Peletup bentuk

Daripada Wikipedia, ensiklopedia bebas.
Lompat ke: pandu arah, cari
Seksyen peluru H.E.A.T. dengan peletup bentuk dalaman kelihatan.
1: Penutup aerodinamik 2: Rongga 3: Lapik kon 4: Pencetus 5: Letupan 6: Penderia piezo-elektrik

Peletup bentuk adalah bahan letupan dibentuk untuk menumpukan kesan tenaga letupan. Pelbagai jenis digunakan bagi memotong dan membentuk logam, mencetus senjata nuklear, dan menembusi perisai. Barisan peletup bentuk moden biasa mampu menembusi perisai keluli sehingga 7 atau lebih ukur lilit kon peletup (cone diameters, CD), sungguhpun penembusan lebih 10 CD dan ke atas kini boleh dilakukan.

Menyeluruh[sunting | sunting sumber]

Peletup bentuk biasanya digunakan sebagai kepala peledak bagi peluru berpandu anti-kereta kebal (berpandu atau tidak) dan juga projektil tembakan meriam (berputar ataupun tidak), refal grened, periuk api, anak bom, torpedo dan pelbagai jenis peluru berpandu lancaran udara/darat/laut. Ia juga digunakan bagi memusnahkan struktur usang besar dengan diletakkan dengan teliti dan berperingkat jangka masa dengan tujuan menyebabkan keruntuhan dalaman yang menhadkan puing pada tapak struktur. Peletup bentuk hari ini digunakan secara meluas dalam industri petroleum dan gas asli, terutama dalam melengkapkan telaga minyak dan gas, dalam mana ia diletupkan bagi menembusi sarung logam pada telaga pada selang bagi menerima kemasukan gas dan minyak.[1]

Peranti biasa terdiri daripada bahan letupan silinder padu dengan lapik kon logam pada satu hujung dan pencetus pusat, jujukan pencetus, atau pemandu gelombang letupan pada hujung sebaliknya. Tekanan besar yang dihasilkan oleh letupan memancu lapis terkandung dalam rongga dalaman roboh pada pusat paksi. Hasil perlanggaran membentuk dan memancut jet logam berkelajuan tinggi kehadapan sepanjang paksi. Kebanyakan bahan jet berasal dari lapisan terdalam lapik, sekitar 10% hingga 20% dari ketebalannya. Sisa bahan lapik membentuk bahan peluru bergerak lebih perlahan, yang kerana bentuknya digelar "lobak."

Oleh kerana variasi sepanjang lapik pada pecutan robohnya, jet terbentuk mempunyai pecutan berlainan sepanjang panjangnya, berkurangan di hadapan. Variasi ini dalam pecutan meregang jet dan akhirnya mendorong kepada ia berpecah kepada partikel. Dalam masa, partikel cenderung kehilangan penyelarasannya, yang mengurangkan tahap penembusannya pada jarak jauh.

Juga, pada puncak kon, yang membentuk hadapan jet, lapik tidak mempunyai masa untuk memecut sepenuhnya sebelum membentuk bahagiannya pada jet. Ini menyebabkan sejumlah kecil jet dilancar pada kelajuan lebih rendah berbanding jet yang terbentuk di belakangnya. Akibatnya, bahagian awal jet berkembang bagi membentuk bahagian hujung lebih luas yang jelas.

Kebanyakan jet terbentuk bergerak pada kelajuan hipersonik. Muncung bergerak pada 7 hingga 14 km/s, ekor jet pada kepantasan lebih rendah (1 hingga 3 km/s), dan peluru pada kelajuan lebih rendah (kurang dari 1 km/s). Kelajuan tepat bergantung kepada tatarajah peletup dan kekangannya, jenis letupan, bahan yang digunakan, dan mod pencetus-letupan. pada kelajuan biasa, proses perobekan menghasilkan tekanan yang sungguh kuat sehinggakan ia boleh dianggap hidrodinamik; pada anggaran baik, jet dan perisai boleh dianggap sebagai cecair tidak boleh dipadatkan, dengan kekuatan bahan diabaikan.

Lapik[sunting | sunting sumber]

Bentuk paling biasa digunakan bagi lapik adalah bentuk kon dengan puncak dalaman bersudut 40 hingga 90 darjah. Sudut puncak yang berbeza menghasilkan pengagihan jisim jet dan kelajuan berlainan. Sudut puncak kecil boleh menghasilkan pendwicabangan jet, malah kegagalan jet terbentuk sama sekali; ini disebabkan oleh kelajuan keruntuhan melebihi tahap had, biasanya lebih sedikit dari kelajuan bunyi badan bahan lapik. Bentuk lain yang digunakan secara meluas termasuk hemisfera, tulip, trompet, elips, dan dwi-kon; pelbagai jenis menghasilkan jet dengan kelajuan dan penyebaran jisim berlainan.

Lapik dalam telah dihasilkan dengan banyak jenis bahan, termasuk kaca dan pelbagai logam. Penembusan paling dalam dicapai dengan bahan logam padat, mulur, dan pilihan paling biasa adalah tembaga. Bagi sesetengah senjata anti-perisai moden, molibdenum dan aloi-pseudo tungsten pengisi dan pengikat tembaga (9:1 dengan itu kepadatan adalah ~18t/m3) telah dipakai. Hampir kesemua unsur logam telah diuji, termasuk aluminium, tungsten, tantalum, uranium terpakai, timah hitam, timah, kadmium, kobalt, magnesium, titanium, zink, zirconium, molibdenum, berilium, nikel, perak, malah juga emas dan platinum. Pilihan bahan bergantung kepada sasaran yang hendak ditembusi; sebagai contoh, aluminium di dapati mempunyai kelebihan pada sasaran konkrit.

Bagi perobekan terdalam, logam murni menghasilkan keputusan terbaik, kerana ia menunjukkan ductility terbaik, dengan itu melambatkan pemecahan jet meregang kepada pertikel. Bagi letupan akhir telaga minyak, bagaimanapun, ia adalah perlu bagi sisa pepejal atau "lobak" tidak terbentuk, kerana ia akan menyumbat lubang yang baru ditembusi dan menghalang pengaliran minyak. dengan itu, dalam industri petroleum lapik biasanya dihasilkan dengan serbuk logam, menghasilkan jet yang kebanyakannya terdiri dari partikel serbuk logam tersebar.

Semasa Perang Dunia Kedua, pelapik dihasilkan dari tembaga dan besi, sungguhpun logam lain turut dicuba atau diselidik. Kejituan dalam menghasilkan peletup dan mod letupannya adalah lebih rendah mutu berbanding kepala peledak moden. Kejituan rendah ini menjadikan aliran jet terbentuk melengkung dan berpecah lebih awal, dengan itu hanya berkesan pada jarak lebih dekat. Penyebaran yang terhasil mengurangkan kedalaman penembusan bagi ukurlilit kon yang digunakan dan turut memendekkan jarak berfungsi. Oleh kerana letupan kurang berkesan pada jarak lebih jauh dan skirt menara kecil (dikenali sebagai Schürzen) yang dipasang kepada sesetengah kereta kebal Jerman bagi melindungi tembakan langsung refal anti kereta kebal Russia[2]didapati bernasib baik memberikan ruang bagi jet tersebar dan dengan itu mengurangkan keupayaan perobekannya.

Kegunaan skirt pada masa kini mungkin meningkatkan kuasa penembusan sesetengah kepala peledah. Akibat kekangan pada panjang projektil/peluru berpandu, jarak bina dalam bagi kebanyakan kepala peledak bukanlah jarak optima. Skirt itu secara berkesan meningkatkan jarak antara perisai dan sasaran, memberikan kepala peledak jarak lebih optima dan lebih penembusan sekiranya jarak optima tidak terlebih secara melampau. Pemasangan skirt tidak patut dikelirukan dengan perisai batang/slat/rantai yang digunakan bagi merosakkan sistem fius bagi projektil RPG-7. Perisai itu bertindak dengan mengemikkan bahagian luar dan dalam ogif dan memintas litar tembakan antara muncung piezoeletrik roket dan pemasangan fius belakang. Sekiranya muncung roket menghentam perisai, kepala peledak akan berfungsi secara normal.

Jarak antara peletup bentuk dan sasarannya adalah kritikal, kerana terdapat jarak optima bagi mencapai penembusan paling dalam. Pada jarak dekat, jet tidak mempunyai masa untuk meregang, dan pada jarak jauh, ia akhirnya berpecah kepada partikel, yang kemudiannya cenderung melencung dari paksi dan berputar, dengan itu partikle berikut cenderung meluas dan bukannya menembusi semakin dalam. Pada jarak amat jauh, pecutan hilang akibat geseran udara, melemahkan penembusan lebih lanjut.

Bahan letupan[sunting | sunting sumber]

Bagi penembusan optimum, bahan letupan tinggi yang mempunyai kelajuan letupan dan tekanan tinggi biasanya dipilih. Bahan letupan paling biasa dipilih adalah kepala peledak anti-perisai berprestasi tinggi iaitu HMX (octogen), sungguhpun ia tidak pernah digunakan secara bersendirian, kerana ia akan menjadi amat sensitif. Ia biasanya digabung dengan beberapa peratus jenis pengikat plastik, sebagaimana seperti letupan digabung plastik (PBX) LX-14, atau dengan letupan kurang sensitif, seperti TNT, dengan mana ia membentuk Octol. Bahan letupan jenis lain adalah sebatian berasaskan-RDX, juga sebagai PBX atau campuran dengan TNT (untuk membentuk Sebatian B dan Cyclotol) atau lilin (Cyclonites). Sesetengah bahan letupan dicampuri serbuk aluminium bagi meningkatkan suhu letupan dan ledakan, tetapi tambahan ini biasanya menghasilkan pengurangan prestasi bagi peletup bentuk. Terdapat penyelirikan bagi menggunakan bahan letupan berprestasi amat tinggi tetapi sensitif CL-20 pada kepala peledak peletup bentuk, tetapi, pada masa kini, akibat kesensitifan, ini adalah dalam bentuk sebatian PBX LX-19 (CL-20 dan pengikat Estane).

Ciri-ciri lain[sunting | sunting sumber]

Pembentuk gelombang (waveshaper ) merupakan ketulan (biasanya cakera atau blok silinder) bahan lengai (inert) (biasanya plastic padat atau busa, tetapi kadang kala logam, kemungkinan berongga) dimasukkan dalam bahan letupan bertujuan menukar arah gelombang letupan. Kesannya adalah bagi membentuk keruntuhan kon dan menghasilkan pembentukan jet, dengan tujuan meningkatkan lagi prestasi perobekkan. Pembentuk gelombang sering kali digunakan bagi mengurangkan ruang —bahan letupan pendek mampu mencapai prestasi yang sama seperti dengan bahan letupan panjang tanpa pembentuk gelombang.

Satu lagi reka bentuk berguna merupakan sub-selaras (Calibration), penggunaan lapik yang memiliki ukur lilit (laras) lebih kecil berbanding bahan peletup. Dalam peletup biasa, bahan letupan pada dasar kon sangat nipis sehinggakan ia tidak mampu memencut lapis bersebelahan bagi membentuk kelajuan mencukupi bagi membentuk jek plasma yang berkesan. Dalam peletup sub-selaras, bahagian peranti ini terputus dengan berkesan, menghasilkan peletup lebih pendek dengan prestasi yang setanding.

Variasi peledak bentuk[sunting | sunting sumber]

Terdapat beberapa jenis peledak bentuk yang berlainan.

Peledak bentuk lurus (“Linear shaped charges”)[sunting | sunting sumber]

Peledak bentuk lurus

Peledak bentuk lurus (“linear shaped charge – LSC”) memiliki profil lurus berbentuk V dan mempunyai panjang yang berbeza. liner kemudiannya dikelilingi bahan letupan, bahan letupan itu kemudiannya disarung dengan bahan bersesuaian bagi melindungi bahan letupan dan mengekang nya semasa letupan. Bahan letupan kemudian diletupkan pada satu titik bahan letupan di atas puncak liner. Letupan mengarah liner bagi membentuk jet (planar) berterusan, seperti pisau. Jet ini menembusi semua bahan yang menghalangnya, pada kedalaman bergantung kepada saiz dan bahan yang digunakan sebagai bahan letupan. Bagi memotong geometri rumit, terdapat juga versi lentur peletup bentuk linear, ini mempunyai sarung plumbum atau busa berketumpatan tinggi dan bahan linear duktil/lentur, yang bisanya adalah plumbum. LSC biasanya digunakan bagi memotong kepingan keluli golek (“rolled steel joists – RSJ”) dan sasaran struktur lain, seperti kemusnahan terkawal bangunan. LSC juga digunakan bagi memisahkan tahap berlainan pada roket banyak tahap.

Perobek Dibentuk Letupan[sunting | sunting sumber]

Perobek Dibentuk Letupan ("Explosively Formed Penetrator -EFP") juga dikenali sebagai Serpihan Bentuk Sendiri ("Self-Forging Fragment - SFF"), Projektil DIbentuk Letupan ("Explosively Formed Projectile - EFP"), Projektile Dibentuk Sendiri ("SElf-FOrging Projectile - SEFOP"), Letupan Keping ("Plate Charge"), dan Peletup Misznay-Schardin (MS). EFP menggunakan tindakan gelombang bahan letupan (dan pada sebahagiannya kesan tujahan hasilan letupan) magi mengarah dan membentuk kepingan atau cakera logam duktil (seperti tembaga, besi, atau tantalum) membentuk projektil berkelajuan tinggi, biasanya dikenali sebagi slug. Slug ini diarah kepada sasaran pada kepantasan dua kilometer setiap satu saat. Kelebihan utama EFP berbanding peletup bentuk biasa (contohnya, berbentuk kon) adalah keberkesanannya pada jarak jauh, sama seperti beratus kali ganda ukur lilit bahan letupan (kemungkinannya seratus meter bagi peranti yang pratikal).

EFP tidak begitu terjejas oleh perisai reaktif generasi pertama dan mampu bergerak sehingga 1000 ukur lilit caj (“charge diameters – CDs”) sebelum kelajuannya menjadi kurang berkesan bagi merobek perisai disebabkan seretan aerodinamik, atau masaalah mengenai sasaran. Hentaman bola atau EFP slug biasanya menyebabkan lubang berukur lilit besar tetapi cetek, atau, setidaknya, beberapa CD. Sekiranya EFP merobek perisai, kesan meluas di belakang perisai (BAE, juga dikenali kerosakan belakang perisai (“behind armour damage – BAD”) akan berlaku. BAE kebanyakannya disebabkan oleh suhu tinggi dan serpihan slug dan kelajuan perisai disuntik masuk kedalam ruang dalam dan tekanan lampau (letupan) disebabkan puing- puing ini. Versi kepala peledak lebih moden, melalui kegunaan mod pencetus yang maju, juga mampu menghasilkan batang panjang (slug diregang), banyak-slugs dan batang berridip (“finned rod”)/projektil slug. Batang panjang mampu menembusi preisai lebih tebal, tetapi kurang sedikit BAEnya, banyak-slug lebih baik bagi menewaskan kawasan sasaran //perisai ringan dan projektil beridip meningkatkan ketepatannya. Kegunaan kepala peledak jenis ini biasanya terhad kepada kawasan berperisai ringan pada kereta kebal utama (“main battle tanks – MBT”), contohnya perisai bahagian atas, bawah dan belakang. Kegunannya bagi menyerang kenderaan tempur berperisai (“armoured fighting vehicles – AFV”) yang berperisai ringan dan ia amat sesuai bagi menembusi sasaran bahan (“material targets”) (bangunan, kubu, sokongan jambatan, dll). Projektil batang lebih baru mungkin berkesan terhadap kawasan MBT berperisai lebih tebal. Senjata menggunakan prinsip EFP telah pun digunakan dalam pertempuran; subpeluru "pintar" dalam CBU-97 bom berangkai yang digunakan oleh Tentera Udara dan Tentera Laut US dalam perang Iraq 2003 menggunakan prinsip ini, dan Tentera US dilaporkan menguji peluru artileri panduan jitu di bawah Projek SADARM (Cari dan Musnah Perisai – ’’’S’’’eek ’’’A’’’nd ’’’D ’’’estroy ’’’ARM ’’’or). Terdapat juga pelbagai jenis projektil lain (BONUS, DM 642) dan subpeluru roket (Motiv-3M, DM 642) dan periuk api (MIFF, TMRP-6) yang menggunakan prinsip EFP. Contoh kepala peledak EFP merupakan paten US 5038683[3] and US6606951.[4]

Kepala peledak berkembar[sunting | sunting sumber]

Sesetengah roket anti kereta kebal moden (RPG-27, RPG-29) dan peluru berpandu (TOW 2B, ERYX) menggunakan peledak bentuk kepala peledak berkembar, terdiri dari dua peledak bentuk, satu di hadapan yang lagi satu, biasanya dengan sedikit jaran antara mereka. Biasanya, peletup hadapan agak kecil berbanding di belakang, kerana ia bertujuan mengganggu perisai reaktif letupan (“explosive reactive armor”). Contoh kepala peledak berkembar adalah paten US 7363862[5] and US 5561261.[6]

Seksyen peluru H.E.A.T. dengan peletup bentuk dalaman kelihatan.

Pemampat Voitenko[sunting | sunting sumber]

Rencana utama: Pemampat Voitenko

Pada tahun 1965 seorang pakar sains Russia mencadangkan bahawa peledak bentuk yang asalnya direka bagi menembusi perisai keluli tebal diubahsuai bagi tugas memecut gelombang kejutan (“shock waves”). Peranti yang terhasil, kel seperti terowong angina, dikenali sebagai pemampat Voitenko.[7] Pemampat Voitenko pada awalnya memisah ges ujian daripada peletup bentuk dengan kepingan keluli boleh lentur. Apabila peletup bentuk meletup, kebanyakan tenaganya tertumpu pada kepingan besi, menujahnya kehadapan dan menolak gas ujian dihadapannya. Ames menterjemah idea ini kepada tiub kejutan musnah diri. 66-paun peletup bentuk memecut gas ke dalam tiub 2 meter panjang dan 3-cm dinding kaca. Pecutan gelombang kejutan yang terhasil mengejutkan 220,000 kaki sesaat. Perkakasan yang terdedah kepada letupan itu sudah pasti musnah sama sekali, tetapi tidak sebelum data berguna diambil.[8] Dalam pemampat Voitenko biasa, peletup bentuk memecut gas hidrogen yang seterusnya memecut cakera nipis sehingga 40 km/s.[9]Sedikit perubahan pada konsep pemampat Voitenko adalah letupan super mampat, peranti yang menggunakan cecair boleh mampat atau bahan api pepejal dalam kamar pemampat keluli menggantikan campuran gas tradisional.[10]Tambahan lanjutan kepada teknologi ini adalah letupan sel andas (“anvil”) berlian,[11][12][13] menggunakan banyak peletup bentuk bersetentangan menumpu jet kepada bahan api terkepung dalam keluli tunggal, seperti hidrogen. Bahan yang digunakan dalam peranti ini, bersama reaksi pembakaran kedua dan denyutan letupan panjang, menghasilkan keadaan sama seperti yang dijumpai dalam letupan bahan-api udara dan thermobarik.[14][15]

Rujukan[sunting | sunting sumber]

  • Fundamentals of Shaped Charges, W.P. Walters, J.A. Zukas, John Wiley & Sons Inc., June 1989, ISBN 0-471-62172-2.
  • Tactical Missile Warheads, Joseph Carleone (ed.), Progress in Astronautics and Aeronautics Series (V-155), Published by AIAA, 1993, ISBN 1-56347-067-5.
  1. "Shaped Charge". globalsecurity.org. http://www.globalsecurity.org/military/systems/munitions/bullets2-shaped-charge.htm. 
  2. "Panzerkampfwagen IV Ausf.G, H and J 1942-45 By Hilary L. Doyle, Thomas L. Jentz, Tom Jentz, Tony Bryan". Google Books. http://books.google.co.nz/books?id=q7rrMe15jhwC&pg=PT15&lpg=PT15&dq=when+was+schurzen+introduced%3F%3F&source=web&ots=4u3RIPaPfv&sig=9gXmoAz94m5gFk7F88wAyQI3jDI&hl=en. 
  3. http://www.google.com/patents/pdf/High_explosive_assembly_for_projecting_h.pdf?id=2dkbAAAAEBAJ&output=pdf&sig=ACfU3U1uJ8lS6CfmjJo1JKILjvWDC9sCSg
  4. http://www.google.com/patents/pdf/Bounding_anti_tank_anti_vehicle_weapon.pdf?id=oOoMAAAAEBAJ&output=pdf&sig=ACfU3U3WM4xBQ5f0d23uQdUeF1unjyGE9Q
  5. http://www.google.com/patents/pdf/Multi_purpose_single_initiated_tandem_wa.pdf?id=Nt-qAAAAEBAJ&output=pdf&sig=ACfU3U0l5gTdL-TqxXkvATTpIYTVLeAg2g
  6. http://www.google.com/patents/pdf/Tandem_warhead_with_a_secondary_projecti.pdf?id=icslAAAAEBAJ&output=pdf&sig=ACfU3U3nqrCamThCu2bvHpqBNleeq4ssfQ
  7. http://history.nasa.gov/SP-440/ch6-15.htm
  8. http://www.globalsecurity.org/military/systems/munitions/bullets2-shaped-charge.htm
  9. http://www.nas.nasa.gov/About/Education/SpaceSettlement/Nowicki/SPBI134.HTM
  10. http://www.wipo.int/pctdb/images4/PCT-PAGES/2006/102006/06024137/06024137.pdf
  11. http://www.google.com/patents/pdf/Materials_processing_using_chemically_dr.pdf?id=exs3AAAAEBAJ&output=pdf&sig=ACfU3U0ng2Bv6u_0GcJd8UDL9GgeAjN-kg
  12. <http://www.google.com/patents/pdf/Materials_processing_using_chemically_dr.pdf?id=fx85AAAAEBAJ&output=pdf&sig=ACfU3U22qU2hg7C-Yk7p01FD6KuMb_odxw
  13. http://www.google.com/patents/pdf/DIAMOND_IMPLOSION_APPARATUS.pdf?id=0fEsAAAAEBAJ&output=pdf&sig=ACfU3U1jMbYZhl1GHaIzcaiq6EQEb9Zsjw
  14. https://www.llnl.gov/str/JulAug04/pdfs/07_04.2.pdf
  15. http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0802/0802.3408.pdf

Lihat juga[sunting | sunting sumber]

Pautan luar[sunting | sunting sumber]