Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Поиск по журналу

Физика горения и взрыва

2020 год, номер 5

1.
ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ МАЛОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ БОЕПРИПАСОВ

M. Anniyappan, M. B. Talawar, R. K. Sinha, K. P. S. Murthy
Лаборатория исследований высокоэнергетических материалов (HEMRL), Пуна 411021, Индия
anniorganic@rediffmail.com
Ключевые слова: малочувствительные энергетические материалы, связующие, пластификаторы, составы, малочувствительные боеприпасы, Insensitive energetic materials, binders, plasticizers, formulations, insensitive munitions
Страницы: 3-31

Аннотация >>
Малочувствительные боеприпасы - химически стабильные боеприпасы, способные противостоять термическим, механическим или электрическим воздействиям во время хранения и транспортировки и при этом способные производить взрыв для поражения соответствующих целей. Во всем мире разработаны обширные программы по их разработке и внедрению. Использование малочувствительных энергетических материалов значительно улучшает защиту современных ядерных боеголовок и повышает живучесть обычных боеприпасов в полевых условиях. Основой получения малочувствительных боеприпасов является использование в качестве исходных уже имеющихся малочувствительных энергетических материалов, а также синтез новых, менее чувствительных кристаллических материалов либо улучшение физических свойств существующих энергетических материалов. В обзоре обсуждаются некоторые перспективные малочувствительные энергетические материалы и пластификаторы, играющие значительную роль в разработке футуристических композиций для малочувствительных боеприпасов. Кратко излагается работа, проделанная в последнее время во всем мире, включая Индию, по созданию современных энергетических материалов и малочувствительных энергетических составов на их основе.

DOI: 10.15372/FGV20200501
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


2.
ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ SiO2 И МЕХАНИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ НА ГОРЕНИЕ СИСТЕМЫ Ni-Al-SiO2

Н.А. Кочетов, А.Е. Сычёв
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А. Г. Мержанова РАН, 142432 Черноголовка, Россия
kolyan_kochetov@mail.ru
Ключевые слова: горение, механическая активация, интерметаллиды, Ni+Al+SiO, алюминид никеля, кварц, фазовый состав продуктов, combustion, mechanical activation, intermetallides, nickel aluminide, quartz, phase composition of products
Страницы: 32-38

Аннотация >>
Исследовано влияние предварительной механической активации и содержания кварца SiO2 на скорость и максимальную температуру горения, удлинение образцов в процессе горения, прессуемость смесей и размер композитных частиц, фазовый состав и особенности структуры продуктов горения в системе Ni-Al-SiO2. В исходных смесях Ni + Al + SiO2, не подвергавшихся механоактивации, не удается инициировать горение при комнатной температуре, если массовое содержание кварца SiO2 превышает 10 %. Предварительная механоактивация реакционной смеси Ni + Al + xSiO2 расширила предел содержания кварца в смеси, при котором можно реализовать горение прессованных образцов при комнатной температуре, до 40 %. Скорость горения и удлинение образцов в процессе горения значительно возрастают после механической обработки реакционных смесей, а относительная плотность образцов, достигаемая при фиксированном давлении прессования, уменьшается. Увеличение содержания кварца в смеси Ni + Al + xSiO2 приводит к уменьшению скорости, максимальной температуры горения и к удлинению образцов в процессе горения как исходной, так и механоактивированной смеси. Кроме того, увеличение содержания кварца повышает плотность образцов, достигаемую при фиксированном давлении прессования, в случае исходных смесей и практически не влияет на плотность в случае механоактивированных смесей. Увеличение содержания кварца приводит также к уменьшению размера композитных частиц после механической активации и к увеличению количества фаз, формирующихся в продуктах реакции. Предложено объяснение большинства наблюдаемых зависимостей.

DOI: 10.15372/FGV20200502
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


3.
ОЦЕНКА УСЛОВИЙ ГАШЕНИЯ ВОЛН ГОРЕНИЯ И ДЕТОНАЦИИ

А.А. Васильев1,2
1Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск, Россия
gasdet@hydro.nsc.ru
2Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск, Россия
Ключевые слова: горение, детонация, гашение, combustion, detonation, suppression
Страницы: 39-44

Аннотация >>
С использованием законов сохранения предложены формулы для оценки условий гашения волн горения и детонации с помощью пылевых или водяных завес, позволяющие определить минимальные концентрации пыли или мелкораспыленной воды в завесе, а также минимальную протяженность завесы. Приведены конкретные данные об условиях гашения метановоздушной смеси, типичной для угольных шахт. Эти данные свидетельствуют, что рекомендованные нормативными документами РФ концентрации пыли и размеры завесы позволяют в лучшем случае погасить лишь волны низкоскоростного горения.

DOI: 10.15372/FGV20200503
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


4.
ПРИМЕНЕНИЕ СИНТЕЗ-ГАЗА ДЛЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ГОРЕНИЯ КЕРОСИНА В СВЕРХЗВУКОВОМ ПОТОКЕ

П.К. Третьяков1, А.В. Тупикин1, А.Л. Куранов2, С.В. Колосенок2, А.А. Саваровский2, В.М. Абашев3
1Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск, Россия
paveltr@itam.nsc.ru
2Научно-исследовательское предприятие гиперзвуковых систем (ХК "Ленинец"), 196066 Санкт-Петербург, Россия
3Московский авиационный институт, 125993 Москва, Россия
Ключевые слова: прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД), рабочий процесс, полнота сгорания топлива, потери давления, камера сгорания (КС), ramjet engine, working process, propellant combustion efficiency, pressure loss, combustion chamber (CC)
Страницы: 45-48

Аннотация >>
Представлено экспериментальное подтверждение интенсификации горения керосина при использовании смеси, моделирующей продукты паровой конверсии, в модельной камере сгорания со сверхзвуковой скоростью потока на входе. Показано, что применяемая смесь по сравнению с этиленом обладает более высокой химической активностью. Применение продуктов паровой конверсии углеводородных или синтетических топлив в схемах с импульсно-периодическим управлением режимом горения ведет к повышению полноты сгорания без применения специальных конструктивных решений по организации инициирования и стабильного горения.

DOI: 10.15372/FGV20200504
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


5.
НЕПРЕРЫВНАЯ ДЕТОНАЦИЯ СМЕСЕЙ СH4/H2 - ВОЗДУХ ПРИ ВАРЬИРОВАНИИ ГЕОМЕТРИИ КОЛЬЦЕВОЙ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ

Ф.А. Быковский, С.А. Ждан, Е.Ф. Ведерников
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск, Россия
zhdan@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: непрерывная спиновая детонация, метан, водород, воздух, поперечные детонационные волны, геометрия кольцевой камеры сгорания, система подачи топлива, фоторегистрация, структура течения, тяговые характеристики, continuous spin detonation, methane, hydrogen, air, transverse detonation waves, geometry of the annular combustor, fuel injection system, photorecording, flow structure, thrust characteristics
Страницы: 49-56

Аннотация >>
Режимы непрерывной детонации смесей CH4/H2 - воздух с массовыми долями Н2 в горючем 0¸1/5 реализованы в проточной кольцевой камере сгорания диаметром 503 мм при варьировании ее геометрии. Исследовано влияние геометрии камеры на скорость и число поперечных детонационных волн, давление в камере и удельный импульс. Установлено, что заужение площади выходного сечения камеры сгорания в три раза позволяет реализовать двухволновые режимы непрерывной спиновой детонации смеси чистый метан - воздух. По измеренным на выходе из камеры сгорания давлениям торможения определены удельные импульсы при непрерывной детонации в зависимости от состава горючего.

DOI: 10.15372/FGV20200505
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


6.
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИ СОГЛАСОВАННАЯ МОДЕЛЬ ДЕТОНАЦИИ ТВЕРДЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

H. Zheng1, M. Yu2,3
1Институт прикладной физики и вычислительной математики, Пекин 100094, КНР
2Пекинский университет, Пекин 100871, КНР
yu_ming@iapcm.ac.cn
3Институт прикладной физики и вычислительной математики, Пекин 100083, КНР
Ключевые слова: детонационная модель, твердые взрывчатые вещества, термодинамическая согласованность, термодинамическая неравновесность, detonation model, solid explosives, thermodynamic consistency, thermal nonequilibrium
Страницы: 57-68

Аннотация >>
Предложена усовершенствованная термодинамически согласованная модель реагирующего течения для исследования гидродинамической детонации твердых взрывчатых веществ. В предположении, что химическая смесь, состоящая из твердых реагентов и газообразных продуктов реакций, может достичь механического равновесия, но не достигает температурного равновесия, твердые реагенты и газообразные продукты реакции могут иметь общие давление и скорость, но разные температуру и внутреннюю энергию. С помощью закона сохранения энергии смеси и эквивалентности давления между составляющими выведены закон сохранения внутренней энергии и эволюционные уравнения для объемной концентрации реагентов твердой фазы и давления химической смеси. Таким образом, предложенная полная система уравнений, описывающая процесс детонации, включает в себя: законы сохранения массы, импульсов и полной энергии и эволюционное уравнение для давления химической смеси в целом, а также законы сохранения массы и внутренней энергии и эволюционное уравнение для объемной концентрации твердой фазы. Теоретический анализ выявил существенные различия между структурой стационарной детонационной волны, полученной по предложенной модели и по модели детонации Зельдовича - Неймана - Дёринга. Результаты численных расчетов типичных задач детонации показали, что модель хорошо воспроизводит важные характеристики детонационных течений, что также доказывает обоснованность предложенной модели детонации твердых взрывчатых веществ.

DOI: 10.15372/FGV20200506
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


7.
СТРУКТУРА ДЕТОНАЦИОННЫХ ВОЛН В СМЕСЯХ ТЕТРАНИТРОМЕТАНА С НИТРОБЕНЗОЛОМ И МЕТАНОЛОМ

А.В. Уткин1, В.М. Мочалова1, А.М. Астахов2, В.Е. Рыкова1, С.А. Колдунов1
1Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка, Россия
utkin@icp.ac.ru
2Сибирский государственный университет им. акад. М. Ф. Решетнева, 660037 Красноярск, Россия
Ключевые слова: тетранитрометан, метанол, нитробензол, детонация, химпик, неустойчивость, скорость детонации, параметры Чепмена-Жуге, tetranitromethane, methanol, nitrobenzene, detonation, Von Neumann spike, instability, detonation velocity, Chapman-Jouguet parameters
Страницы: 69-79

Аннотация >>
Проведены экспериментальные исследования структуры детонационных волн в смесях тетранитрометана с метанолом и нитробензолом. Профили массовой скорости при выходе детонационных волн на границу с водяным окном регистрировались лазерным интерферометром. Показано резкое изменение характера течения в зоне реакции при концентрации разбавителей в окрестности стехиометрии, проявляющееся в уменьшении амплитуды химпика вплоть до его полного исчезновения. Практически во всем интервале концентраций, за исключением диапазона вблизи предельных значений, детонационные волны устойчивы по отношению к формированию ячеистой структуры фронта. В то же время отмечается плохая воспроизводимость амплитудных значений массовой скорости от опыта к опыту, выполненных в одних и тех же условиях. Полученные экспериментальные зависимости скорости детонации от концентрации метанола и нитробензола хорошо согласуются с проведенными термодинамическими расчетами.

DOI: 10.15372/FGV20200507
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


8.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КЛАСТЕРОВ АЛЮМИНИЯ И ИХ ВОСПЛАМЕНЕНИЕ В ВОЗДУХЕ ПРИ ДИСПЕРГИРОВАНИИ НАНОЧАСТИЦ АЛЮМИНИЯ В УДАРНОЙ ВОЛНЕ

П.С. Кулешов1,2, В.Д. Кобцев1,3
1Центральный институт авиамоторостроения им. П. И. Баранова, 111116 Москва, Россия
kuleshovps@yandex.ru
2Московский физико-технический институт, 141701 Долгопрудный, Россия
3Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН, 119991 Москва, Россия
Ключевые слова: наночастица, кластер, ударная волна, диспергирование, дисперсия, воспламенение, nanoparticle, cluster, shock wave, dispersion, dispersion, ignition
Страницы: 80-90

Аннотация >>
Проведено исследование диспергирования оксидированных наночастиц Al на кластеры путем быстрого нагрева в ударной волне. Рассчитаны характеристики распределений кластеров в зависимости от параметров исходных распределений наночастиц, а также от характера взаимодействия волн деформации с оболочкой наночастицы и ее ядром. Исследования выполнены в рамках предложенного автором резонансного механизма диспергирования жидкого ядра наночастицы ударным импульсом при разрушении твердой оксидной оболочки. Проанализировано воспламенение наночастиц Al после диспергирования в воздухе с использованием ранее описанного кинетического механизма окисления, в котором учитывалось испарение кластеров. Исходные распределения наночастиц и время их воспламенения валидированы по опубликованным экспериментальным данным.

DOI: 10.15372/FGV20200508
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


9.
ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРА ЧАСТИЦ АЛЮМИНИЯ, СОДЕРЖАНИЯ ТВЕРДОГО ВЕЩЕСТВА И СООТНОШЕНИЯ Al/О НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОДВОДНОГО ВЗРЫВА АЛЮМОСОДЕРЖАЩИХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

F. Xiao, W. Gao, J. Li, R. Yang
Пекинский технологический институт, Пекин 100081, Китай
yrj@bit.edu.cn
Ключевые слова: алюминизированные ВВ, подводный взрыв, отношение алюминий/кислород, удельная энергия ударной волны, удельная энергия пузыря, aluminized explosives, underwater explosion, aluminum/oxygen ratio, specific shock wave energy, specific bubble energy
Страницы: 91-98

Аннотация >>
Измерен ряд характеристик подводного взрыва алюмосодержащих взрывчатых веществ (ВВ), включая удельную энергию газового пузыря и удельную энергию ударной волны. Составы ВВ характеризовались отношением Al/O, размером частиц алюминия и суммарным содержанием всех твердых компонентов, в том числе перхлората аммония, алюминия и гексогена. Результаты показывают, что отношение Al/O оказывает большое влияние на удельную энергию ударной волны и удельную энергию пузыря продуктов взрыва. Полная удельная энергия ВВ достигает максимального значения при Al/O = 0.44. Примечательно, что рост суммарного содержания твердых веществ (перхлората аммония, алюминия и гексогена) в составе ВВ может эффективно увеличивать полную удельную энергию ВВ. Так, при повышении суммарного содержания на 2 % (мас.) полная энергия ВВ может быть увеличена примерно на 0.1 тротилового эквивалента. Размер частиц алюминиевого порошка также значительно влияет на энергию ВВ: чем меньше размер частиц, тем больше энергии выделяется алюминием и больше становится полная энергия взрыва.

DOI: 10.15372/FGV20200509
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


10.
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КРИТИЧЕСКОГО УСЛОВИЯ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ТРЕНИЕМ

X.-Y. Liang1,2, G.-B. Mi2, P.-J. Li1, J.-X. Cao2, X. Huang2
1Университет Цинхуа, Пекин 100084, Китай
2Пекинский институт авиационных материалов, Пекин 100095, Китай
miguangbao@163.com
Ключевые слова: титановые сплавы, критическая температура, математическая модель, гетерогенная реакция, titanium alloys, critical temperature, mathematical model, heterogeneous reaction
Страницы: 99-105

Аннотация >>
Разработана фрикционная модель зажигания, основанная на теории теплового взрыва Семенова для гетерогенной реакции. Изучено влияние концентрации кислорода, скорости потока, силы трения и площади контакта на критическую температуру воспламенения двух огнестойких титановых сплавов TB12 и TF550. Результаты расчетов показывают, что критическая температура уменьшается с увеличением концентрации кислорода в обтекающем потоке, но возрастает при повышении его скорости. Критическая температура возрастает приблизительно линейно с увеличением силы трения и экспоненциально уменьшается с увеличением радиуса контактной зоны. При увеличении радиуса контактной зоны до 0.007 м критические температуры сплавов TF550 и TB12 составляют 1 029 и 1 016 К соответственно, а при достижении радиуса контактной зоны 0.014 м - 962 и 960 К соответственно.

DOI: 10.15372/FGV20200510
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


11.
УДАРНАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ СОСТАВОВ: МОДЕЛЬ НА ОСНОВЕ ЭНЕРГИИ АКТИВАЦИИ

S. P. Sivapirakasam, K. Harisivasri Phanindra, J. Rohin, S. L. Aravind
Национальный технологический институт, Тируччираппалли, 620015 Индия
spshivam@nitt.edu
Ключевые слова: пиротехника, ударная чувствительность, термическая чувствительность, энергия активации, модель прогнозирования, дифференциальная сканирующая калориметрия, pyrotechnics, impact sensitivity, thermal sensitivity, activation energy, prediction model, differential scanning calorimetry
Страницы: 106-115

Аннотация >>
Предлагается новая корреляция между чувствительностью к удару и энергией активации для пиротехнических составов, в которых горючее и окислитель - неорганические вещества. База данных включает в себя результаты экспериментов по определению чувствительности испытуемых образцов к удару и по энергии их активации. Предлагается также метод расчета энергии активации по тепловым свойствам с использованием данных измерений методом дифференциальной сканирующей калориметрии при одной скорости нагрева. Коэффициент корреляции между ударной чувствительностью и энергией активации составляет 0.84.

DOI: 10.15372/FGV20200511
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


12.
РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ КУМУЛЯТИВНЫХ ЗАРЯДОВ С ПОЛУСФЕРИЧЕСКИМИ ОБЛИЦОВКАМИ ДЕГРЕССИВНОЙ ТОЛЩИНЫ

С.В. Фёдоров1, С.В. Ладов1, Я.М. Никольская1, А.Е. Курепин2, К.С. Колобов2
1Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, 105005 Москва, Россия
sergfed-64@mail.ru
2ГосНИИмаш им. В. В. Бахирева, 606002 Дзержинск, Россия
Ключевые слова: кумулятивный заряд, кумулятивная струя, полусферическая облицовка, дегрессивная толщина, пробивное действие, массово-скоростное распределение, энергоскоростное распределение, численное моделирование, shaped charge, shaped-charge jet, hemispherical facing, degressive thickness, penetration, mass-velocity distribution, energy-velocity distribution, numerical modeling
Страницы: 116-129

Аннотация >>
Проведены экспериментальные исследования функционирования кумулятивных зарядов с медными полусферическими облицовками дегрессивной (уменьшающейся от вершины к основанию) толщины, определялись скорость головной части формируемых кумулятивных струй, глубина пробития ими наборной преграды из стальных дисков и размеры пробитых в дисках отверстий. Полученные в экспериментах данные по увеличению скорости и снижению массы головных участков кумулятивных струй, происходящих с увеличением разницы в толщинах полусферической облицовки в вершине и у основания, хорошо согласуются с результатами численного моделирования, проводившегося в рамках двумерной осесимметричной задачи механики сплошных сред. По результатам экспериментов зафиксировано усиление влияния на функционирование данных зарядов технологических погрешностей изготовления, устраняющее или значительно ограничивающее прирост пробивного действия. Для одного из вариантов облицовок дегрессивной толщины получено увеличение средней по двум опытам глубины пробития преграды на 7.5 % по отношению к облицовке постоянной толщины.

DOI: 10.15372/FGV20200512
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


13.
ВЛИЯНИЕ ПРОЧНОСТИ КОРПУСА ЗАРЯДА НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ ТВЕРДОТОПЛИВНЫХ ПУЛЬСИРУЮЩИХ ВЗРЫВНЫХ УСТРОЙСТВ

В.О. Соловьёв, Н.М. Овчинников, М.С. Кельнер
Институт машиноведения им. А. А. Благонравова РАН, 101000 Москва, Россия
solovievvo@yandex.ru
Ключевые слова: твердотопливные пульсирующие взрывные устройства, прочностные свойства корпуса заряда ВВ, специальные электродетонаторы, solid-propellant pulsating explosive devices, strength properties, explosive charge casing, special electric detonators
Страницы: 130-136

Аннотация >>
Приведен анализ результатов экспериментального исследования влияния прочности тонкостенного корпуса для заряда тэна на эффективность работы малогабаритных пульсирующих взрывных устройств различного целевого назначения.

DOI: 10.15372/FGV20200513
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину