RU2794592C1 - Плосковолновое нагружающее устройство - Google Patents
Плосковолновое нагружающее устройство Download PDFInfo
- Publication number
- RU2794592C1 RU2794592C1 RU2022128432A RU2022128432A RU2794592C1 RU 2794592 C1 RU2794592 C1 RU 2794592C1 RU 2022128432 A RU2022128432 A RU 2022128432A RU 2022128432 A RU2022128432 A RU 2022128432A RU 2794592 C1 RU2794592 C1 RU 2794592C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- substrate
- layer
- initiation
- detonation
- explosive
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к области проведения экспериментов для исследования свойств материалов под воздействием плоских ударных волн, конкретно к плосковолновому нагружающему устройству, которое может найти применение в газодинамических исследованиях, проводимых в научных институтах. Плосковолновое нагружающее устройство включает основной заряд взрывчатого вещества с размещенным на его нагружаемой поверхности слоем пластического взрывчатого вещества, источник инициирования. Средство инициирования включает в себя инертную подложку со слоем пластического взрывчатого вещества, состоящего из принимающего детонационный импульс участка, проходящего по торцу подложки, и соединенного с ним участка, разгоняющего фольгу, которая примыкает к нему, установленные по отношению к нагружаемой поверхности под углом, подобранным из условия одновременности подлета и инициирования в режиме скользящей детонации. Средство инициирования выполнено однокаскадным в виде составной подложки с внутренней полостью, в которой размещена демпфирующая вставка с формированием зазора между ней и нижней частью подложки. Торец подложки с принимающим детонационный импульс участком пластического взрывчатого вещества выполнен по цилиндрической поверхности. На наружной поверхности верхней части подложки дополнительно размещен слой пластического взрывчатого вещества в виде сектора, исходящего от источника инициирования до соединения с участком слоя принимающего детонационный импульс. Достигается технический результат – повышение стабильности работы путем уменьшения разновременности и разнодинамичности. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области проведения экспериментов для исследования свойств материалов под воздействием плоских ударных волн, конкретно к плосковолновому нагружающему устройству, которое может найти применение в газодинамических исследованиях, проводимых в научных институтах. В частности, оно может быть использовано для исследования процессов выброса потоков частиц и диспергирования металлов при выходе нестационарной ударной волны на свободную поверхность с применением широкого диапазона регистрирующих методик.
Известна конструкция устройства нагружения по заявке WO 9416283 (публик. 1.07.1994), способного создавать более плоский фронт детонационной волны, чем это возможно в соответствии с предшествующим уровнем техники. Устройство содержит средство инициирования - слой взрывчатого вещества (ВВ), который разгоняет металлический лайнер в форме конуса. Слой ВВ инициируется средством инициирования в вершине конуса. Угол раствора конуса подобран так, чтобы лайнер подлетал к определенной базе одновременно.
Недостатком устройства является наличие особой точки на оси, которая не позволяет добиться одновременного удара лайнера по всей плоскости нагружения. Кроме этого, при разгоне конического лайнера его поверхность уменьшается, что приводит к утолщению лайнера к центру - к оси симметрии. Это также приводит к разнодинамичности нагружения.
Известна конструкция устройства нагружения, с помощью которого осуществляют формирование взрывной волны заданной формы в зарядах ВВ по патенту RU 2628115 (публик. 15.08.2017). Устройство включает источник инициирования и средство инициирования основного заряда ВВ, представляющее собой двухслойную инертную матрицу с детонационной разводкой в виде заполненных ВВ сети каналов, верхний слой которой включает общий входной участок детонационной разводки, а нижний - концевые участки, расположенные в сквозных отверстиях, выполненных в этом слое, кроме того верхний слой включает участки, расположенные вдоль поверхности слоя, и участки, расположенные в сквозных отверстиях, выполненных в нем, а нижний слой матрицы также включает участки детонационной разводки, расположенные вдоль его поверхности, при этом к нижнему слою матрицы примыкает подслой из ВВ, контактирующий с поверхностью ВВ концевых участков детонационной разводки, причем сквозные отверстия нижнего слоя выполнены с определенным шагом, который выбран экспериментально. Изобретение позволяет повысить синхронность срабатывания устройства при повышении технологичности изготовления.
Главным недостатком данного устройства является то, что в процессе инициирования детонационной волны в точках формируется трехмерная картина, как детонационного фронта, так и течения продуктов взрыва за фронтом. Сформированные возмущения не затухают длительное время и не позволяют добиться плоского и одномерного нагружения исследуемых образцов.
Из описания к патенту RU 2722192 (публик. 28.05.2020) известно плосковолновое нагружающее устройство, используемое в радиографических экспериментах по исследованию ударно волнового выброса частиц со свободной поверхности и диспергирования металлов. Устройство выбрано в качестве ближайшего и включает источник инициирования, средство инициирования и основной заряд ВВ, при этом на нагружаемой поверхности основного заряда ВВ размещен слой пластического ВВ, а средство инициирования выполнено двухкаскадным, каждый каскад которого содержит разгоняемую своим слоем пластического ВВ фольгу, причем слой с фольгой верхнего каскада установлен под углом α к нагружаемой поверхности второго каскада с возможностью инициирования в режиме скользящей детонации установленным со стороны приподнятого торца средством инициирования, и слой с фольгой второго каскада установлен под углом β к нагружаемой поверхности основного заряда ВВ с возможностью инициирования в режиме скользящей детонации, углы α и β подобраны из условия одновременности подлета к нагружаемым поверхностям.
Недостатком ближайшего аналога является то, что двухкаскадная конструкция может привести к нестабильности работы из-за разнодинамичности, вклад в которую вносит каждый каскад и разновременности.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение стабильности работы путем уменьшения разновременности и разнодинамичности.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в конструкции плосковолнового нагружающего устройства, включающего основной заряд ВВ с размещенным на его нагружаемой поверхности слоем пластического ВВ, источник инициирования и средство инициирования, включающее в себя инертную подложку со слоем пластического ВВ, состоящего из принимающего детонационный импульс участка, проходящего по торцу подложки, и соединенного с ним участка, разгоняющего фольгу, которая примыкает к нему, последние установлены по отношению к нагружаемой поверхности под углом, подобранным из условия одновременности подлета и инициирования в режиме скользящей детонации, новым является то, что средство инициирования выполнено однокаскадным в виде составной подложки с внутренней полостью, в которой размещена демпфирующая вставка с формированием затора между ней и нижней частью подложки, при этом торец подложки с принимающим детонационный импульс участком пластического взрывчатого вещества выполнен по цилиндрической поверхности, причем на наружной поверхности подложки дополнительно размещен слой пластического взрывчатого вещества в виде сектора, исходящего от источника инициирования до соединения со слоем принимающего детонационный импульс участка.
Выполнение средства инициирования однокаскадным, который содержит разгоняемую слоем пластического ВВ фольгу, позволяет за счет геометрической формы корпуса преобразовать инициирование из точки в инициирование по площади при использовании малого количества ВВ, уменьшает разнодинамичность.
Конструкция средства инициирования позволяет осуществить инициирование из точки в режиме скользящей детонации и одновременный подлет фольги по всей плоскости нагружения слоя пластического ВВ. При такой конструкции осуществляется разворот фронта расходящейся детонационной волны от точечного инициирования слоя пластического взрывчотого вещества в линию, что позволяет компенсировать разницу длин путей от точки инициирования до места на нижнем слое пластического взрывчатого вещества, на котором расположена фольга под углом к нагружаемой поверхности основного заряда.
На фигурах 1, 2 представлено в общем виде заявляемое изобретение - плосковолновое нагружающее устройство, где:
1 - точка инициирования (место под ЭД);
2 - столбик из пластического ВВ на основе ТЭНа для точечного инициирования;
3 - подложка из оргстекла;
4 - листы из пластического ВВ на основе ТЭНа;
5 - фольга медная;
6 - заряд ВВ на основе октогена;
7 - проставка из пенопласта.
Примером конкретного выполнения заявляемого устройства может служить плосковолновое нагружающее устройство, используемое при исследовании радиографическим методом процессов диспергирования и выброса потока частиц металла при выходе нестационарной ударной на свободную поверхность с возмущениями.
Нагружающее устройство состоит заряда на основе октогена 6, источника инициирования, установленного в точке инициирования 1, однокаскадного средства инициирования в виде составной из 2 частей подложки 3 с внутренней полостью, в которую помещена демпфирующая проставка из пенопласта 7 с формированием зазора между ней и нижней частью подложки. Слои пластического ВВ 4 на основе ТЭНа толщиной 2 мм размещены на поверхностях подложки и основного заряда. Слой пластического ВВ, размещенный на подложке 3 состоит из принимающего детонационный импульс участка, проходящего по торцу подложки, и соединенного с ним участка, разгоняющего медную фольгу толщиной 0,2 мм, которая примыкает к нему, последние установлены по отношению к нагружаемой поверхности под углом α=14,9° и подобран так, чтобы фольга, разогнанная до скорости 2 км/с, одновременно и по всей плоскости подлетала к слою пластического ВВ на основе ТЭНа, расположенного на поверхности заряда из октогена. Торец подложки с принимающим детонационный импульс участком пластического ВВ выполнен по цилиндрической поверхности, причем принимающий детонационный импульс участок соединен с дополнительным слоем пластического ВВ в виде сектора, исходящего от источника инициирования вдоль поверхности подложки до соединения с торцевой частью.
Работа устройства заключается в следующем.
При задействовании ЭД в точке инициирования 1, детонационный импульс по прутку 2 передается на слой пластического ВВ 4, инициируя в нем детонацию в одной точке. Форма подложки 3 позволяет преобразовать расходящейся фронт детонации в плоский фронт. Далее разгон фольги 5 осуществляется продуктами взрыва скользящей детонации. Размещение на нагружаемой поверхности основного зарядам слоя более чувствительного пластического ВВ позволяет после удара фольги по слою пластического ВВ инициировать основной заряд по всей поверхности без задержки. Давление, создаваемое при ударе фольга 5 по слою пластического ВВ 4 основного заряда из октогена, составляет Р=14 ГПа, что достаточно для его инициирования без задержки.
Заявляемая конструкция была опробована. Выбор именно такой конструкции обусловлен минимальным количеством ВВ в сборке, позволяет использовать тонкие защитные экраны, как на системе регистрации, так и на защите источника излучения и получать максимально качественное изображение взрывного процесса, например, радиографическим методом.
Claims (1)
- Плосковолновое нагружающее устройство, включающее основной заряд взрывчатого вещества с размещенным на его нагружаемой поверхности слоем пластического взрывчатого вещества, источник инициирования и средство инициирования, включающее в себя инертную подложку со слоем пластического взрывчатого вещества, состоящего из принимающего детонационный импульс участка, проходящего по торцу подложки, и соединенного с ним участка, разгоняющего фольгу, которая примыкает к нему, последние установлены по отношению к нагружаемой поверхности под углом, подобранным из условия одновременности подлета и инициирования в режиме скользящей детонации, отличающееся тем, что средство инициирования выполнено однокаскадным в виде составной подложки с внутренней полостью, в которой размещена демпфирующая вставка с формированием зазора между ней и нижней частью подложки, при этом торец подложки с принимающим детонационный импульс участком пластического взрывчатого вещества выполнен по цилиндрической поверхности, причем на наружной поверхности верхней части подложки дополнительно размещен слой пластического взрывчатого вещества в виде сектора, исходящего от источника инициирования до соединения с участком слоя принимающего детонационный импульс.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2794592C1 true RU2794592C1 (ru) | 2023-04-24 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5359935A (en) * | 1993-01-13 | 1994-11-01 | Applied Energetic Systems, Inc. | Detonator device and method for making same |
US7513198B2 (en) * | 2003-06-12 | 2009-04-07 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of National Defence | Super compressed detonation method and device to effect such detonation |
RU2364834C1 (ru) * | 2007-11-26 | 2009-08-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии | Способ определения асимметрии движущейся поверхности |
RU2628115C1 (ru) * | 2016-06-20 | 2017-08-15 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") | Устройство формирования детонационной волны |
RU2647453C1 (ru) * | 2017-03-02 | 2018-03-15 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Устройство для определения чувствительности расплава взрывчатых веществ к ударно-волновому воздействию |
RU2722192C1 (ru) * | 2019-09-16 | 2020-05-28 | Российская Федерация, от имени который выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Плосковолновое нагружающее устройство |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5359935A (en) * | 1993-01-13 | 1994-11-01 | Applied Energetic Systems, Inc. | Detonator device and method for making same |
US7513198B2 (en) * | 2003-06-12 | 2009-04-07 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of National Defence | Super compressed detonation method and device to effect such detonation |
RU2364834C1 (ru) * | 2007-11-26 | 2009-08-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии | Способ определения асимметрии движущейся поверхности |
RU2628115C1 (ru) * | 2016-06-20 | 2017-08-15 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") | Устройство формирования детонационной волны |
RU2647453C1 (ru) * | 2017-03-02 | 2018-03-15 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Устройство для определения чувствительности расплава взрывчатых веществ к ударно-волновому воздействию |
RU2722192C1 (ru) * | 2019-09-16 | 2020-05-28 | Российская Федерация, от имени который выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Плосковолновое нагружающее устройство |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5535679A (en) | Low velocity radial deployment with predetermined pattern | |
US6622632B1 (en) | Polar ejection angle control for fragmenting warheads | |
US6308634B1 (en) | Precursor-follow through explosively formed penetrator assembly | |
RU2794592C1 (ru) | Плосковолновое нагружающее устройство | |
US5359935A (en) | Detonator device and method for making same | |
US3154014A (en) | Method of and apparatus for accelerating gases and solids | |
RU2722192C1 (ru) | Плосковолновое нагружающее устройство | |
US7493861B1 (en) | Tandem shaped charge warhead having a confined forward charge and a light-weight blast shield | |
Held | Corner‐Turning Distance and Retonation Radius | |
US4077326A (en) | Impulse compensated continuous rod warhead | |
US3223037A (en) | Innerbody continuous rod warhead | |
US5271726A (en) | Apparatus for explosive shocking of materials | |
US20160216085A1 (en) | Structure for Shaping and Applying a Propagating Shock Wave to an Area of an Explosive Load to Increase an Energetic Shock Impact Effect on a Target | |
US7810431B2 (en) | Explosive charge | |
Dudin et al. | Laboratory explosive system for cylindrical compression | |
Svingala et al. | Simple explosive plane wave booster designs for 1-D shock experiments | |
US10302405B1 (en) | Superdetonation devices and methods for making and using the same | |
RU2730909C1 (ru) | Генератор ударных волн взрывного типа | |
Hoese et al. | Simultaneous initiation over large areas of a spray-deposited explosive: Paper discusses an experimental technique for achieving impulsive loading with very short duration over relatively large surfaces | |
RU2553611C1 (ru) | Способ формирования металлического компактного элемента | |
RU2603660C1 (ru) | Способ гиперскоростного метания металлического элемента и кумулятивное метающее устройство для его осуществления | |
Lopez-Pulliam et al. | The design and testing of an impact ignited deflagration to detonation experiment | |
US20240044624A1 (en) | Munitions and methods for operating same | |
CN114935287B (zh) | 一种活性射流化学能分布释放测试系统及方法 | |
Kobylkin | Detonation initiation in shielded thin layers of explosives by shaped-charge jets |