Способ определения чувствительности взрывчатого вещества к действию кумулятивных зарядов

 

Использование: проектирование конструкций элементов динамической защиты. Сущность изобретения: исследуемое взрывчатое вещество разделяют набором пластин на слои. Воздействуют на него безградиентной кумулятивной струей с монотонно увеличивающимся диаметром от головной части с хвостовой. Регистрируют номер слоя, продетонировавшего первым, и определяют диаметр участка струи, вызвавшего детонацию, определяют чувствительность взрывчатого вещества по определенной зависимости. 1 ил.

Изобретение относится к исследованиям чувствительности ВВ и может быть использовано при проектировании конструкций элементов динамической защиты.

Известны способы [1] основанные на применении различных копров и метательных устройств, представляется некорректным ввиду существенной разницы между физическими процессами при эксперименте и в реальных условиях взаимодействия кумулятивной струи с динамической защитой. Эти различия, в первую очередь, представляются в несоответствии скоростных режимов нагружения.

Известен способ определения чувствительности ВВ обычных кумулятивных зарядов [2] заключающийся в том, что заряд исследуемого ВВ подвергается воздействию формируемой кумулятивным зарядом струи, а результат воздействия кумулятивной струи, заключающийся в возбуждении или не возбуждении детонационного процесса, регистрируется аппаратурой.

Такой подход позволяет обеспечить в эксперименте условия, адекватные реальным процессам. Однако формируемая обычным кумулятивным зарядом кумулятивная струя имеет градиент скорости по длине, обеспечивающий ее растяжение, поэтому не представляется возможным при воздействии на ВВ определить какой элемент кумулятивной струи вызвал детонационный процесс.

Таким образом данный способ определения чувствительности ВВ не позволяет оценить параметры кумулятивной струи (диаметр и скорость), обеспечивающие возбуждение детонации и входящие в структуру критерия Хельда. Кроме того, поскольку при взаимодействии градиентной кумулятивной струи с ВВ изменяется одновременно два параметра (диаметр, скорость) и сложным является определение влияния на инициирование детонации каждого из них в отдельности. Это приводит к необходимости проведения большого количества экспериментов с последующей их статистической обработкой. Но даже значительное количество реализованных экспериментов не позволяет с требуемой точностью определить критические значение определяемых параметров кумулятивной струи, а следовательно, оценить искомое значение [A] Задачей изобретения является повышение точности определения [A] и сокращение требуемых для этого экспериментов.

Это достигается тем, что кумулятивной струей воздействуют на исследуемое ВВ, регистрируют взрывной процесс, а о чувствительности ВВ судят по диаметру части кумулятивной струи, вызвавшей детонацию, по формуле [ A ρ W² d где ρ- плотность материала кумулятивной струи, г/см³; W скорость кумулятивной струи, км/с; d диаметр части кумулятивной струи, вызвавшей детонацию ВВ, мм, причем исследуемое ВВ разделяют набором пластин на слои, кумулятивную струю формируют безградиентной по скорости с монотонно увеличивающимся диаметром от головной части к хвостовой и регистрируют номер слоя ВВ, продетонировавшего первым при взаимодействии с кумулятивной струей.

На чертеже изображены кумулятивная струя 1 и набор металлических пластин 2 с размещенными между ними слоями ВВ 3.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Формируют безградиентную кумулятивную струю 1, геометрические и кинематические параметры которой определяют с помощью одной из известных расчетных методик действия кумулятивных зарядов. Поскольку градиент скорости отсутствует, а диаметр кумулятивной струи возрастает от головной части к хвостовой инициирующая способность такой кумулятивной струи также будет возрастать от головной части к хвостовой, поэтому и вероятность инициирования ВВ будет увеличиваться от слоя ВВ к слою 3. Информация о возбуждении детонационного процесса регистрируется аппаратурой, позволяющей фиксировать номер слоя ВВ, продетонировавшего первым. Определение диаметра элемента кумулятивной струи, вызвавшего детонацию, осуществляется по номеру слоя ВВ, продетонировавшего первым, и по известной геометрии взаимодействующей с ней струи. Вычисление значения [A] производится по формуле [A] ρ W² d.

П р и м е р. Параметры безградиентной кумулятивной струи: материал алюминий (плотность ρ= 2,7 г/см³), скорость W 4,2 км/с, форма кумулятивной струи усеченный конус длиной 84,2 мм, диаметр головной части d_r 0,8 мм, диаметр хвостовой части d_х 6,2 мм. Исследуемое на чувствительность ВВ плотность ρ _BB 1,6 г/см³, разделено алюминиевыми пластинами толщиной δ_пл. 2 мм на 12 слоев, каждый из которых имеет толщину δ _BB 3,5 мм.

При воздействии кумулятивной струи на ВВ зарегистрировано, что детонационный процесс имел место в 9-ом слое ВВ.

Таким образом, до инициирования ВВ кумулятивная струя прошла 9 пластин суммарной толщиной ΔΣ 2 мм х 9 18 мм и минимум 8, максимум 9 слоев ВВ, соответственно суммарной толщиной минимум ΔΣ _min 3,5 х 8 28 мм и максимум ΔΣ _max 3,5 мм х 9 31,5 мм. Отсюда следует, что срабатывание кумулятивной струи составило минимум l^min_сраб= ΔΣ +ΔΣ _min 54,4 мм максимум l^max_сраб= ΔΣ +ΔΣ _min 59,0 мм Следовательно, инициирование ВВ вызвала часть кумулятивной струи, расположенная на расстоянии 54,4 59,0 мм от ее головной части и имеющая соответственно диаметр d 2,20 2,36 мм.

В соответствии с полученными в результате реализации способа экспериментальными данными практическое значение [A] составляет [A] 106,0. 112,4 усл. ед.

Для уточнения значения [A] необходимо уменьшить расстояние между пластинами.

Предлагаемый способ определения чувствительности ВВ к действию кумулятивных зарядов позволяет определить критериальное значение [A] с высокой точностью при минимальных затратах на эксперимент. При этом имеется возможность определения значения [A] для любых типов ВВ, как имеющихся, так и вновь получаемых, что дает возможность осуществлять выбор рациональных конструктивных параметров и выдавать рекомендации конструктору при проектировании элементов динамической защиты.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА К ДЕЙСТВИЮ КУМУЛЯТИВНЫХ ЗАРЯДОВ, заключающийся в воздействии кумулятивной струей на исследуемое взрывчатое вещество (ВВ), регистрации взрывного процесса и определения чувствительности ВВ по диаметру части кумулятивной струи, вызвавшей детонацию, по формуле [A] = ρW²d,
где ρ - плотность материала кумулятивной струи, г/см³;
W - скорость кумулятивной струи, км/с;
d - диаметр части кумулятивной струи, вызвавшей детонацию, мм;
[A] - критическое значение коэффициента чувствительности,
отличающийся тем, что сначала исследуемое ВВ разделяют набором пластин на слои, воздействие осуществляют безградиентной по скорости кумулятивной струей с монотонно увеличивающимся диаметром от головной части к хвостовой, регистрируют номер слоя взрывчатого вещества, продетонировавшего первым при взаимодействии с кумулятивной струей, а перед определением чувствительности определяют диаметр участка кумулятивной струи, вызвавшего детонацию.

РИСУНКИ

Рисунок 1