1. Обзор наиболее распространенных типов проникающих бомб (представлены видеоматериалы) 2. О работах сотрудников CompMechLab® НИУ СПбГПУ в области конечно-элементного моделирования высокоскоростных ударных процессов и динамического разрушения (представлены компьютерные анимации)
Сандийские национальные лаборатории в США провели первые за последние шесть лет испытания бетонобойной ядерной бомбы B61-11, засняв в рапиде ее заглубление в грунт. Сама бомба не имела ядерной боевой части и не взорвалась. В последние несколько лет многие страны мира начали разрабатывать и испытывать проникающие авиационные бомбы, позволяющие поражать подземные склады и бункеры вероятного противника. Наиболее активно созданием таких типов боеприпасов занимаются США и Израиль, готовящиеся к поражению подземных складов оружия на территории Ирана и Сирии.
Испытание противобункерной бомбы MPR-500
B61-11
Испытания ядерной бомбы B61-11 состоялись в США 20 ноября 2013 года, однако Сандийские национальные лаборатории, проводившие проверку боеприпаса, сообщили об этом только в середине января текущего года. В испытаниях использовалась бомба без боевой части. Само испытание проводилось при помощи специальной ракетной тележки, установленной на рельсах. Она должна разгонять тестируемые бомбы до рабочих скоростей (этот и многие другие параметры для бетонобойной версии B61 засекречены). Перед стартом тележки бомбу охладили до температуры, соответствующей большой высоте полета.
Этапы заглубления B61-11 в грунт
Сама бомба и бетонная мишень были размечены контрастными пятнами, которые бы позволили анализировать все параметры заглубления B61-11. Какие именно данные были получены в результате испытаний боеприпаса, Сандийские лаборатории не уточняют. Подобные испытания не проводились с октября 2008 года, когда у ракетных саней перед стартом загорелся двигатель (один человек получил сильные ожоги). До 2008 года испытания боеприпасов проводились Сандийскими лабораториями регулярно в рамках действующей программы поддержания ядерного арсенала в боеспособном состоянии и продления сроков его службы.
Ракетная тележка
Снятые с ядерных бомб боевые части проходят отдельные испытания в Лос-Аламосской национальной лаборатории или Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса. Бомбы B61-11 в настоящее время являются основным типом стратегических боеприпасов ВВС США. Бомба была принята на вооружение в 1997 году и заменила устаревшие противобункерные бомбы B53. Существование новой модификации B61 было официально подтверждено в 2001 году, однако ее параметры до сих пор не раскрываются. Мощность ядерной части бомбы по одним данным составляет десять килотонн, а по другим — 340 килотонн. По данным ВВС США, B61-11 не оснащается боевой частью изменяемой мощности.
BLU-109/B
Одним из распространенных сегодня типов противобункерных бомб является американская BLU-109/B. Она стоит на вооружении ВВС США, Канады, Бельгии, Дании, Франции, Саудовской Аравии, Великобритании, Объединенных Арабских Эмиратов и еще семи стран мира. Боеприпас, оснащенный хвостовым взрывателем замедленного действия, имеет стальную оболочку толщиной 25,4 миллиметра. Масса боевой части бомбы составляет 240 килограммов. Бомба массой 907,2 килограмма способна пробивать железобетонные перекрытия толщиной до 1,8 метра. Свободнопадающий боеприпас может быть укомплектован системами наведения JDAM или Paveway III.
В 2011 году ВВС США приняли на вооружение новую противобункерную бомбу MOP, масса которой составляет 13,6 тонны. На вооружении боеприпас получил обозначение GBU-57. Масса боевой части этой бомбы составляет 2,5 тонны. Первая версия корректируемой GBU-57 была способна пробивать до 60,9 метра армированного бетона. В январе 2013 года была представлена усовершенствованная версия бомбы с улучшенными параметрами заглубления. Этот боеприпас разрабатывался специально для поражения укрепленных подземных объектов на территории Ирана.
«Глубокая глотка»
Одной из самых эффективных бетонобойных бомб считается GBU-28, также стоящая на вооружении ВВС США. Масса этого боеприпаса, поступившего на вооружение в 1991 году, составляет 2,3 тонны. Корректируемая бомба с боевой частью массой 286 килограммов способна проникать в землю на глубину до 30 метров или пробивать армированные бетонные перекрытия толщиной более шести метров. Во время испытаний в 1995 году в Сандийских национальных лабораториях эта бомба была закреплена на ракетной тележке. После разгона боеприпас пробил железобетонные плиты общей толщиной 6,7 метра и сохранил достаточно кинетической энергии, чтобы после этого пролететь около 1,6 километра.
За свою способность пробивать толстые бетонные перекрытия GBU-28 получила прозвище «глубокая глотка». С момента принятия на вооружение бомба использовалась ВВС США в бою всего дважды: сброс GBU-28 производился во время операции «Буря в пустыне» для поражения подземных бункеров на территории Ирака.
MPR-500
В феврале 2012 года израильская компания IMI представила новую противобункерную авиационную бомбу MPR-500 массой 227 килограммов. Этот боеприпас способен проникать в сплошной армированный бетон на глубину до метра или пробивать до четырех бетонных перекрытий толщиной до 200 миллиметров каждое. Своей проникающей способностью боеприпас обязан не только стальному прочному корпусу, но и ракетному двигателю, придающему ему дополнительное ускорение после сброса. При взрыве MPR-500 разлетаются до тысячи осколков, способных поражать живую силу противника на расстоянии до ста метров.
MPR-500 является свободнопадающей бомбой, которая может быть конвертирована в корректируемый боеприпас за счет установки специального комплекта типа JDAM. Проектирование бомбы велось израильскими специалистами с учетом данных о строительстве подземных бункеров и укреплений на территории Ливана, некоторые из которых располагаются внутри жилых домов или школ. MPR-500 специально выполнена в малом калибре, чтобы боевые самолеты могли брать на борт большее число боеприпасов.
БетАБ
В России бетонобойные бомбы стоят на вооружении под обозначением БетАБ. Они выпускаются в трех версиях: БетАБ-500, БетАБ-500ШП и БетАБ-500У. Версии отличаются калибром, массой боевой части и конструкцией. В частности, масса БетАБ-500У составляет 510 килограммов. Эта бомба предназначена для поражения подземных складов боеприпасов, ядерного оружия, командных пунктов управления и железобетонных укрытий. Бомба способна пробивать до 1,2 метра железобетона или заглубляться на три метра в грунт. Для достижения 90-градусного угла падения БетАБ-500У оснащена стабилизирующим парашютом. Мощность боевой части боеприпаса составляет около 45 килограммов в тротиловом эквиваленте.
Другая версия — БетАБ-500ШП — оснащается боевой частью массой 77 килограммов. В этом боеприпасе используется реактивный ускоритель. Бомба предназначена в первую очередь для уничтожения взлетно-посадочных полос аэродромов и рулежных дорожек. Боеприпас способен пробивать броню толщиной до 550 миллиметров или железобетонные перекрытия толщиной до 1200 миллиметров. Одна БетАБ-500ШП способна повредить до 50 квадратных метров взлетно-посадочной полосы. Бомбы типа БетАБ стоят на вооружении ВВС России и Индии.
Публикация подготовлена сотрудниками CompMechLab® по материалам сайта Lenta.ru.
2. Представлены результаты некоторых работ CompMechLab® НИУ СПбГПУ в области конечно-элементного моделирования высокоскоростных ударных процессов и динамического разрушения. Представлены многочисленные компьютерные анимации.
Cотрудники CompMechLab® НИУ СПбГПУ имеют более, чем 10-летний опыт конечно-элементного (КЭ) решения задач пробивания (проникания, соударения деформируемых тел, защиты от пробивания и т.д.), а также других смежных классов задач.
Для КЭ пространственных (3-D) динамических физически- и геометрически- нелинейных задач контактного взаимодействия термовязкопластических тел с динамическим разрушением для скоростей до 4 км/c применяются программные системы компьютерного моделирования и инжиниринга (CAE-системы) Altair Engineering RADIOSS, ANSYS Mechanical, ANSYS AUTODYN, DS SIMULIA/Abaqus, LS-DYNA, MSC.Dytran, MSC.Marc, NX Advanced Simulation и др.
Ниже представлены рисунки и анимации конечно-элементных решений динамических задач пробивания:
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
|
 |
|
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
| Пробивание бетонной преграды стальным снарядом. Сравнение с экспериментом |
||
На нашем сайте в разделе AVI Галерея результатов конечно-элементных исследований лаборатории "Вычислительная механика" (CompMechLab) также представлены результаты решения динамических задач пробивания или смежных задач:
 |
Конечно-элементное исследование откольного разрушения (2007 г.)
Конечно-элементное исследование откольного разрушения при плоском ударном взаимодействии пластин. Материал образцов – титановые сплавы: ВТ-6, ВТ-22, стали: Ст-3 |
| Ключевые слова: | Откол, импульсное нагружение, ударные волны, механика контактного взаимодействия |
| Тип элементов/Тип задачи: | 2D и 3D элементы / Динамическое контактное взаимодействие |
| Внешние воздействия: | Начальная поступательная скорость ударника |
| Программное обеспечение: | LS-DYNA |
| Рейтинг: | 4.68 (Голосов: 19)   |
| Прочтений: 4043 | Просмотр только для пользователей FEA.RU. Вход/Регистрация... |
 |
Конечно-элементное исследование процесса проникания деформируемого цилиндрического ударника в деформируемую плиту конечных размеров (2007 г.)
Конечно-элементное исследование процесса высокоскоростного проникания. Исследование влияния пластических свойств материала на характер деформационного процесса. Исследование влияния разогрева. |
| Ключевые слова: | Удар, проникание, ударные волны, механика контактного взаимодействия, термо-упруго-пластичность, влияние разогрева на характер деформирования, материал Джонсона-Кука (Johnson-Cook) |
| Тип элементов/Тип задачи: | 2D (осесимметричная постановка) / Динамическое термо-упруго-пластическое контактное взаимодействие |
| Внешние воздействия: | Начальная поступательная скорость ударника |
| Программное обеспечение: | LS-DYNA |
| Рейтинг: | 4.61 (Голосов: 18) |
| Прочтений: 5235 | Просмотр только для пользователей FEA.RU. Вход/Регистрация... |
 |
Конечно-элементное моделирование удара шара для боулинга по многослойной композитной дорожке (drop-test) (2006 г.)
Цель работы - конечно-элементное моделирование ударного контактного взаимодействия шара и многослойной композитной дорожки с сотовой структурой, определение толщин слоев композитной структуры, валидация КЭ модели на основе результатов натурных экспериментов |
| Ключевые слова: | Динамическое контактное взаимодействие,drop-test, многослойный композит, сотовая структура |
| Тип элементов/Тип задачи: | Твердотельные элементы, динамика, контактное взаимодействие |
| Внешние воздействия: | Ударное контактное взаимодействие (drop-test) |
| Программное обеспечение: | ANSYS |
| Рейтинг: | 4 (Голосов: 39) |
| Прочтений: 7202 | Подробнее... |
 |
Конечно-элементное моделирование и исследование динамического разрушения. Разработка расчетной методики определения ударной вязкости стали методом двухопорного ударного изгиба (метод Шарпи) (2006 г.)
Цель исследования – разработка расчетной методики оценки ударной вязкости стали на основе упруго-пластических и прочностных характеристик и конечно-элементного моделирования процесса динамического разрушения образца |
| Ключевые слова: | Ударная вязкость, метод Шарпи, большие упруго-пластические деформации, динамическое разрушение, сравнительный анализ результатов конечно-элементного моделирования и результатов экспериментов |
| Тип элементов/Тип задачи: | Твердотельные элементы, динамическое контактное взаимодействие, динамическое разрушение |
| Внешние воздействия: | Удар маятникового копра, ударное контактное взаимодействие |
| Программное обеспечение: | LS-DYNA |
| Рейтинг: | 4.46 (Голосов: 35) |
| Прочтений: 6261 | Подробнее... |
 |
Конечно-элементное исследование удара цилиндра по жесткой преграде. Тест Дж. Тейлора. Рикошет (2006 г.)
Конечно-элементное исследование удара цилиндра по жесткой преграде. Исследование влияния кинематического упрочнения материала и разогрева, обусловленного деформированием цилиндра. |
| Ключевые слова: | Удар, рикошет, механика контактного взаимодействия, термо-упруго-пластичность, динамический предел текучести, эффект Б.М. Малышева, влияние разогрева на характер деформирования |
| Тип элементов/Тип задачи: | 2D и 3D элементы / Динамическое термо-упруго-пластическое контактное взаимодействие |
| Внешние воздействия: | Начальная поступательная скорость цилиндра |
| Программное обеспечение: | LS-DYNA |
| Рейтинг: | 4.32 (Голосов: 22) |
 |
Конечно-элементное моделирование процесса вырубки металла (2005 г.)
Абсолютно жесткий пуансон вырубает цилиндрический элемент из заготовки металла |
| Ключевые слова: | Технологическая механика, пластическая обработка металлов, технологическая операция - вырубка цилиндрической шайбы, динамическое контактное взаимодействие, большие упруго-пластические деформации, адаптивное перестроение сетки |
| Тип элементов/Тип задачи: | 2D элементы, осесимметричная постановка |
| Внешние воздействия: | Заданный закон движения пуансона |
| Программное обеспечение: | LS-DYNA |
| Рейтинг: | 4.42 (Голосов: 24) |
| Прочтений: 7756 | Подробнее... |
 |
Конечно-элементное моделирование обрыва стального троса специального назначения с последующими «раскруткой и распушением» (2005 г.) Моделирование проводилось при случайном распределении прочностных характеристик отдельных проволок стального троса. |
| Ключевые слова: | Стальной канат, стальной трос, множественное пространственное контактное взаимодействие с учётом трения, обжатие, 3-D модель, пространственное напряженное состояние, эквивалентные (эффективные) характеристики каната (троса) |
| Тип элементов/Тип задачи: | Твердотельные элементы |
| Внешние воздействия: | Равномерное растяжение |
| Программное обеспечение: | Pro/Engineer, LS-DYNA |
| Рейтинг: | 4.56 (Голосов: 39) |
| Прочтений: 7474 | Подробнее... |
 |
Соударение летящего шарика с тканой структурой (2003 г.)
Задача содержит ~1 млн степеней свободы. |
| Ключевые слова: | Динамическое контактное взаимодействие с учетом трения, удар, разрушение |
| Тип элементов/Тип задачи: | Пространственный оболочечный элемент, пространственный элемент |
| Внешние воздействия: | Начальная поступательная скорость шарика |
| Программное обеспечение: | LS-DYNA |
| Рейтинг: | 4.23 (Голосов: 48) |
| Прочтений: 9041 | Подробнее... |
 |
Пробивание снарядом толстой стальной пластины (2003 г.)
Подлет снаряда к пластине, пробивание, образование "пробки", застревание. Модель Cowper-Symonds для описания зависимости предела текучести от скорости деформации, деформационный критерий разрушения. |
| Ключевые слова: | Удар, динамическое упруго-пластическое контактное взаимодействие, удар, динамическое пластическое разрушение, пробивание, снаряды ("projectiles") с различной формой головной части (плоская, коническая, полусферическая) |
| Тип элементов/Тип задачи: | Динамическое упруго-пластическое контактное взаимодействие с разрушением - пробивание |
| Программное обеспечение: | LS-DYNA |
| Рейтинг: | 4.86 (Голосов: 22) |
| Прочтений: 4828 | Подробнее... |
Другие новости по этой теме на сайте FEA.ru:
17.09.2013 Российские ученые заявляют, что наши бронежилеты скоро могут стать таким же мировым брендом, как автомат Калашникова
16.09.2013 1. Применение революционных материалов в средствах бронезащиты. 2. Работы CompMechLab® НИУ СПбГПУ в области конечно-элементного моделирования высокоскоростных ударных процессов и динамического разрушения (представлены компьютерные анимации)
02.09.2013 Эволюция основного оружия: зачем создавались необычные пули
20.08.2013 Новости мира композитов и композитных структур. Армия США предпочитает более прочные и легкие композитные материалы металлам
03.08.2013 Революция в проектировании и производстве оптимальных элементов конструкций на основе объединения технологий производства добавлением слоев (Additive Layer Manufacturing, ALM) и HyperWorks Optistruct топологической оптимизации
19.07.2013 NASA и компания Aerojet Rocketdyne провели испытания инжектора жидкостного ракетного двигателя, изготовленного с применением 3D-печати
17.07.2013 В США разработан способ 3D-печати жидким металлом при комнатной температуре
27.06.2013. Усталость композитных конструкций: новый инструмент для прогнозирования долговечности волокнистых композитов от компаний Safe Technology и Firehole Composites
22.05.2013 Новости мира композитов и композитных структур. Вязанные материалы из тройных скользящих узлов обеспечивают создание недорогого материала с рекордной ударной вязкостью
15.05.2013 Pratt & Whitney готовится к летным испытаниям двигателей PW1100G
07.05.2013 CompMechLab-Hi-Tech-AVIA-Review. Инновационные летательные аппараты: МС-21, Boeing X-48C, БПЛА UCLASS, F-35 JSF, перспективный конвертоплан третьего поколения. Представлены видеосюжеты
03.05.2013 Президент Объединенной авиастроительной корпорации Михаил Погосян рассказал, что мешает российскому авиастроению быть конкурентоспособным
05.04.2013 Компания Pratt & Whitney Rocketdyne на основе интенсивных огневых тестов двигателя J-2X подтвердила применимость SLM-технологии селективной лазерной плавки (3-D лазерной печати) для выполнения деталей ракетных двигателей
24.03.2013 Новости мира композитов. Автомобили с композитными элементами компании TeXtreme показали очень высокие результаты на Daytona 500
19.03.2013 Новости мира композитов. JEC Europe Composites назвал одиннадцать лучших в 2013 году компаний-инноваторов в композитной промышленности
13.03.2013 Канадский изобретатель распечатал на 3D-принтере автомобиль, лобовое сопротивление которого почти в два раза меньше, чем у современных спорткаров
20.01.2013 Российский истребитель пятого поколения ПАК ФА (Т-50) совершил первый длительный перелет, преодолев 7 000 км. Видео "Т-50 - технологии взлёта", особенности конструкции Т-50, тактико-технические характеристики Т-50 в сравнении с истребителем ВВС США F22 Raptor
11.01.2013 CompMechLab-HW-Review - HyperWorks OptiStruct. 1. Применение OptiStruct для оптимизации конструкций в аэрокосмической отрасли (Boeing; EADS / Airbus, Eurocopter)
13.06.2012 CompMechLab-Hi-Tech-Review - Вооружение России: бомбардировщик Су-34, истребители Су-27, Су-35 и МиГ-29, ПАК ФА Т-50
16.05.2012 Доставку армейских грузов обеспечит колонна "умных" грузовиков iTruck Lockheed Martin (управление без водителя, удаленно со смартфона)
12.12.2011 Пентагон модернизирует войска США: перечень новинок
24.06.2011 Bombardier Aerospace добавляет HyperWorks от Altair к своим стратегическим решениям для моделирования корпусов самолетов