МЕТАНИЕ ПЛАСТИН ПРОДУКТАМИ ПЕРЕСЖАТОЙ ДЕТОНАЦИИ ЗАРЯДА ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА С УМЕНЬШАЮЩЕЙСЯ ПЛОТНОСТЬЮ В.М. БЕЛЬСКИЙ, Э.Э. ЛИН, Э.Н. ПАЩЕНКО, Б.П. ТИХОМИРОВ, И.П. ХАБАРОВ Российский Федеральный ядерный центр Всероссийский НИИ экспериментальной физики г. Саров, Нижегородская область, Россия В работах [1, 2] предложен один из возможных способов увеличения коэффициента отбора энергии h от взрывчатого вещества (ВВ) за счет метания пластин пересжатой детонационной волной, распространяющейся по заряду с плотностью, понижающейся в сторону метаемой пластины. Как показали модельные расчеты [1] в этом случае можно ожидать увеличения h на величину ∼10% (в зависимости от соотношения масс пластин и ВВ). Суть предполагаемого эффекта заключается в том, что за счет пересжатия детонационной волны продукты взрыва за ее фронтом имеют большую удельную кинетическую энергию, а потому передают пластине больший импульс чем в случае заряда однородной плотности. В настоящей работе приведены результаты экспериментальной проверки возможности увеличения коэффициента отбора энергии пластиной за счет профилирования плотности детонационного заряда [3] и поиска условий эксперимента, где это увеличение может реализоваться. Исследование выполнено путем сравнения скоростей полета W стальных пластин, разогнанных продуктами взрыва (ПВ) зарядов переменной и однородной плотностей, в одинаковых условиях. В качестве ВВ выбран состав на основе октогена с полимерным связующим в соотношениях 92/8. Схема эксперимента представлена на рис. 1. Рис. 1. Схема эксперимента. 1 — заряд; 2 — стальная пластина; 3 — осциллографические контакты; 4 — стальной корпус Разгонялись пластины из стали 10X18H10T диаметром 60 мм, толщиной 2; 4; 4,5 мм. Заряд взрывчатого вещества и метаемая пластина в одном типе эксперимента заключались в массивный цилиндрический корпус с толщиной стенки 25 мм, в другом типе экспериментов свободны от него. Непосредственно в эксперименте определяли (x, t)–диаграмму движения пластины, разгоняемой продуктами взрыва, с помощью 8 электрических контактов накольного типа. Временные интервалы измеряли с погрешностью ±20 нс. Искомую скорость движения пластины определяли на базе 52 мм. Закон снижения плотности по заряду задавался в виде [1, 2] FG H ρ = ρ0 1 − x L IJ K δ , где δ = 0; 0,2; 1, ρ0 — начальная плотность в сечении x = 0; L — условная длина, на которой ρ обращается в нуль. mW 2 Значения коэффициента отбора энергии η = / Q0 пластиной от заряда ВВ, расположенного 2 F GH I JK в корпусе, для различных значений µ = m / M представлены в таблице (m — масса пластины, M — масса заряда ВВ, Q0 — калорийность заряда). Метание пластин продуктами пересжатой детонации заряда взрывчатого вещества ... 177 Из таблицы видно, что при изменении значения m от 0,2 до 0,4 коэффициент отбора энергии пластиной от заряда ВВ с параболическим снижением плотности увеличивается от 5 до 15% по сравнению с зарядом максимальной плотности. В отсутствии корпуса эффекта абсолютного увеличения коэффициента отбора энергии по сравнению с зарядом максимальной плотности не наблюдается. Однако с уменьшением толщины метаемой пластины и значения δ коэффициент отбора энергии возрастает по сравнению с m = 0,4. Причина этого окончательно не выяснена и требует дополнительных исследований. Полученные экспериментальные данные дают основание для попытки тестирования расчетных одномерных моделей [1, 2] пересжатой детонации плоского слоя конденсированного ВВ с уменьшающейся плотностью. На рис. 2 приведены расчетные кривые безразмерных интегралов кинетической энергии потока ПВ в зависимости от показателя степени в законе уменьшения плотности, полученные для перепада плотности ρ/ρ0 = 0,69. Там же даны экспериментальные точки для зарядов, полученные нормированием значений квадрата скорости W 2 стальной пластины толщиной 2 и 4 мм на величину W 2 той же пластины, соответствующую заряду ВВ с постоянной максимальной плотностью и при том же отношении масс ВВ и пластины, что и для заряда с уменьшающейся плотностью. Можно видеть, что расчетные кривые удовлетворительно коррелируют с экспериментальными данными, причем аналитическая и численная модели дают соответственно верхнюю и нижнюю границы интегралов кинетической энергии потока ПВ. Значение коэффициентов отбора энергии (h) стальной пластиной от заряда ВВ, расположенного в корпусе δ m h / h δ =0 0 0,2 1 0 0,2 1 0 0,2 1 0,4 0,4 0,4 0,3 0,3 0,3 0,2 0,2 0,2 1,0 1,15 1,0 1,0 1,10 1,0 1,0 1,05 1,0 Рис. 2. Интегралы кинетической энергии ПВ и пластины: 1 — численная модель [1], 2 — аналитическая модель [2] d E k / E k00 i — отношение кинетической энергии ПВ заряда переменной плотности (Ek) к кинетической энергии ПВ ПВ для заряда той же толщины, но с постоянной максимальной плотностью. , — 4 мм пластина; темные точки — заряд в корпусе; , — 2 мм пластина; светлые точки — заряд без корпуса. Список литературы 1. Лин Э.Э., Пащенко Э.Н., Тихомиров Б.П. // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Теоретическая и прикладная физика. 1991. Вып. 2. C. 1922. 2. Лин Э.Э., Пащенко Э.Н., Тихомиров Б.П. // ПМТФ. 1993. №1. С. 3234. 3. Бельский В.М., Лин Э.Э., Пащенко Э.Н. и др. // Заявка на изобретение № 93047501 от 12.10.93 "Устройство для динамических нагружений". Решение о выдаче патента на изобретение от 09.01.97.