Об исследованиях по разработке за рубежом новых высокоплотных реактивных материалов («High-Density Reactive Materials»)

Рассмотрены ведущиеся за рубежом с конца 1990-х годов масштабные исследовательские программы по созданию новых высокоплотных энергетических материалов, среди которых наибольшее внимание уделяется, так называемым, реактивным материалам (Reactive Materiai -RM) и в особенности высокоплотным RM (HDRM). Цель данных исследований — поиск и отработка новых принципов усиления поражающего действия кинетических, кумулятивных, осколочных и других типов боеприпасов за счет включения в их конструкцию композиционных реакционноспособных материалов — RM, в которых при высокоинтенсивной деформации или ударноволновом воздействии может быть инициирована экзотермическая механо-химическая реакция с дополнительным энерговыделением. Сделан вывод о том, что применение высокоплотных RM — качественно новое направления развития средств поражения, в перспективе позволяющие решать широкий спектр задач — от увеличения могущества и эффективности действия боеприпасов до повышения их безопасности и надежности, а также позволяющее усиливать или ослаблять (локализировать) действие поражающих факторов.

С конца 1990-х годов в США ведутся масштабные программы по созданию новых типов высокоплотных энергетических материалов (ЭМ), а также по поиску и отработке новых принципов усиления поражающего действия боеприпасов (БП) различного типа (кинетических, кумулятивных, осколочных и осколочно-фугасно-зажигательных) за счет включения новых ЭМ в конструкцию БП. В этих программах задействованы десятки научно-исследовательских организаций и фирм-разработчиков БП [1-3]. Основной объем работ по данной проблематике выполняют ВМС и ВВС США. При этом наибольшее внимание уделяется различным типам ме-хано-химически активных (реакционноспособных) композиционных материалов, называемых в США реактивными материалами — PM (Reactive Material — RM), и в особенности высокоплотным PM (High-Density RM).

По сложившейся зарубежной терминологии, РМ — это композиция двух и более твердых веществ, не являющихся взрывчатыми (в обычном понимании), в которой при высокоскоростном ударе и проникании в цель может быть инициирована экзотермическая химическая реакция. Согласно оценкам фирм-разработчиков боеприпасов, дополнительное энерговыделение, обусловленное применением РМ, в частности РМ на основе металл-фторопластовых композиций (например, А1 + ПТФЭ), приводит к резкому усилению кинетического поражающего воздействия, оказываемого одиночным БП-проника-телем (осколком или готовым поражающим элементом (ГПЭ), множественными осколками (ГПЭ), «ударным ядром» или кумулятивной струей из РМ (в том числе благодаря химическому взаимодействию с материалами цели).

Другими видами активно изучаемых РМ являются:термитные смеси типа «металл/оксид металла» (нанотермиты); интерметаллические соединения, СВС-реакции в которых протекают с образованием алюминидов, бо-ридов и карбидов; метастабильные межмоле-кулярные композиты (MIC), матричные материалы и гидриды, в том числе производимые с использованием нанотехнологий. Их основные преимущества — это большая запасенная энергия (в единице массы и/или объема) и более рациональное использование энергии, нежели в случае применения обычных ЭМ, включая ВВ. Высокоплотные и достаточно прочные «структурные» HDRM обеспечивают существенное повышение энергоемкости оружия. Заменяя собой инертные конструкционные материалы, они вступают в реакцию с кислородом окружающей среды, увеличивая при этом степень поражения цели.

В отличие от классических подходов к использованию ЭМ (ВВ, порохов и ТРТ), основанных на установившихся режимах реакции, например, в форме детонации или послойного горения, концепция РМ принципиально подразумевает связь скорости и типа реакции с условиями удара; при этом эффект действия РМ может меняться в широком диапазоне.

Последнее создает определенные трудности при проектировании и отработке новых типов БП, содержащих РМ, поскольку изучение и моделирование физико-химических процессов в твердых телах, сопровождающих срабатывание РМ (механо-химическая активация, объемное воспламенение и дефлагра-ция) находятся в зачаточном состоянии. Однако очевидные преимущества применения РМ — значительное усиление поражающей способности БП и отчетливость идентификации факта поражения цели (а, в ряде случаев, еще и упрощение конструкции БП и/или повышение их эксплуатационной безопасности) — заметно перевешивают, чем, собственно, и обусловлен повышенный интерес к РМ исследовательских центров ВМС и ВВС США, выполняющих основной объем прикладных НИР и ОКР по РМ (кроме США исследования также ведутся в Великобритании, Китае и других странах).

Первые положительные результаты использования РМ были получены при замене стальных осколков (и других инертных ПЭ) на металлполимерные РМ-ПЭ (например, А1+ПТФЭ). В силу особенностей данного типа РМ (умеренная прочность и плотность, высокая калорийность) они оказались наиболее эффективны при действии по слабозащищенным целям. В процессе удара такие ПЭ деформируются и разрушаются, что вместе со взрывоподобной реакцией приводит к увеличению пробоин и многофакторному (термобарическому) фугасно-зажигательному действию в запреградном пространстве

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
TRIAL NEWS