Главная – Журналы – Поиск по журналам

Проведены эксперименты по исследованию неустойчивости детонационных волн в смесях нитрометана, тетранитрометана и ФИФО с инертными разбавителями посредством регистрации свечения детонационного фронта скоростной восьмиканальной шестнадцатикадровой электронно-оптической камерой НАНОГЕЙТ-22/16. В области неустойчивости детонации зарегистрировано неоднородное свечение детонационного фронта, которое связывается с турбулентным течением в зоне реакции. Формирование ячеистых структур с реакцией взрывчатого вещества в косых и поперечных волнах в исследованных составах не наблюдалось.

Приведены результаты экспериментально-расчетных исследований влияния ряда факторов на скорость детонации модельных взрывчатых смесевых составов: типа взрывчатого вещества и полимерного связующего, содержания и размера частиц компонентов (взрывчатого вещества, алюминиевого порошка, окислителя), диаметра заряда. Установлено, что скорости детонации взрывчатого вещества (ВВ) - окфола и смесевых составов на активном связующем при содержании ВВ 60 ÷ 80 % (СL-20, октоген) близки между собой. Наиболее заметное снижение скорости детонации наблюдается для смесевых составов с массовым содержанием алюминия более 20 % при повышении концентрации окислителя от 6 до 30 %. Увеличение размера частиц взрывчатого вещества и окислителя приводит к некоторому росту экспериментальной скорости детонации взрывчатого состава. Предельный диаметр детонации смесевых составов на основе активного связующего составляет 40 ÷ 80 мм в зависимости от содержания компонентов.

Модель источника ударно-волнового пыления, основанная на физике неустойчивости Рихтмайера - Мешкова и развитая для расчета выброшенной массы частиц металла и ее распределения по скоростям в потоке, применена для расчета распределения частиц по размерам. Модель разработана для металлов, переходящих в жидкое состояние после ударно-волнового воздействия. Показано, что для прогнозирования спектра размеров частиц при пылении жидкой среды необходимо знать не только ее плотность и поверхностное натяжение, но и начальную амплитуду и длину волны возмущений, а также профиль ударной волны. Согласно развитой теории размер частиц в потоке в большей мере определяется длиной волны возмущений, чем начальной амплитудой. Проведено сравнение с экспериментальными данными по размерам частиц, выброшенных из узких полос с начальными возмущениями на свободной поверхности образцов из олова и свинца.

Рассмотрена схема регистрации перемещений отражающих поверхностей методом лазерного дальномера с использованием разработанного устройства измерения задержки распространения оптического сигнала. Приведены результаты тестовых экспериментов по исследованию параметров пыления и откольного разрушения металлов при их ударно-волновом нагружении с одновременным использованием методов гетеродин-интерферометра и лазерного дальномера.

Предложен подход, позволяющий строить ударные адиабаты молекулярных кристаллов нитросоединений на основании данных по их изотермическому сжатию. С этой целью были построены уравнения состояния кристаллов тэна и ТАТБ. Представленный в работе сравнительный анализ экспериментальных данных по ударно-волновому сжатию простого кристалла тэна и результатов расчетов, проведенных с помощью предложенного подхода по пересчету давлений изотермического сжатия на ударную адиабату и построенного уравнения состояния тэна, показал, что экспериментальные и расчетные значения давления находятся в пределах погрешности эксперимента.

Представлено полуэмпирическое многофазное уравнение состояния (УРС) меди для двух твердых ГЦК-, ОЦК-фаз и жидкой фазы с учетом испарения. Для параметризации УРС использован широкий набор экспериментальных и теоретических данных. В области плазменных состояний вещества проведены расчеты по модели среднего атома RESEOS, которые также использованы при разработке УРС. Построены кривые фазового перехода ГЦК - ОЦК, плавления и перехода жидкость - пар. В целом расчеты по УРС хорошо согласуются с экспериментальными данными и результатами теоретических расчетов в широкой области температур и давлений.

Приведены результаты экспериментального исследования пыления и диспергирования свинцового образца в вакуум после ударно-волнового нагружения и изоэнтропической разгрузки с использованием электронно-оптической микроскопической методики и методики PDV. Исследовались динамика и спектр преимущественно диспергированных частиц. Для обеспечения оптической визуализации из диспергированного облака при помощи диафрагмы со щелью «вырезался» тонкий поток (шириной 0.5 мм). Эксперименты проводились в герметичной бронекамере. Образец толщиной 1 или 2.5 мм нагружался твердым взрывчатым веществом через металлическую подложку толщиной 1 и 2 мм. Интенсивность ударной волны варьировалась примерно от 23 до 38 ГПа, градиент давления за фронтом волны - от 80 до 157 ГПа/см. После нагружения свинец находился либо в жидкой фазе, либо в твердой фазе, либо в смеси жидкой и твердой фаз. Показано, что при разном фазовом состоянии распределения частиц диспергированного свинца по размерам различны.

Используемые в настоящее время кумулятивные заряды с облицовкой комбинированной формы полусфера - цилиндр позволяют получать компактные стальные элементы со скоростями на уровне 6 км/c. На основе численного моделирования в рамках двумерной осесимметричной задачи механики сплошных сред рассмотрены возможности модификации облицовок полусфера - цилиндр для расширения диапазона скоростей получаемых компактных элементов. Моделирование проводилось применительно к кумулятивному заряду диаметром 100 мм с облицовкой из меди. Струеобразующей части облицовки придавалась дегрессивная (уменьшающаяся от вершины к основанию) толщина при полусферической либо полуэллипсоидальной форме ее наружной поверхности и при полуэллипсоидальной либо полусуперэллипсоидальной форме внутренней поверхности. В результате расчетов были подобраны геометрические параметры комбинированных облицовок для формирования компактных элементов максимально возможной массы со скоростями в диапазоне 5 ÷ 9.5 км/с. Для элемента со скоростью около 9.5 км/c масса составляла около 5 г.

Согласно гидродинамической теории Лаврентьева глубина проникания кумулятивной струи определяется ее полной длиной. Однако, как показывает опыт практического применения кумулятивных зарядов, прекращение проникания обычно наступает раньше, чем струя израсходуется полностью. Для достоверного описания экспериментальных результатов вводятся параметры «эффективная длина» или «эффективная (критическая) скорость» кумулятивной струи, суть которых состоит в исключении из рассмотрения замыкающего участка струи, по различным причинам не участвующего в проникании. Значения эффективной скорости вводятся в расчетные методики как постоянные для конкретной пары материалов струи и преграды или в виде эмпирической зависимости от фокусного расстояния. Рассмотрена возможность разделения струи на эффективный и неработоспособный участки по физически обоснованным причинам без необходимости построения эмпирических зависимостей.

Представлены результаты численного моделирования функционирования вращающихся кумулятивных зарядов. Продемонстрировано отсутствие влияния скорости радиального расширения высокоскоростных полых цилиндрических ударников, которые имитируют элемент кумулятивной струи, на глубину их проникания. Проведен численный анализ процесса растяжения вращающегося растягивающегося металлического цилиндра (струи) с гармоническим профилем боковой поверхности. Оценено влияние различных параметров, в том числе угловой скорости струи, на ее сплошность в осевом и радиальных направлениях. Предложена зависимость для оценки коэффициента предельного удлинения вращающейся кумулятивной струи. Сравнение результатов расчетов с экспериментальными данными демонстрирует удовлетворительное согласование.