjá teikningu B). Í því ferli eru einstakar agnir sem kallast „spindlar“ losnar frá broddinum sem myndast og hafa síðan mikil orkuáhrif á markið. Ef fyrirkomulagið er nægilega nákvæmt er rás með litlum holrýmum búin til . Á hinn bóginn skipta sprengingartegundirnar sem streyma inn með óhljóðahraða ekki máli fyrir áhrifin.

Hraði toppsins fer annars vegar eftir sprengiefninu og hins vegar keiluhorni málmsins. Eftir því sem keiluhornið er skarpara, því meiri hraði stungunnar. Á sama tíma, eftir því sem túnhornið verður skarpara, minnkar massi toppsins miðað við massa stimplsins. Þess vegna, til að hámarka keiluhornið, er málamiðlun milli mikils pinnahraða og hagstæðs hlutfalls milli pinnamassa og hrútamassa nauðsynleg. Við aðstæður á rannsóknarstofu náðist um 100 km / sek hraða, [25] en þetta skiptir engu máli í viðskiptalegum og hernaðarlegum tilgangi vegna þeirrar áreynslu sem felst í því - þar með talið þenslu í lofttæmishólfum.

Þar sem sprengingarhliðin ein og sér myndi ekki hafa mikinn skarpskraft , er yfirborð lagaðrar hleðslu með málmlagi, eins og lýst er hér að ofan. Meðan á sprengingunni stendur er málmurinn kaldhvolfinn af þrýstingnum og kastað í átt að lengdarás keilunnar. Þar mætist málmurinn og myndar uppsafnaðan málmgeisla .

1: ballistic hetta, 2: málm trekt, 3: uppsafnaður málm keila, 4: sprengiefni , 5: sprengiefni, 6. piezoelectric áhrif sprengja
RPG-7 með PG-7VR tandem laga hleðslu

Toppur þessa geisla hreyfist á mjög miklum hraða. Í herkerfum er þessi hraði á bilinu um það bil 7 km / s til 10 km / s. Ef þessi þota kemst í veg fyrir hindrun, skapar hún afar háan þrýsting. Á 10 km / s þotahraða er þrýstingur í stærðinni 200 GPa . Við þennan þrýsting haga föst efni sér eins og vökvi, þannig að málmþotan kemst í gegnum hindrunina eins og vökvi samkvæmt lögum um vökvaverkun .

Ef svona lagað hleðslu kemst í herklæði ökutækis getur sprengiefni sem kemst í gegnum málmgeisla og splinter brynjunnar kveikt eldsneyti eða skotfæri og drepið áhöfnina. Opið sem slík þota skilur eftir er miklu minni en kaliber upphaflegu byssukúlunnar.

Þar sem uppsafnaður geisli þarf smá pláss til að þróast, hafa mótaðar hleðslur oft lengja kúlulaga hettu þar sem hægt er að kveikja í hleðslunni í nægilegri fjarlægð við högg. Vegna mikils hraða uppsöfnuðu þotunnar skiptir flughraði skotflaugarinnar sem er hlaðinn með löguðu hleðslunni annað mikilvægi. Þess vegna eru tiltölulega hægar, að hluta hrökkvitlausar skotfæri oft búin mótuðum hleðslum, sem þýðir að hægt er að halda þyngd skotpallsins lágum ( t.d. bazooka eða bazooka ).

Reactive brynja er notuð í skriðdreka til að verja gegn holum hleðslu skotum. Það samanstendur af mörgum áföstum sprengihlutum sem springa við högg og hvirfa þar með þotuna. Til mótvægisaðgerðar var tannem -formaða hleðslan þróuð, þar sem fremri minni lögunin hrindir af stað hvarfbúnaði brynjunnar og aðalhleðslan að aftan, sem kviknar strax á eftir, getur síðan brotist í gegnum nú „óvarða“ herklæði. Tvöfaldar lagaðar hleðslur eru aðallega notaðar í vopnum með leiðsögn gegn skriðdreka .

Flugmóðurskipin í Gerald R. Ford flokki nota brynjur þar sem tvær plötur eru búnar nægilega rafhleðslu með þéttum þannig að geislinn gufar upp um leið og hann kemst í snertingu milli plötanna.

Ef byssukúlan er stöðug með snúningi minnkar skarpskyggni verulega. Ástæðan er sú að miðflóttaaflið stækkar þotuna. Af þessum sökum eru flestar lagaðar hleðslu skotflaugar stöðugar í væng.

Sjá einnig

bókmenntir

  • Ian V. Hogg : Stuðningsvopn fótgönguliða. Motorbuch-Verlag, Stuttgart 1997, ISBN 3-613-01843-8 , ( vopn og tæki 4).
  • Rainer Karlsch : Hitlersprengja . Leyndarsaga þýsku kjarnorkuvopnatilrauna. Deutsche Verlags-Anstalt, München 2005, ISBN 3-421-05809-1 .
  • Rainer Karlsch, Heiko Petermann (ritstj.): Kostir og gallar „Hitlers sprengju“. Rannsóknir á atómrannsóknum í Þýskalandi. Waxmann Verlag, Münster o.fl. 2007, ISBN 978-3-8309-1893-6 ( Cottbus rannsóknir á tækni, vinnu og umhverfi 29).
  • Günter Nagel: kjarnorkutilraunir í Þýskalandi. Leynilegt úran vinnur í Gottow, Oranienburg og Stadtilm. Heinrich-Jung-Verlagsgesellschaft, Zella-Mehlis o.fl. 2002, ISBN 3-930588-59-5 .
  • Donald R. Kennedy: Saga mótaðra hleðsluáhrifa: Fyrstu 100 árin. Upplýsingamiðstöð varnarmála, 1990 [3]

Vefsíðutenglar

  • Helmut W. Malnig: Prófessor Thomanek og þróun nákvæmni holrar hleðslu. Í: Troop service (magazine) . 289. þáttur, útgáfa 1/2006, [4]
  • James R. Chiles: From Bazookas To RPGs. Í: Uppfinning og tækni. Vorið 2009, bindi 24 [5]

Einstök sönnunargögn

  1. ^ Kennedy: Saga um mótuð hleðsluáhrif. 1990, bls. 6-9.
  2. Franz von Baader: Tilraun til kenningar um sprengiefni. Í: Bergmännisches Journal. [5], 1. 1792, St. 1–6 (janúar - júní) [1]
  3. Sbr. Heinz Freiwald: Um sögu holaáhrifa í sprengihleðslum. Í: Skrif þýsku flugrannsóknarakademíunnar. Berlín 1941; Hubert Schardin : Um þróun mótaðrar hleðslu. Wehrtechnische Hefte 1954, Heft 4, S. 97ff.
  4. Helmut W. Malnig: Prófessor Thomanek og þróun nákvæmni holrar hleðslu. Í: Troop Service , Volume 289, Issue 1/2006 [2]
  5. ^ Kennedy: Saga mótaðra hleðsluáhrifa. 1990, bls. 9-11.
  6. ^ Kennedy: Saga mótaðra hleðsluáhrifa. 1990, bls. 20.
  7. ^ Kennedy: Saga um mótuð hleðsluáhrif. 1990, bls. 12.
  8. ^ Kennedy: Saga mótaðra hleðsluáhrifa. 1990, bls. 60.
  9. Sbr. Max Steenbeck: Vísindaleg rit Siemens verksmiðjanna. XVIII, 1938, bls. 363.
  10. Sjá Rudi Schall: Röntgengeislar í notkun og notkun. Maí 1953.
  11. Sbr. Hubert Schardin: Um þróun holu hleðslunnar. Í: Wehrtechnische Hefte 1954. Heft 4, bls. 119.
  12. Viðtal við prófessor Hauke ​​Trinks 29. apríl 2004, skráð af Heiko Petermann. Í hópnum í kringum Trinks voru doktor eðlisfræðingarnir Rudi Schall, Gerd Hinrichs, Werner Holtz, Ortwin Schulze, Werner Schwietzke og Günter Sachsse
  13. sbr. B. Erich Schumann, Gerd Hinrichs: Forkeppni til skýrslu 43/2 um að auka skilvirkni holra sprengitækja með kveikjuleiðbeiningum (linsum). og Erich Schumann: Um sprengiefni. Sprengiefni eðlisfræðiskýrsla 44/9, 16. nóvember 1944, bú Erich Schumann.
  14. ^ Kennedy: Saga um mótuð hleðsluáhrif. 1990, bls. 11.
  15. Sbr. Gottfried Guderley: Sterk kúlulaga og sívalur þjöppunarhögg nálægt miðju kúlu eða strokkaás . Í: Zeitschrift für Luftfahrtforschung. 1942, 19. bindi, 9. bindi, bls. 302-312; Adolf Busemann: Axial samhverft kúlulaga supersonískt flæði . Í: ibid., 19. bindi, Lfg. 4, bls. 137-145.
  16. a b c 1948/49 - Erich Schumann: Sannleikurinn um þýska verkið og tillögur um kjarnorkuvopnavandamálið (1939-45). Kafli handritsins inniheldur upplýsingar og hönnunartillögur til að kveikja á samrunaviðbrögðum. Sambandsskjalasafn , sambandsskjalasafn-hernaðarskjalasafn
  17. Sbr. Walter Trinks: Um eðli sprengingar og verkunarhátt holra sprengihleðslna. Í: Soldier und Technik. 1958/11 og Rudi Schall : Framfarir í rannsóknum á sprengiefni hersins. Í: Tæknilegar mánaðarbækur um varnarmál. 54. ár 1957, bls. 386-394.
  18. Sbr. Walter Herrmann, Georg Hartwig, Heinz Rackwitz, Walter Trinks, H. Schaub: Tilraunir til að koma á kjarnaviðbrögðum með verkun sprengiefna. G-303, þýska safnið í München.
  19. Skýrslur frá vitnum samtímans um boltatilraunir (kælt skelfyrirkomulag og sterkar sprengingar á Friedland -svæðinu ( Mecklenburg ), getið í Rainer Karlsch: Hitlersprengja .
  20. ^ Skrifleg samskipti frá Walter Gerlach til Hermanns Göring um samrunatilraunir
  21. Sjá einkaleyfabúnað til að koma efni til að hefja vélrænni, hitauppstreymi eða kjarnorkuferli við mjög háan þrýsting og hitastig. Nr. 977.825, uppfinningamaður Schumann, Trinks; Umsækjandi: varnarmálaráðuneytið 13. ágúst 1952, birt 8. apríl 1971, sjá einnig einkaleyfi nr. 977863; Aðferð til að kveikja á kjarnaviðbrögðum með samleitnum sprengingarþjöppunarslysum. Einkaleyfi nr. D 23685, umsækjandi Kurt Diebner, Friedwardt Winterberg , dagsetning umsóknar 28. ágúst 1956; "Aðferðir við rafsegulkveikju hitakjarnaeldsneytis"; Einkaleyfi nr. D 24361, umsækjandi Kurt Diebner, Friedwardt Winterberg, umsóknardagur 30. nóvember 1956.
  22. a b Sbr. Kurt Diebner: Sameiningarferli með hjálp samleitinna höggbylgna - nokkrar eldri og nýlegri tilraunir og íhuganir. Í: Kerntechnik, mars 1962, bls.
  23. Sbr. Walter Trinks: Um ferli til að búa til hæsta þrýsting og hitastig. (Óbirt handrit 1943), vitnaði: H. von Falser: Um sprengiefni ekið hruni gas-fyllt málmi holur líkama. Ágúst 1972 (óútgefið handrit).
  24. Sbr. 1960 var fylgt ítarlegri grein „Möguleiki á kjarnorkuviðbrögðum með mótuðum hleðslum “ sem birt var í Wehrtechnische Monatshefte 1960, bls. 8 f. Hajek útskýrði ítarlega virkni atómlaga hleðslunnar með tilvísun til árangursríkra tilrauna með gagnstæða stjórn mótuð hleðsla í gangi.
  25. ^ G. I. Pokrowski: Sprenging og niðurrif. BSB BG Teubner útgáfufyrirtæki