Полуэмпирический анализ начальной стадии роста очага разложения за фронтом ударной волны
Авторы: Андреев С.Г.
Опубликовано в выпуске: #12(132)/2022
DOI: 10.18698/2308-6033-2022-12-2234
Раздел: Механика | Рубрика: Механика жидкости, газа и плазмы
Приведены результаты анализа начальной стадии разложения флегматизированного гексогена за фронтом ударной волны с давлением на фронте приблизительно равным 2 ГПа, предположительно в течение времени, предшествующего слиянию первоначально изолированных очагов разложения. При этом используются зависимости от времени массовой доли продуктов разложения взрывчатого вещества за фронтом ударной волны и их удельного объема, полученные при обработке результатов экспериментов, которые проводят по методу квазитонких слоев (слоев толщиной десятые доли миллиметров, размещенных между блоками инертного эталонного материала). На основании выявленной из результатов эксперимента динамики изменения параметров состояния реагирующего заряда установлены зависимости от времени характеристики движения матричного взрывчатого вещества вокруг очага разложении в рамках модели элементарной сферической ячейки заряда. Она принята в виде шара, содержащего центральную пору, которая первоначально заполнена воздухом. Получены зависимости от времени (в течение десятых долей микросекунды) радиуса очага разложения, представляемого как сферическая полость, заполненная продуктами горения взрывчатого вещества и сжимаемым начальным поровым газом, а также тангенциальной деформации и ее скорости на контрольных сферических поверхностях, располагаемых на различных расстояниях от поверхности очага разложения. Выявлены деформации и скорости деформации на сферической поверхности горения. Установлено влияние на оценки этих характеристик концентрации очагов разложения в диапазоне варьирования и остаточного давления воздуха в порах, остающегося после прессования зарядов (0,1 МПа и 1 МПа). Деформации и скорости деформации на поверхности очага разложения, рассматриваемого как поверхность горения, могут достигать значений, соответственно равных 25 % и 106 с–1. Площадь поверхности очага разложения может на порядок превышать площадь поверхности горения, которая была бы, если бы удельный объем продуктов разложения не был существенно меньше, чем у взрывчатого вещества. Скорость перемещения поверхности очага разложения может на порядок превышать линейную скорость горения.
Литература
[1] Бабкин А.В., Велданов В.А., Грязнов Е.Ф. и др. Средства поражения и боеприпасы. В.В. Селиванов, ред. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008, 984 с.
[2] Селиванов В.В., Кобылкин И.Ф., Новиков С.А. Взрывные технологии. В.В. Селиванов, ред. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008, 648 с.
[3] Орленко Л.П. ред. Физика взрыва. В 2 т. Изд. 3-е, испр. Москва, ФИЗМАТЛИТ, 2004, т. 2, 656 с.
[4] Мациевич Б.В., Буренок В.М. Винников В.П., Глинский В.П., Шикунов Н.В. Боеприпасы повышенной стойкости к опасным внешним воздействиям: особенности конструирования, испытаний и эксплуатации. Красноармейск, ОАО «КНИИМ», 2014, 168 с.
[5] Андреев С.Г. Основы анализа соотношения мощности и стойкости к динамическим воздействиям зарядов ВВ. Оборонная техника, 1996, № 8–9, с. 21–28.
[6] Бельский И.М. Механизм инициирования и развития детонации в твердых гетерогенных взрывчатых веществах. Монография. Саров, ФГУП РФЯЦ– ВНИИЭФ, 2019, 265 с.
[7] Кобылкин И.Ф., Селиванов В.В. Возбуждение и распространение взрывных превращений в зарядах взрывчатых веществ. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015, 354 с.
[8] Клименко В.Ю. Дислокационный механизм распада ВВ. Сб. тр. конф. «Ударные волны в конденсированных средах». Санкт-Петербург, 2008, с. 90–106.
[9] Lee E.L., Tarver C.M. Phenomenological model of shock initiation in heterogeneous explosives. Phys. Fluids, 1980, vol. 23, no. 12, pp. 2362–2372.
[10] Лобанов И.Ф. Моделирование детонационных волн в гетерогенном конденсированном ВВ. Физика горения и взрыва, 1980, т. 16, № 6, с. 113–116.
[11] Klimenko V.Yu. Two modes mechanism of hot spot process in heterogeneous high explosives. Int. Conf. “Shock Waves in Сondensed Media”. Saint Petersburg, Russia, 2000. St. Petersburg, 2000, pp. 68–73.
[12] Гребенкин К.Ф. Полупроводниковая модель детонации: состояние дел. Химическая физика, 2005, т. 24, № 11, с. 1–8.
[13] Морозов В.Г., Карпенко И.И., Янилкин Ю.В., Чернышова О.Н. Расчет скорости роста горячих точек с учетом турбулентного механизма передачи энергии. Int. Conf. “Shock Waves in Сondensed Media”. Saint Petersburg, Russia, 2006. Санкт-Петербург, 2006, c. 118–120.
[14] Никитенко Ю.Р., Аминов Ю.Ф. О влиянии структуры ВВ на чувствительность к ударному воздействию. Int. Conf. “Shock Waves in Condensed Media”. Saint Petersburg—Novgorod, Russia, 2010. Санкт-Петербург, 2010, c. 151–157.
[15] Андреев С.Г., Усенков Л.Н., Соловьев В.С., Зюзин В.В. Уточненная модель очагового разложения взрывчатых веществ за фронтом инициирующей ударной волны. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1990, 26 с. Деп. В ВИНИТИ, 18.02.91, № 794. В91.
[16] Андреев С.Г., Зюзин В.В., Имховик Н.А., Соловьев В.С. Основы метода квазитонких слоев для извлечения кинетики разложения ВВ при динамических нагрузках. Химическая физика, 1990, т. 9. № 7, с. 949–956.
[17] Андреев С.Г., Палий Н.В. Разработка метода ампул сохранения квазитонких слоев для исследования разложения взрывчатых веществ в ударных волнах. Химическая физика, 2002, т. 21, № 8, с. 72–82.
[18] Coffey C.S. Hot spot production by moving dislocations in rapidly deforming crystalline explosives. The VIII Int. Symp. on Detonation. Albuguergue, USA, 1985, pp. 62–67.
[19] Коффи К.С. Инициирование ВВ ударом или слабыми ударными волнами. Химическая физика, 1998, т. 17, № 1, с. 4–9.