Исследование структуры стационарных детонационных волн в прессованных взрывчатых веществах

• Автор: Колесников, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 с. : ил.

Глава 1. Теоретические модели детонации. Экспериментальные методы исследования структуры детонационной волны

1.1. История открытия явления детонации.

Гидродинамическая теория детонации Чепмена-Жуге

1.2. Классическая теория детонации

1.3. Структура детонационной волны в модели ЗНД. Нормальный режим детонации

1.4. Обоснование правила отбора скорости детонации в модели ЗНД. Пересжатый и недосжатый режимы детонации
1.5. Детонация реальных ВВ. Обобщение классической теории детонации на случай конденсированных ВВ

1.6. Модели детонации, учитывающие конечную ширину фронта ударной волны

1.7. Экспериментальные методы исследования структуры детонационной волны

1.8. Задачи исследования

Глава 2. Объекты и методы экспериментального исследования

2.1. Объекты исследования
2.2. Регистрация профилей массовой скорости
2.3. Измерение скорости детонационной волны
Глава 3. Результаты экспериментов
3.1. ТОЕТВ
3.2. Крупнодисперсный гексоген
3.3. Мелкодисперсный гексоген
3.4. Октоген

Глава 4. Обсуждение результатов
4.1. Границы применимости модели ЗНД для описания детонации гетерогенных ВВ
4.2. Особенности разложения гетерогенных ВВ.
«Г орячие точки»
4.3. Зависимость удельного объема эффективных очагов реакции от начальной плотности заряда
4.4. Зависимость доли ВВ, реагирующего во фронте
ударной волны, от начальной плотности заряда
* 4.5. Объяснение полученных экспериментальных результатов
с точки зрения моделей детонации, учитывающих конечную ширину фронта ударной волны
Основные результаты диссертации
Заключение
'* Список литературы

Актуальность. Согласно классической теории, детонационное превращение взрывчатых веществ (ВВ) осуществляется под действием ударной волны, возбуждающей экзотермическую химическую реакцию. Поэтому стационарная детонационная волна состоит из ударного скачка и следующей за ним зоны химического превращения, в которой давление падает и вещество расширяется, т.е. формируется так называемый «химический пик» (химпик). Многочисленные экспериментальные исследования подтвердили применимость этой модели для гетерогенных ВВ. В то же время в последние годы появился ряд работ, в которых показано, что в некоторых мощных прессованных ВВ при некоторой критической, как правило, высокой начальной плотности исходного заряда в зоне реакции вместо химпика регистрируется рост давления. Возможность распространения стационарной детонационной волны без химпика не соответствует классическим представлениям, что ставит целый ряд вопросов, связанных с границами применимости классической модели. В частности, неясно, реализуется ли в этом случае режим Чепмена-Жуге, каким образом осуществляется правило отбора скорости детонации, обязательным ли является наличие области повышенных давлений в зоне реакции, и т.д. Без знания ответов на эти ключевые вопросы теории, невозможно корректно прогнозировать (в том числе и посредством современных вычислительных методов) такие практически значимые с точки зрения эксплуатации и безопасности свойства взрывчатых веществ, как пределы инициирования и распространения детонации, чувствительность ВВ к внешним воздействиям, и другие аспекты воздействии ударных волн на ВВ. В связи с этим актуальным представляется экспериментальное и теоретическое исследование границ применимости классической модели детонации, а также поиск подходов к описанию процессов детонации за пределами этих границ.
преобразователем в режиме щелевой развертки. Смещение полос пропорционально изменению скорости и временному сдвигу лучей в линии задержки.
В ЛДИС на основе многолучевого интерферометра Фабри-Перо [53-54] искомая скорость движущейся поверхности определяется по величине смещения интерференционных колец равного наклона в фокальной плоскости выходной линзы интерферометра. Регистрация изменения положения интерференционных колец осуществляется методами высокоскоростной фоторегистрации. Поскольку измеряемое изменение длины волны ДА отраженного от движущейся поверхности света пропорционально скорости ее движения, то развертка во времени спектра отраженного света представляет собой аналоговую запись зависимости скорости зондируемой поверхности от времени. Преимуществами ЛДИС на основе интерферометра Фабри-Перо перед дифференциальными интерферометрами являются простота оптической схемы и ее настройки, помехоустойчивость в условиях взрывного эксперимента и наглядность получаемой информации. Описано применение ЛДИС на основе интерферометра Фабри - Перо для исследования детонации алюминийсодержащих ВВ, измерения скорости разлета цилиндрических оболочек и для диагностики миниатюрных детонационных трансляторов.
Высокая разрешающая способность ЛДИС позволяет регистрировать быстрые химические реакции разложения, возбуждаемые в зарядах ВВ при интенсивном ударно волновом нагружении, и определять структуру течения в зоне химической реакции детонационной волны.
С помощью всех вышеперечисленных методик измеряются в основном такие параметры, как массовая скорость и давление. Однако для понимания кинетики разложения ВВ и обоснованного построения уравнения состояния продуктов детонации нужны методики, позволяющие измерять и другие термодинамические величины.