Главная – Журналы – Поиск по журналам

Экспериментально исследовано влияние дисперсности октогена в сплавах с тротилом на процесс синтеза наноалмазов в детонационной волне. Изучены смеси с содержанием ТНТ от 40 до 90 %, удельная площадь поверхности октогена варьировалась в диапазоне 5 ÷:510 м²/кг. Показано, что для всех смесей с ростом дисперсности октогена увеличивается выход наноалмазов, при этом максимальный выход смещается в сторону сплавов с повышенным содержанием тротила. Для объяснения результатов предложена модель, основанная на отсутствии термодинамического равновесия между компонентами гетерогенного взрывчатого вещества при детонации.

Экспериментально исследованы взрывчатые характеристики составов октогена с добавкой 15% Al (по массе). Измерены скорость детонации, профили давления и температуры, скорость торцевого метания пластин и теплота взрыва плотных прессованных образцов. Сравнивались результаты как для составов на основе механических смесей исходных частиц октогена микронного размера с порошками алюминия различного размера, так и нанокомпозиты. Введение наноалюминия снижает скорость детонации в большей степени, чем алюминий микронного размера. Механические смеси имеют близкие скорости детонации, в то время как у композитов, содержащих разные партии наноалюминия, они отличаются почти на 200 м/с. Для всех составов, за исключением наиболее однородного нанокомпозита, наблюдаются двухпиковые профили давления. Давления во вторых пиках для зарядов из композита и механической смеси с наноалюминием одного типа практически совпадают, но достигаются за различное время. Вместе с тем с уменьшением размера частиц алюминия давление в пике возрастает. Профили температуры качественно согласуются с профилями давления. Скорость торцевого метания пластины линейно зависит от активности используемого порошка алюминия. Нанокомпозиты и механические смеси, содержащие одинаковые порошки алюминия, имеют близкие теплоты взрыва. Наноалюминий практически полностью окисляется в условиях испытаний в калориметрической бомбе, и основным фактором, определяющим теплоту взрыва композиций с наноалюминием, также является содержание активного металла в порошке алюминия.

В полевых условиях исследованы характеристики взрыва топливовоздушных взрывчатых веществ. Эксперименты проводились с топливами различной рецептуры (полностью состоящие из твердых компонентов; являющиеся смесью твердых и жидких компонентов), а также с зарядом тротила той же массы. Результаты показывают, что на расстоянии 3 ÷6 м от центра взрыва взрывное действие топлив бесспорно лучше, чем заряда тротила той же массы, причем среди топлив составы только из твердых компонентов проявили себя лучше, чем смеси жидких и твердых компонентов. Предложена новая формула для максимального избыточного давления во фронте воздушной ударной волны, полученная на основе анализа большого количества экспериментов. Максимальное значение тротилового эквивалента для исследуемых топлив составило 5.35. Эффект диспергирования в воздухе смесевых топлив лучше, чем у тротила той же массы; пламя в случае топлив также существовало дольше. Высокоскоростная фотосъемка показала, что время существования огненных шаров в случае твердых топлив подходящей рецептуры близко к времени существования огненных шаров топлив, состоящих из смеси твердых и жидких компонентов. Анализируется причина разновременности двух моментов — достижения максимального избыточного давления, вызванного взрывом смесевого топлива, и достижения максимального диаметра огненного шара. Обсуждается механизм однократного инициирования.

С целью исследования механизма ударно-волновой магнитной кумуляции проведены эксперименты с порошками алюминия, меди и кремния. Для всех исследованных веществ зависимость магнитного поля от площади полости описывается степенной зависимостью с постоянным показателем α. Найденный показатель α существенно зависит от пористости вещества и размера частиц. Для порошков меди, кремния, а также мелкого алюминиевого порошка показатель α соответствует отношению массовой скорости u к волновой D, как и предсказывается простой моделью магнитной кумуляции. Для пудры и крупного алюминиевого порошка показатель α заметно меньше отношения u /D. Меньшая эффективность магнитного сжатия объясняется недостаточно высокой электропроводностью (пудра) и возникновением проводимости при неполном сжатии вещества (крупный порошок). В первом случае заметными являются диффузионные потери магнитного потока в сжатом веществе. Во втором случае работу против сил магнитного поля совершает слой в области ударного перехода, обладающий меньшей массовой скоростью. Механизм магнитной кумуляции состоит в металлизации вещества при ударном сжатии и вытеснении части магнитного потока в непроводящую область перед ударным фронтом. Известный по литературе двухступенчатый механизм кумуляции (металлизация в упругом предвестнике, “дожатие” поля в основной волне) не находит подтверждения в экспериментах по измерению массовой и волновой скорости, электропроводности и в опытах по магнитной кумуляции.

Проведены экспериментальные исследования процессов импульсного диспергирования жидких объемов в широком диапазоне геометрических и физических параметров системы “жидкий цилиндрический объем — нагружающий цилиндрический заряд взрывчатого вещества, расположенный на оси симметрии жидкого объема”. На основе анализа экспериментов построены зависимости динамики размеров расширяющегося газокапельного облака, дисперсного состава и времени дробления капель в облаке от исходных параметров системы. Построена аналитическая зависимость, определяющая относительное объемное распределение капель по размерам в формирующемся облаке. Установлено, что в импульсном режиме нагружения можно диспергировать в капли размером менее 15 мкм не более половины жидкого исходного объема, даже в случае достижения предельно больших значений среднеобъемной дисперсности газокапельной системы.

Приведен анализ результатов экспериментов на баллистической установке по соударению (со скоростями 0.6 ÷ 6.26 км/с) ударников из капролона, полиэтилена, а также составных ударников (из капролона с шариками из стали или алюминия) с мишенями из эпоксидной смолы с наполнителем (Al₂O₃) и без него. Исследовался удар по торцевой поверхности цилиндрических мишеней с характерным размером 0.05 м. При скоростях выше 1 км/с зафиксировано полное разрушение мишеней. Проведен статистический анализ собранных осколков по массам и размерам. Вычислены средние значения размеров осколков и удельной поверхностной энергии разрушения.

Анализируется возможность интенсификации воспламенения метанокислородной смеси в сверхзвуковом потоке за фронтом наклонной ударной волны путем возбуждения молекул O₂ в состояния a¹Δ_g и b¹Σ:_g^{+2 электрическим разрядом приводит к ускорению цепных реакций в смеси CH₄—O₂ и сокращению длины зоны индукции. Даже при небольшой энергии, подведенной к молекулам O₂ в разряде (≈3 ⋅10-2Дж/см3), удается в сотни раз сократить длину задержки воспламенения и инициировать горение на расстояниях ≈1 м от зоны воздействия при относительно низких температурах газа за фронтом (≈1000 K) и невысоких давлениях (≈105 Па). Возбуждение молекул O₂ электрическим разрядом намного эффективнее простого нагрева смеси.}

Для численного исследования гибридных волн горения в двухсекционном аппарате с цилиндрической симметрией использована двухтемпературная математическая модель. По ранее разработанному алгоритму написана программа и проведена большая серия численных расчетов. Для одно- и двухсекционных аппаратов при различных расходах определены такие характеристики процесса, как положение точки стационара, максимальная температура газа, скорость газа в точке стационара, ширина зоны горения и т. д. Показано, что в двухсекционном аппарате происходит стабилизация положения фронта горения вблизи границы раздела сред.

С использованием методик чашечной горелки и "цилиндра" измерены минимальные гасящие концентрации смесей, состоящих из фосфорорганических и йодсодержащих соединений, а также инертных разбавителей. На основе полученных результатов разработаны и испытаны новые эффективные пламегасящие композиции, компоненты которых обладают синергетическим эффектом. Для данных смесей оценен нижний температурный режим их применения.