Studying the Effectiveness of Shaped Charge Jets Created by Graphene-containing Shaped Charge Liners

• Autorzy: Majewski Tomasz , Trzciński Waldemar A. , Szymańczyk Leszek

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.4487

Warianty tytułu

PL

Badanie efektywności strumieni kumulacyjnych uzyskanych przy wykorzystaniu wkładek kumulacyjnych zawierających grafen

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents selected results of studies conducted within the framework of the following research project: “Use of graphene and new multilayer explosive technologies in materials for shaped charge liners" (The National Centre for Research and Development in Poland: project No: DOB-BI08/03/01/2016). This study was performed by a consortium made up of the following entities: Institute of Precision Mechanics, Military University of Technology and the Mototechnika company (Poland). The main objective of the performed experiments was to test the effectiveness of shaped charge liners produced with the use of powder metallurgy methods, from mixtures containing copper powder and graphene-coated copper powder. The content of the latter equaled 0%, 1%, 5% and 10%, respectively. Shaped charge jets created with the use of liners made from the powder mixtures tested were recorded with the help of X-ray technology. Firing tests were conducted against steel barriers and the depth of penetration was determined. The obtained results showed that the addition of graphene powder to pure copper powder practically does not increase the depth of penetration of the shaped charge jet compared to scenarios in which sintered liners without this additive were used.

PL

W artykule zostały przedstawione wybrane wyniki badań przeprowadzonych w ramach realizacji projektu badawczego: „Zastosowanie grafenu i nowych technologii wielowarstwowych materiałów wybuchowych w materiałach na wkładki kumulacyjne” (nr projektu NCBiR: DOB-BI08/03/01/2016). Praca ta była przeprowadzona w konsorcjum, w skład którego wchodziły: Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Wojskowa Akademia Techniczna oraz przedsiębiorstwo Mototechnika. Głównym celem wykonanych eksperymentów było zbadanie skuteczności wkładek kumulacyjnych, wytworzonych metodami metalurgii proszków, z mieszanek zawierających proszek miedzi oraz proszek miedzi pokryty grafenem. Zawartość tego ostatniego wynosiła odpowiednio:0%, 1%, 5% i 10%. Dokonano rentgenograficznej rejestracji strumieni kumulacyjnych przy zastosowaniu ładunków zawierających wkładki wytworzone z testowanych mieszanek proszkowych. Przeprowadzono próby strzelania do przegród stalowych i określono głębokość penetracji. Otrzymane wyniki badań wykazały, że dodatek proszku grafenowanego do proszku czystej miedzi praktycznie nie zwiększa głębokości wnikania strumienia kumulacyjnego w stosunku do przypadku, gdy zastosowano wkładki spiekane bez tego dodatku.

Słowa kluczowe

EN

powder metallurgy; shaped charge liners; graphene

PL

metalurgia proszków; wkładki kumulacyjne; grafen

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 15, Nr 1 (55)
• Strony: 39--54
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Majewski Tomasz

• Military University of Technology, 2 Sylwestra Kaliskiego Str., 00-908 Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-2850-1205

autor

Trzciński Waldemar A.

• Military University of Technology, 2 Sylwestra Kaliskiego Str., 00-908 Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-8313-6434

autor

Szymańczyk Leszek

• Military University of Technology, 2 Sylwestra Kaliskiego Str., 00-908 Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-5071-8526

Bibliografia

• [1] Nowak, Henryk, Dionizy Smoleński. 1974. Ładunki kumulacyjne w wojsku i górnictwie. Warszawa: Wydawnictwo MON.
• [2] Jackowski, Adam. 2002. Rola porowatości materiału wkładki w procesie formowania strumienia kumulacyjnego. Rozprawa habilitacyjna. Warszawa: Wydawnictwo Wojskowej Akademii Technicznej.
• [3] Held, Manfred. 1985. “Determination of the Material Quality of Copper Shaped Charge Liners”. Propellants, Explosives, Pyrotechnics 10 : 125-128.
• [4] Tokarski, Mieczysław. 1985. Metaloznawstwo metali i stopów nieżelaznych. Wydawnictwo Śląsk.
• [5] Cowan, Kenneth G. et.al. 1996. Characterization of shaped charges containing heavy metal conical liners. In Proceedings of the 16th International Symposium on Ballistics pp. 613-622. San Francisco.
• [6] Wang Tie Fu, Zhu He Rong, Zhou Jian Long, Ma Hong Wei. 1992. Copper-Tungsten Shaped Charge Liners and Its Performance. In Proceedings of the 13th International Symposium on Ballistics pp. 387-392. Stockholm.
• [7] Trębiński, Radosław, and Adam Jackowski. 1998. Influence of shock wave heating during porous liners launching on the behaviour of jets. In Proceedings of the 17th Int. Symp. on Ballistics vol. 2, pp. 235-242. Midrand. South Africa.
• [8] Lichtenberger, Andre et.al. 1981. Influence of the Structural and Metallurgical State of Liner on the Performance of a Shaped Charge. In Proceedings of the 6th International Symposium on Ballistics pp. 213-218. Orlando, Florida.
• [9] Majewski, Tomasz, Marcin Sarzyński, Judyta Sienkiewicz, Jerzy Szawłowski, Tomasz Babul, and Sylwester Jończyk. 2019. “Copper-Graphene Composite Materials: Manufacturing Technology and Properties”. Problemy Mechatroniki. Uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa / Probl. Mechatronics. Armament Aviat. Saf. Eng. 10 (4) : 29-46.
• [10] Majewski, Tomasz, and Adam Jackowski. 2018. „Use of Graphene for Shaped Charge Liner Materials”. Problemy Mechatroniki. Uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa / Probl. Mechatronics. Armament Aviat. Saf. Eng. 9 (3) : 15-28.
• [11] Cudziło, Stanisław, Andrzej Maranda, Jerzy Nowaczewski, Radosław Trębiński, Waldemar A. Trzciński. 2000. Wojskowe materiały wybuchowe. Częstochowa: Wydawnictwo Wydziału Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Politechniki Częstochowskiej.

Uwagi

1. Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).

2. This work was co-financed by The Polish National Center for Research and Development under the project DOB-BI08/03/01/2016 and by Military University of Technology (Warsaw, Poland) under research project UGB 828/2023.