RU2486512C2 - Method of determining working efficiency of explosives - Google Patents
Method of determining working efficiency of explosives Download PDFInfo
- Publication number
- RU2486512C2 RU2486512C2 RU2011117152/15A RU2011117152A RU2486512C2 RU 2486512 C2 RU2486512 C2 RU 2486512C2 RU 2011117152/15 A RU2011117152/15 A RU 2011117152/15A RU 2011117152 A RU2011117152 A RU 2011117152A RU 2486512 C2 RU2486512 C2 RU 2486512C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- explosive
- explosives
- test
- characteristic
- performance
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области испытаний взрывчатых веществ (ВВ), в частности к определению работоспособности ВВ.The invention relates to the field of testing explosives (EXPLOSIVES), in particular to determining the operability of explosives.
Аналогом предлагаемого способа является способ определения работоспособности ВВ в свинцовой бомбе, описанный в [1]. Данный способ основан на определении расширения канала бомбы продуктами взрыва заряда ВВ и распространяется на порошкообразные, гранулированные, жидкие, вязкотекучие и пластичные ВВ с критическим диаметром детонации не более 20 мм.An analogue of the proposed method is a method for determining the performance of explosives in a lead bomb, described in [1]. This method is based on determining the expansion of the bomb channel by the explosive charge explosion products and extends to powdery, granular, liquid, viscous and plastic explosives with a critical detonation diameter of not more than 20 mm.
К недостаткам аналогичного способа определения работоспоосбности ВВ относятся:The disadvantages of a similar method for determining the working capacity of explosives include:
- большие количества ВВ, используемые для испытаний, например, для проведения испытаний используют три опыта с навесками ВВ по 10 г;- large quantities of explosives used for testing, for example, for testing use three experiments with explosive weights of 10 g each;
- большие затраты на материалы, используемые при испытаниях, например, применяемое в способе свинцовой бомбы оборудование утилизируется после каждого испытания и повторно не используется;- the high cost of materials used in the tests, for example, the equipment used in the lead bomb method is disposed of after each test and is not reused;
- недостаточная оперативность способов.- insufficient efficiency of the methods.
В качестве способа-прототипа выбран способ, описанный в патенте [2]. В способе-прототипе образец ВВ с детонатором устанавливают в герметичную камеру, в корпус которой вмонтирован датчик давления. С помощью детонатора производят подрыв испытуемого ВВ и оценивают его характеристики по величине квазистатического давления в камере после взрыва.As a prototype method, the method described in the patent [2] is selected. In the prototype method, a sample of explosives with a detonator is installed in a sealed chamber, in the housing of which a pressure sensor is mounted. Using the detonator, the test explosive is blown up and its characteristics are estimated by the magnitude of the quasistatic pressure in the chamber after the explosion.
Недостаток прототипа заключается в том, что испытания проводятся в специальной герметичной камере, усложняющей процедуру испытаний, а наличие детонатора снижает точность оценки свойств испытуемого ВВ, кроме того, для испытаний требуются образцы ВВ большой массы (30 г).The disadvantage of the prototype is that the tests are carried out in a special sealed chamber that complicates the test procedure, and the presence of a detonator reduces the accuracy of the evaluation of the properties of the test explosive, in addition, large explosive samples (30 g) are required for testing.
Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении точности оценки свойств ВВ, уменьшении потребного количества ВВ для испытаний, а также в упрощении процедуры испытаний.The technical result of the present invention is to improve the accuracy of evaluating the properties of explosives, reducing the required number of explosives for testing, as well as simplifying the test procedure.
Технический результат достигается тем, что по измеренным значениям давления среды, возникающего под действием энергии взрыва в упругой среде, рассчитывают характеристику мощности акустических колебаний, которую принимают в качестве абсолютной характеристики работоспособности взрывчатого вещества, а затем находят отношение измеренной характеристики мощности акустических колебаний исследуемого взрывчатого вещества к характеристике мощности акустических колебаний эталонного взрывчатого вещества и полученное значение принимают в качестве относительной меры работоспособности взрывчатого вещества.The technical result is achieved by the fact that from the measured values of the pressure of the medium arising under the action of the energy of the explosion in an elastic medium, the characteristic of the power of acoustic vibrations is calculated, which is taken as the absolute characteristic of the working capacity of the explosive, and then the ratio of the measured characteristic of the power of acoustic vibrations of the investigated explosive to the characteristic power of acoustic vibrations of the reference explosive and the resulting value is taken in as a relative measure of explosive performance.
Сущность заявляемого способа состоит в том, что параметры ударных волн (максимальное давление и импульс фаз сжатия и разрежения во фронте ударной волны) и звуковых колебаний определяются теми же свойствами ВВ, которые определяют их работоспособность (фугасность), включая теплоту взрыва, объем продуктов детонации и скорость детонации [3]. Работоспособность ВВ на основе анализа звука, порождаемого детонацией, предлагается рассчитывать по формулеThe essence of the proposed method lies in the fact that the parameters of the shock waves (maximum pressure and momentum of the compression and rarefaction phases in the front of the shock wave) and sound vibrations are determined by the same explosive properties that determine their operability (explosiveness), including the heat of explosion, the volume of detonation products, and detonation velocity [3]. The performance of explosives based on the analysis of sound generated by detonation is proposed to be calculated by the formula
где s - реализация измеренного сигнала звукового давления, t - время.where s is the realization of the measured sound pressure signal, t is time.
На практике, при использовании аналого-цифрового преобразования сигнала звукового давления с равномерной дискретизацией и квантованием, выражение (1) преобразуется к виду (2):In practice, when using analog-to-digital conversion of a sound pressure signal with uniform sampling and quantization, expression (1) is converted to the form (2):
где si - значение отсчета звукового давления, Δt - интервал дискретизации сигнала звукового давления, N - номер последнего отсчета реализации сигнала.where s i is the value of the sound pressure reading, Δt is the sampling interval of the sound pressure signal, N is the number of the last reading of the signal implementation.
Значения σ, рассчитанные по формуле (2), позволяют однозначно дифференцировать ВВ по их работоспособности, что обосновывает применимость данного способа.The values of σ calculated by the formula (2) allow us to unambiguously differentiate explosives by their operability, which justifies the applicability of this method.
Для создания колебаний среды с уровнями, надежно регистрируемыми измерительной аппаратурой, требуются гораздо меньшие количества ВВ (десятые и сотые доли грамма), чем в стандартных методиках испытания энергонасыщенных материалов (от 10 г до 200 г). Это позволяет предельно минимизировать количество ВВ, потребное для проведения испытаний.To create oscillations of the medium with levels reliably recorded by measuring equipment, much smaller quantities of explosives (tenths and hundredths of a gram) are required than in standard methods for testing energy-saturated materials (from 10 g to 200 g). This allows you to minimize the amount of explosives required for testing.
Кроме того, в заявляемом способе подрыв испытуемого образца ВВ предлагается осуществлять без инициирующего ВВ (например, с помощью луча огня, ударного воздействия на копре и т.д.), что позволяет исключить из измеряемой величины звукового давления вклад инициирующего ВВ.In addition, in the inventive method, it is proposed to detonate the test specimen of the explosive without an initiating explosive (for example, using a fire beam, impact on the pile, etc.), which allows to exclude the contribution of the initiating explosive from the measured sound pressure.
При этом заявляемый способ не требует дополнительного специального оборудования в виде камер, бомб и т.д., что упрощает его практическую реализацию.Moreover, the inventive method does not require additional special equipment in the form of cameras, bombs, etc., which simplifies its practical implementation.
Предлагаемый способ осуществляется по следующим этапам. Берут навеску испытуемого ВВ определенной массы, минимальное значение которой обусловлено критическим размером детонации, размещенную в оболочку (например, колпачок) или без оболочки (например, в виде шашки). Подвешивают образец в воздухе, таким образом, чтобы он находился на определенном расстоянии от датчика звукового давления, при условии, чтобы отраженные волны были слабее, чем прямая волна. Далее инициируют ВВ и измеряют, оцифровывают и регистрируют величину звукового давления. Затем по характеристикам измеренного сигнала рассчитывают величину абсолютной работоспособности по формуле (2). Для оценки величины относительной работоспособности дополнительно измеряют величину абсолютной работоспособности вышеуказанным способом для вещества, которое принимают за эталон (например, тротил). Затем находят отношение работоспособности испытуемого ВВ к работоспособности эталонного ВВ.The proposed method is carried out in the following steps. Take a sample of the test explosive of a certain mass, the minimum value of which is due to the critical size of the detonation, placed in the shell (for example, a cap) or without a shell (for example, in the form of a checker). The sample is suspended in air so that it is at a certain distance from the sound pressure sensor, provided that the reflected waves are weaker than the direct wave. Then, an explosive is initiated and the sound pressure value is measured, digitized and recorded. Then, according to the characteristics of the measured signal, the absolute operability value is calculated by the formula (2). To assess the relative working capacity, the absolute working capacity is additionally measured by the above method for a substance that is taken as a standard (for example, TNT). Then find the ratio of the health of the test explosive to the health of the reference explosive.
где sx - сигнал, полученный при «пробе» вещества с искомой работоспособностью, s0 - сигнал, полученный при «пробе» вещества с эталонной работоспособностью (тротил).where s x is the signal received during the “sample” of the substance with the required working capacity, s 0 is the signal received during the “sample” of the substance with the reference working capacity (TNT).
Пример. Схема эксперимента приведена на фиг.1, где 1 - датчик звукового давления (микрофон), 2 - усилитель, 3 - источник питания и напряжения поляризации, 4 - АЦП, 5 - ЭВМ, 6 - колонна копра, 7 - груз, 8 - роликовый прибор с испытуемым образцом, 9 - наковальня.Example. The experimental design is shown in Fig. 1, where 1 is a sound pressure sensor (microphone), 2 is an amplifier, 3 is a power source and polarization voltage, 4 is an ADC, 5 is a computer, 6 is a copra column, 7 is a load, 8 is a roller instrument with test sample, 9 - anvil.
Испытания ВВ на работоспособность, в соответствии с заявляемым способом, осуществлялись следующим образом. Для инициирования взрывчатого превращения навесок ВВ использовалось механическое воздействие падающего груза массой 10 кг с высоты 1 м. Для создания указанных ударных нагрузок использовался копер К-44-2. Отбор, подготовка и взвешивание проб осуществлялись в соответствии с методикой, описанной в ГОСТ 4545-88. При проведении опытов, навеска испытуемого вещества массой 50 мг взвешивалась на весах, обеспечивающих абсолютную погрешность не более 1 мг, и размещалась в роликовом приборе по ГОСТ 4545-88. Сигнал звукового давления, вызываемого взрывным превращением ВВ, регистрировался микрофоном свободного поля с чувствительностью 4 мВ/Па типа 40BF фирмы GRAS с предусилителем 26АА. Микрофон устанавливался по направлению на испытуемый образец на расстоянии 1 метр. Выход предусилителя соединяли со входом источника питания и напряжения поляризации типа 12AR. Выходной сигнал подвергали аналого-цифровому преобразованию с точностью, соответствующей 13 двоичным разрядам на диапазон напряжений ±10 B.Testing explosives for performance, in accordance with the claimed method, was carried out as follows. To initiate the explosive transformation of explosive bombs, the mechanical effect of a falling load weighing 10 kg from a height of 1 m was used. To create the indicated shock loads, a K-44-2 coper was used. Sampling, preparation and weighing of samples were carried out in accordance with the methodology described in GOST 4545-88. During the experiments, a test substance weighing 50 mg was weighed on a balance that provided an absolute error of not more than 1 mg, and was placed in a roller device according to GOST 4545-88. The sound pressure signal caused by the explosive transformation of explosives was recorded by a free field microphone with a sensitivity of 4 mV / Pa, type 40BF from GRAS with a 26AA preamplifier. The microphone was mounted in the direction of the test sample at a distance of 1 meter. The preamplifier output was connected to the input of a power source and a polarization voltage of type 12AR. The output signal was subjected to analog-to-digital conversion with an accuracy corresponding to 13 binary bits per voltage range ± 10 V.
В процессе испытаний инициировали по 10 образцов тротила, ТЭНа, гексогена и тетрила. Зарегистрированные сигналы звукового давления в цифровой форме выравнивались по времени, усреднялись и определялись накопленные суммы квадратов отсчетов сигнала.In the process of testing, 10 samples of TNT, TENA, RDX, and tetryl were initiated. The recorded sound pressure signals were digitally aligned in time, averaged, and the accumulated sums of squares of the signal samples were determined.
В результате обработки сигналов звукового давления по формуле (2) получили значения относительной работоспособности, нормированной по тротилу. Сравнение нормированных данных работоспособности по значению работоспосбности ТЭНа, рассчитанной в соответствии с предлагаемым способом и стандартным методом свинцовой бомбы, отображено на фиг.2.As a result of processing the sound pressure signals according to the formula (2), the values of relative working capacity normalized to TNT were obtained. Comparison of normalized health data on the value of the health of the heating element, calculated in accordance with the proposed method and the standard method of a lead bomb, is shown in figure 2.
Используемая литератураUsed Books
1. ГОСТ 4546-81. Вещества взрывчатые. Методы определения фугасности.1. GOST 4546-81. Explosives. Methods for determining the explosiveness.
2. US Patent №7669460. Small-scale shock reactivity and internal blast test / Harold W.Sandusky, Richard H.Granholm, Douglas G.Bohl. Date of patent: Mar. 2, 2010.2. US Patent No. 7669460. Small-scale shock reactivity and internal blast test / Harold W. Sandusky, Richard H. Granholm, Douglas G. Bohl. Date of patent: Mar. 2, 2010.
3. Физика взрыва / Под. Ред. Л.П.Орленко. - Изд. 3-е, перераб. - В 2 т. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - 832 с.3. Explosion Physics / Under. Ed. L.P. Orlenko. - Ed. 3rd, rev. - In 2 vols. - M .: FIZMATLIT, 2002. - 832 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011117152/15A RU2486512C2 (en) | 2011-04-28 | 2011-04-28 | Method of determining working efficiency of explosives |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011117152/15A RU2486512C2 (en) | 2011-04-28 | 2011-04-28 | Method of determining working efficiency of explosives |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011117152A RU2011117152A (en) | 2012-11-10 |
RU2486512C2 true RU2486512C2 (en) | 2013-06-27 |
Family
ID=47321899
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011117152/15A RU2486512C2 (en) | 2011-04-28 | 2011-04-28 | Method of determining working efficiency of explosives |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2486512C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2623827C1 (en) * | 2016-09-16 | 2017-06-29 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method of explosive transformation parameter determination |
RU2660321C1 (en) * | 2017-09-15 | 2018-07-05 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС") | Device for registration of parameters of high-rate processes |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1184359A1 (en) * | 1984-04-05 | 1994-07-15 | С.А. Новиков | Method of brisance of explosive |
RU2299560C2 (en) * | 2004-12-30 | 2007-05-27 | Валерий Сергеевич Бахтин | Apparatus and method for keeping of bee families |
-
2011
- 2011-04-28 RU RU2011117152/15A patent/RU2486512C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1184359A1 (en) * | 1984-04-05 | 1994-07-15 | С.А. Новиков | Method of brisance of explosive |
RU2299560C2 (en) * | 2004-12-30 | 2007-05-27 | Валерий Сергеевич Бахтин | Apparatus and method for keeping of bee families |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2623827C1 (en) * | 2016-09-16 | 2017-06-29 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method of explosive transformation parameter determination |
RU2660321C1 (en) * | 2017-09-15 | 2018-07-05 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС") | Device for registration of parameters of high-rate processes |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011117152A (en) | 2012-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102253083B (en) | Detonation performance test method for high-energy imploding explosive | |
CN102353813B (en) | Broadband high range accelerometer frequency response characteristic calibrating device and method thereof | |
EP1236996A1 (en) | Structure inspection device | |
RU2426079C1 (en) | Method of pressure measurement | |
RU2486512C2 (en) | Method of determining working efficiency of explosives | |
RU2439481C1 (en) | Method to estimate completeness of explosive charge detonation and device for its realisation | |
Elkarous et al. | Experimental techniques for ballistic pressure measurements and recent development in means of calibration | |
CN112881756A (en) | Three-way impact acceleration sensor installation mode validity checking system and method | |
CN104458453A (en) | Testing system and testing method for energy loaded on initiating explosive device | |
Iqbal et al. | Improving safety provisions of structural design of containment against external explosion | |
Frew et al. | A modified Hopkinson pressure bar experiment to evaluate a damped piezoresistive MEMS accelerometer | |
Lally et al. | Dynamic pressure calibration | |
RU2091736C1 (en) | Method of measurement of rocket engine thrust momentum and test bench for its realization | |
Dobrilovic et al. | Measurements of Shock Wave Force in Shock Tube with Indirect Methods | |
JP2000214139A (en) | Method for evaluating physical properties of elastoplastic object by percussion sound | |
US6655189B1 (en) | Explosive excitation device and method | |
CN107478379B (en) | Explosion field impulse and wind pressure testing device | |
Barnat et al. | Experimental investigation of selected explosion parameters for numerical model validation | |
RU2791836C1 (en) | Device for concrete strength measurement | |
Wang et al. | Shock calibration of the high-g triaxial accelerometer | |
RU2437055C1 (en) | Method for determining initiating capability of shell and device for its implementation | |
Li et al. | Research on composition and formation mechanism of penetration acceleration signal | |
Bai et al. | Study on the shockwave pressure testing method for detonating cords | |
Bertschat et al. | Damage detection at a test bridge with nonlinear ultrasound | |
Barnat et al. | Experimental investigation of selected explosion parameters for numerical model |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140429 |