Взрывные и детонационные явления

Детонация межзвездного газа

А.М. Трубачев

Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия

В астрономии известно явление последовательного звездообразования (ПЗО). В этом процессе звезды одного поколения создают подходящие условия для образования звезд следующего поколения. В настоящей работе высказано утверждение, что явление ПЗО имеет все черты, присущие детонационному процессу, а волна ЗО является детонационной. На основании законов сохранения оценена скорость детонации межзвездного газа и скорость волны ЗО: 27 км/с и 13 км/с, соответственно. Последняя величина соответствует данным наблюдений.

К теории теплового взрыва в движущемся облаке магниевых частиц

А. В. Федоров, Ю. А. Гостеев

Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, Новосибирск, Россия

Развита теория теплового взрыва газовзвеси частиц магния, являющаяся обобщением классической теории Семенова на случай движущихся многофазных континуумов. С этой целью предложена математическая модель движения смеси газа и реагирующих твердых частиц в двухскоростном двухтемпературном приближении. Изучена задача о распространении ударной волны, дополненной зоной воспламенения в такой газовзвеси в рамках теории бегущих волн. Сформулированы утверждения о строении многообразия катастроф/воспламенения и состояниях равновесия определяющей системы обыкновенных дифференциальных уравнений. Дана классификация типов течений смеси в зоне воспламенения. Проведена верификация модели по экспериментальным данным о зависимости времени задержки воспламенения облака магниевых частиц от числа Маха ударной волны.

Детонационные свойства аммиачной селитры

А.А. Дерибас, В.А. Симонов

Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия

В работе для расчета детонационных характеристик использовано уравнение, определяющее детонацию смесевых взрывчатых составов, известное из теории детонации. При применении этого уравнения к анализу распространенного промышленного ВВ .Аммонит6ЖВ. параметры детонации входящего в его состав тротила и самого аммонита брались из литературных данных, а параметры селитры определялись из уравнения. Приведены результаты крупномасштабных экспериментов со смесью тротила с аммиачной селитрой, в которую входило не более 3% тротила. Определена скорость детонации, составившая величину порядка 5 км/с. Из уравнения определены давление и показатель адиабаты продуктов взрыва аммиачной селитры.

От обычной ударной волны к идеальной детонации

Л. Брюн

Commissariat а l.Energie Atomique, France

Пусть дозвуковая ударная волна распространяется в невязкой непроводящей жидкости со скоростью D. Показано, что на фронте F между четырьмя величинами: нормальным ускорением A и кривизной H фронта F, а также градиентами давления и материальной скорости за фронтом выполняются два фундаментальных линейных соотношения R1 и R2, коэффициенты которых зависят только от D. На основе этого доказывается, что обращение достаточного условия Дьякова (1954) неустойчивости плоской стационарной ударной волны является необходимым для локальной устойчивости фронта F и оно устанавливает знак одного из коэффициентов R1. Попутно определяются коэффициенты отражения и преломления. Рассматривается также геометрическая динамика Уитема ударной волны в свете соотношений R1 и R2.

Далее, жидкость наделяется химической энергией и предполагается, что состояние за фронтом F зависит только от D, учитывая, таким образом, звуковой характер F и все более неполный взрывной распад при низких D. Непосредственное обобщение R1 сначала дает A, как функцию D и H, уравнение для которого вместе с соответствующими граничными условиями в точках пересечения F и границы позволяет рассчитать самоподдерживающееся движение фронта F. Вместе с уравнениями движения объема жидкости и граничными условиями соотношение R2 позволяет затем рассчитать движение продуктов детонаций. Если мы условимся называть идеальной детонацию, направляемую бесконечно тонким и реагирующим ударным фронтом, то модель Жуге полной реактивности при постоянном D является простейшим случаем такой детонации, а представленная здесь модель является следующей по сложности.

Детонация ВВ при внешнем воздействии . обобщающее понятие физики ударных и детонационных волн

В.И. Таржанов

Российский Федеральный ядерный центр . всероссийский научно- исследовательский институт технической физики, Снежинск, Россия

Составлено и анализируется уравнение адиабаты Гюгонио продуктов детонации взрывоспособного идеального газа при дополнительном внешнем введении энергии в детонационный фронт или ее отводе из фронта:

Показано, что полученным уравнением описываются все самоподдерживающиеся и поддерживаемые извне стационарные режимы детонации и ударного сжатия вещества:

химическая детонация в режимах Жуге, пересжатия и недосжатия при калорийности вещества Q = 0...? ;

перегретая детонация в режимах Жуге, пересжатия и недосжатия при дополнительном энерговводе W = 0 ...? ;

охлаждаемая детонация в режимах Жуге, пересжатия и недосжатия;

перегретая (в частности, световая) детонация в химически инертном веществе в режимах Жуге, пересжатия и недосжатия;

ударно.волновое сжатие химически инертного вещества.

Получена единая кривая состояний Жуге вещества в перечисленных процессах:

Определены границы существования охлаждаемой детонации в режимах Жуге и недосжатия. Описаны особенности режима пересжатия охлаждаемой детонации.

Зоны реакции детонации твердых ВВ

С.Н. Любятинский, Б.Г. Лобойко

Российский Федеральный ядерный центр . Всесоюзный научно.исследовательский институт технической физики, Снежинск, Россия

Исследование зоны реакции детонации осуществлялось путем регистрации профиля интенсивности излучения фронта ударной волны в хлороформе, помещенном на торец детонирующего заряда ВВ при помощи фотоэлектрической методики. Был исследован ряд твердых ВВ и во всех из них, кроме агатированных (прессованных с растворителем до пористости около 1% и полупрозрачных) гексогена и тэна, зарегистрирован химпик. Это наводит на мысль, что химпик, который наблюдается в большинстве твердых ВВ, появляется вследствие их гетерогенности. Экспериментальные параметры пика согласуются с рассчитанными по экстраполированным ударным адиабатам ВВ, что, возможно, свидетельствует лишь о плавной зависимости доли ВВ, реагирующего на фронте, от давления, а не об отсутствии реакции. Исследование пересжатых детонационных волн в ТАТБ показало, что повышение давления детонации делает химпик менее выраженным и при 40 ГПа он исчезает, указывая на практически полную реакцию ВВ на фронте. Также обнаружено, что длина зоны реакции коррелирует скорее с давлением Жуге, чем с чувствительностью

 

О горении ТНТ в условиях ударного сжатия

В.М. Бельский, Р.А. Ибрагимов

Российский Федеральный ядерный центр . всероссийский научно.исследовательский институт экспериментальной физики, Саров, Россия

При разработке кинетических моделей разложения взрывчатых веществ (ВВ) за фронтом ударных волн обычно полагают, что возбуждение химической реакции взрывчатого превращения происходит по очаговому механизму, а ее распространение на весь объем ВВ происходит в форме послойного горения. Поэтому математическая формулировка кинетического закона включает в себя зависимость линейной скорости горения от давления, которую обычно берут в наиболее простом виде U = BP n. Очевидно, что для успешного математического моделирования процесса формирования детонационного режима необходимо с достаточной точностью знать численные значения этих коэффициентов именно в условиях ударного сжатия. В данной работе представлены некоторые результаты, характеризующие особенности горения ТНТ в условиях ударного сжатия. Показано, что для ТНТ в диапазоне давления 2,6 <= P <="20" Гпа существует, по крайней мере, две области, в которых значения константы различны: 2,6 <="Р" <="13,5" и Р > 13,5 Гпа. Внутри каждой области значения константы не меняется.

Необходимая для анализа информация получена в экспериментах по инициированию прессованного ТНТ импульсом короткой длительности. Анализ экспериментальных результатов выполнен на основе теории нестационарного горения.

Электропроводность при детонации гетерогенных ВВ и степень перемешивания продуктов детонации

А.П. Ершов, Н.П. Сатонкина

Институт гидродинамики им. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия

Измерение электропроводности . один из способов изучения физики детонации. Нами исследовались сплавы тротил- гексоген. Для чистого ТНТ электропроводность около 25 1/(Ом. см). Добавление гексогена уменьшает электропроводность и ширину проводящей зоны. Оказалось, что очень важен размер частиц гексогена. При равной массовой доле для микронных частиц проводимость в несколько раз меньше, чем для миллиметровых. По.видимому, это различие . индикатор степени перемешивания продуктов детонации компонент.

К электронной проводимости продуктов детонации тротила

П.И. Зубков

Институт гидродинамики им. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия

В продуктах детонации тротила образуются алмазные и графитовые частицы. Средний размер их и среднее расстояние между ними того же порядка, что и длина волны электрона, на порядок превосходящая размер молекул. Это позволяет предположить, что рассеяние и поглощение электронов происходит макроскопическими частицами конденсированной углеродной фазы. Необходимая концентрация электронов при этом предположении может быть обеспечена термической ионизацией свободных атомов углерода. Кроме того, выдвинутое предположение позволяет объяснить экспонециальный спад электропроводности за детонационным фронтом.

 

О возможной электронной проводимости продуктов детонации ВВ с близким к нулю кислородным балансом

П.И. Зубков

Институт гидродинамики им. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия

В докладе приведены оценки верхней и нижней границы длины свободного пробега электрона в равновесных продуктах детонации. Нижняя оценка получена из того факта, что длина волны электрона не может быть больше длины свободного пробега. Верхняя . из результатов экспериментов по электрическому пробою. На основании этих оценок получены необходимые для обеспечения наблюдаемой электропроводности концентрации электронов. Оказывается такие концентрации может обеспечить термическая ионизация, облегченная высокими давлениями и плотностями продуктов детонации.

Тунгусский метеорит и рукотворный сгусток

М.М. Русаков, М.А. Лебедев

Тольяттинский политехнический институт, Тольятти, Россия

Приводятся свойства тунгусского метеорита, описанные разными исследователями. Сопо-ставляются свойства и поведение сгустков частиц гидрида лития, парафина и вольфрама, получаемых с помощью взрывного кумулятивного устройства и имеющих плотность до 1 г/см3 и движущихся в атмосфере со скоростью больше 20 км/с. Сравнение свойств и поведения тунгусского метеорита и сгустков при движении в атмосфере показывает совпадение по ряду параметров движения и взрыва. Результаты сравнения дают основание полагать, что тунгусский метеорит представлял из себя сгусток вещества подобный получаемому искусственно.

Метание пластин продуктами пересжатой детонации заряда взрывчатого вещества с уменьшающейся плотностью

В.М. Бельский, Э.Э. Лин, Э.Н. Пащенко, Б.П. Тихомиров, И.П. Хабаров

Российский Федеральный ядерный центр . всероссийский научно.исследовательский институт экспериментальной физики, Саров, Россия

Методом сравнения энергий полета стальных пластин, разгоняемых продуктами взрыва зарядов переменной и однородной (максимальной) плотностей в одинаковых условиях, исследована возможность увеличения коэффициента отбора энергии от заряда ВВ за счет профилирования его плотности.

Заряд взрывчатого вещества, плотность которого уменьшалась в сторону метаемой пластины, и метаемая пластина в одном типе эксперимента заключались в массивный цилиндрический корпус с толщиной стенки 25 мм, в другом типе экспериментов были свободны от него. Непосредственно в эксперименте определяли х.t.диаграмму движения пластины, разгоняемой продуктами взрыва, с помощью 8 электрических контактов накольного типа. Временные интервалы измеряли с погрешностью .20 нс.

Показано увеличение коэффициента отбора энергии до 15% для зарядов, размещенных в тяжелой стальной оболочке.

Установлено соответствие расчетных кривых для интегралов кинетической энергии потока продуктов пересжатой детонации и экспериментальных значений кинетической энергии пластин.

Полупроводниковая модель инициирования детонации ТАТБ

К.Ф. Гребенкин

Российский Федеральный ядерный центр . всероссийский научно- исследовательский институт технической физики, Снежинск, Россия

Предлагается физическая модель ударно.волнового инициирования детонации гетерогенных конденсированных ВВ на основе триаминотринитробензола (ТАТБ), основанная на предположении о том, что ТАТБ является полупроводником и, следовательно, его теплопроводность специфическим образом зависит от температуры. Ключевым параметром предлагаемой модели инициирования детонации является ширина запрещенной зоны кристалла ВВ . На основе анализа экспериментов по ударному инициированию детонации была получена оценка . 40 ккал/моль для ТАТБ. При таком значении в расчетах впервые удалось описать экспериментальные зависимости задержки инициирования от начальной плотности и температуры ВВ, что является сильным аргументом в пользу правильности излагаемых в докладе представлений о механизме развития детонации ТАТБ.

Принципиальное значение для подтверждения предложенной модели имела бы проверка гипотезы о том, что ТАТБ действительно является полупроводником, и проведение измерений или вычисление ширины запрещенной зоны в нем.

Модель кинетики детонации

В.В. Башуров

Трехгорный политехнический институт Московского государственного инженерно.физического института (технического университета), Трехгорный, Россия

Рассматриваются соотношения на ударной волне в газе с произвольным уравнением состояния и энерговыделением на фронте. Природа выделения . сгорание газа. В процессе горения среда, по которой распространяется волна, считается двухфазной. Закон изменения концентрации сгоревшего газа (уравнение кинематики) по сути обыкновенное дифференциальное уравнение, полученное из предположения равенств температур и давлений в фазах и присоединением к законам сохранения экспериментальных кривых разгона детонации и реактивной адиабаты.

Двумерный метод численного моделирования горения и детонации ВВ

О.А. Дибиров, Ю.В. Янилкин, С.В. Цыкин

Российский Федеральный ядерный центр . всероссийский научно.исследовательский институт экспериментальной физики, Саров, Россия

В докладе излагается двумерный метод моделирования горения взрывчатых веществ (ВВ) и перехода в детонацию. Метод основан на двухфазном двухскоростном представлении ВВ и их продуктов горения (ПГ) и может быть использован для твердых ВВ разной степени пористости. Метод реализован в рамках комплекса программ ЭГАК в лагранжево.эйлеровых координатах. Для расчета движения границ компонентов (как ВВ, так и ПГ) по произвольно движущейся счетной сетке используется метод концентраций.

Приводятся результаты 1D.расчетов тестовых задач в сравнении с точными решениями, а также результаты 2D.расчетов, которые сравниваются с экспериментальными данными. Имеется удовлетворительное согласие.

Особенности развития детонации в установке GAP.TEST с расходящейся ударной волной

Ю.А. Аминов, Н.С. Еськов, О.В. Костицын, Г.Н. Рыкованов, М.А. Стриженок

Российский Федеральный ядерный центр . всероссийский научно- исследовательский институт технической физики, Снежинск, Россия

Рассматривается появление удаленного от оси симметрии очага разложения в исследуемом ВВ при его инициировании расходящейся ударной волной в установке типа .gap.test.. Эта методика используется для исследования поведения взрывчатых составов при слабых ударно.волновых воздействиях. Экспериментальная установка состоит из активного заряда, инертной преграды из оргстекла и исследуемого образца ВВ. Активный заряд подрывается в центре свободного торца. Интенсивность инициирующей ударной волны варьируется путем изменения толщины преграды. В эксперименте определяется скорость детонационной или ударной волны в исследуемом образце ВВ.

При численном моделировании таких экспериментов с пластифицированным составом на основе ТАТБ (ПСТ) выяснилось, что при условиях, близких к критическим по возбуждению детонации, в ПСТ появляется удаленный от оси симметрии очаг разложения вблизи преграды, имеющий кольцеобразную форму. Для системы диаметром 60 мм при толщине активного октогенсодержащего ВВ Ha = 20 мм первоначальный диаметр кольцеобразного очага составил ~ 50 мм. Расчет проводился по двумерному комплексу МАХ [1], позволяющему описывать сложные гидродинамические течения. Разложение ПСТ определялось с использованием одностадийной полуэмпирической модели макрокинетики детонации [2], которая базируется на общепринятой для гетерогенных составов гипотезе горячих точек и позволяет исследовать основные стадии ударно.волнового инициирования ПСТ при однократном нагружении. Основные особенности модели . наличие критического по инициированию детонации уровня интенсивности ударно.волновой нагрузки и переход к кинетике типа аррениусовской при больших давлениях, когда процессы, связанные с горячими точками, выходят на насыщение и все большую роль в развитии детонации играет объемный разогрев. В рамках этой модели удалось описать многие из имеющихся экспериментальных результатов по возбуждению детонационного процесса в ПСТ плоской, цилиндрически и сферически расходящейся ударной волной.

Для объяснения появления кольцеобразного очага разложения привлечем качественные соображения. Известно, что развитие детонации при ударно.волновом инициировании, помимо амплитуды импульса, определяется его длительностью. В рассматриваемом случае режим падения на преграду сферически расходящейся детонационной волны плавно переходит от нормального в точке на оси симметрии с резким спадом давления за фронтом до близкого к скользящему вблизи боковой поверхности. Поэтому при удалении от оси профиль давления входящей в преграду ударной волны становится менее крутым, а ее затухание в преграде уменьшается за счет уменьшения кривизны фронта. При входе ударной волны в ПСТ спад давления за ударным фронтом в удаленных от центра точках оказывается наиболее пологим, более того, при толщине преграды выше некоторого значения амплитуда ударной волны здесь может оказаться больше, чем в центре. В этом случае, даже если в центре детонация развиваться не будет, очаг разложения ПСТ может возникнуть в периферийной зоне прилегающего к преграде слоя ПСТ.

Для исследования реальной картины разложения ПСТ в системах рассматриваемого типа были проведены специальные эксперименты. В них при сохранении толщины активного заряда (Ha = 20 мм) диаметр экспериментальной сборки был увеличен до 120 мм, чтобы упростить реализацию критических условий возбуждения детонации ПСТ. С использованием фотохронографической методики регистрировалось время выхода фронта детонационной волны на свободный торец ПСТ. Подбором толщины оргстекла удалось создать такие условия инициирования ПСТ, при которых было отчетливо зафиксировано развитие детонационного процесса в ПСТ от периферийного очага. При толщине образца HПСТ = 60 мм в близких к оси симметрии точках ПСТ отставание фронта детонационной волны составило D t ~ 2 мкс. Таким образом, получено экспериментальное подтверждение появления кольцеобразного очага разложения в рассматриваемых экспериментах при критических по возбуждению детонации условиях. Результаты соответствующего двумерного расчета МАХ с HПСТ = 60 мм по времени выхода фронта детонационной волны на свободный торец образца ПСТ в зависимости от расстояния до центра согласуются с экспериментальными данными.

Литература

Anuchina N.N., Es'kov N.S., Volkov V.I. Numerical Modeling of Multi.Dimensional Flows with Large Deformation. Proc. Russian- U.S. Weapons Laboratories Introductory Technical Exchange in Computational and Computer Science, Livermore, USA, 1992.

Аминов Ю.А., Еськов Н.С., Рыкованов Г.Н. и др. Модифицированная модель макрокинетики детонации ВВ на основе ТАТБ // Физика горения и взрыва. . 1997. . т. 33. . . 1.

Расчетное моделирование температуры ударно.сжатого ТАТБ и продуктов его взрыва

К.Ф. Гребенкин, А.Л. Жеребцов

Российский Федеральный ядерный центр . всероссийский.научно исследовательский институт технической физики, Снежинск, Россия

Для адекватного описания кинетики разложения взрывчатых веществ необходимо знание уравнений состояния как конденсированного ВВ, так и его продуктов взрыва. Указанные уравнения состояния должны не только правильно описывать сжимаемость ВВ и ПВ, но и температуру, поскольку от температуры существенно зависит скорость реакции разложения. Экспериментальное определение температуры затруднено, поэтому приходится опираться на расчетные данные. Для того, чтобы продвинуться в понимании термодинамических свойств ВВ и ПВ, используемые уравнения состояния должны быть основаны на их молекулярной структуре, поскольку ВВ представляют собой молекулярные кристаллы и жидкости, а ПВ . смесь высокоплотных газов и конденсированного углерода. Расчет температуры продуктов взрыва необходим для описания характеристик смеси ВВ и ПВ, а также для построения модели кинетических процессов в ПВ . агрегации углеродных кластеров и их фазового перехода при разгрузке.

Взрывчатое вещество ТАТБ (триаминотринитробензол) обладает исключительно низкой чувствительностью к тепловым и ударно.волновым воздействиям. Процессы, протекающие при действии ударных волн на ТАТБ, представляют большой практический и теоретический интерес и являются объектом интенсивных исследований.

Для расчета ударно.волнового нагрева конденсированных ВВ применен модифицированный метод Уолша.Кристиана [1], в котором используется уточненная зависимость теплоемкости ВВ от температуры. Проведены расчеты зависимости нагрева ТАТБ кристаллической плотности от давления на фронте ударной волны, а также сделаны оценки влияния начальной плотности на разогрев ВВ.

Для расчета равновесных параметров детонации и изэнтропы разгрузки ПВ были использованы и проанализированы различные уравнения состояния (УРС BKW [2] и вариационное уравнение состояния [3]), основанные на химическом составе ПВ. Проведены оценки влияния фазового состояния углерода на термодинамические характеристики ПВ.

Литература

Walsh J.M., Christian R.H. Equation of state of metals from shock wave measurement / Phys. Rev., v. 97, . 6, 1955.

Ч. Мейдер Численное моделирование детонации, Москва // Мир, 1985.

Дремов В.В, Модестов Д.Г. Расчет параметров ударного сжатия хлорпроизводных метана // Химическая физика, т. 17, . 4, с. 112.118.

Исследование детонационных процессов в составе на основе ТАТБ с помощью компьютерной цифровой методики

А.В. Губачев, В.В. Баканов, С.М. Батьянов, А.М. Зырин

Российский Федеральный ядерный центр . всероссийский научно.исследовательский институт экспериментальной физики, Саров, Россия

Основной целью работы является исследование детонационных процессов в составе на основе ТАТБ под многоточечными генераторами. Для достижения цели необходимо было разработать более точную методику, чем те, которые применяются в настоящее время для измерения характеристик детонационных процессов.

В связи с широкой компьютеризацией появились приборы на основе плат сбора данных, встраиваемых в персональный компьютер. Это позволило на базе персонального компьютера и нескольких плат сбора данных создать измерительный вычислительный комплекс, способный регистрировать, обрабатывать экспериментальные данные и выдавать результаты в виде протокола. Одной из таких плат является плата логического анализатора, которая позволяет регистрировать экспериментальные данные с дискретностью 20 нс. На основе ИВК создана методика для исследования детонационных процессов. Сравнение с фотохронографической методикой показало, что точность цифровой методики в ~2 раза выше.

Цифровая методика была применена для регистрации скорости детонации в составе на основе ТАТБ при многоточечном инициировании на разных базах, на которых были установлены оптические датчики, сигналы с которых поступали через фотопреобразователи на плату логического анализатора, регистрировались и обрабатывались в компьютере. Одновременно выход детонационной волны регистрировался с помощью фоторегистратора СФР.2М.

В интервале баз, сравнимых с шагом инициирования, зафиксировано превышение стационарного значения скорости детонации. Детонационный процесс под многоточечными генераторами в составе на основе ТАТБ является пульсирующим, синусоидальным с затухающей амплитудой. Максимальная амплитуда колебания превышает стационарную скорость детонации. Максимальное превышение связано с частотой инициирования. При многоточечном инициирования слой состава, прилегающего к генератору, выгорает неэффективно. Эффективность повышается в случае инициирования состава на основе ТАТБ плосковолновым генератором.

Численное моделирование свойств детонации нечувствительного ВВ

Цао Цзюй.чжэнь, Сунь Цзйнь.шань, Чжан Те.цяо, Гун Цзин.фан

Институт Прикладной Физики и Вычислительной математики, Пекин, Китай

В этой статье принимая формулированный закон химической реакции и соответственное уравнение состояния численно исследовали детонационные свойства чувствительного и нечувствительного ВВ в том числе и ТАТВ. Вычислительные результаты показывают, что данное численное моделирование может проявить часть свойств нечувствительного ВВ, хотя бы оно и не было в состоянии описывать структуру детонационной волны и ее неидеальный эффект. В статье обсуждали ограничение и условие для численного моделирования

Исследования по синхронной взрывной вентильной схеме AND и ее применение

Цзян Дэ.чунь, Ван Ян.пин, Цзэн Фань.цюнь, Ян бин

Научно.исследовательская Лаборатория Физики Ударных Волн и Детонации, Юго.западный Институт Физики Жидкостей, КНР

путем использования эффекта увеличения давления при столкновении двух детонационных волн была разработана синхронная взрывная вентильная схема AND. Проведено исследование влияния на главные параметры свойств этой синхронной вентильной схемы AND, а также модельно рассчитана реакция инициирующего ВВ на ударное давление методом расчетного кода для распространения детонации. Экспериментальные результаты показали, что время реакции взрывной вентильной схемы AND составляет 0,5 мкс, причем разброс (изменение) меньше 50 нс, допустимая несинхронность времени двух детонационных волн . 0,59 мкс, и надежность этой вентильной схемы очень высока. Разработана взрывная логическая сетка с секстантным выводом путем использования этой взрывной вентильной схемы AND.

Электровзрывной генератор коротких ударных волн

В.Н. Афанасьев, М.В. Галицкий, Ю.А. Кучеренко, А.Т. Литвин, А.В. Павленко

Российский Федеральный ядерный центр . всероссийский научно.исследовательский институт технической физики, Снежинск, Россия

Рассмотрены возможности изучения механических свойств материалов в условиях динамического нагружения электровзрывом металлической фольги.

Измерение импульса давления ударной волны при сложных газодинамических течениях

С.М. Долгих, А.К. Музыря

Российский Федеральный ядерный центр . всероссийский научно.исследовательский институт технической физики, Снежинск, Россия

Нередко исследователи сталкиваются с методическими трудностями при исследовании сложных газодинамических течений. В частности, при проведении взрывов в замкнутых конструкциях, возникают сложные течения с неоднородным полем скоростей и давлений. А сама конструкция представляет собой объект для исследования с точки зрения функционирования в условиях интенсивных динамических нагрузок.

В данной работе предлагается методика для измерения импульса ударной волны (МИИ) дающая представление о характере течения и его количественных характеристиках. Методикой измерения импульса регистрировались:

В состав методики входят:

Экспериментальное определение коэффициента Грюнайзена продуктов взрыва конденсированных взрывчатых веществ в стадии сильного расширения

Э.Э. Лин, В.А. Мазанов, А.В. Сиренко

Российский Федеральный ядерный центр . всероссийский научно.исследовательский институт экспериментальной физики, Саров, Россия

Исследуется стадия сильного расширения продуктов взрыва (ПВ) тротил.гексогенового состава ТГ 50/50. Используется предложенный ранее метод определения соответствующего этой стадии коэффициента Грюнайзена g 0 ПВ конденсированных взрывчатых веществ (ВВ). Указанный метод заключается в измерении гидростатического давления P* ПВ в замкнутой вакуумированной камере и в последующем вычислении g 0, исходя из калорического уравнения состояния идеального газа. В данной работе измерения давления проводились в замкнутой сферической взрывной камере с диаметром полости 0,65 м, в которой подрывались заряды из исследуемого состава массой от 190 до 570 г. При этом средняя плотность ПВ в камере варьировалась в диапазоне <r > = 1,35? 4,0 кг/м3, а зависимость P* (<r >) имеет линейный вид. Установленное на основе этой зависимости значение коэффициента Грюнайзена ПВ тротил.гексогенового состава ТГ 50/50 для степени расширения порядка 103 равняется g 0 = 0,23. 0,05. Наряду с данными [1.4] эта величина может быть использована для уточнения параметров изоэнтропы расширения ряда конденсированных ВВ, применяемых в лабораторных взрывных установках.

Литература

Лин Э.Э., Сиренко А.В., Фунтик А.И. //Физика горения и взрыва. . 1980. . Т. 16, . 4. . С. 133.

Баум Ф.А., Орленко Л.П., Станюкович К.П., Челышев В.П., Шехтер Б.И. // Физика взрыва. М.: Наука, 1975. С. 97.

Куропатенко В.Ф. // Физика горения и взрыва. . 1989. . Т. 25, . 6. . С. 112.

Lin E.E., Mel.tsas V.Yu., Novikov S.A., Paschenko E.E., Sirenko A.V., Tikhomirov B.P. / Proc. of 16th International symposium on Ballistics, San Francisco, CA, September 23.28. . 1996. . V. 2. . P. 651.

Особенности свечения детонационных и ударных волн, регистрируемые с помощью оптических волокон

М.Д. Тарасов, А.И. Толшмяков, Ф.О. Кузнецов, О.Н. Петрушин, В.С. Петушков, Ю.А. Савельев, С.А. Сусляков, М.Ю. Тараканов

Российский Федеральный ядерный центр . всероссийский научно.исследовательский институт экспериментальной физики, Саров, Россия

В работе используется двухволновый оптический пирометр для регистрации характеристик светового излучения и яркостной температуры в ударных и детонационных волнах. Свет передается на ФЭУ через волоконный световод, торец которого располагается в непосредственной близости от источника света. Ошибка в определении яркостной температуры не превышает значения . 0,5%. Предельное пространственное и временное разрешения методик составляют 200 мкм и 0,002 мкс соответственно. Приводятся экспериментальные данные по характеру свечения и яркостной температуре фронта детонации пластического ВВ и литой смеси тротила с гексогеном. Рассматривается влияние ширины зоны химической реакции на интенсивность свечения детонационного комплекса и возможные причины его нетеплового излучения.

Взрывной бегущий источник света

Э.Э. Лин, Э.Н. Пащенко, А.В. Сиренко

Российский Федеральный ядерный центр . всероссийский научно.исследовательский институт экспериментальной физики, Саров, Россия

При решении ряда научно.технических задач возникает необходимость создания профилированных во времени импульсов излучения достаточно большой мощности.

В данной работе предлагается взрывной источник света на основе эффекта кумуляции энергии ударной волны при прохождении ступеньки плотности ксенона, позволяющий создавать двухпиковый импульс излучения большой длительности с участками квазипостоянной интенсивности в видимой и ультрафиолетовой областях спектра.

При использовании плоского заряда ВВ из тротил.гексогенового состава массой ~0,6 кг в цилиндрической взрывной ударной трубе диаметром 0,19 м и длиной ~2 м со ступенькой ксе.нона () получен двухпичковый импульс светового излучения порядка 10 МВт в ультрафиолетовой, синей и зеленой полосах спектра с полушириной 30, 70 и 60 нм, соответственно. Максимальная энергия излучения бегущего источника в указанных полосах составляет 3,6; 4,1 и 6,5 кДж соответственно.

Молекулярное строение и чувствительность к удару гетероциклических нитросоединений

Н.В. Гармашева, В.П. Филин, Б.Г. Лобойко, Б.В. Литвинов

Российский Федеральный ядерный центр . всероссийский научно- исследовательский институт технической физики, Снежинск, Россия

В работах [1,2] авторами настоящего доклада был предложен и опробован для различных нитросоединений метод оценки чувствительности к удару на основе данных о молекулярном строении. Метод основан на использовании теории .свободного объема. применительно к реакциям, происходящих во взрывчатых веществах (ВВ) при ударе. В качестве параметров молекулярного строения рассмотрены ван.дер.ваальсовы объемы молекул ВВ.

В работе [3] этот метод был использован для оценки чувствительности трехзамещенных производных тринитробензола . структурных аналогов 1,3,5.триамино.2,4,6.тринитробензола (ТАТБ). Было показано, что зависимость LgH50% от параметров метода (Q , k) совпадает с зависимостью, полученной ранее [1] для ароматических нитросоединений. Из общей группы трехзамещенных тринитробензолов выделились соединения, содержащие гетероциклические фрагменты с азотом в цикле (триазолы, тетразолы).

В настоящей работе описанный ранее метод рассмотрен для нескольких гетероциклических соединений. Приведен сравнительный анализ с результатами из [3].

Литература

Litvinov B.V., Garmasheva N.V., Filin V.P., Loboyko B.G. Relationship Between Impact Sensitivity and Molecule Structure of Organic High Explosives // Proceeding of the International Symposium on Intense Dynamic Loading and Its Effects. Chengdu, China, june 9.12, 1992, pp. 92.95

Litvinov B.V., Garmasheva N.V., Filin V.P., Loboyko B.G. Molecular Structure and Impuct Sensitivity of Aromatic Nitrocompounds Explosives // Proceeding of Russian . French Meeting on HE Sensitivity Problem, Toor, France, 1993.

Гармашева Н.В., Филин В.П., Лобойко Б.Г., Литвинов Б.В, Молекулярная структура и чувствительность к удару некоторых производных тринитробензола // доклад IV Забабахинские Научные Чтения, Снежинск, 1995, октябрь.

Математическая модель процесса загрязнения окружающей среды

А.А. Шелупанов

Томский университет систем управления и радиоэлектроники, Томск, Россия

Увеличение масштабов загрязнения окружающей среды (ОС) диктует необходимость разработки быстрых и эффективных способов защиты от загрязнений, а также способов предупреждения вредного воздействия загрязнителей. Одним из эффективных способов защиты ОС может стать прогнозирование состояния ОС, позволяющее оценить неблагоприятную экологическую ситуацию, оценить величину ущерба при аварийном выбросе вредных веществ в ОС и т. д.

В работе излагается статистическая теория, основанная на гауссовой модели рассеяния примесей, и рассматривает три вида точечных источников, различающихся по продолжительности действия: мгновенный, непрерывный в течение небольшого периода времени и постоянно действующий. Данная теория обосновывается из полуэмпирического уравнения турбулентной диффузии.

Приводятся результаты расчетов модельных примеров с учетом подъема струи воздуха.

Математическая модель прогнозирования заживления пищеводно.кишечных анастомозов

Д.В. Зыков, А.А. Шелупанов

Военно.медицинский факультет при Сибирском государственном медицинском университете г. Северск, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Томск, Россия

Для профилактики рефлюкс.эзофагита, демпинг.синдрома после операций при раке желудка нами разработаны в эксперименте и успешно применяются в клинике методики формирования арефлюксных пищеводно.кишечных анастомозов. По данным методикам прооперировано 348 больных раком желудка, гастрэктомия выполнена у 234 (67,2%) больных.

На основе экспериментального материала предпринята попытка разработать полуэмпирическую математическую модель формирования арефлюксных пищеводно.кишечных анастомозов, включающую методически определяемые в эксперименте параметры по антропологическим и возрастным группам и позволяющую прогнозировать толщину пласта.

Морфологические и морфометрические исследования материала биопсий после оперативных вмешательств произведены у 57 человек с гастрэктомией и сопоставлены с дооперационным состоянием слизистой оболочки пищевода. Характерно истончение слизистой оболочки пищевода до 170.190 мкм. У подавляющего числа больных, в слизистой оболочке пищевода наряду с дис. и паракератозом, акантозом, отмечались десквамация клеток с поверхностных слоев, фиброз и склероз стромы, сочетающиеся с явлениями дистрофии клеток глубоких слоев эпителия. В толще истонченной слизистой оболочки мелкоклеточная инфильтрация с различными стадиями формирования лимфоидных фолликулов.

У 52 человек отсутствовали морфологические изменения в клетках многослойного плоского эпителия. Толщина пласта при этом составляла от 277._+..15 до 282._+..8,25 мкм.

До операции эзофагит различной степени тяжести отмечен у 19 больных. После операции катаральный эзофагит зарегистрирован лишь у 5 пациентов. У них отмечалась гипертрофия слизистой оболочки с дис. и паракератозом, акнтозом, субэпительиальным склерозом, с дистрофией части эпителиальных клеток, вакуолизацией цитоплазмы клеток базального слоя и лимфогистиоцитарной инфильтрацией. Толщина слизистой оболочки в различных группах была неодинаковой, с существенным различием при рефлюксэзофагите, что позволяет судить об удовлетворительном совпадении математически прогнозируемой толщины пласта с реально получаемой после операции.

S.V.Gagarin@vniitf.ru

 

Пиротек - всё о пиротехнике и изготовление взрывчатых веществ, взрывы и детонация


Узнать больше о здоровье: имбирь полезные свойства. Как правильно похудеть. . как настроить сеть между двумя компьютерами