爆轰波阵面控制器

文档序号:517683 发布日期:2021-05-28 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 爆轰波阵面控制器 (Detonation wavefront controller ) 是由 安德鲁·拉姆利 于 2019-08-06 设计创作,主要内容包括:一种用于线型聚能装药装置的爆轰波阵面控制器,所述爆轰波阵面控制器包括第一部件和第二部件。所述第一部件包括:引爆器保持器,以及第一孔,所述第一孔具有第一宽度和基本上为环状多边形、基本上为椭圆形、或基本上为圆形的形状。所述第二部件包括:第二孔,所述第二孔具有大于所述第一宽度的第二宽度。在所述第一部件至少部分地接收在所述第二部件内的情况下,所述第一部件可相对于所述第二部件移动以至少在以下各项之间构造所述爆轰波阵面控制器:在所述第一孔和所述第二孔之间具有第一距离的第一构型,以及在所述第一孔和所述第二孔之间具有第二距离的第二构型,所述第二距离大于所述第一距离。(A detonation wavefront controller for a linear shaped charge, the detonation wavefront controller comprising a first component and a second component. The first member includes: a detonator retainer, and a first bore having a first width and a shape that is substantially an annular polygon, a substantially oval, or a substantially circular. The second member includes: a second aperture having a second width greater than the first width. With the first component at least partially received within the second component, the first component is movable relative to the second component to configure the detonation wavefront controller between at least: a first configuration having a first distance between the first and second apertures, and a second configuration having a second distance between the first and second apertures, the second distance being greater than the first distance.)

具体实施方式

普通引爆器,例如所谓的L2A2引爆器(可得自Chemring Energetics UK,TroonHouse,Ardeer Site,Stevenson,Ayrshire KA203LN,Scotland,UK)或所谓的TE-瞬时电引爆器(可得自Orica,1Nicholson Street,East Melbourne,Victoria 3002,Australia),在引爆时可输出具有预定形式的爆轰波阵面。该爆轰波阵面是由引爆器本身的构造决定的。然而,由于在目标处对纵向切割射流进行点火的线型聚能装药装置的纵向形状,而不是在目标上的非纵向点处点火的所谓的点聚能装药装置,已经意识到线型聚能装药装置的点火行为可通过控制爆轰波阵面的形式针对给定任务进行调整。

对波阵面形式给予更多控制的一种选项是提供输出不同形状的爆轰波阵面的不同引爆器。然而,这在通常使用线型聚能装药装置的情况下是不实际的。例如,在偏远地区,可能更简单的是保存一批具有相同引爆性能的相同引爆器,以确保在选择正确的引爆器时不会发生错误,否则可能会导致线型聚能装药装置的有损或不可预测的点火。

本文的示例的见解在于控制由引爆器输出的爆轰波阵面,使得可以为线型聚能装药装置的期望点火行为选择或更接近地获得期望的爆轰波阵面。以这种方式,使用本文所述示例的爆轰波阵面控制器,使用者可以控制输入到线型聚能装药装置的炸药的爆轰波阵面的形式,以针对给定的切割任务优化线型聚能装药装置的性能。例如,如下所解释的,与沿着线型聚能装药装置的长度引导的炸药能量的比例相比,可以控制朝向目标引导(例如,在与线型聚能装药装置的纵向轴线重合的平面中引导,该平面包括药型罩的顶点(下面描述),并且与线型聚能装药装置的表面相交以与目标接触)的炸药能量的比例。

引爆器是用于触发炸药材料(诸如线型聚能装药装置的炸药材料)爆炸或引爆的装置。通常,使用电信号来触发引爆,该电信号引爆一次炸药材料(例如引发其燃烧),这继而从引爆器输出足够的能量以导致线型聚能装药装置的炸药材料的引爆。因此,线型聚能装药装置的炸药材料可称为二次炸药。

从引爆器的引爆输出的能量可以被认为具有爆轰波或冲击波的形式。这样的波的波阵面具有取决于诸如以下因素的形状或形式:引爆时炸药材料的能量释放速率,以及引爆时炸药材料所释放的能量在空间中的均匀程度。另一个因素是波阵面在传播时是否遇到可改变波阵面形状或形式的任何结构。多个此类结构中的一者可以例如吸收、反射、重引导或衍射波阵面的至少一部分。以这种方式,可以确定波阵面的曲率,连续波阵面之间的间距和/或波阵面的传播速率。

现在将描述爆轰波阵面控制器的示例。尽管使用相同类型的引爆器,但是这种控制器可在不同构型之间进行构造,该不同构型分别导致输出具有不同波形的爆轰波阵面。这给予使用者选择或“拨入”期望的爆轰波阵面以引爆线型聚能装药装置的灵活性。在示例中,爆轰波阵面控制器可与线型聚能装药装置分开提供,以用于插入线型聚能装药装置的炸药材料中。在其他示例中,可以设想到,可利用已经提供的爆轰波阵面控制器来制造线型聚能装药装置,例如作为线型聚能装药装置的整体部件。在替代示例中,爆轰波阵面控制器可以设置有引爆器;例如,引爆器可以整体形成为爆轰波阵面控制器的一部分。

本文以第一部件的第一孔来描述示例。

图1和图2各自示意性地示出了根据示例的爆轰波阵面控制器2(在本文中在其他地方称为DWC)的侧视图。图1示出了处于第一构型的DWC,并且图2示出了处于第二构型的DWC。在第一构型中,DWC的第一部件4至少部分地接收在第二部件6内。第一构型可被认为是塌缩或未拉伸状态,并且第二构型可被认为是未塌缩或拉伸状态。在一些示例中,在例如第一部件和第二部件是圆柱形或管状的情况下,DWC可以被认为具有伸缩功能,其中第一部件和第二部件彼此同心,并且它们相对于彼此的移动是朝向或远离彼此的滑动,以收缩或延伸DWC。

现在使用图3a至图3e进一步详细地描述第一部件,这些图分别以侧视图、透视图、剖视图、顶视图和底视图示意性地示出了第一部件。然后使用图4a至图4e进一步详细地描述第二部件,这些图分别以侧视图、透视图、剖视图、底视图和顶视图示意性地示出了第二部件。注意,为清楚起见,图3a至图4e示出第一部件和第二部件彼此分开,然而,如图1和图2所示,DWC具有与第二部件接合的第一部件,如稍后将解释的。

第一部件是中空元件,例如管或管状结构,其横截面(垂直于纵向轴线LA截取)可以是圆形的,并且因此形状是圆柱形的。但是,应当理解,其他横截面形状也是可行的。第一部件包括被构造成保持引爆器的引爆器保持器。尽管引爆器可被构造成保持一种特定类型的普通引爆器,但是在诸如所示的其他示例中,引爆器保持器被构造成能够保持不同类型的引爆器,例如具有不同宽度的那些引爆器。如图3a至图3e所示,引爆器保持器包括用于与引爆器的外表面接合的多个元件8。可以存在两个或更多个此类元件。在所示的示例中,存在两对此类元件;基本上(在可接受的制造公差内)彼此相对的第一对8a,以及基本上(在可接受的制造公差内)彼此相对的第二对8b。每个此类元件可以是第一部件的模制件,诸如臂或凸片,其向内延伸到第一部件内的中空部或腔中。每个元件可被向内偏压,使得当与引爆器的外表面接合时,它们抵靠引爆器施加向内的力以握持引爆器并因此将引爆器保持在适当位置。两个或更多个此类元件将足以保持引爆器。利用第一对8a和第二对8b,引爆器保持器被构造成保持具有更大范围的宽度的引爆器。例如,在不存在引爆器的情况下,第一对向内偏压的元件彼此分开第一最小间隔10,并且第二对向内偏压的元件彼此分开第二最小间隔12,该第二最小间隔取自与第一最小间隔10相同的平面并且小于第一最小间隔。因此,第一对元件可以容纳较宽的引爆器,并且第二对元件可以容纳较窄的引爆器。图3c示出了示例性引爆器14,其以虚线示出,穿过第一部件的一个端部18处的孔16插入,并且由引爆器保持器保持在第一部件的中空部内。爆轰波阵面控制器的插入程度可由使用者确定;在一些示例中,引爆器的端部与孔22位于同一平面中,以便与该孔齐平,而在其他示例中,引爆器的端部可较小程度地插入,以留出空间(在孔22和引爆器的端部之间),该空间填充有炸药材料(诸如如下所述的弹丸)。如果较小程度地插入引爆器,则第一部件的内表面可被构造成,例如位置、形状和/或尺寸被设计成使由引爆器输出的爆轰波阵面至少部分地成形,并且在该爆轰波阵面传播通过第一部件的其余部分时使其至少部分地成形。

在第一部件的第二端部20处,存在孔22(在本文中在其他地方称为第一孔),该孔是用于输出从引爆器发射的爆轰波阵面的开口。第一孔的宽度W1(在本文中在其他地方称为第一宽度)例如由第一部件的围绕第一部件的中空部的壁24的至少一部分的厚度T确定。在所示的示例中,壁24的部分26在第二端部20和引爆器保持器之间具有在可接受的制造公差内的恒定厚度。在其他示例中,壁的部分26的厚度可以沿着DWC的长度(对应于纵向轴线LA)改变。第一孔例如是圆形的,其中宽度W1是第一直径。因此,在一些示例中,壁24的部分26的内表面的形状可以是圆柱形的,但是在其他示例中,可以是不同的形状,例如圆锥形或截头圆锥形(其中圆锥体例如朝向第一孔变宽),以帮助修改由引爆器输出的爆轰波阵面并且在通过第一孔22输出之前修改爆轰波阵面。

第一部件被构造成与第二部件接合,使得第一部件和第二部件可相对于彼此移动以改变DWC的构型。第一部件的外表面可被构造成与第二部件的内表面至少部分地接合并且实现相对于第二部件的内表面的这种移动,并且还抵靠第二部件提供足够的摩擦或其他接触或阻力,以便一旦第一部件和第二部件已移动到用于特定构型的位置,就使DWC保持处于该构型。例如,第一部件的外表面包括一个或多个突起,用于与对应结构(诸如第二部件的内表面的一个或多个凹陷部)接合。这样的一个或多个突起可以在平行于纵向轴线LA的方向上沿着第一部件纵向分布,并且可以是周向脊27,该周向脊在垂直于纵向轴线LA截取的相应平面中各自至少部分地围绕第一部件的周边。

第一部件的与第一孔的端部相对的端部18可以被构造成帮助使用者握持第一部件并使其相对于第二部件移动。例如,与比较宽部分窄的不同部分相比,第一部件的部分28可被放大,例如更宽,例如具有更大的直径。使用者可握持较宽部分,以将第一部件推入第二部件中或从该第二部件拉出,其中不同的较窄部分的大小被设计成接收在第二部件的中空部内。较宽部分28的外表面的轮廓可被设计成或以其他方式构造成例如利用周向凹槽或凹陷部来增强使用者的握持。

在第一部件在较窄的不同部分和较宽部分28之间变宽的情况下,可以存在连接两个部分的外表面的表面。该表面在本文中例如被称为第二部件接触表面30,并且例如是环形表面,其被定位成阻止第二部件相对于第一部件移动超过第二部件接触表面。以这种方式,对于第一构型,第一部件相对于第二部件的位置由第二部件接触表面30的位置确定,因为当与表面30接触时第二部件不能移动以使DWC进一步塌缩。

现在将参考图4a至图4e描述第二部件。

第二部件包括中空元件,例如管或管状结构,其横截面(垂直于纵向轴线LA截取)可以是圆形的,并且因此形状是圆柱形的。但是可以设想到对应于第一部件的横截面形状的其他横截面形状。第二部件被构造成将第一部件至少部分地接收在第二部件内的中空部或腔内。因此,第二部件的内表面的横截面直径大于第一部件的用于接收在第二部件内的部分的外表面的横截面直径。因此,第一部件可以至少部分地插入第二部件内,直到在适当的示例中第二部件接触第二部件接触表面30。

第一部件可通过第二部件的一个端部34处的孔32插入第二部件中。该孔的形状与第一部件的可插入第二部件内的部分的内表面的横截面形状相对应。因此,该孔可以是圆形的。第二部件的一部分的内表面,例如位于具有接收第一部件的孔32的端部34处,可以被构造成实现相对于被接收在第二部件内的第一部件的外表面的移动,并且还抵靠第一部件提供足够的摩擦或其他接触或阻力,以使DWC保持处于特定构型。例如,第二部件的该部分的内表面可包括一个或多个凹陷部,用于与对应结构(诸如上述第一部件的一个或多个突起)接合。这样的一个或多个凹陷部可以在平行于纵向轴线LA的方向上沿着第二部件的部分纵向地分布,并且可以是周向凹陷部36,该周向凹陷部各自至少部分地与第二部件的部分的垂直于纵向轴线LA截取的内表面的周边相对应。

第二部件包括例如在第二部件的与端部34相对的端部40处的孔38(在本文中在其他地方称为第二孔)。第二孔38的宽度W2(在其他地方称为第二宽度)大于上述第一宽度W1。与第一孔类似,第二孔可以是圆形的,其中第二宽度W2是第二直径。

如图1和图2所示,根据第一部件相对于第二部件的位置,DWC可被构造成处于第一构型或第二构型。因此,第一孔22和第二孔38之间的距离可通过使DWC塌缩或未塌缩而改变。在第一构型中,在第一孔22和第二孔38之间采取第一距离D1(未示出,如下所解释的),并且在第二构型中,在第一孔22和第二孔38之间采取第二距离D2。第一距离D1和第二距离D2各自沿平行于纵向轴线LA的方向截取。

在第二构型中,第二距离D2大于第一距离D1。因此,在第一构型中,第一距离D1小于第二距离D2。在一些示例(诸如所示出的那些示例)中,在第一构型中,第一部件可以被定位成使得第一孔22和第二孔38各自位于基本上(例如在+/-1毫米内)相同的平面(垂直于纵向轴线LA截取)。在第二构型中,第一孔22比引爆器保持器更靠近第二孔38。

在一些示例中,第二部件被构造成附接到线型聚能装药装置。例如,第二部件可包括一个或多个尖头42,其可被认为是长钉、尖元件或类似物,其从第二部件远离第二孔和第一孔延伸,以用于插入线型聚能装药装置的炸药材料中。尖头可以例如从第二部件的壁延伸并且可以围绕第二孔周向地间隔开。在将尖头插入线型聚能装药装置的炸药材料中的情况下,DWC可被牢固地保持在适当位置以便发生引爆。在其他示例中,第二部件可以包括一个或多个凸片44,该凸片各自可被认为是从第二部件向外延伸的翼片或其他元件。至少一个凸片可相对于第二部件的中空元件可铰接45。此外,至少一个凸片可沿着凸片的一个或多个折痕或减薄部分46可折叠。这样的铰接和折叠能力增加了将DWC附接到线型聚能装药装置的选项。例如,凸片可以向上或向下铰接以在窄空间中容纳DWC,并且折叠凸片可以缩短其长度或使其能够以不同取向附接到表面。利用粘合剂,诸如胶带,可以将凸片附接到线型聚能装药装置,以将DWC保持在适当位置以便引爆。此外,尖头或凸片中的任一者都可以是可移除的,例如通过折断或使用适当的工具将它们从第二部件切割下来,以防它们对于将DWC附接到线型聚能装药装置的给定情况不兼容。例如,当DWC与稍后描述的第三部件一起使用时,可以移除尖头,因此它们不干扰从第二孔输出的爆轰波阵面。

图5、图6和图7示意性地示出了附接到线型聚能装药装置48的处于不同构型的DWC2。这样的线型聚能装药装置的进一步细节在稍后解释,但是在图5、图6和图7中以横截面示出了壳体50(诸如图5和图6中的泡沫和图7中的塑料外壳)、炸药材料52、药型罩54和可至少部分地填充有泡沫的支座空间56、以及线型聚能装药装置所附接的目标。在图5和图6中,DWC通过壳体中的切口附接到线型聚能装药装置的炸药材料,并且因此第二孔使用上述插入炸药材料52的尖头与炸药材料接触。在图7中,DWC的第二部件与稍后将描述的第三部件56接合。在图7的示例中,第三部件形成为线型聚能装药装置的壳体50的一部分,但在其他示例中,第三部件可以是DWC的一部分,并且可以例如通过诸如上述那些的凸片或尖头附接到线型聚能装药装置。

在图5中,DWC处于上述第一构型。在图6中,DWC处于上述第二构型。在图7中,DWC处于下面进一步解释的第三构型。在图5至图7中的每一者中,引爆器14插入第一部件并由引爆器保持器保持。在引爆时,引爆器发射爆轰波阵面。在示例中,爆轰波阵面传播通过的体积(其可以是圆锥形或截头圆锥形)的最窄部分(诸如顶点或尖端)位于插入第一部件的引爆器的端部处。在第一构型中,第一孔例如与第二孔基本上在同一平面中,并且因此与线型聚能装药装置的炸药材料接触,所发射的爆轰波阵面被直接传输到炸药材料中。因此,第一距离D1可以接近或近似为零,并且在图5中未示出。波阵面的传播在图5中用波阵面线60示意性地示出。在第一构型中,在引爆器的输出比第二构型中更接近线型聚能装药装置的炸药材料的情况下,爆轰波阵面可与由引爆器输出的那些爆轰波阵面相对应,而无需进行修改,并且可具有比在第二构型或第三构型中输入到炸药材料的爆轰波阵面更小的半径。

相比之下,在第二构型中,第二距离D2示出了第一孔和第二孔的间隔。在第二距离D2大于第一距离D1和第二孔的第二宽度的情况下,从引爆器输出的爆轰波阵面可通过第二部件来修改。用虚线62示出了爆轰波阵面在DWC内传播通过的体积的横截面的轮廓;该体积的形状例如为圆锥形或截头圆锥形。至少第二直径和第二距离确定该圆锥形或截头圆锥形形状的尺寸。利用第二构型中的DWC对爆轰波阵面的这种修改,输入到线型聚能装药装置的炸药材料中的爆轰波阵面具有比第一构型更大的半径。因此,如图6中可见,与DWC的第一构型相比,爆轰波阵面以较不弯曲、较平坦和较平面的形状与药型罩54相互作用。结果,药型罩的每单位面积以及继而由目标从炸药材料的引爆接收的能量的量可以小于第一构型中的量。

结果,在第一构型中,来自炸药材料的引爆的能量可以更集中在直接在DWC与目标之间的区域中,而不是在该区域外围的区域中。在需要来自炸药材料的引爆的能量以快速的速率传递到药型罩并继而传递到目标但在较小的面积上以便对目标进行更突然的切割动作的应用中,可能期望线型聚能装药装置的这种点火行为。具有较小半径的波阵面的形式可导致波阵面的一部分横向(垂直于线型聚能装药装置的纵向轴线)传播,并且因此可从炸药材料的端部发射64。这种效应可以称为连续(run-on),并且可用于引发与最初引爆的线型聚能装药装置接触放置的单独装药装置的炸药材料,或切割延伸到线型聚能装药装置端部之外的目标的一部分。

相比之下,在第二构型中,来自炸药材料的引爆的能量沿着药型罩,并且继而沿着目标更多地散布,使得来自炸药材料的引爆的能量可以以比第一构型更慢的速率并且在更大的面积上传递。这可被认为是比在第一构型中更渐进或连续地将能量递送至目标,该第二构型可比其他构型更适合于某些目标材料,其中在较长的时间段内需要较慢速率的能量传递到目标。这可与第一构型中在较短时间段和较小面积上的较高能量传递形成对比。对于第二构型,可能期望例如在第二构型中使用多个DWC在沿着线型聚能装药装置的长度的多于一个点处引爆线型聚能装药装置。这可以被称为阵列设置,并且每次引爆可由单独的引爆器引发,或者可以如稍后解释的那样由用引爆索连接到其他DWC的一个引爆器引发。类似的方法可用于下面描述的第三构型。如上所述,示意性地示出了波阵面线60,并且因此不应将其曲率和波阵面线之间的间距视为限制性的。确实,要注意的是,所使用的特定炸药材料可能会影响波阵面传播通过炸药材料的速度,并且继而影响例如波阵面线之间的间距(例如波长),波阵面在图5至图7的平面中的曲率,和/或随着波阵面传播的曲率变化率。因此,除了为特定的点火行为选择DWC的期望构型之外,还可以选择特定炸药材料,以进一步调整线型聚能装药装置的点火行为。选择特定炸药材料的基本原理类似地适用于在DWC的空间中提供的任何炸药材料;例如,可以选择一个或多个弹丸的炸药材料(在下面描述),以帮助调整波阵面形状和波阵面从引爆器到线型聚能装药装置的传播行为。

已经描述了第一构型和第二构型,其被设计成在DWC中具有预定的第一距离D1和第二距离D2以及第一宽度W1和第二宽度W2,以用于控制两种期望形式之间的爆轰波阵面。在此类示例中,第二宽度可以是第一宽度的至少三倍,并且可以相应地设置第一部件的壁的部分的厚度。

应当理解,可以选择第一距离和第二距离以及第一宽度和第二宽度或直径,以确定特定的DWC实施方式的设计,以提供具有两种期望的点火行为的线型聚能装药装置。例如,这些构型可被设置成与相同类型的线型聚能装药装置一起使用,或者可被设置成使得DWC使标准类型的引爆器能够在线型聚能装药装置类型的更多不同范围内使用。

此外,DWC可以以不止第一构型和第二构型进行设置。例如,通过将第一部件和第二部件移动到在第一构型和第二构型的位置之间相对于彼此的位置,使用者可以获得至少一个中间构型。因此,可以为使用者提供所谓的拨入功能,以便他们可以拨入,或者换句话讲,调整DWC以从第一构型和第二构型之间的多个选项输出期望的爆轰波阵面。

此外,在另外的示例中,DWC可与至少一个附加部件接合或者可包括至少一个附加部件。这样的部件可以例如是先前描述的第三部件。第三部件可为线型聚能装药装置的壳体的一部分,第二部件与其接合;或者在其他示例中,可为DWC的单独部分,其可以在需要时接合;或者可替代地为DWC的可移动部分,其可以例如利用如上所述的伸缩动作相对于第一部件和第二部件移动。在第三部件与第二部件接合的情况下,DWC处于例如图8所示的第三构型。图9a至图9d分别以透视图、侧视图、底视图和顶视图示出了第三部件66。

第三部件包括例如中空元件,例如管或管状结构,其横截面(垂直于纵向轴线LA截取)可以是圆形的,并且因此形状是圆柱形的。但是可以设想到对应于第二部件的横截面形状的其他横截面形状。第三部件被构造成将第二部件至少部分地接收在第三部件内的中空部或腔内。因此,第三件的内表面的横截面直径大于第二部件的用于接收在第三部件内的部分的外表面的横截面直径。因此,第二部件可至少部分地插入第三部件内并且在相对于第二部件的预定位置处接合,以将第三孔定位在距第一孔的第三距离处。

在所描述的示例中,第三部件66在一个端部处具有孔68或开口,该孔或开口的形状和大小被设计成容纳第二部件,并且该孔可以是圆形的。第三部件在另一个端部处具有孔(在本文中称为第三孔70),爆轰波阵面通过该孔输出。第三孔具有第三宽度W3,例如在孔是圆形的情况下为第三直径。如图7所示,在第三部件与第二部件接合的情况下,在第一孔和第三孔之间存在第三距离D3。此外,第三宽度大于第一宽度和第二宽度。例如,第三宽度可以是第一宽度的至少五倍。如图7中的虚线62所示,爆轰波阵面传播通过的体积的圆锥形或截头圆锥形形状由第三距离以及第一宽度、第二宽度和第三宽度的组合确定。通过在DWC的特定实施方式的设计中适当地选择第三距离以及第一宽度、第二宽度和第三宽度,可以确定第三构型的期望爆轰波阵面形式,连同第一构型和第二构型的期望形式。因此,第一孔、第二孔和第三孔各自在预定圆锥或截头圆锥形状的不同平面(垂直于纵向轴线LA)中对应于相应且不同的横截面轮廓。

在第三构型中,由DWC输出的爆轰波阵面可具有甚至比第二构型更大的半径,这在比第二构型中更大的面积上递送能量,并且因此比第二构型给予目标更渐进或连续的能量递送。这可通过图7所示的波阵面60看到。

第三部件可与第二部件适当地接合。例如,第二部件的外表面可具有至少一个突起或凹陷部,以用于分别与第三部件的内表面的对应凹陷部或突起接合。当第二部件和第三部件被接合用于第三构型时,此类突起和/或凹陷部可以相对于纵向轴线LA位于预定点处以设置第三距离。图9a至图9d示出了在该示例中为第三部件的内表面上的销72的此类突起以及在该示例中为狭槽74或凹槽的凹陷部,其中通过扭转第二部件和第三部件中的一者,销可被插入该狭槽或凹槽并且然后在周向方向上滑动以保持第二部件和第三部件不分离。这样的配合机构可被称为卡口配合。

可以设想到,可以提供与第三部件相似,但具有爆轰波阵面从中输出的较大孔的第四部件或另外部件,从而给予使用者更大的灵活性来选择线型聚能装药装置的不同点火行为。此外,可以基于给定的或普通线型聚能装药装置的大小和/或炸药载荷来选择第一部件、第二部件、第三部件和/或可能的另外部件的大小和比例,以将DWC设置为具有给出给定线型聚能装药装置的预定点火行为,或给出不同类型的线型聚能装药装置的一系列点火行为的构型。

在上述示例中,在引爆器由引爆器保持器保持的情况下,引爆器与第二孔之间可存在空间。在第二构型中以及在第三构型中也可能是这种情况,其中在第二孔和第三孔之间也存在空间。任何这样的空间都可由弹丸或一定体积的炸药材料填充,作为从引爆器到线型聚能装药装置的炸药材料的引爆链的中间阶段。这样的弹丸70在各种图中以斜线阴影示出,诸如在图10中。这样的弹丸对于技术人员可被称为助爆药。在一些示例中,这样的弹丸或其他炸药材料可由使用者适形或弯曲以装进空间,而在其他示例中,这样的弹丸或其他炸药材料可以是固体、刚性的或具有预成形形状以用于插入空间中。

图10示出了引爆索或冲击管如何与DWC一起使用。示例的DWC给予使用者以不同的点火行为,并可能使用引爆索或所谓的冲击管协助一种或多种线型聚能装药装置的点火来引爆可具有不同类型的一种或多种线型聚能装药装置的灵活性。

引爆索是技术人员众所周知的,并且例如是填充有炸药材料的一定长度的塑料管。可以将引爆索切割成期望的长度以供使用,并且在引发时可沿垂直于索的纵向轴线的方向径向发射能量。引爆索的示例是所谓的L5A引爆索(可得自Chemring Energetics UK)或所谓的(可得自Dyno Nobel Inc.,2795East Cottonwood,Parkway,Suite500,Salt Lake City,UT 84121,U.S.A.)。

冲击管也是技术人员众所周知的,并且例如是一定长度的塑料管,其内表面涂覆有炸药材料。与引爆索形成对比,通常无法根据期望切割冲击管的长度,因为在引发时沿着管传输的冲击波的有效性将受损。另外,在冲击波沿着管通过时,冲击管不会径向发射能量。

在示例中,DWC的第二部件的壁可以例如包括多个壁孔76或开口。此类开口的形状和大小可被设计成容纳引爆索的一个横截面,或者如果在平行于纵向轴线LA的方向上堆叠,则可容纳更多个横截面。因此,每个壁孔可以在距第二孔更远的端部处较宽,以用于插入引爆索,然后可以在朝向第二孔的方向上变窄,使得引爆索可朝向第二孔滑动并由壁孔的较窄部分保持。

图10示出了穿过一对彼此相对的壁孔的第一长度的引爆索78。引爆索在第二部件内与炸药材料的弹丸70接触,并且还可以与由第一部件的引爆器保持器保持的引爆器接触,其中第一部件充分地移动到第二部件中以将第一孔压靠在引爆器上,继而将引爆索压靠在弹丸上,继而将弹丸压靠在线型聚能装药装置的炸药材料上,以有效地将能量传输到线型聚能装药装置。引爆索可延伸到第二DWC,以沿着其长度在不同位置处引爆相同的线型聚能装药装置,或者引爆作为线型聚能装药装置阵列的一部分的不同线型聚能装药装置。

在诸如图11和图12所示的示例中,多个壁孔包括彼此相对的第一对壁孔和彼此相对的第二对相对壁孔。以这种方式,引爆索78的第一部分可首先穿过第一对壁孔,如上所述。相同引爆索或不同引爆索80的第二部分可穿过第二对壁孔,该第二对壁孔可位于垂直于第一对壁孔的纵向平面中。如上所述,通过将第一部件充分地移动到第二部件中,可以以这种方式将多于两个部分或引爆索堆叠并压在一起。使用多于一个引爆索进行的这种堆叠可用于使用一个引爆器引爆相同线型聚能装药装置的多于两个附加部件,或两个附加线型聚能装药装置。替代地,堆叠相同引爆索的两个部分可以减少引爆失败的机会,因为引爆器可作用于两个引爆索部分而不是一个引爆索部分。以这种方式,DWC可用作夹具或其他紧固件,以将相同或不同引爆索的两个部分夹紧或紧固在一起。

可以使用冲击管来代替引爆器,无论是否通过壁孔插入引爆索。因此,引爆器保持器可被构造成通过使冲击管穿过第一部件以使得其端部接触引爆索或弹丸70来保持冲击管而不是引爆器。替代地,在上述示例中,可以使用冲击管来代替引爆索。在其他示例中,可以使用引爆索和冲击管的组合;例如参考图12,特征部78可以是冲击管的一部分,并且特征部80可以是引爆索的一部分,使得引爆引爆索继而引发冲击管的引爆。可以将冲击管和引爆索的部分插入爆轰波阵面控制器的不同对相对孔中,使得冲击管部分与引爆索部分不平行;在其他示例中,为了增加冲击管部分和引爆索部分之间的接触面积,可以将这些部分插入相同对相对孔中,使得引爆索部分和冲击管部分彼此平行或对准。

图13和图14以横截面示出了垂直于装药装置的纵向轴线截取的两种不同类型的线型聚能装药装置的示例。用相同的附图标记标记前面描述的特征部。线型聚能装药装置包括炸药材料52、药型罩54,并且在一些示例中包括用于施加到目标的表面或面81,其中药型罩被布置成当炸药材料被引爆时朝向该面突出。例如,如技术人员将容易理解的,在引爆之前,药型罩可以是具有V形横截面并且例如由铜或包含铜或另一种合适金属的材料形成的纵向元件。V形形状的顶点比V形形状的两侧更远离目标定位。线型聚能装药装置可包括在药型罩和面之间的空间56,药型罩被布置成在炸药材料(位于药型罩的离目标最远的一侧上)被引爆之后通过该空间突出。该空间的至少一部分可以填充有填充材料并且/或者被由泡沫或塑料形成的壳体82包围。线型聚能装药装置还可包括包围炸药材料的至少一部分的壳体50。壳体和/或填充材料可包括塑料或泡沫,例如低密度聚乙烯(LDPE)泡沫。壳体和填充材料可以一体地形成。线型聚能装药装置可沿着纵向轴线是柔性的。当线型聚能装药装置被引爆时,这允许目标以弯曲形状被切割。在示例中,柔性通常意指线型聚能装药装置可例如沿着或相对于线型聚能装药装置的纵向轴线例如由人用手而不用任何工具弯曲、扭曲或以其他方式变形。线型聚能装药装置可以具有弹性特性,使得线型聚能装药装置至少部分地恢复到预变形的构型。在其他示例中,线型聚能装药装置可以具有塑性特性,使得例如线型聚能装药装置在变形之后至少部分地保持变形构型。在一些示例中,线型聚能装药装置可以类似于上述线型聚能装药装置,但是其基本上是非柔性的,并且因此例如在没有任何工具的情况下不可由人用手变形。此类示例可以包括带有刚性铜或其他金属药型罩的线型聚能装药装置。在一些示例中,诸如图14所示,壳体50被形成为提供上述第三部件66,以与DWC的第二部件接合。因此,线型聚能装药装置可被构造成与本文所述示例的第二部件接合。线型聚能装药装置包括沿着线型聚能装药装置的纵向轴线间隔开的一个或多个这样的第三部件66,每个第三部件例如在壳体50中一体地形成为线型聚能装药装置的一部分。可以设想到,在替代示例中,线型聚能装药装置可包括一个或多个开口或端口,例如在壳体中并且彼此适当地间隔开,每个开口或端口用于在其中接收DWC以插入炸药材料中,如上所述。

本文所述的DWC的示例为使用者提供了用于控制和选择线型聚能装药装置的不同点火行为的各种选项。当需要利用线型聚能装药装置成功实现给定的切割任务时,这给予使用者更多选项。DWC例如可由尼龙塑料或所谓的TSS/4(可得自EMS-Chemie AG,Via Innovativa 1,7013Domat/Ems,Switzerland)制造。

以上示例应被理解为示例性示例。可以设想到另外的示例。

在以上示例中,各种孔被描述为圆形的,诸如第一孔、第二孔和第三孔。任何这样的孔的圆形形状可以在垂直于DWC的纵向轴线LA的平面中截取,并且具有与纵向轴线LA重合的圆形形状的中心,使得圆形形状具有围绕纵向轴线LA的恒定半径。以这种方式,任何这样的孔的形状对爆轰波阵面的影响可以围绕纵向轴线LA均匀地施加,例如均匀地径向施加。在另外的示例中,任何这样的孔可以不是完美圆形的,而是可以基本上是圆形的,例如在可接受的制造公差内是圆形的(并且因此考虑到由于不完美的制造过程而导致的形状上的任何缺陷或微小不规则性)。在其他示例中,第一孔、第二孔或第三孔中的一者或多者的形状例如可以是环状多边形。环状多边形可以被认为是环状的多边形,该多边形的所有顶点都位于共同的圆上。换句话讲,可以绘制单个圆,环状多边形的所有顶点都位于该圆上。这样的单个圆可以被认为是外接圆。可以设想到此类孔的各种形状,每个形状都是环状多边形,包括规则和不规则的多边形;具体的示例包括三角形、正方形、六边形、八边形、十边形或十二边形。在替代示例中,任何这样的孔可被认为是形状近似为圆形的,例如椭圆形。考虑到任何可接受的制造公差,这样的环状多边形可基本上是环状多边形或者这样的椭圆形可基本上是椭圆形。

因此,在示例中,孔(其可以对应于第一部件、第二部件和/或第三部件的壁的内表面的相应边缘)或第一部件、第二部件或第三部件的壁的内表面可能没有突起或其他向内延伸的结构,这些突起或其他向内延伸的结构可能会在爆轰波阵面传播通过DWC时干扰该爆轰波阵面,并且在一些示例中可能会减损爆轰波阵面的大致径向均匀性质。

在上述示例中,DWC被插入线型聚能装药装置的炸药材料的纵向表面。可以设想到,在另外的示例中,DWC可以替代地插入线型聚能装药装置的炸药材料的端部。以这种方式,当引爆时,爆轰波阵面可沿着线型聚能装药装置的平行于纵向轴线的长度传播。这样的引爆可以使所谓的连续最大化,其中切割射流从线型聚能装药装置的相对端部延伸。这给予使用者选择线型聚能装药装置的期望点火行为的更多选项。

在上述示例中,DWC的第一部件、第二部件、第三部件以及可能的另外此类部件中的任一者都可以彼此分开提供,例如作为套件的一部分,使用者可以在其中选择适当的部件来组装期望的DWC。替代地,此类部件中的任一者可能已经彼此接合,使得DWC准备好被设置为期望的第一构型、第二构型、第三构型或可能的中间构型以供使用。

应当理解,关于任一个示例描述的任何特征可以单独使用,或者与所描述的其他特征结合使用,并且还可以与任何其他示例的一个或多个特征结合使用,或者与任何其他示例的任何组合结合使用。此外,在不脱离所附权利要求的范围的情况下,也可以采用上面未描述的等同物和修改。

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