Численно исследован процесс инициирования детонации в вакуум-взвеси летучих вторичных взрывчатых веществ. Математическая модель двухфазной двухскоростной среды учитывает неравномерное распределение температуры внутри частиц при обтекании их потоком газа. Обсуждается динамика формирования зоны реакции нестационарной детонационной волны с безударной структурой в вакуум-взвеси частиц гексогена. Определены критические размеры области инициирования и значение энергии, обеспечивающие возбуждение плоской, цилиндрической и сферической детонации, в зависимости от начальной массовой концентрации и диаметра частиц.
Предложен критерий возбуждения детонации: критическая энергия инициирования равна работе, совершаемой расширяющимися продуктами детонации на пути, равном продольному размеру ячейки. Начальный радиус слоя выбирается совпадающим с радиусом дифрагирующей на краю прямого угла детонационной волны в момент схождения аксиальной волны разрежения до оси газового заряда. Получены формулы для оценки критической энергии инициирования плоской, цилиндрической и сферической детонационных волн. Расчетные величины хорошо согласуются с экспериментальными.
В цилиндрической камере с зазором на периферии методом скоростной шлирен-киносъемки исследованы режимы сгорания кислородных газовых смесей. Установлено, что пламя, проникающее из камеры в зазор, может ускоряться вплоть до детонационных скоростей. При этом волна реакции в зазоре опережает распространяющийся по камере первичный фронт горения, а истекающие из зазора продукты реакции создают в камере вторичные очаги горения. Реализован процесс, в котором детонационная волна, возникшая в зазоре вблизи одного фланга пламени, вошла в основной объем через его противоположный фланг, возбудив взрыв сначала в зоне турбулентного горения («взрыв внутри взрыва», а затем детонационную волну в непрореагировавшем газовом заряде («стук» в двигателе). Расшифрована газодинамическая структура вторичного очага горения, создаваемого в цилиндрической камере сгорания распространяющейся в зазоре
Приведены экспериментальные результаты, описывающие зависимости критического диаметра и скорости детонации литого и жидкого пористого тротила и алюмотола ТА-15 от плотности заряда. Результаты измерения скорости детонации сопоставлены с расчетом. На основе сравнения выдвинуто предположение о существенной гетерогенности реакции при детонации алюмотола, которое подтверждается построением зависимостей скорости детонации от плотности для модельных смесей тротила с различным содержанием алюминия и инертного компонента.
Разработана новая общая процедура построения изохорно-изотермического потенциала твердого тела в рамках квазигармонического приближения. Дана термодинамическая интерпретация экспериментальных результатов по ударному сжатию монолитного и пористого алмаза.
Методом молекулярной динамики в двумерной постановке моделируется коагуляция углеродных частиц при высоких температурах и плотностях, соответствующих условиям за фронтом детонации. При взаимодействии малых частиц происходит их слияние подобно жидким каплям. Частицы, размер которых превышает 3 нм, слипаются гранями с сохранением своей формы. Однако поверхностные атомы способны мигрировать между соединившимися частицами, способствуя при этом их соединению. Расчеты демонстрируют возникновение во взаимодействующих частицах интенсивных волн сжатия и разрежения с амплитудой до 30 ГПа.
Приведены результаты исследования ударно-волновой чувствительности пластифицированного ТАТБ в широком диапазоне температур. Показано, что температурная зависимость ударно-волновой чувствительности этого взрывчатого вещества в значительной степени объясняется изменением плотности, обусловленным термическим расширением, а также релаксационными процессами, протекающими в образцах.
Проведены копровые испытания закономерностей возбуждения взрыва бинарных смесей угля с баллиститным порохом и смесевым твердым ракетным топливом при ударе. Установлено, что с увеличением содержания угля в смесях снижается их механическая чувствительность. Проанализировано влияние влаги на чувствительность, смесей к удару. Дана рекомендация наиболее безопасного способа загрузки компонентов в смеситель на стадии приготовления топливных рецептур требуемого состава.
Анализируются мощные световые импульсы, зарегистрированные в видимом диапазоне спектра датчиками, установленными на геостационарных спутниках. Исследуются особенности взрывов метеороидов, порождающих эти вспышки в атмосфере. Описывается методика определения параметров космических тел по известной мощности излучения и высоте взрыва. Численные расчеты показали, что рассматриваемые световые импульсы были результатом падений каменных и одного железного тел метровых размеров. Вспышки, порождаемые космическими телами в атмосфере, сопоставляются со световыми импульсами сферически симметричных мгновенных взрывов с близкой энергией.
Н. Е. Ермолин, В. Е. Зарко*
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090 Новосибирск *Институт химической кинетики и горения СО РАН, 630090 Новосибирск
Страницы: 2-22
Систематизированы и критически обсуждены опубликованные за последние 30 лет экспериментальные и теоретические данные но горению циклических нитраминов. Приведены результаты исследования физических параметров волны горения и химической структуры пламени. Рассмотрены упрощенные и детальные модели горения нитраминов. Обсуждены вопросы, связанные с редукцией химического механизма в пламени, и общие вопросы адекватного описания волны горения нитраминов. Материалы обзора представляют также интерес при анализе процессов горения смесевых топлив на основе нитраминов.
