RU2799294C1 - Method for testing perspective high-energy materials for sensitivity to mechanical stress - Google Patents

Method for testing perspective high-energy materials for sensitivity to mechanical stress Download PDF

Info

Publication number
RU2799294C1
RU2799294C1 RU2022135125A RU2022135125A RU2799294C1 RU 2799294 C1 RU2799294 C1 RU 2799294C1 RU 2022135125 A RU2022135125 A RU 2022135125A RU 2022135125 A RU2022135125 A RU 2022135125A RU 2799294 C1 RU2799294 C1 RU 2799294C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
type
reaction
fragment
sensitivity
fragments
Prior art date
Application number
RU2022135125A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Анатольевич Деморецкий
Сергей Юрьевич Ганигин
Олег Сергеевич Рахманин
Иван Романович Тонеев
Равиль Ришадович Сулейманов
Николай Сергеевич Альдебенев
Елена Сергеевна Журавлева
Максим Владимирович Теняков
Виктория Витальевна Киященко
Александр Сергеевич Нечаев
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет"
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2799294C1 publication Critical patent/RU2799294C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to devices and methods that ensure safety and can be used to test high-energy substances for sensitivity to mechanical stress. The method of testing high-energy substances for sensitivity to mechanical stress is that a high-energy substance is placed in a test layout and thermostated depending on the simulation of the conditions of the climatic zone. After temperature control, the layout is installed on a slipway with an armoured card. An armour-piercing incendiary bullet of 12.7 mm calibre is fired from an accelerating device mounted on a frame. The accelerating device is protected by an anti-ricochet gate. Fragments are collected. Each individual fragment is weighed and the average fragment mass is calculated using the following formula: МAV = М1 + М2 + М3 + …Мn/Nm, where MAV is the average fragment mass, g; М1 + М2 + М3 + …Мn is the sum of the masses of each individual fragment, g; Nm is the number of fragments (pcs). After that, according to the following formula, the E-criterion is determined, which falls into the ranges indicated below and determines the type of reaction: 1) 0<E<0,2 – combustion (type V); 2) 0,2<E<0,5 – deflagration (type IV); 3) 0,5<E<0,7 – explosive combustion (type III); 4) 0,7<E<0,9 – partial detonation (type II); 5) 0,9<E<1 – detonation (type I); E = (МbodyAV)/Мbody, where E is the ranking criterion for determining the type of reaction; Mbody is the mass of the mock-up body before testing, g; MAV is the average weight of a fragment, g.
EFFECT: test of high-energy substances for sensitivity to mechanical stress, which provides for a visual and quantitative assessment.
1 cl, 14 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам, обеспечивающим безопасность, и может быть использовано для испытания высокоэнергетических веществ на чувствительность к механическим воздействиям.The invention relates to mechanical engineering, and in particular to methods that ensure safety, and can be used to test high-energy substances for sensitivity to mechanical stress.

Различные виды боеприпасов, снаряженные высокоэнергетическими веществами, в процессе транспортировки, эксплуатации, находясь в зоне боевых действий могут подвергнуться таким механическим воздействиям как попадание осколка или пули, что в свою очередь приведёт к реакции вещества на данное воздействие.Various types of ammunition filled with high-energy substances during transportation, operation, being in a combat zone can be subjected to such mechanical influences as hitting a fragment or a bullet, which in turn will lead to a reaction of the substance to this effect.

В настоящее время классифицируют шесть типов реакций БП на опасные внешние воздействия ОВВ:Currently, six types of BP reactions to hazardous external effects of HNS are classified:

Тип I (Реакция детонации). Самый мощный тип реакции боеприпаса. Сверхзвуковая реакция разложения (детонация) протекает во взрывчатом материале с образованием интенсивной ударной волны в окружающей среде (например, в воздухе или воде). Взрывчатый материал полностью детонирует. Происходит очень быстрая пластическая деформация металлических оболочек БП, сопровождающаяся их полным дроблением и образованием мелких высокоскоростных осколков. Взрывной эффект будет включать: большие воронки для боеприпасов, установленных на поверхности грунта или близко к ней; повреждение (пробитие, фрагментацию) металлических пластин-свидетелей; взрывное повреждение близлежащих сооружений.Type I (Detonation reaction). The most powerful type of ammunition reaction. The supersonic decomposition reaction (detonation) takes place in the explosive material with the formation of an intense shock wave in the environment (for example, in air or water). Explosive material fully detonates. There is a very fast plastic deformation of the metal shells of the BP, accompanied by their complete crushing and the formation of small high-speed fragments. Explosive effects will include: large ammunition craters placed on or close to the ground surface; damage (penetration, fragmentation) of metal witness plates; explosive damage to nearby structures.

Первичным признаком реакции Типа I является образование: ударной волны, интенсивность которой соответствует полной детонации всей массы взрывчатого материала в БП и формирование мелких высокоскоростных осколков от оболочки БП.The primary sign of a Type I reaction is the formation of: a shock wave, the intensity of which corresponds to the complete detonation of the entire mass of explosive material in the BP and the formation of small high-velocity fragments from the BP shell.

Тип II (Реакция частичной (неполной) детонации). Второй по мощности тип реакции боеприпаса. Часть заряда, но не весь взрывчатый материал, реагирует по типу I (детонирует). Формируется интенсивная ударная волна. Часть оболочки боеприпаса дробится на мелкие осколки. Часть оболочки БП может дробиться с образованием больших осколков. Металлические пластины-свидетели могут быть повреждены так же, как в случае реакции по типу I. Может образоваться воронка в грунте. Близлежащие сооружения могут быть повреждены от взрывной ударной волны. Величина эффекта зависит от массовой доли сдетонировавшего разрывного заряда БП.Type II (Reaction of partial (incomplete) detonation). The second most powerful type of ammunition reaction. Some of the charge, but not all of the explosive material, reacts in a Type I manner (detonates). An intense shock wave is formed. Part of the shell of the ammunition is crushed into small fragments. Part of the BP shell can be crushed with the formation of large fragments. Metal witness plates can be damaged in the same way as in the case of a type I reaction. A funnel in the soil can form. Nearby structures can be damaged by the explosive shock wave. The magnitude of the effect depends on the mass fraction of the detonated bursting charge of the BP.

Первичным признаком реакции Типа II является: генерация взрывной ударной волны, интенсивность которой меньше чем у ударной волны, которая соответствует полной детонации всей массы взрывчатого материала в БП; быстрая пластическая деформация части (но не всей) металлической оболочки, контактирующей с взрывчатым материалом, с ее дроблением на высокоскоростные осколки.The primary indication of a Type II reaction is: the generation of an explosive shock wave, the intensity of which is less than that of the shock wave, which corresponds to the complete detonation of the entire mass of explosive material in the BP; rapid plastic deformation of a part (but not all) of the metal shell in contact with the explosive material, with its fragmentation into high-speed fragments.

Вторичным признаком реакции Типа II является: разбросанный сгоревший или не сгоревший взрывчатый материал; перфорация, дробление и/или пластическая деформация пластины-свидетеля; образование воронки в земле.A secondary sign of a Type II reaction is: scattered burnt or unburned explosive material; perforation, crushing and/or plastic deformation of the witness plate; the formation of a funnel in the ground.

Тип III (Взрывное горение). Третий по мощности тип реакции боеприпаса. Загорание и быстрое горение взрывчатого материала в оболочке создает высокие местные подъемы давления, приводящие к взрывному разрушению корпуса боеприпаса. Металлическая оболочка фрагментируется (испытывает бризантное разрушение) на крупные куски, которые часто разбрасываются на большие расстояния. Непрореагировавший и/или горящий взрывчатый материал также разбрасывается. Возникает воздушная ударная волна, которая может вызвать разрушение близлежащих сооружений. Существует опасность пожара и задымления. Взрыв и высокоскоростные осколки могут произвести небольшие воронки в грунте и повреждение (разрушение, пробитие, выемки) в металлических пластинах-свидетелях. Давление взрыва ниже, чем в реакциях по типу I и II.Type III (Explosive combustion). The third most powerful type of ammunition reaction. Ignition and rapid combustion of the explosive material in the shell creates high local pressure rises, leading to the explosive destruction of the shell of the ammunition. The metal shell fragments (experiences blasting destruction) into large pieces, which are often scattered over long distances. Unreacted and/or burning explosive material is also scattered. An air shock wave occurs, which can cause the destruction of nearby structures. There is a danger of fire and smoke. Explosion and high-speed fragments can produce small craters in the ground and damage (destruction, penetration, recesses) in metal witness plates. The explosion pressure is lower than in type I and II reactions.

Первичным признаком реакции Типа III является быстрое сгорание части или всего взрывчатого материала после начала реакции боеприпаса и обширное растрескивание металлической оболочки без признаков деформации сдвига, приводящее к образованию меньшего количества более крупных осколков, чем при нормальной детонации заряда боеприпаса.The primary symptom of a Type III reaction is the rapid combustion of some or all of the explosive material after the ammunition has started to react, and extensive cracking of the metal sheath with no evidence of shear deformation, resulting in fewer larger fragments than would occur during normal detonation of the ammunition charge.

Вторичным признаком реакции Типа III является: разброс на значительные расстояния кусков сгоревшего и несгоревшего взрывчатого материала; повреждение пластины-свидетеля; фиксация взрывной ударной волны, интенсивность которой значительно меньше, а длительность – больше, чем у УВ, которая соответствует полной детонации всей массы взрывчатого материала в БП; образование воронки в земле.A secondary symptom of a Type III reaction is: the scattering over considerable distances of pieces of burnt and unburned explosive material; witness plate damage; fixation of an explosive shock wave, the intensity of which is much less, and the duration is longer than that of an SW, which corresponds to the complete detonation of the entire mass of explosive material in the BP; the formation of a funnel in the ground.

Тип IV (Реакция дефлаграции). Быстрое сгорание взрывчатого материала без детонации. Загорание и горение ВМ в оболочке приводят к невзрывчатому сбросу давления в результате низкой прочности или вентилирования через стыки в оболочке (очко под детонатор, резьбы и т.д.). Оболочка может разрушиться, но не фрагментироваться; несгоревший или горящий взрывчатый материал может быть разбросан и догорать. Сброс давления может передвинуть незакрепленное испытуемое изделие, вызывая дополнительную опасность. Отсутствуют повреждения от ударной волны и значительные осколочные повреждения окружающих предметов; имеются только тепловые повреждения и задымление при горении взрывчатого материала.Type IV (Deflagration reaction). Rapid combustion of explosive material without detonation. Ignition and combustion of explosives in the shell lead to non-explosive pressure release as a result of low strength or ventilation through the joints in the shell (a point for a detonator, threads, etc.). The shell may collapse, but not fragment; unburned or burning explosive material can be scattered and burn out. The release of pressure may move a loose test article, causing an additional hazard. There is no damage from the shock wave and significant fragmentation damage to surrounding objects; there are only thermal damage and smoke from the burning of explosive material.

Первичным признаком реакции Типа IV является сгорание некоторой части или всего взрывчатого материала и разрыв оболочки с образованием нескольких крупных фрагментов. По меньшей мере, один фрагмент корпуса или заряда боеприпаса отлетает на расстояние более 15м от места расположения БП. The primary symptom of a Type IV reaction is the combustion of some or all of the explosive material and the rupture of the shell to form several large fragments. At least one fragment of the hull or ammunition charge flies off at a distance of more than 15 m from the location of the CU.

Вторичным признаком реакции Типа IV является: большее время реакции, чем в реакции типа III; разброс на значительные расстояния (более 15 метров) кусков сгоревшего и несгоревшего взрывчатого материала; подъем избыточного давления на испытательной площадке, которое может варьироваться по времени и пространству.A secondary feature of a Type IV reaction is: a longer reaction time than in a Type III reaction; spread over considerable distances (more than 15 meters) of pieces of burnt and unburned explosive material; rise in overpressure at the test site, which may vary in time and space.

Тип V (Реакция горения). Взрывчатый материал заряда боеприпаса загорается и горит. Оболочка может потерять целостность (дать трещину); она может расплавиться или значительно ослабнуть с нерезким выбросом газообразных продуктов горения, стыки оболочки могут быть смещены внутренним давлением. Обломки в основном остаются в зоне горения, некоторые фрагменты (донья, крышки и пр.) могут быть отброшены на расстояние до 15 метров. Предполагается, что эти обломки не могут причинить смертельных повреждений человеку.Type V (Combustion reaction). The explosive material of the ammunition charge ignites and burns. The shell may lose integrity (crack); it can melt or weaken significantly with a slow release of combustion gases, the joints of the shell can be displaced by internal pressure. The debris mostly remains in the burning zone, some fragments (bottoms, covers, etc.) can be thrown up to a distance of 15 meters. It is assumed that these fragments cannot cause fatal injuries to humans.

Первичным признаком реакции Типа V является сгорание при низком давлении части или всего взрывчатого материала. В результате корпус боеприпаса может разрушиться на несколько крупных фрагментов. Отсутствуют куски, отлетающие на расстояние более 15 м от места расположения БП. Отсутствуют признаки наличия реактивной силы, способной переместить боеприпас на расстояние больше 15 метров. Малое количество кусков горящего или несгоревшего взрывчатого материала по сравнению с общим его количеством в боеприпасе может быть разбросано в пределах 15метров, но не дальше 30метров от места расположения БП.The primary symptom of a Type V reaction is low-pressure combustion of some or all of the explosive material. As a result, the body of the ammunition can collapse into several large fragments. There are no pieces flying off at a distance of more than 15 m from the location of the PSU. There are no signs of a reactive force capable of moving the ammunition over a distance of more than 15 meters. A small amount of pieces of burning or unburned explosive material compared to the total amount in the ammunition can be scattered within 15 meters, but no further than 30 meters from the location of the CU.

Вторичным признаком реакции Типа V является: некоторые признаки незначительного давления на испытательной площадке; для ракетного двигателя – значительно большее время реакции, чем в случае запуска его в штатном режиме [1].A secondary symptom of a Type V reaction is: some indication of slight pressure on the test site; for a rocket engine, a significantly longer reaction time than in the case of its normal launch [1].

Данная классификация, как мы можем видеть, подразумевает лишь визуальное определение, не основываясь на измерениях и количественных расчётах. Логично предположить, что визуальное определение в данном случае не может претендовать на достаточную достоверность в силу различия субъективного восприятия людей.This classification, as we can see, implies only a visual definition, not based on measurements and quantitative calculations. It is logical to assume that the visual definition in this case cannot claim sufficient reliability due to the difference in the subjective perception of people.

Известен способ-аналог испытания боеприпасов на прострел пулей, описанный в стандарте MIL-STD-2105C, изданный 14.07.2003 Министерством Обороны США. В данном стандарте описан метод прострела боеприпаса пулей с определённого расстояния и приведён метод ранжирования по типам реакций вещества, снаряженного в испытуемые боеприпасы.A known method is analogous to testing ammunition for bullet penetration, described in the MIL-STD-2105C standard, published on 07/14/2003 by the US Department of Defense. This standard describes the method of shooting through an ammunition with a bullet from a certain distance and provides a method for ranking according to the types of reactions of the substance equipped in the tested ammunition.

К недостатку данного способа следует отнести то, что в стандарте, как и сказано выше, отличают друг от друга посредством визуального осмотра фрагментов после реакции. Данный способ является субъективным и не позволяет точно (количественно), иными словами расчётным путём с использованием физических величин полученных при испытании, определить тип реакции вещества на прострел пулей.The disadvantage of this method should be attributed to the fact that in the standard, as mentioned above, they are distinguished from each other by visual inspection of the fragments after the reaction. This method is subjective and does not allow accurately (quantitatively), in other words, by calculation using the physical quantities obtained during the test, to determine the type of reaction of the substance to the piercing by a bullet.

Известен способ-прототип испытания боеприпасов к прострелу пулей, описанный в статье «К вопросу о разработке боеприпасов с повышенной стойкостью к опасным внешним воздействиям и методом их испытания» УДК 662.215.11 (Терентьев А.Б., Сонин Н.С., Давыдов Д.Р., Пырьев В.А., Колтунов В.В., Ватутин Н.М.,), сборник конференции «Внутрикамерные процессы и горение в установках на твёрдом топливе и ствольных системах (ICOC’ 2017)». A known method is a prototype of testing ammunition for shooting through a bullet, described in the article “On the development of ammunition with increased resistance to dangerous external influences and a method for testing them” UDC 662.215.11 (Terentiev A.B., Sonin N.S., Davydov D .R., Pyryev V.A., Koltunov V.V., Vatutin N.M.,), collection of the conference "Intra-chamber processes and combustion in solid fuel installations and barrel systems (ICOC' 2017)".

В данной статье отражен способ метания снаряда с определённого расстояния по боеприпасу с целью определения наличия реакции высокоэнергетического вещества, снаряженного в боеприпас. This article reflects the method of throwing a projectile from a certain distance at the ammunition in order to determine the presence of a reaction of a high-energy substance loaded into the ammunition.

Для метания осколка используется установка с баллистическим стволом, в которой метание осколка осуществляется за счёт пороховых газов высокоэнергетических порохов. Производство выстрела из установки осуществляется с использованием заранее собранного унитарного патрона, состоящего из штатной гильзы, капсюльной втулки, усиленного порохового заряда из высокоэнергетических марок порохов и снаряда. Снаряд – это осколок, находящийся в секторном поддоне. Последний изготавливается из фторсодержащих полимерных композиций обладающих достаточной прочностью и высокими антифрикционными свойствами. Выстрел выполняется дистанционно с использованием тросового механизма снятия блокировки и спуска ударного механизма.For throwing a fragment, an installation with a ballistic barrel is used, in which the throwing of a fragment is carried out due to powder gases of high-energy gunpowder. The production of a shot from the installation is carried out using a pre-assembled unitary cartridge, consisting of a regular cartridge case, primer sleeve, reinforced powder charge from high-energy grades of gunpowder and a projectile. A projectile is a fragment located in a sector pallet. The latter is made from fluorine-containing polymer compositions with sufficient strength and high antifriction properties. The shot is carried out remotely using a cable mechanism for releasing the lock and lowering the percussion mechanism.

К недостатку способа-прототипа, описанного в данной статье можно отнести то, что снарядом в данной случае является осколок определенной формы, состоящий из фторсодержащих полимерных композиций, что является отступлением от реальных условий. Кроме того, данный способ не предусматривает количественного ранжирования по типам реакции боеприпаса на прострел, а лишь предусматривает наличие реакции, либо её отсутствие.The disadvantage of the prototype method described in this article is that the projectile in this case is a fragment of a certain shape, consisting of fluorine-containing polymer compositions, which is a deviation from the real conditions. In addition, this method does not provide for quantitative ranking by types of ammunition reaction to lumbago, but only provides for the presence of a reaction, or its absence.

Техническим результатом настоящего изобретения является способ испытания высокоэнергетических веществ на чувствительность к механическим воздействиям, с высокой точностью моделирующий реальные условия попадания пули в боеприпас, с последующим численным определением реакции высокоэнергетического вещества. Кроме того, данный способ моделирует различные климатические зоны (Тропической жары и Крайнего Севера), посредством предварительного термостатирования высокоэнергетического вещества.The technical result of the present invention is a method for testing high-energy substances for sensitivity to mechanical stress, simulating with high accuracy the real conditions of a bullet hitting an ammunition, followed by a numerical determination of the reaction of a high-energy substance. In addition, this method simulates different climatic zones (Tropical heat and the Far North), by pre-thermostating a high-energy substance.

Технический результат достигается следующим образом: в способе испытания высокоэнергетических материалов на чувствительность к механическим воздействиям высокоэнергетическое вещество помещают на испытательный стенд в макет, производят выстрел, термостатируют в зависимости от моделирования условий климатической зоны, выстрел производят пулей бронебойно зажигательной калибром 12,7 мм, собирают осколки макета, взвешивают каждый отдельный осколок и рассчитывают среднюю массу осколка по следующей формуле: The technical result is achieved as follows: in the method of testing high-energy materials for sensitivity to mechanical stress, a high-energy substance is placed on a test stand in a mock-up, a shot is fired, thermostated depending on the simulation of the conditions of the climatic zone, the shot is fired with an armor-piercing incendiary bullet of 12.7 mm caliber, fragments are collected layout, each individual fragment is weighed and the average fragment mass is calculated using the following formula:

МСР =

Figure 00000001
(1),M SR =
Figure 00000001
(1),

где:Where:

МСР – средняя масса осколка, грамм;M SR is the average mass of a fragment, grams;

М1 + М2 + М3 + …Мn – сумма масс каждого отдельного осколка; грамм;M 1 + M 2 + M 3 + ... M n - the sum of the masses of each individual fragment; gram;

Nm – количество осколков, штук.N m is the number of fragments, pieces.

После чего по следующей формуле определяется E– критерий, попадающий в указанные ниже диапазоны и определяющий тип реакции:After that, according to the following formula, the E-criterion is determined, which falls into the ranges indicated below and determines the type of reaction:

1) 0 <E< 0,2 – Горение (тип V);1) 0 <E< 0.2 - Combustion (type V);

2) 0,2 <E< 0,5– Дефлаграция (тип IV);2) 0.2 <E< 0.5 – Deflagration (type IV);

3) 0,5 <E< 0,7– Взрывное горение (тип III);3) 0.5 <E< 0.7 - Explosive combustion (type III);

4) 0,7 <E< 0,9 – Частичная детонация (тип II);4) 0.7 <E< 0.9 - Partial detonation (type II);

5) 0,9 <E<1 – Детонация (тип I).5) 0.9 <E<1 - Detonation (type I).

E =

Figure 00000002
(2),E=
Figure 00000002
(2)

где:Where:

Е – критерий ранжирования для определения типа реакции;E - ranking criterion for determining the type of reaction;

Мкорп – масса корпуса макета до испытаний, грамм;M corp is the mass of the mock-up body before testing, grams;

МСР – средняя масса осколка, грамм.M SR is the average mass of a fragment, grams.

Способ испытаний высокоэнергетических веществ на чувствительность к механическим воздействиям заключается в том, что высокоэнергетическое вещество помещается в испытательный макет, который собирается по схеме, приведённой на фиг.1, где 1-корпус, 2-крышка, 3-стальной диск (торцевые пластины), 4-заряд СТРТ, 5-кронштейн, 6-шпильки, 7-гайки, 8-деревянный брус, термостатируется в зависимости от моделирования условий климатической зоны. Схема испытаний на прострел пулей изображена на фиг.2, где 9-макет, 10-бронекарта, 11-стапель, 12-противорекошетный шибер; 13-разгонное устройство (РУ) калибра 12,7 мм (либо 14,5 мм), 14-станина, 15-скоростная видеокамера. После термостатирования макет 9 устанавливается на стапель 11 с бронекартой 10. Из разгонного устройства 13, установленного на станину 14, производится выстрел пулей бронебойно зажигательной калибром 12,7 мм. Разгонное устройство защищено противорикошетным шибером 12. Процесс испытаний фиксируется на высокоскоростную камеру 15.The method of testing high-energy substances for sensitivity to mechanical stress is that a high-energy substance is placed in a test model, which is assembled according to the scheme shown in figure 1, where 1 is the body, 2 is the cover, 3 is a steel disk (end plates), 4-charge STRT, 5-bracket, 6-studs, 7-nuts, 8-wood beam, thermostatically controlled depending on the simulation of the conditions of the climatic zone. The scheme of tests for shooting through a bullet is shown in figure 2, where 9 is a layout, 10 is an armored card, 11 is a slipway, 12 is an anti-bounce gate; 13-accelerator (RU) caliber 12.7 mm (or 14.5 mm), 14-frame, 15-speed video camera. After temperature control, the model 9 is installed on the slipway 11 with the armored card 10. From the accelerating device 13, installed on the frame 14, an armor-piercing incendiary bullet of 12.7 mm caliber is fired. The accelerating device is protected by an anti-ricochet gate 12. The test process is recorded on a high-speed camera 15.

Пример съёмки высокоскоростной камерой 15 представлен раскадровкой на фиг 3.An example of shooting with a high-speed camera 15 is shown in the storyboard in Fig. 3.

Производится сбор осколков макета. Взвешивается каждый отдельный осколок и рассчитывается средняя масса осколка по следующей формуле 1:Scraps are being collected. Each individual fragment is weighed and the average fragment mass is calculated using the following formula 1:

МСР =

Figure 00000001
(1),M SR =
Figure 00000001
(1),

где:Where:

МСР – средняя масса осколка, грамм;M SR is the average mass of a fragment, grams;

М1 + М2 + М3 + …Мn – сумма масс каждого отдельного осколка, грамм;M 1 + M 2 + M 3 + ... M n - the sum of the masses of each individual fragment, grams;

Nm – количество осколков, штук.N m is the number of fragments, pieces.

После чего по следующей формуле определяется E – критерий, попадающий в указанные ниже диапазоны и определяющий тип реакции.After that, according to the following formula, E is determined - a criterion that falls into the ranges indicated below and determines the type of reaction.

1) 0 <E< 0,2 – Горение (тип V);1) 0 <E< 0.2 - Combustion (type V);

2) 0,2 <E< 0,5 – Дефлаграция (тип IV);2) 0.2 <E< 0.5 - Deflagration (type IV);

3) 0,5 <E< 0,7 – Взрывное горение (тип III);3) 0.5 <E< 0.7 - Explosive combustion (type III);

4) 0,7 <E< 0,9 – Частичная детонация (тип II);4) 0.7 <E< 0.9 - Partial detonation (type II);

5) 0,9 <E< 1 – Детонация (тип I).5) 0.9 <E< 1 - Detonation (type I).

E =

Figure 00000002
(2),E=
Figure 00000002
(2)

где:Where:

Е – критерий ранжирования для определения типа реакции;E - ranking criterion for determining the type of reaction;

Мкорп – масса корпуса макета до испытаний, грамм;M corp is the mass of the mock-up body before testing, grams;

МСР – средняя масса осколка, грамм.M SR is the average mass of a fragment, grams.

Способ испытаний высокоэнергетических веществ на чувствительность к механическим воздействиям поясняется следующими примерами:The method of testing high-energy substances for sensitivity to mechanical stress is illustrated by the following examples:

Пример №1.Example #1.

Макет, снаряженный штатной рецептурой смесевых ракетных твердых топлив (СРТТ), подвергался термостатированию при температуре -60 °С, после чего был установлен на стапель с бронекартой (фиг.4). The mock-up, equipped with a standard formulation of mixed rocket solid propellants (SRTT), was subjected to temperature control at a temperature of -60 ° C, after which it was installed on a slipway with an armored card (Fig.4).

После чего из разгонного устройства производился выстрел пулей бронебойно-зажигательной калибром 12,7 мм (фиг.5). After that, an armor-piercing incendiary bullet of 12.7 mm caliber was fired from the accelerating device (Fig. 5).

Собранные для взвешивания осколки корпуса макета после выстрела, представлены на фиг. 6.The fragments of the body of the model collected for weighing after the shot are shown in Fig. 6.

МСР =

Figure 00000003
= 207M SR =
Figure 00000003
= 207

E =

Figure 00000002
=
Figure 00000004
E=
Figure 00000002
=
Figure 00000004

В результате расчёта по разработанным формулам, при испытаниях получена реакция Детонация (тип I).As a result of the calculation according to the developed formulas, during the tests, the Detonation reaction (type I) was obtained.

Пример №2. Example #2.

Макет, снаряженный штатной рецептурой СРТТ, подвергался термостатированию при температуре +60°С, после чего был установлен на стапель с бронекартой (фиг.7). The model, equipped with a standard recipe SRTT, was subjected to temperature control at a temperature of +60°C, after which it was installed on a slipway with an armored card (Fig.7).

После чего из разгонного устройства производился выстрел пулей бронебойно-зажигательной калибром 12,7 мм (фиг.5). After that, an armor-piercing incendiary bullet of 12.7 mm caliber was fired from the accelerating device (Fig. 5).

Собранные для взвешивания осколки корпуса макета после выстрела, представлены на фиг. 8.The fragments of the body of the model collected for weighing after the shot are shown in Fig. 8.

МСР =

Figure 00000005
= 305M SR =
Figure 00000005
= 305

E =

Figure 00000002
=
Figure 00000006
E=
Figure 00000002
=
Figure 00000006

В результате расчёта по разработанным формулам, при испытаниях получена реакция Частичная детонация (тип II).As a result of the calculation according to the developed formulas, during the tests, the reaction Partial detonation (type II) was obtained.

Пример №3Example #3

Макет, снаряженный штатной рецептурой СРТТ, подвергался термостатированию при температуре -60 °С, после чего был установлен на стапель с бронекартой (фиг. 9). The mock-up equipped with the standard SRTT recipe was subjected to temperature control at a temperature of -60 °C, after which it was installed on a slipway with an armored card (Fig. 9).

После чего из разгонного устройства производился выстрел пулей бронебойно-зажигательной калибром 12,7 мм (фиг.5). After that, an armor-piercing incendiary bullet of 12.7 mm caliber was fired from the accelerating device (Fig. 5).

Собранные для взвешивания осколки корпуса макета после выстрела, представлены на фиг. 10.The fragments of the body of the model collected for weighing after the shot are shown in Fig. 10.

МСР =

Figure 00000007
= 620M SR =
Figure 00000007
= 620

E =

Figure 00000002
=
Figure 00000008
E=
Figure 00000002
=
Figure 00000008

В результате расчёта по разработанным формулам, при испытаниях получена реакция Взрывное горение (тип III).As a result of the calculation according to the developed formulas, during the tests, the reaction Explosive combustion (type III) was obtained.

Пример №4.Example #4.

Макет, снаряженный штатной рецептурой СРТТ, подвергался термостатированию при температуре +60 °С, после чего был установлен на стапель с бронекартой (фиг. 11). The mock-up, equipped with the standard SRTT recipe, was subjected to temperature control at a temperature of +60 °C, after which it was installed on a slipway with an armored card (Fig. 11).

После чего из разгонного устройства производился выстрел пулей бронебойно-зажигательной калибром 12,7 мм (фиг.5). After that, an armor-piercing incendiary bullet of 12.7 mm caliber was fired from the accelerating device (Fig. 5).

Собранные для взвешивания осколки корпуса макета после выстрела, представлены на фиг. 12.The fragments of the body of the model collected for weighing after the shot are shown in Fig. 12.

МСР =

Figure 00000009
= 1230M SR =
Figure 00000009
= 1230

E =

Figure 00000002
=
Figure 00000010
E=
Figure 00000002
=
Figure 00000010

В результате расчёта по разработанным формулам, при испытаниях получена реакция Дефлаграция (тип IV).As a result of the calculation according to the developed formulas, during the tests, the Deflagration reaction (type IV) was obtained.

Пример №5.Example number 5.

Макет, снаряженный штатной рецептурой СРТТ, подвергался термостатированию при температуре +60 °С, после чего был установлен на стапель с бронекартой (фиг. 13). The mock-up, equipped with the standard SRTT recipe, was subjected to temperature control at a temperature of +60 °C, after which it was installed on a slipway with an armored card (Fig. 13).

После чего из разгонного устройства производился выстрел пулей бронебойно-зажигательной калибром 12,7 мм (фиг.5). After that, an armor-piercing incendiary bullet of 12.7 mm caliber was fired from the accelerating device (Fig. 5).

Собранные для взвешивания осколки корпуса макета после выстрела, представлены на фиг. 14.The fragments of the body of the model collected for weighing after the shot are shown in Fig. 14.

МСР =

Figure 00000011
= 1852M SR =
Figure 00000011
= 1852

E =

Figure 00000002
=
Figure 00000012
E=
Figure 00000002
=
Figure 00000012

В результате расчёта по разработанным формулам, при испытаниях получена реакция Горение (тип V).As a result of the calculation according to the developed formulas, during the tests, the Combustion reaction (type V) was obtained.

Таким образом, данный способ испытаний высокоэнергетических веществ на чувствительность к механическим воздействиям опирается на существующую классификацию типов реакции [1] и при этом предусматривает не только визуальную, но и количественную оценку. Thus, this method of testing high-energy substances for sensitivity to mechanical stress is based on the existing classification of reaction types [1] and at the same time provides not only a visual, but also a quantitative assessment.

Стоит отметить, что критерий ранжирования Е определён путем 300 опытов с различными высокоэнергетическими веществами. It should be noted that the ranking criterion E was determined by 300 experiments with various high-energy substances.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫLIST OF USED LITERATURE

1. Мацеевич, Б.В. Боеприпасы повышенной стойкости к опасным внешним воздействиям: особенности конструирования, испытаний и эксплуатации [Текст] / Б.В.Мацеевич [и др.]// Красноармейск: ОАО «КНИИМ», 2014. - 168 с.1. Matseevich, B.V. Ammunition of increased resistance to dangerous external influences: features of design, testing and operation [Text] / B.V.

Claims (16)

Способ испытания высокоэнергетических материалов на чувствительность к механическим воздействиям, заключающийся в том, что высокоэнергетическое вещество помещают на испытательный стенд в макет, производят выстрел, отличающийся тем, что макет термостатируют в зависимости от моделирования условий климатической зоны, выстрел производят пулей бронебойно-зажигательной калибром 12,7 мм, собирают осколки макета, взвешивают каждый отдельный осколок и рассчитывают среднюю массу осколка по следующей формуле:A method for testing high-energy materials for sensitivity to mechanical stress, which consists in the fact that a high-energy substance is placed on a test bench in a mock-up, a shot is fired, characterized in that the mock-up is thermostatted depending on the simulation of the conditions of the climatic zone, the shot is fired with an armor-piercing incendiary bullet of 12 caliber, 7 mm, collect the fragments of the layout, weigh each individual fragment and calculate the average fragment mass using the following formula: Мср = (М1 + М2 + М3 + …Мn)/Nm,M cf \u003d (M 1 + M 2 + M 3 + ... M n ) / N m , где МСР – средняя масса осколка, г;where М СР is the average fragment mass, g; М1 + М2 + М3 + …Мn – сумма масс каждого отдельного осколка, г;M 1 + M 2 + M 3 + ... M n is the sum of the masses of each individual fragment, g; Nm – количество осколков, шт.,N m is the number of fragments, pcs., по формуле определяют E–критерий:the formula determines the E-criterion: E = (Мкорп - МСР)/Мкорп,E \u003d (M corp - M SR ) / M corp , где Е – критерий ранжирования для определения типа реакции;where E is the ranking criterion for determining the type of reaction; Мкорп – масса корпуса макета до испытаний, г;M corp is the mass of the mock-up body before testing, g; МСР – средняя масса осколка, г,М СР is the average fragment mass, g, определяют тип реакции в соответствии с указанными ниже диапазонами:determine the type of reaction in accordance with the following ranges: 1) 0<E<0,2 – Горение (тип V);1) 0<E<0.2 – Combustion (type V); 2) 0,2<E<0,5 – Дефлаграция (тип IV);2) 0.2<E<0.5 – Deflagration (type IV); 3) 0,5<E<0,7 – Взрывное горение (тип III);3) 0.5<E<0.7 - Explosive combustion (type III); 4) 0,7<E<0,9 – Частичная детонация (тип II);4) 0.7<E<0.9 - Partial detonation (type II); 5) 0,9<E<1 – Детонация (тип I).5) 0.9<E<1 – Detonation (type I).
RU2022135125A 2022-12-29 Method for testing perspective high-energy materials for sensitivity to mechanical stress RU2799294C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2799294C1 true RU2799294C1 (en) 2023-07-04

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2131583C1 (en) * 1996-04-05 1999-06-10 Научно-исследовательский институт специального машиностроения Московского государственного технического университета им.Н.Э.Баумана Process testing fragmentation ammunition with circular field of scattering of splinters and stand for its realization
CN112085356A (en) * 2020-08-26 2020-12-15 中国人民解放军63856部队 Light weapon test identification method based on simulation technology
RU2745889C1 (en) * 2020-03-24 2021-04-02 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" Method for assessing the resistance of ammunition to dangerous external influence
RU2756991C1 (en) * 2020-10-05 2021-10-08 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП "ЦНИИХМ") Method for automated comparative evaluation of remote ammunition by damaging effect
RU2020125430A (en) * 2020-07-22 2022-01-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" A method for determining the types of reaction of energy-saturated materials when testing products for operational safety

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2131583C1 (en) * 1996-04-05 1999-06-10 Научно-исследовательский институт специального машиностроения Московского государственного технического университета им.Н.Э.Баумана Process testing fragmentation ammunition with circular field of scattering of splinters and stand for its realization
RU2745889C1 (en) * 2020-03-24 2021-04-02 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" Method for assessing the resistance of ammunition to dangerous external influence
RU2020125430A (en) * 2020-07-22 2022-01-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" A method for determining the types of reaction of energy-saturated materials when testing products for operational safety
CN112085356A (en) * 2020-08-26 2020-12-15 中国人民解放军63856部队 Light weapon test identification method based on simulation technology
RU2756991C1 (en) * 2020-10-05 2021-10-08 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП "ЦНИИХМ") Method for automated comparative evaluation of remote ammunition by damaging effect

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
СИДОРЧЕВ Н.В. и др., МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТИПОВ РЕАКЦИИ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ВМ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ИСПЫТАНИЙ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННУЮ БЕЗОПАСНОСТЬ, ТРУДЫ XXI ВНТК. Новосибирск, 7-9.10.2020. Том II, с.60-63. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Figuli et al. Modelling and testing of blast effect on the structures
Zecevic et al. Characterization of distribution parameters of fragment mass and number for conventional projectiles
RU2799294C1 (en) Method for testing perspective high-energy materials for sensitivity to mechanical stress
Isler The transition to insensitive munitions (IM)
Gersbeck Practical military ordnance identification
Zecevic et al. Influencing parameters on HE projectiles with natural fragmentation
RU2745889C1 (en) Method for assessing the resistance of ammunition to dangerous external influence
Shin et al. A numerical study on the detonation behaviour of double reactive cassettes by impacts of projectiles with different nose shapes
Reaugh Applying the HERMES model to non-shock ignition and post-ignition violence
Lee Hazard assessment of explosives and propellants
Zhou et al. The analysis of the equivalent bare charge of aluminum cased charge exploding in confined space
RU2768210C1 (en) Incendiary fragmentation ammunition
RU2457427C1 (en) High-explosive or high-explosive fragmentation weapon
Kechagiadakis et al. Chapter Assessing the Performance of Personal Protective Equipment1
RU2801192C1 (en) Method for testing axisymmetric shelter ammunition with axisymmetric ammunition dispersion field for ignition
Balagansky Damaging Effects of Weapons and Ammunition
Bin Sultan Initiating insensitive munitions by shaped charge jet impact
Hillstrom et al. Benchmark Tests for Fragmentation and Propagation Models
ZARZYCKI et al. SIMULATORS OF FRAGMENTS
Xu et al. Critical Criterion for the Shock Initiation/Ignition of Cylindrical Charges with Thin Aluminum Shell Impacted by Steel Fragment
Starkenberg et al. An Overview of Analysis and Test Support for the MUNITIONS SURVIVABILITY TECHNOLOGY Program
Graswald On the Stability of Deflagration Reactions through the Temperature Range
LYNCH Development of insensitive high explosives using propellant technology
Sadler Computational Modelling of Fragment Impacts on Reduced Composition B-filled 155 MM Artillery Rounds
Manfred Today's Standardized Survivability Tests