Thread by @tommybor

שרשור מטען חלול #פידצבא
במהלך מרוצת השנים הפך השימוש בתצורת המבנה של המטען החלול, שהתפתח והשתכלל על מנת
להסב נזקים כבדים יותר למיגון,לרכבים ולאדם.
המטען החלול נמצא בתפוצה בצבאות בעולם,וכן בידי קבוצות מיליטנטיות וטרוריסטים.

כמו כן קיים גם בשימוש אזרחי על מנת לחצוב בסלעים קשים בעיקר בתעשיות הפטרוכימיות .

פיתוח המטען התחיל בסוף המאה ה-19 אך קיבל את שמו בשנות ה-20 של המאה ה-20.
ההצגה בפיצוץ מטען חלול הראשונה נעשתה על ידי פון-פורסטר ב-1883 בדיסלדורף , הפיצוץ נערך
על כוסות מתכת אשר דימה חצי ספירה.>>>

ב-1888 התגלה שוב תופעת המטען החלול על ידי צ'רלס מונרו (נקרא גם "אפקט מונרו"),
בתחנת הטורפדו של הצי האמריקאי.

הפיתוח התקדם לאורך תחילת המאה ה-20 ועבר לשלב לקראת פרוץ מלחמת העולם השנייה ,על ידי
הבריטים והאמריקאים ב-1939 ועבר לכלי נשק נישא כרובי רימונים ,ומטולי מרגמה בקוטר של 100 מ"מ.
ב-1941 הוסב למשגר הטילים הראשון "הבזוקה" על ידי הבריטים.>>>

לאחר המלחמה נחשף מידע ,על ניסויים שערכו הגרמניים במטענים חלולים בו שינו את המבנה שלו,
את חומרי הנפץ ,וצברו ידע רב בנושא המטענים החלולים .

האפקט התגלה על ידי כל אחד מהחוקרים בנפרד ,מונרו (ארה"ב ,1888),פון-פורסטר (גרמניה,1883) וניומן (גרמניה ,1910) האפקט נוצר עקב ניצול וניתוב אנרגיית הפיצוץ בחתך של אלמנט מתכתי , אשר יוצר סילון ,בעל טמפרטורה גבוה ,מהירות גובה כאשר השילוב של השניים יוצר לחץ נקודתי גבוה

מטען חלול הינו מטען בעל מידות טכניות וגאומטריות ייחודיות לו ,כך שנוצרת תגובה על מנת לחדור
מטרה בעלת שריון או מיגון כלשהו.

בנקודה הפגיעה ,וחודר מטרה בקלות רב יחסית .
לאחר פרסום הממצאים הללו לקח עוד כ-40 שנה להכניס לשימוש של אפקט זה. כפי שצוין תחילת השימוש נעשה רק בתחילת מלחמת העולם השנייה.

המבנה הייחודי של המטען נותן לו את כושר החדירות לאלמנטים משוריינים ומוגנים .
המבנה הבסיסי כולל :
מעטפת,חלל הריק ליצירת הסילון המתכתי (Standoff),השכבה המתכתית ליינר (הצורה הגאומטרית משתנה בהתאם),נפץ,חומר נפץ (לרוב בצורה גלילית).
,ומרעום.

עקרון הפעלה
פגיעה של הטיל במטרה,והפעלה של המרעום.
המרעום מפעיל את הנפץ .
הנפץ יוזם את חומר הנפץ ומתחיל תהליך הניפוץ (דטונציה).
חומר נפץ עובר תהליך יזימה בו משחוררת אנרגיה רבה.
תהליך שחרור האנרגיה מלווה במהירות גבוהה וטמפרטורה גבוהה.>>>

התהליך אשר יוצר "קריסה" של השכבה המתכתית (הליינר) .
עקב הקריסה נוצרת צורה של "מקדח" מתכתי שחודרת את המטרה.

הליינר הינו רכיב מתכת במטען החלול אשר יוצר את "המקדח" אשר חודר את המטרה.
האנרגיה ומהירות המשתחררת מהפיצוץ "מנותבת" אל הליינר את על מנת להפוך ל"מקדח".

יכולותיו של הליינר נגזרות מתכונותיו המכניות והגאומטריות ,כך שיש קשר ישיר בין צורת הליינר
סוג המתכת,עובי הליינר, לבין היכולת לחדור מטרות מסוימות.

השפעה נוספת המושפעת מהגאומטריה היא הזווית בתוך הליינר , כאשר צורת הליינר היא קונוס
כפי שניתן לראות באיור זווית

שינוי החומר בליינר , משנה את התכונות המכניות, הכימיות והפיסיקליות של החומר כך שניתן יהיה
לקבל בעזרת מתכות שונות תוצאות חדירה טובות יותר .
חומרים שכיחים המשומשים כליינר לרוב הם: נחושת,פלדה,אבץ אלומיניום ,
אך קיימת גם אפשרות לשילוב סגסוגות כדי לקבל מספר תכונות שמתאימות >>

לדרישות של מטען חלול.
על מנת למצוא את החומר המתאים נערכים מודלים בתוכנות או ניסויים אמפיריים ,בשביל לעמוד את
עומק החדירה הרצוי כושר החדירה ביחס לזווית ולחומר ממנו עשוי הליינר בקיר בטון

חלל (STANDOFF) זה נותן לליינר המתכתי את המרחב והזמן הנדרש כדי לקבל את צורתו למקדח
כך שהינו מהווה נדבך חשוב ביצירת "המקדח" וכן בחדירה למטרה מסוימת .
בגרף הבא ניתן לראות את השפעת החלל על החדירות.

מודלים לחישוב חדירות של מטען חלול
מודלים רבים פותחו לחישוב החדירות של מטען חלול במהלך מלחמת העולם השנייה ואחריה.
המודלים מתבססים על תאוריות פיסקליות בהסתמך על משוואות מתמטיות.
מודל חדירה הידרו-דינמי המודל פותח במהלך ממלחמת העולם השנייה ,וזכה לפרסום רק לאחריו.

המודל התבסס תחילה על ההנחות הבאות:
-התבססות מתמטית על משוואות ברנולי
-הזנחת חוזק החומרים של המטרה והסילון המתכתי .
-צפיפות המטרה והסילון המתכתי נלקח בחשבון
-מהירות הפגיעה הינה קבועה

מודל חישובי אנליטי פשוט ניתן
הנחות לקיום המודל

-מטרת הבטון היא חצי אינסופית
-חישוב הזווית נעשה באיטרציות
-סכמה של משקל המטען והליינר
-חישוב ממוצע שינוי הזווית לאחר קריסת הליינר
-חלוקת המטען לסמנטים של יחידה
-חישוב חדירה לפי נוסחא אנליטית שמתחשבת בצפיפות החומר

המיגון הפסיבי מיועד לתחום הבניה וההנדסה,מהעבודה הנ"ל וסקירת המאמרים ניתן להסיק שההגנה מתבססת על נקודות "התורפה" של המטען החלול כמו:
הגדלת טווח ה-standoff למצב שהליינר יחדור בצורה פחות יעילה.הגדלת חוזק התנגדות לחדירה של הרכיבים המרכיבים את המטרה.

אלמנטים רב שכבתיים או מרוכבים אשר יספגו את פגיעת המטען החלול .
זווית הפגיעה מהווה פקטור לכן אלמנטים בעלי שיפועים יקטינו את החדירה .
(נלקח מסמינריון שלי שנעשה על "חדירות מטען חלול במטרת בטון ")