В.Г. Шевченко1, Д.А. Еселевич1, А.И. Анчаров2,3, Б.П. Толочко2 1Институт химии твердого тела УрО РАН, 620990 Екатеринбург shevchenko@ihim.uran.ru 2Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, 630128 Новосибирск 3Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск
Ключевые слова: порошок алюминия, металлическое горючее, исследование in situ структурного превращения, легирование, активность окисления
Страницы: 39-42
Рентгенодифракционным методом с использованием синхротронного излучения впервые показано влияние фазового состава порошка сплава на основе алюминия, содержащего 1.3 % кальция, и продуктов его взаимодействия с воздушной средой на кинетику и механизм окисления. Установлено, что высокая поверхностная и химическая активность кальция приводит к росту полноты процесса более чем в два раза в интервале температур 1300¸1550 К в условиях нагрева со скоростью 10 К/мин.
Проведен анализ возможностей повышения баллистической эффективности твердых ракетных топлив с использованием в качестве компонента твердых кристаллогидратов или кристаллосольватов α-модификации гексанитрогексаазаизовюрцитана (CL-20). Если окклюдированные в основном веществе небольшие молекулы (вода, гидразин, метанол) заключены в структурную полость кристалла основного компонента и, следовательно, параметры кристаллической решетки не меняются относительно исходного соединения, то за счет повышения плотности компонента существует реальная возможность повысить баллистическую эффективность ракетных топлив, созданных на базе исходного энергетического соединения.
Д.А. Тропин, А.В. Фёдоров
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск d.a.tropin@itam.nsc.ru
Ключевые слова: подавление детонации, детальная химическая кинетика, метанокислородная смесь
Страницы: 48-52
На основе разработанной физико–математической модели ослабления и подавления детонации в смеси метана и кислорода путем добавления облака инертных частиц исследовано влияние объемной концентрации и диаметра частиц на скорость детонационной волны. Найдены пределы детонации по объемной концентрации частиц в смесях метан–кислород и метан–водород–кислород. Сопоставление с полученными нами ранее данными по подавлению детонации в водородокислородной смеси выявило, что критические объемные концентрации частиц, приводящие к подавлению детонационной волны, в смеси метан–водород–кислород больше, чем в смеси водород–кислород.
Т.А. Хмель, А.В. Фёдоров
Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, 630090 Новосибирск khmel@itam.nsc.ru
Ключевые слова: газовзвеси, гранулированные среды, ударные волны, детонация, численное моделирование
Страницы: 53-62
Методами численного моделирования исследованы ударно-волновые и детонационные течения в двухфазной среде газ - несжимаемые частицы с учетом хаотического движения и столкновения частиц. В задаче о взаимодействии плоской ударной волны с облаком частиц получены стационарные решения, отвечающие двум предсказанным нами ранее типам волн. Определено влияние параметров смеси на соответствующие решения. В задаче о распространении ячеистой гетерогенной детонации в смеси реагирующих частиц, окислителя и инертного компонента установлено, что структура детонационного течения и размер ячейки в столкновительной смеси сохраняются. Однако в результате столкновения частиц происходит размазывание (дисперсия) возникающих слоев и структур инертной фазы, формирующихся в дальней зоне ячеистой детонации.
С.А. Ждан, А.И. Рыбников
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, 630090 Новосибирск zhdan@hydro.nsc.ru
Ключевые слова: непрерывная спиновая детонация, проточная камера сгорания, поперечные детонационные волны, математическое моделирование
Страницы: 63-74
В двумерной нестационарной постановке рассмотрена задача о непрерывной спиновой детонации в сверхзвуковом потоке в проточной кольцевой камере сгорания. Исследована динамика детонационной волны в водородокислородной смеси при изоэнтропическом и ударно-волновом сжатии потока во входном диффузоре. Показано, что при формировании непрерывной спиновой детонации уменьшается расход смеси через камеру сгорания, а на входе в сверхзвуковой диффузор реализуется стационарный режим с "выбитой" ударной волной. В профилированной камере сгорания получено ограничение сверху на число Маха натекающего сверхзвукового потока, при котором реализуется непрерывный детонационный режим.
Г. А. Нордин1, Д. Швер2, Ф. Шауэр3, Д. Хоук4, Т. Барбер1, Б. Сетеген1 1Университет Коннектикута, 06269 Сторрс, США can03005@engr.uconn.edu 2Военно-морская исследовательская лаборатория, 20375 Вашингтон, США 3Военно-воздушная исследовательская лаборатория, 45433 Райт-Паттерсон, США 4Группа научных инновационных решений, Дейтон, США
Ключевые слова: детонационный двигатель с непрерывным сжиганием, термодинамическая модель, модель Зельдовича - Неймана - Дёринга, треугольники скоростей, турбинное уравнение Эйлера, закрутка
Страницы: 75-86
Традиционная теория детонации Зельдовича–Неймана–Дёринга модифицирована с помощью двумерных векторов скорости, с тем чтобы учесть эффективность и особенности стационарного течения в двигателе со спиновой детонацией. Разработанная аналитическая модель объясняет многие особенности стационарного режима спиновой детонации и ее термодинамику. Сравнение с численным моделированием дает хорошие результаты. Показано, что формирование закрутки является основным механизмом передачи энергии.
С помощью импульсного лазерного инициирования экспериментально исследованы пороги взрывчатого разложения компаундов на основе тэна с включением наночастиц алюминия в зависимости от массового соотношения ядро - оболочка (Al/Al2O3) в частице. Установлено, что при уменьшении массовой доли Al от 74 до 13 %, порог взрывчатого разложения возрастает в 12.5 раза. Расчеты эффективности поглощения света для системы ядро - оболочка, проведенные методом Адена–Керкера для включений Al/Al2O3 в тэне, показали ее уменьшение со снижением массы металла в частице. Полученные экспериментальные и теоретические результаты можно рассматривать как дополнительное подтверждение микроочаговой концепции лазерного инициирования тэна, содержащего наноразмерные включения металлов.
Построено полуэмпирическое уравнение состояния железа с учетом пяти конденсированных фаз (α, γ, δ, ε, жидкость), испарения и термической ионизации. Результаты модельных расчетов в целом согласуются с данными статических и динамических экспериментов в диапазоне давления от атмосферного до ≈10 ТПа и в диапазоне температуры от комнатной до ≈10 5 K. С применением модели жидкости выполнены оценки вязкости жидкого железа в условиях, характерных для ядра Земли.
Предложено полуэмпирическое широкодиапазонное уравнение состояния соединений изотопов лития с изотопами водорода. Уравнение позволяет рассчитать термодинамические свойства как в области сравнительно небольших плотностей, давлений и энергий, доступной для экспериментальных исследований, так и в области сверхвысоких плотностей, давлений и энергий, в которой в настоящее время состояния могут быть оценены только в расчетах по теоретическим моделям. Уравнение состояния содержит эмпирические функции, которые позволяют учесть состав изотопов и влияние на свойства соединения примеси гидрооксида. Возможности уравнения состояния продемонстрированы на примере описания экспериментальных и расчетных данных, характеризующих термодинамические и теплофизические свойства нескольких составов соединений изотопов лития с изотопами водорода.
Исследованы зависимости скорости детонации и метательной способности, измеренной по методике М-40, от плотности заряда для алюминизированных взрывчатых веществ с различной массовой долей Al. Сделана оценка доли энергии сгорания Al, реализованной за время химических реакций и время ускорения метаемой пластины. Приведены регрессионные зависимости скорости детонации и метательной способности от плотности заряда. Исследовано влияние добавок дисперсных Al, Ti, Zr и W в количестве 5-30 % на скорость детонации высокоплотных зарядов из взрывчатого состава на основе пластифицированного гексогена. Установлено, что снижение скорости детонации при введении различных металлических добавок определяется продольной скоростью звука добавки, а не ее плотностью. Получены простые формулы для расчета параметров детонации высокоплотных металлизированных взрывчатых веществ.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
