Главная – Журналы – Поиск по журналам

Экспериментально исследовано влияние добавок K₂CO₃ и KCl на процесс высокотемпературного окисления и воспламенения конгломератов частиц порошкообразного бора и алюминия, а также на критические условия воспламенения газовзвесей этих металлов. Установлено, что взвеси частиц бора и алюминия, покрытые (капсулированные) солями, воспламеняются при температурах, меньших температур воспламенения механических смесей металлов с этими солями в соответствующих пропорциях и существенно меньших температур воспламенения чистого бора и алюминия. Это свидетельствует об активной роли солей в процессе гетерогенного воспламенения. Обнаружено, что для конгломератов бора ускоряющее влияние добавок солей на окисление конгломератов заметно при всех исследованных концентрациях и составах начиная с 1 % (по массе). Для алюминия увеличение скорости реагирования было заметно только для добавок KCl при концентрациях 3 % и выше.

Методом электротеплового взрыва под давлением 96 МПа синтезирован композиционный материал на основе Ni-Al-C. В процессе электротеплового взрыва в порошковой реакционной среде (Ni + Al + C) формируется расплав на основе Ni и Al, в котором происходит растворение углерода. Показано, что в процессе кристаллизации конечного продукта углерод, вследствие низкой растворимости в NiAl, располагается на поверхности интерметаллидных зерен NiAl в виде многослойных графитовых нанопленок толщиной 50 ÷ 80 нм, заполняя межзеренное пространство. Микротвердость синтезированного материала составляет 3 084 МПа.

Горение смесевых топлив исследовалось на установке для гашения и отбора частиц в диапазоне давлений 2 ÷ 8 МПа. Определяли гранулометрический состав алюминиевых агломератов в погашенных продуктах горения. Основными компонентами топлив являлись перхлорат аммония, алюминий, полибутадиеновый каучук с концевыми гидроксильными группами и диизоцианат толуола. Исследовались пять топливных составов, два из которых содержали добавки катализаторов. Составы исследуемых топлив отличались соотношением фракций крупных и мелких частиц перхлората аммония, общим содержанием твердых компонентов, массовой долей катализатора и алюминия, что позволило оценить влияние этих параметров на агломерацию алюминия при различных давлениях. При движении агломератов в потоке продуктов разложения топлива непрореагировавший алюминий продолжает окисляться. Крупные агломераты состоят как из Al₂O₃, так и из несгоревшего алюминия. В исследованном диапазоне давлений большая часть агломератов имеет сферическую форму, а их размеры варьируются от 31 до 115 мкм (для топлив без катализатора) и от 28 до 136 мкм (для топлив с катализатором). Полученные результаты позволяют улучшить представление об агломерации алюминия в топливах, как содержащих, так и не содержащих катализаторы, а также повлиять на выбор соотношения компонентов топлива с целью уменьшения агломерации алюминия, поскольку она приводит к двухфазным потерям удельного импульса и накоплению шлака в полноразмерных твердотопливных ракетных двигателях.

Проводится анализ зависимости диаметра пористой углеродной частицы от стационарной температуры при различных давлениях газовой смеси. Рассматриваются случаи самовоспламенения частицы в нагретой азотно-кислородной смеси и вынужденного воспламенения (зажигания) в холодной азотно-кислородной смеси, приводящие к квазистационарному горению, которое сменяется самопроизвольным погасанием. Показано, что температура горения мелких частиц диаметром d < 200 мкм, для которых характерен переходный режим протекания химических реакций, возрастает с ростом давления газовой смеси. Получена аналитическая зависимость, качественно описывающая эту динамику. Наибольший рост приходится на интервал давления 0.1 ÷ 0.3 МПа. Представлен аналогичный анализ для частиц различных углей. С учетом внутреннего реагирования аналитически получена зависимость критических концентраций кислорода, соответствующих воспламенению и погасанию, от диаметра углеродной частицы. Показано, что повышение давления в смеси приводит к понижению критических концентраций кислорода.

Приведены результаты исследования взрывов алюминизированных взрывчатых веществ (ВВ) на основе октогена в ограниченной сферической камере. Изучалось влияние размера частиц алюминия и окружающей газовой среды на дожигание, а также на взрывные характеристики ВВ. Результаты показали, что концентрации кислорода в воздухе недостаточно для полного сгорания частиц алюминия. По оценкам степень окисления частиц алюминия составляет 87 ÷ 93 % и имеет тенденцию к снижению при увеличении размера частиц. Часть частиц алюминия окисляется вместе с продуктами детонации, и реакция может длиться сотни микросекунд. Однако степень окисления крупных частиц алюминия продуктами детонации невелика. Для оценки начальной энергии детонации применяется новый метод, основанный на определении разницы во времени между началом свечения и приходом волны давления. Этот метод позволил сделать вывод, что некоторые частицы алюминия окисляются во время детонации и обеспечивают дополнительную энергию для первичной взрывной волны. Мелкие частицы алюминия микронного размера в диапазоне 48.9 нм ÷ 46.7 мкм увеличивают длительность существования огненного шара.

Разработан способ получения детонационных наноалмазов из тетрила путем подрыва последнего в водной оболочке при массовом соотношении взрывчатое вещество / вода = 1/(10 ÷ 14). Предложенный процесс обеспечивает выход целевого продукта в количестве 6 ÷ 7 % от исходной массы реагента при содержании наноалмазов в образовавшейся шихте 57 ± 6 %. Показано, что в плане экономичности и безопасности процесса подготовки зарядов использование индивидуальных взрывчатых веществ имеет преимущества по сравнению с известными многокомпонентными составами.

Методом растровой электронной микроскопии обнаружено, что воздействие ударно-волнового импульса микросекундной длительности вызывает в сферопластиках на основе кремнийорганического эластомера формирование нитевидных структур длиной до 10 мкм. Нитевидные структуры образуются на поверхности разрушенных микросфер. Их образованию способствует металлизация поверхности стеклосфер. Представлены результаты экспериментального изучения изменений диэлектрических и механических характеристик металлизированного сферопластика, вызванных ударно-волновым воздействием. Обсуждаются возможные причины образования нитевидных структур при ударно-волновом воздействии на сферопластики.

Всесторонне исследовано естественное дробление (фрагментация) стальных цилиндров с различными размерами заряда взрывчатого вещества, проанализирована корреляция результатов для различных цилиндров. Распределение осколков Мотта имеет некоторые очевидные недостатки, в числе которых сложность точного определения количества осколков. Кроме того, не существует единого и удобного метода описания дробления оболочек различных конструктивных схем. Результаты показали, что поведение цилиндра при фрагментации статистически автомодельно и может быть описано обобщенной линейной зависимостью C_L = a + b ( C / M ). Из-за наличия торца и зазора на торце заряда осколочные характеристики цилиндра снижались до некоторого постоянного значения, а влияние толщины стенки было небольшим. Механизм влияния торца и торцевого зазора на фрагментацию оболочки исследовался с помощью трехмерного моделирования, которое хорошо подтвердило экспериментальные данные.

Организация хозяйства в лесах является основной задачей лесоустройства. Решение этой задачи находится в тесной связи с лесной экономикой и лесоуправлением, что следует учитывать при решении частных проблем организации правильного лесного хозяйства и устойчивого лесопользования. Лесоустройство в России переживало периоды упадка и возрождения лесного хозяйства. После распада Советского Союза лесная отрасль, в том числе и лесоустройство, пришли в упадок. Лесное хозяйство - отрасль материального производства, в которой действуют законы рыночной экономики. Основой возрождения лесного хозяйства будет объективная рыночная эколого-экономическая оценка лесных ресурсов, которую обеспечит возрожденное лесоустройство. Именно лесоустройство должно формировать лесоэкономическую базу организации лесного хозяйства и лесопользования. Это важнейший инструмент для лесного стратегического и оперативного планирования. По мнению М. М. Орлова (1927), лесоустройство является поводырем лесоуправления в случае слепоты последнего. Смена системы лесоуправления в России после принятия Лесного кодекса (2006) привела к существенной деградации системы лесоустройства, что выразилось как в передаче функций по проведению лесоустройства с федерального уровня на региональный, так и в существенном сокращении объемов лесоустроительных работ. Большая часть лесов находится в собственности государства, поэтому не субъект федерации, а именно государство должно обеспечивать получение актуальной достоверной информации о лесах страны для принятия обоснованных управленческих решений и разработки документов стратегического и оперативного планирования. Последние попытки Рослесхоза возродить интенсивное лесное хозяйство закончатся неудачей, если не будет возрождено лесоустройство на современной инновационной основе, в которую должна входить лесоэкономическая база организации лесного хозяйства и лесопользования. Это важнейший инструмент для лесного планирования.

Перспективными методами поиска закономерностей в экспериментальных данных, которые к настоящему времени не нашли широкого применения в лесной науке России, являются регрессионные модели смешанных эффектов. К ним за последние два десятилетия в мировом научном сообществе значительно возрос интерес. Модели смешанных эффектов представляют собой расширения регрессионных моделей для данных, которые собираются по отдельным группам. В качестве отдельных групп, оказывающих влияние на результативный признак, в лесном хозяйстве могут, например, рассматриваться отдельные древостои, пробные площади, географические регионы и др. По сравнению с классическими моделями фиксированных эффектов добавление случайной компоненты позволяет избегать нарушения предположения о независимости при повторных измерениях, поэтому оценки параметров являются более надежными. Модели смешанных эффектов применяются для решения широкого спектра задач в лесном хозяйстве - от описания парных связей между отдельными таксационными показателями до отражения динамики древостоев. Более точные прогнозы таксационных показателей по сравнению с традиционными моделями, в которые включены только фиксированные эффекты, позволят повысить производительность труда и экономическую эффективность лесного хозяйства. Большой положительный опыт использования моделей смешанных эффектов за рубежом не должен оставаться незамеченным в отечественной лесной науке. Их активное применение позволяет вскрывать закономерности в экспериментальных данных, тем самым давая новый вектор в развитии лесоведения, лесоводства, лесной таксации и других лесохозяйственных научных дисциплин.