형상전하

Shaped charge
"문로 효과"가 여기로 리디렉션된다.밴드는 먼로 효과(밴드)를 참조한다.
내부 형상의 전하가 보이는 분할된 고폭 대전차 라운드
분할된 RL-83 맹인살로켓
1: 공기역학적 커버, 2: 공기 주입식 캐비티, 3: 원뿔형 라이너, 4: 기폭장치, 5: 폭발성, 6: 피에조-전기 트리거

형상전하란 폭발물의 에너지의 효과를 집중시키기 위한 형태의 폭발물 충전이다.금속을 자르고 형성하는 것, 핵무기 개시, 갑옷 관통, 석유와 가스 산업의 우물 뚫는 것 등 다양한 용도로 다양한 형태의 전하가 사용된다.

충전 캐비티에 금속 라이너를 부착한 전형적인 현대식 충전재는 10CD 이상의[1][2] 더 큰 깊이가 달성되었지만 충전 직경의 7배 이상의 깊이(충전 직경, CD)까지 갑옷 강철을 관통할 수 있다.그 효과 순전히 nature[3]에 어떻게 – 운동이 만연한 misconception[표창 필요한]에( 어쩌면 약어인 대전차 고성능 유탄, 짧은에서 더욱 더 파괴적인 대전차에 결과)이 생긴 요금이 어떤 식으로든 그 효과성에 대한 난방이나 용해에 의존하지 않는다;반대로 그것은, 모양의 혐의에서 제트 갑옷을 훑어보고, 그것의 방법을 녹이지 않는다.는 절차를 수행es는 상당한 열을 발생시키고 종종 침투 후에 상당한 이차적 자극 효과를 가진다.

먼로 효과

먼로 또는 노이만 효과는 폭발물의 표면에 움푹 들어가거나 보이드를 절단하여 폭발 에너지를 집중시키는 것이다.초기의 중공 요금에 대한 언급은 1792년에 일어났다.프란츠 자베르 폰 바데르(1765–1841)는 당시 독일의 광산 기술자였다. 광산 저널에서 그는 폭발물의 효과를 증가시키고 그에 따라 분말을 절약하기 위해 폭발물 충전물의 앞쪽 끝에 원뿔형 공간을 주창했다.[4]이 아이디어는 당시 사용 가능한 유일한 폭발물은 화약이었지만 노르웨이와 독일의 하즈 산맥의 광산에서는 한동안 채택되었다. 화약은 높은 폭발력은 아니므로 형체충전 효과가 요구하는 충격파를 발생시킬 수 없다.[5]

최초의 진정한 중공충전 효과는 1883년 독일 월스로데의 월프앤코 니트로셀룰로오스 공장장인 [6]막스 폰 포어스터(1845~1905)에 의해 달성되었다.[7][8]

1886년까지 독일 뒤셀도르프의 구스타프 블룸은 폭발의 영향을 축방향으로 집중시키기 위해 반구형 금속 기폭기에 대한 미국 특허 342,423을 신청했다.[9]먼로 효과는 찰스 E의 이름을 따서 명명되었다. 1888년 발견한 문로.로드아일랜드주 뉴포트의 미 해군 어뢰정거장에서 일하는 민간 화학자로서 그는 제조자의 이름이 찍혀 있는 폭발성 건코튼 블록이 금속판 옆에 폭발했을 때 글자가 판에 잘려 있는 것을 알아차렸다.반대로, 만약 글자가 폭발물 표면 위로 완화되어 올라간다면, 판 위의 글자도 그 표면 위로 올라갔을 것이다.[10]1894년 먼로는 최초의 조잡한 전하를 건설했다.[11][12]

...의 실험 중에는 29인치 크기의 안전한 입방체 하나가 있었는데, 벽은 4인치와 3/4의 두께로 철판과 강철판으로 이루어져 있었다.다이너마이트의 중량이 9파운드 반이나 되고, 그 위에 폭탄이 터져서 직경 3인치의 구멍이 벽을 뚫고 날아가 버렸다...속이 빈 카트리지는 다이너마이트 막대기를 양철 깡통에 묶어 만든 것으로, 양철 깡통의 벌어진 입을 아래로 내려놓았다.[13]

문로의 형체전하 실험은 1900년 《포퓰러 사이언스 월간지》에서 널리 알려졌지만, 텅 빈 전하의 주석 깡통 '라이너'의 중요성은 44년 동안 더 인정받지 못했다.[14]1900년 논문의 일부는 1945년 2월 간행물 '대중과학'에 재인쇄되어 [15]탄두가 어떻게 작동하는지 기술하고 있다.이 기사는 마침내 전설적인 바주카가 제2차 세계 대전 동안 장갑차에 실제로 어떻게 대처했는지를 일반 대중에게 밝힌 것이다.

1910년 독일의 Egon Neumann은 보통 철판을 찌그러뜨릴 수 있는 TNT 블록이 원뿔형의 움푹 들어간 부분이 있으면 구멍을 뚫는 것을 발견했다.[16][17]문로와 노이만의 작품의 군사적 유용성은 오랫동안 인정받지 못했다.Between the world wars, academics in several countries – Myron Yakovlevich Sukharevskii (Мирон Яковлевич Сухаревский) in the Soviet Union,[18] William H. Payment and Donald Whitley Woodhead in Britain,[19] and Robert Williams Wood in the U.S.[20] – recognized that projectiles could form during explosions.그러나 1932년에야 빈의 테크니셰 헉슐레 물리학과 학생인 프란츠 루돌프 토마네크가 속이 빈 전하 효과를 바탕으로 한 대전차 라운드를 구상했다.오스트리아 정부가 이 아이디어를 추진하는 데 관심을 보이지 않자, 토마네크는 베를린의 테크니셰 헉슐레로 옮겨갔고, 그곳에서 탄도학 전문가 칼 율리우스 크랜즈 밑에서 연구를 계속했다.[21]그곳에서 1935년 헬무트 폰 허튼과 함께 대전차 원형 라운드를 개발했다.비록 이 무기의 성능이 실망스러운 것으로 판명되었지만, 토마네크는 브라운슈바이그의 와펜인스티투트 데어 루프트와페(공군무기연구소)에서 휴버트 샤르딘과 협력하면서 발전적인 작업을 계속했다.[22]

1937년까지 샤르딘은 중전하 효과가 충격파의 상호작용 때문이라고 믿었다.1938년 2월 4일, Thomanek이 형상의 폭발물(또는 Hohlladungs-Auskleidungseffett (Hollow-charge liner effect)을 착안한 것은 이 아이디어를 시험하는 동안이었다.[23](1938년에 플래시 방사선 촬영으로 형체 폭발에 의해 생산된 금속제트를 최초로 시각화한 사람은 구스타프 아돌프 토머였다.)[24]한편 스위스의 화학 기술자인 헨리 한스 모하우프트는 1935년에 독립적으로 형체 충전용 군수품을 개발하여 스위스, 프랑스, 영국, 미국 군대에 시연하였다.[25]

During World War II, shaped-charge munitions were developed by Germany (Panzerschreck, Panzerfaust, Panzerwurfmine, Mistel), Britain (PIAT, Beehive cratering charge), the Soviet Union (RPG-43, RPG-6), the U.S. (bazooka),[26][27] and Italy (Effetto Pronto Speciale shells for various artillery pieces).[28]형상의 전하의 개발은 대전차전에 혁명을 일으켰다.탱크는 보병이나 항공기에 의해 운반될 수 있는 무기로부터 심각한 취약성에 직면했다.

형태 전하의 가장 초기 사용의 하나는 1940년 벨기에의 에벤-에마엘 요새에 대항한 독일 글라이더에 의한 것이었다.[29]이 철거 비용 - 박사가 개발했다.독일 오드넌스 사무소의 우엘프켄은 폭발물이 없는 충전물이었고[30] 현대식 HIAT 탄두와 같은 금속 제트기는 생산하지 않았다.금속 라이너가 부족해 포탑을 흔들었지만 파괴하지 않았고, 다른 공수부대는 포탑에 올라가 포탄을 부술 수밖에 없었다.[31]

적용들

현대 군사

추가 정보:고성능 폭발성 대전차탄두

형태충전 탄두의 군사용어 중 흔히 쓰이는 용어는 고폭화 대전차탄두(HEAT)이다.HIAT 탄두는 대전차 유도탄두, 유도탄두, 총탄 발사체(스펀과 언스펀 모두), 소총 수류탄, 지뢰, 폭탄, 어뢰 등 다양한 무기에 자주 사용된다.

비군사적

비군사용 애플리케이션에서는 건물과 구조물의 폭발적 철거에, 특히 금속 더미, 기둥 및 보를[32][33][34] 절단하고 지루한 구멍을 뚫는 데 사용되는 형태 전하가 사용된다.[35]제강에서는 슬래그로 막히게 된 탑을 뚫기 위해 작은 모양의 전하가 자주 사용된다.[35]그들은 또한 채석, 얼음을 부수고 통나무 잼을 깨고 나무를 쓰러뜨리고 기둥 구멍을 뚫는 데도 사용된다.[35]

형상 전하가 석유 및 천연 가스 산업에서 가장 광범위하게 사용되며, 특히 석유 및 가스 유정 완성에 있어 폭발하여 유정의 금속 케이스를 틈틈이 천공하여 석유와 가스의 유입을 인정한다.[36]

소행성 162173 류구의 하야부사2 미션에는 4.5kg(9.9lb) 모양의 전하가 사용됐다.우주선은 폭발 장치를 소행성 위로 떨어뜨린 뒤 우주선을 덮은 채 폭발시켰다.이 폭발은 약 10미터 폭의 분화구를 파서 소행성의 자연 그대로의 표본에 접근할 수 있게 했다.[37]

함수

전투 기술자가 사용하는 40파운드(18kg) 구성 B '형식 발사체'형태 전하가 분화구 전하를 위한 구멍을 뚫는 데 사용된다.

대표적인 장치는 한쪽 끝에는 금속으로 된 원뿔형 구멍이 있는 폭발성의 고체 실린더와 다른 쪽 끝에는 중앙 기폭장치, 기폭장치 배열 또는 폭발파 안내로 구성되어 있다.폭발 에너지는 폭발물의 표면에서 (정상으로) 바로 방출되기 때문에 폭발물을 형성하는 것은 폭발 에너지를 공허에 집중시킬 것이다.빈 공간이 적절하게 형성되어 있다면(보통 원뿔적으로), 폭발물의 폭발로 인해 발생하는 엄청난 압력은 중공 속의 라이너를 안쪽의 중심축에 쓰러지게 만든다.그 결과 발생하는 충돌은 축을 따라 앞으로 금속 입자의 고속 분사기를 형성하고 투영한다.대부분의 제트 재료는 두께의 약 10%에서 20%의 레이어인 라이너의 가장 안쪽 부분에서 발생한다.나머지 라이너들은 느리게 움직이는 물질 덩어리를 형성하는데, 그 외관상으로는 '카롯'이라고 부르기도 한다.

충돌 속도에서 라이너를 따라 변화하기 때문에 제트기의 속도 또한 길이와 함께 변화하여 전방에서 감소한다.제트 속도의 이러한 변화는 그것을 연장시키고 결국 그것의 분열을 초래한다.시간이 지남에 따라 입자가 정렬되지 않는 경향이 있어 긴 스탠드오프에서 침투 깊이를 감소시킨다.

또한 제트기의 바로 앞쪽을 형성하는 원뿔의 정점에서 라이너는 제트기의 일부를 형성하기 전에 완전히 가속될 시간이 없다.이것은 제트기의 작은 부분이 후방에서 형성된 제트보다 더 낮은 속도로 투영되는 결과를 초래한다.결과적으로, 제트기의 초기 부분은 결합되어 확연하게 넓은 팁 부분을 형성한다.

대부분의 제트기는 극초음속도로 움직인다.팁은 7 ~ 14 km/s, 제트 꼬리는 저속(1 ~ 3 km/s), 슬러그는 여전히 저속(1 km/s 미만)으로 이동한다.정확한 속도는 충전의 구성과 구속, 폭발 유형, 사용된 재료 및 폭발 시작 모드에 따라 달라진다.일반적인 속도에서 침투 공정은 유체역학으로 간주될 수 있을 정도로 엄청난 압력을 발생시킨다. 좋은 근사치로는 제트와 갑옷은 물질적 강도는 무시한 채 비실비실 압축 유체(예를 들어,[38] 참조)로 취급될 수 있다.

자기 확산 분석을 이용한 최근의 기법은 비행 중 구리 제트 팁의 부피 기준 외측 50%의 온도가 1100K에서 1200K 사이라는 것을 보여주었는데,[39] 이는 이전에 추정되었던 구리 용해점(1358K)에 훨씬 더 가까운 것이었다.[40]이 온도는 전체 실험을 시뮬레이션한 유체역학 계산과 일치한다.[41]이에 비해 1970년대 후반의 2색 방사선 측정은 다양한 형태의 차지 라이너 재료, 원뿔 구조 및 폭발성 필러의 온도가 낮다는 것을 보여준다.[42]구리 라이너와 뾰족한 원뿔 꼭지점을 장착한 Comp-B는 5번의 샷 샘플링에 걸쳐 668K에서 863K의 제트 팁 온도를 가졌다.원뿔 에이펙스가 둥근 옥톨 하중의 전하가 일반적으로 평균 810K로 표면 온도가 높았고, 컴프-B 충전재가 있는 주석 납 라이너의 온도는 평균 842K이었다.주석 유도 제트는 액체로 결정되었지만, 구리 제트는 구리의 녹는점에 훨씬 못 미친다.그러나 이러한 온도는 외부 부분이 단단하게 유지되고 벌크 온도와 동일할 수 없는 동안 연성 회복 구리 제트 입자가 중심부에서 녹을 징후를 보인다는 증거와 완전히 일치하지는 않는다.[43]

목표값에 상대적인 전하 위치는 두 가지 이유로 최적의 침투에 매우 중요하다.전하가 너무 가까이 폭발하면 제트기가 완전히 발달할 시간이 충분하지 않다.그러나 제트기는 비교적 짧은 거리, 보통 2미터도 안 되는 거리를 두고 분해된다.그러한 스탠드오프에서는 입자로 분해되어 투과축에서 굴러떨어지기 쉬우므로 연속 입자는 구멍을 깊게 하기보다는 넓어지는 경향이 있다.매우 긴 스탠드오프에서는 공기 드래그까지 속도가 손실되어 관통력을 더욱 떨어뜨린다.

중공 전하 효과의 핵심은 직경이다.대상을 통해 침투가 계속되면 구멍의 폭은 감소하여 특징적인 "손가락 대 손가락" 작용으로 이어지게 되는데, 여기서 최종적인 "손가락"의 크기는 원래 "손가락"의 크기를 기준으로 한다.일반적으로 형상의 전하가 충전 품질에 따라 직경의 150~700%[44] 정도 두께의 강판을 관통할 수 있다.이 그림은 합성 갑옷, 반응 갑옷, 또는 다른 종류의 현대 갑옷을 위한 것이 아니라 기본 철판을 위한 것이다.

라이너

라이너의 가장 일반적인 모양은 원뿔형이며, 내부 정점각은 40~90도이다.서로 다른 정점각은 제트 질량과 속도의 다른 분포를 산출한다.작은 꼭지점 각도는 제트 분리를 야기할 수 있고, 심지어 제트기가 전혀 형성되지 않을 때 조차도; 이것은 붕괴 속도가 일반적으로 라이너 재료의 대량 음속보다 약간 높은 특정 임계값을 초과하기 때문에 발생한다.다른 널리 사용되는 형태로는 반구, 튤립, 트럼펫, 타원, 바이-콘이 있다; 다양한 모양은 다른 속도와 질량 분포를 가진 제트를 생산한다.

라이너는 다양한 금속과[45] 유리를 포함한 많은 재료로 만들어졌다.가장 깊은 침투는 조밀하고 연성 금속으로 이루어지며, 매우 일반적인 선택은 구리였다.일부 현대식 대차 무기의 경우 텅스텐 필러 및 구리 바인더의 몰리브덴과 유사 알로이(9:1, 따라서 밀도는 ≈18 Mg/m3)가 채택되었다.알루미늄, 텅스텐, 탄탈룸, 고갈된 우라늄, 납, 주석, 카드뮴, 코발트, 마그네슘, 마그네슘, 티타늄, 아연, 지르코늄, 몰리브덴, 베릴륨, 니켈, 은, 심지어 금과 백금까지 거의 모든 금속 원소가 시도되었다.[citation needed]재료 선택은 관통할 대상에 따라 달라진다. 예를 들어 알루미늄은 콘크리트 타겟에 유리하다.

초기 대전차 무기에서는 구리가 라이너 재료로 사용되었다.이후 1970년대에 탄탈룸은 높은 변형률에서 훨씬 높은 밀도와 매우 높은 연성으로 인해 구리보다 우수한 것으로 밝혀졌다.다른 고밀도 금속과 합금은 가격, 독성, 방사능 또는 연성 부족의 측면에서 단점이 있는 경향이 있다.[46]

가장 깊은 침투의 경우, 순수 금속은 가장 큰 연성을 나타내기 때문에 최상의 결과를 산출하는데, 이는 분사기가 늘어나면서 입자로 분해되는 것을 지연시키기 때문이다.다만 유정 완성 요금에서는 관통된 구멍을 막아서 기름 유입을 방해하기 때문에 고체 슬러그나 '카롯'이 형성되지 않는 것이 필수다.따라서 석유 산업에서 라이너는 일반적으로 분말 야금에 의해 제조되며, 대개는 무염화되지 않은 경우 주로 분산된 미세 금속 입자로 구성된 제트를 산출하는 사이비 알로이의 경우가 많다.

그러나 냉간 압착 라이너는 방수가 되지 않고 깨지기 쉬워서 취급 시 파손되기 쉽다.일반적으로 아연으로 된 구리인 바이메탈 라이너를 사용할 수 있다; 제트 형성 중에 아연 층이 기화되고 슬러그가 형성되지 않는다; 단점은 두 층의 결합 품질에 대한 제트 형성의 비용 증가와 의존성이다.용해도가 낮은 지점(500°C 이하) 솔더 또는 브레이징 유사 합금(예5050: SnPb, ZnPb97.61.6 또는 납, 아연 또는 카드뮴과 같은 순수 금속)을 사용할 수 있다. 이러한 합금은 웰 케이스에 도달하기 전에 용해되며 용해된 금속은 구멍을 방해하지 않는다.기타 합금, 이항계측학(예: PbSb88.811.1, SnPd61.938.1 또는 AgCu71.928.1)은 연성 매트릭스와 부서지기 쉬운 덴드라이트를 가진 금속 매트릭스 복합 재료를 형성한다. 이러한 재료는 슬러그 형성을 감소시키지만 형성이 어렵다.

낮은 용해 물질의 이산 포함을 포함한 금속 매트릭스 복합체가 또 다른 옵션이다; 혼합물은 제트기가 웰 케이스에 도달하기 전에 녹아서 물질을 약화시키거나 균열 핵 부위의 역할을 하며, 슬러그는 충격에 의해 분해된다.2단계의 분산은 비스무트, 1~5% 리튬 또는 최대 50%(일반적으로 15~30%) 납과 같이 구리에서 불용성인 낮은 용융점 금속을 가진 주조 가능한 합금(예: 구리)으로도 달성할 수 있다. 혼합물의 크기는 열처리를 통해 조정할 수 있다.또한 포함물의 비균형 분포도 달성할 수 있다.다른 첨가제는 합금 특성을 수정할 수 있다. 주석(4~8%), 니켈(최대 30% 및 종종 주석과 함께), 최대 8%의 알루미늄, 인(취약성 인산염 형성) 또는 균열 개시 부위의 역할을 하는 1~5%의 실리콘 형태 부스러기 포함.최대 30%의 아연을 첨가하여 재료비를 낮추고 추가 부서지기 쉬운 단계를 형성할 수 있다.[47]

산화 유리 라이너는 낮은 밀도의 제트를 생산하기 때문에 침투 깊이가 낮다.2층 라이너(예: 알루미늄 또는 마그네슘)는 밀도가 낮지만 화로포닉 금속(예: 알루미늄 또는 마그네슘)의 한 층을 사용하여 갑옷 천공 작용에 따른 방화 효과를 높일 수 있다. 폭발성 용접은 금속-금속 인터페이스가 균질하고 금속 간 상호작용이 상당량 포함되지 않으며 h를 포함하지 않는다.제트기의 형성에 악영향을 [48]미치다

침투 깊이는 제트 팁 속도와 미립자의 시간의 산물인 제트의 최대 길이에 비례한다.제트 팁 속도는 라이너 재료의 대용량 음속에 따라 달라지며, 미립까지의 시간은 재료의 연성에 따라 달라진다.달성 가능한 최대 제트 속도는 재료 내 음속의 약 2.34배이다.[49]속도는 폭발 후 약 40마이크로초를 정점으로 10km/s에 이를 수 있다. 원뿔 끝은 약 2,500만 g의 가속을 받는다.제트 꼬리는 약 2~5km/s에 이른다.제트 팁과 대상 사이의 압력은 1테라파스칼에 도달할 수 있다.엄청난 압력은 금속을 액체처럼 흐르게 한다. 비록 X선 회절은 금속이 고체 상태를 유지한다는 것을 보여주었지만; 이 행동을 설명하는 이론들 중 하나는 제트의 용융된 코어 및 고체 피복을 제안한다.가장 좋은 재료는 가장 연성이 높기 때문에 얼굴 중심의 입방금속이지만 흑연과 영유도 세라믹콘도 상당한 용입력을 보인다.[50]

폭발충전

최적의 침투성을 위해 폭발속도와 압력이 높은 높은 폭발물을 보통 선택한다.고성능의 대파탄두에서 가장 많이 사용되는 폭발물은 HMX(옥토겐)로, 비록 순수한 형태는 아니지만 너무 민감할 것이기 때문에 결코 그렇지 않다.그것은 보통 폴리머 본드 폭발물(PBX) LX-14와 같은 플라스틱 바인더 유형의 몇 퍼센트로 혼합되거나 옥톨을 형성하는 TNT와 같은 또 다른 덜 민감한 폭발물과 함께 혼합된다.다른 일반적인 고성능 폭발물은 다시 PBX 또는 TNT와의 혼합물(구성 B와 사이클로톨을 형성하기 위해) 또는 왁스(사이클로나이트)로 RDX 기반 합성물이다.일부 폭발물은 분말 알루미늄을 사용하여 폭발과 폭발 온도를 높이기도 하지만, 이 추가는 일반적으로 형상의 전하 성능을 떨어뜨리는 결과를 낳는다.매우 고성능이지만 민감한 폭발성 CL-20을 형태충전 탄두에 사용하는 연구가 있었지만, 현재는 그 민감성 때문에 PBX 복합 LX-19(CL-20과 에스테인 바인더)의 형태로 되어 있다.

기타 기능

'파도선'은 폭발물 파동의 경로 변경을 목적으로 폭발물 내부에 삽입된 불활성 물질(일반적으로 고체 또는 기포 플라스틱, 그러나 때로는 금속, 아마도 속이 비어 있는 것)의 몸체(일반적으로 디스크나 원통형 블록)이다.그 효과는 원뿔의 붕괴와 그에 따른 제트 형성을 용입 성능을 증가시킬 목적으로 수정하는 것이다.파장은 공간을 절약하기 위해 종종 사용된다. 파장을 가진 짧은 충전은 파장 없이 더 긴 충전과 같은 성능을 얻을 수 있다.

또 다른 유용한 설계 특징으로는 폭발물보다 직경(구경)이 작은 라이너를 사용하는 서브보정이다.통상적인 충전에서는 원뿔의 기저부 근처의 폭발물이 너무 얇아 효과적인 제트기를 형성하기에 충분한 속도로 인접 라이너를 가속할 수 없다.소보정 충전에서는 기기의 이 부분이 효과적으로 차단되어 동일한 성능으로 충전이 짧아진다.

디펜스

제2차 세계 대전 동안, 충전물의 제작 정밀도와 폭발 모드는 모두 현대식 탄두보다 열세였다.이 낮은 정밀도로 인해 제트기가 곡선을 그리며 더 이른 시간에 그리고 따라서 더 짧은 거리에서 헤어지게 되었다.그 결과 분산은 주어진 원뿔 직경의 침투 깊이를 감소시켰고 또한 최적의 대치 거리를 단축시켰다.더 큰 스탠드오프에서는 전하가 덜 효과적이었기 때문에 일반 대전차 소총으로부터[51] 보호하기 위해 일부 독일 탱크에 장착된 측면과 터렛 스커트(일명 슈르젠)가 제트기에 분산시켜 HIT 침투도 감소시키는 것으로 밝혀졌다.[citation needed]

장갑차에 덧대어 가새 갑옷 치마를 사용하면 정반대의 효과가 있을 수 있으며 실제로 일부 형태의 충전 탄두의 침투가 증가할 수 있다.발사체/미사일 길이의 제약으로 인해 많은 탄두에 내장된 스탠드오프(stand-off)가 최적 거리보다 작다.이런 경우 스커팅은 효과적으로 갑옷과 목표물 사이의 거리를 증가시키고, 탄두는 최적의 대치상황에 가깝게 폭발한다.[52]스커팅은 RPG-7 발사체의 퓨즈 시스템을 손상시키는 데 사용되는 새장 갑옷과 혼동해서는 안 된다.갑옷은 로켓의 압전 코 프로브와 후면 퓨즈 조립체 사이의 점화 회로를 단락시키고 내측과 외측 오그브를 변형시켜 작동한다.케이지 갑옷은 또한 발사체가 충격에 의해 위나 아래로 투구하게 하여 형상의 전하 침투 흐름에 대한 관통 경로를 연장시킬 수 있다.만약 코 탐침이 새장 갑옷의 슬레이트 중 하나를 타격한다면, 탄두는 정상적으로 기능할 것이다.

변형

형상의 전하에는 여러 형태가 있다.

선형전하

선형전하

선형형 전하(LSC)는 V자 모양의 프로파일과 다양한 길이를 가진 라이닝을 가지고 있다.안감은 폭발물로 둘러싸여 있고, 폭발물은 폭발물을 보호하고 폭발물에 가둬두는 역할을 하는 적절한 물질 안에 숨겨져 있다.폭발 시 측면 벽에 부딪힐 때 폭발성 고압파가 집중되면 LSC의 금속 라이너가 붕괴돼 절단력이 발생한다.[53]폭발은 안쪽으로 투영되어 칼과 같은 연속적인 제트기를 형성한다.제트기는 그 경로에 있는 어떤 물질도 충전에 사용되는 크기와 재료에 따라 깊이까지 절단한다.일반적으로 제트기는 충전 폭의 약 1~1.2배를[54] 관통한다.복잡한 기하학적 구조의 절단을 위해, 선형 형태의 전하에도 유연한 버전이 있는데, 이것들은 납 또는 고밀도 폼 피복과 연성/유연 라이닝 소재를 가지고 있으며, 또한 종종 납이기도 하다.LSC는 일반적으로 압연강재(RSJ) 및 건물의 제어된 철거와 같은 기타 구조 대상의 절단에 사용된다.LSC는 다단계 로켓의 단계를 분리하는 데도 사용된다.

폭발적으로 형성된 침투기

주요기사 : 폭발적으로 형성된 침투기
EFP 탄두의 형성.USAF 연구소

폭발성형 침투기(EFP)는 자가용접파편(SFF), 폭발성형발사체(EFP), 자가용접발사체(SEFOP), 판충전, 미즈네이샤딘(MS) 충전으로도 알려져 있다.EFP는 폭발물의 폭발파(그리고 폭발제품의 추진효과도 덜한 정도까지)의 작용을 이용하여 연성금속(구리, 철, 탄탈룸 등)의 판이나 접시를 흔히 슬러그라고 불리는 소형 고속 발사체로 투사하고 변형시킨다.이 민달팽이는 초속 약 2킬로미터의 속도로 목표물을 향해 투영된다.전통적인 형태의 전하(예: 원뿔형 전하)에 비해 EFP의 가장 큰 장점은 전하 직경의 수백 배(실제 장치의 경우 약 100 미터)에 해당하는 매우 큰 스탠드오프에서의 효과다.

EFP는 1세대 반응성 갑옷의 영향을 받지 않으며 공기역학적 드래그로 인해 갑옷 침투에 속도가 약해지거나 목표물을 성공적으로 타격하는 것이 문제가 되기 전에 최대 1000개의 충전 직경(CD)을 이동할 수 있다.볼 또는 슬러그 EFP의 충격은 일반적으로 지름이 크지만 상대적으로 얕은 구멍으로 기껏해야 두어 장의 CD를 발생시킨다.EFP가 갑옷에 구멍을 뚫으면 갑옷 효과, 폭렬 및 광범위한 갑옷 효과(BAE, 갑옷 손상 뒤로도 불림, BAD)가 발생한다.BAE는 내부 공간에 고온·고속도 갑옷과 슬러그 파편이 주입되고 이 파편에 의해 폭발과압이 발생하는 것이 주 원인이다.보다 현대적인 EFP 탄두 버전은 진보된 시작 모드를 사용하여 장로(스탠트 슬러그), 다중 슬러그 및 핀 로드/슬러그 발사체도 생산할 수 있다.롱로드는 훨씬 더 깊은 깊이의 갑옷을 관통할 수 있으며, BAE에게는 다소 손해를 입었을 때, 다중 슬러그는 빛이나 면적 표적을 물리치는 데 더 뛰어나고, 핀으로 고정된 발사체는 훨씬 더 정확하다.

이 탄두형의 사용은 주로 상·배·후방 기갑지역 등 주전차(MBT)의 경장갑 지역으로 제한된다.다른 중보호 장갑차(AFV)의 공격과 자재 대상(건물, 벙커, 교량 지지대 등)의 침입에 매우 적합하다.새로운 로드 발사체는 MBT의 보다 중무장된 영역에 효과적일 수 있다.미 공군과 해군이 2003년 이라크전에서 사용한 CBU-97 클러스터 폭탄의 '스마트한' 기종은 이 원칙을 사용했으며, 미 육군은 프로젝트 사드아르(SADARM)에 따라 정밀 유도 포탄을 실험하고 있는 것으로 알려졌다.EFP 원리를 이용한 그 밖의 다양한 발사체(BONus, DM 642)와 로켓 기함(MOTIV-3M, DM 642)과 기뢰(MIFF, TMRP-6)도 있다.EFP 탄두의 예로는 미국의 특허권 5038683과[55] US6606951이 있다.[56]

탄뎀 탄두

일부 현대식 대전차 로켓(RPG-27, RPG-29)과 미사일(TOW 2B, Eryx, HOT, MILAN)은 탠덤 탄두 모양의 전하를 사용하며, 하나는 일반적으로 어느 정도 거리를 두고 다른 하나의 전하를 앞에 두고 있다.TWO-2A는 1980년대 중반에 처음으로 탠덤 탄두를 사용한 것으로, 나토 대전차 미사일이 새로운 평균자책상자를 장착한 소련 전차에 비효율적이라는 우려로 인해 미 육군이 언론과 의회의 압력에 따라 밝혀야 했던 무기의 한 측면이었다.육군은 TOW-2B 접이식 프로브 끝에 40mm 전구형 전하 탄두가 장착됐다고 밝혔다.[57]주로 평균자책상자나 타일을 교란하기 위한 것이기 때문에 일반적으로 전면 전하가 후면 전하에 비해 다소 작다.탠덤 탄두의 예로는 미국 특허권 7363862와[58] 미국 5561261이 있다.[59]미국 헬파이어(Hellfire) 대잠미사일은 같은 직경의 두 가지 형태의 전하를 탄두 하나에 쌓는 복잡한 공학적 위업을 이룬 몇 안 되는 미사일 중 하나이다.최근, 한 러시아 무기 회사는 125mm 탱크 대포를 두 개의 같은 직경 형태의 전하가 다른 것 뒤에 한 개씩 있지만, 뒤쪽에 하나의 오프셋이 있어서 그것의 침투 스트림이 앞쪽 형태의 전하의 침투 스트림에 간섭하지 않을 것이라고 발표했다.같은 직경의 탄두를 가진 헬파이어와 러시아 125mm 탄약의 이면에 있는 이유는 침투율을 높이기 위한 것이 아니라 무기 외 효과를 높이기 위한 것이다.

보이텐코 압축기

주요 기사:보이텐코 압축기

1964년 한 러시아 과학자는 원래 두꺼운 철갑옷을 뚫기 위해 개발된 형상의 전하를 충격파가 가속되는 과제에 적응시킬 것을 제안했다.[60]풍동처럼 생긴 그 결과 장치를 보이텐코 압축기라고 한다.[61]Voitenko 압축기는 처음에는 시험 가스를 멜러블 강판으로 형상화된 전하로부터 분리한다.형상의 전하가 터지면 대부분의 에너지가 강판에 집중되어 이를 앞으로 몰고 시험 가스를 그 앞으로 밀어낸다.에메스는 이 생각을 자멸하는 쇼크 튜브로 번역했다.66파운드의 전하가 3cm 길이의 유리벽 튜브에서 가스를 가속시켰다.그 결과로 발생한 충격파의 속도는 초당 22만 피트(67 km/s)이었다.폭발에 노출된 기구는 완전히 파괴되었지만 유용한 데이터가 추출되기 전에는 그렇지 않았다.[62]일반적인 Voitenko 압축기에서 형태 전하가 수소 가스를 가속하고, 그 결과 약 40 km/s까지 얇은 디스크를 가속한다.[63][64]보이텐코 압축기 개념을 약간 변형시킨 것은 초압축 폭발로 기존의 가스 혼합물 대신 강철 압축실에 있는 압축 액체나 고체 연료를 사용하는 장치다.[65][66][67][68]수소 등 [73]단일 강철 캡슐화 연료에 투사된 여러 개의 반대형 모양의 차지 제트를 활용한 폭발성 다이아몬드 앤빌 셀이 이 기술의 또 다른 확장이다.[69][70][71][72]이러한 장치에 사용되는 연료는 2차 연소 반응 및 긴 폭발 임펄스와 함께 연료 공기 및 열폭발물에서 마주치는 것과 유사한 조건을 생성한다.[74][75][76][77]

핵형 전하

제안된 프로젝트 오리온 핵추진 시스템은 우주선의 반응 가속을 위한 핵 형태의 전하 개발을 요구했을 것이다.핵폭발로 인한 형태적 전하 효과는 추측적으로 논의되어 왔으나, 실제로는 발생하지 않은 것으로 알려져 있다.[78][79][80]예를 들어, 초기 핵무기 설계자인 테드 테일러는 형상화된 전하의 맥락에서 "1킬로톤짜리 핵분열 장치는 적절하게 모양을 잡으면 직경 3m의 구멍을 1000피트(305m)의 단단한 암석으로 만들 수 있다"[81]고 말한 것으로 인용되었다.또한, 1960년대에는 핵으로 구동되는 핵탄두형 침투기가 탄도미사일 방어용으로 제안된 바 있다.[82][83]

미디어의 예

Alford Technologies Ltd의 크라카토아 형 충전 시스템.
  • 디스커버리 채널의 미래 무기 프로그램에는 특수 작전 배치를 위해 알포드 테크놀로지가 설계한 단순한 형태 충전식 무기 [84]시스템인 크라카토아가 등장했다.[85]무기는 단순한 플라스틱 외피와 구리 원뿔, 그리고 한 부피의 플라스틱 폭발물로 구성되어 있었다.이 장비는 1인치 두께(25mm)의 강판을 수미터 범위에서 관통하는 데 효과적이었다.

참고 항목

참조

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추가 읽기

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외부 링크