Быстрое инициирование ВВ. Особые режимы детонации

Сборник научных статей
Под редакцией В.И. Таржанова

Предисловие

Более ста лет исследуется детонация - явление сверхзвукового распространения химической реакции во взрывоспособной газообразной или конденсированной среде. Библиография по физике детонации содержит тысячи наименований. Раз в четыре года созывается Международный симпозиум по детонации, раз в два года проводятся Международный коллоквиум по динамике взрывов и реагирующих систем, а также национальные симпозиумы по горению и взрыву. Столь высокое внимание к исследованиям связано, с одной стороны, с запросами промышленной безопасности . желанием снизить частоту аварийных взрывов в шахтах, на газопроводах и других промышленных объектах, с другой стороны . с большой практической значимостью взрывчатых веществ (ВВ) и явления взрыва в горных работах и военном деле. В соответствии с такой мотивацией сложились две крупные ветви исследований . газовой детонации и детонации конденсированных ВВ.

В ходе изучения конденсированных ВВ к семидесятым годам был получен большой объем экспериментальных данных, касающихся инициирования ВВ и распространения в них детонации. При этом использовался целый арсенал способов инициирования: ударно.волновой и детонационно.волновой, электромостиковый и электроискровой, электромеханический и кумулятивно.струйный, ультразвуковой и радиационный. Возникла интересная ситуация, когда увеличение числа обнаруженных частных корреляций привело к противоречию их друг другу. Так, например,появились два . парадокса. дисперсности (Стресо, Кенеди, 1976), когда наблюдались противоположные чувствительности для двух дисперсностей одного ВВ при разных длительностях инициирующего импульса и диаметрах области инициирования. Обнаружился разнобой в вопросе о существовании критического диаметра инициирования ВВ . минимального размера макроочага инициирования, из которого возможно инициирование ВВ. В опытах по инициированию тонким лайнером (Вейнгард, 1976) отказы фиксировались при диаметрах лайнера, меньших некоторого, а в электроискровых и электромостиковых опытах (Манигер, 1969; Стеньгач, 1972) инициирование осуществлялось безотказно из очень тонких макроочагов.каналов. Не ясно было, связан ли этот гипотетический критический диаметр инициирования с общепризнанным химико.газодинамическим параметром . критическим диаметром детонации ВВ . параметром, определяющим соотношение между скоростью химического энерговыделения в зоне реакции стационарной детонации и скоростью боковой разгрузки зоны. Сложилась потребность в обобщении накопленного материала, которое выразилось бы в некоей феноменологической модели инициирования ВВ, более широкой, чем, несомненно, прогрессивный критерий Уолкера.Уосли (1969 г.) .

Реакция авторов работ данного сборника на изложенную ситуацию тех лет была асимметричной. Были начаты исследования в стороне от традиционных способов инициирования ВВ и методов диагностики процессов, вне области нормального существования ВВ (по плотности и энерговыделению).

Три части сборника отражают три выбранных направления исследований:

В первом направлении авторам повезло . лазер уже был изобретен, и пионеры светового инициирования (Боуден, 1958; Росс, 1964; Зайцев, 1966) показали его осуществимость. С целью получения однородного массива данных, удобного для построения модели явления, оставалось составить и выполнить факторный план исследований на одном ВВ с варьированием определяющих его инициирование параметров. В результате феноменологическая модель (двумерный энергетический критерий инициирования) была построена. Были обнаружены и исследованы явления на границе линейности и нелинейности взаимодействия света с ВВ. Получены оптические характеристики порошкообразных ВВ, оказавшиеся существенно нелинейными функциями плотности мощности света. С использованием результатов математического моделирования был описан двухстадийный механизм лазерного инициирования ВВ.

Исследования во втором направлении показали возможность достижения рекордных параметров изучаемых процессов. Так, скорость детонации предварительно ударно.сжатого тротила составила в экспериментах 1,25 нормальной скорости детонации. Массивное тело ускорилось на фронте детонации до второй космической скорости, при этом реализовался принудительный режим детонации с увеличивающейся фазовой скоростью распространения. Возникло новое понятие в физике детонации . перегретая детонация, и вслед за ним . обобщающее понятие . детонация с внешним воздействием.

Третье направление исследований привело к значительному повышению информативности газодинамического эксперимента без его удорожания. Оно дало конкурентоспособную оптическую альтернативу традиционным многоканальным электроконтактным измерениям.

Несколько слов о термине . быстрое инициирование. , использованном в названии сборника. Похожую терминологию, . быстрые реакции. , ввел Ф. Боуден (1958 г.) применительно к химическим реакциям в конденсированных средах, однако он не дал ей четкого определения. Нами под . быстрым инициированием. понимается режим инициирования, при котором к концу энерговвода границы макроочага инициирования (области внешнего энерговвода) двигаются со сверхзвуковой скоростью. Выделение такого режима так же важно, как важно разделение режимов детонации и дефлаграции в связи с различием в них механизмов переноса энергии.

Работы, представленные в данном сборнике, выполнены в основном в период с 1969 года по 1989 год в лаборатории, возглавляемой сначала кандидатом технических наук А.А. Волковой, а с 1982 года . кандидатом физико.математических наук В.И. Таржановым. Успешному ходу работ способствовали большая заинтересованность и поддержка кандидата технических наук Л.Л. Лебедева, доктора физико. математических наук, профессора И.В. Санина, доктора технических наук В.П. Ратникова, кандидата физико.математических наук С.В. Самылова, академика Б.В. Литвинова. Нельзя не отметить важность вклада в представленные работы инженеров, техников и лаборантов: Ю.И. Аничкина, В.Д. Балахничева, М.О. Банникова, Б.Н. Болтневой, О.М. Дударь, В.Г. Заболотникова, В.Ф. Казакевича, В.Е. Котина, Ю.Л. Леваковой, Т.Т. Лисовицкой, Е.П. Макарова, Н.А. Мельниковой, Т.Н. Повышевой, В.А. Поташникова, Л.В. Смирновой.

В.И. Таржанов
ISBN 5.85165-332-9

 

Пиротек - пиротехника и , гексоген и петарды


Вибропресс осуществляет поставку оборудования для производства блоков по России.