Рентгенографический способ определения скорости звука продуктов взрыва

 

1. РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ЗВУКА ПГОДУКТОВ ВЗРЫВА, включающий предварительное рент , генографирование образца исследуемого взрыв-чатого вещества, инициирование в указанном образце плоской детонационной волны, рентгенографирование процесса взрыва путем просвечивания образца импульсом рентгеновского излучения, направленного перпендикулярно направлению распространения детонационной волны, анализ полученных рентгенографических изображений образца, по которым судят о скорости звука продуктов взрыва, отличающийся тем, что, с целью повышения экспрессности и упрощения измерений, исследуемый образец выполняют из двух частей, состыкованных с зазором ош1а с другой по торцам, причем обе части образца располагают соосно, а рентгенографирование процесса взрыва производят в момент времени , соответствующий положению фронта дето: национной волны между зазором и выходным торцом образца. 2.Способ по п. 1,отличающий с я тем, что плоскость стыка частей образ (Л ца ориентируют перпендикулярно направлению распространения детонационной волны. 3.Способ по п. 1,отличающийс я тем, что плоскость стыка частей образца ориентируют под углом к направлению распространения детонационной волны. -f со Q сл г г

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9i (!!) 051 A

4(р(1 G Ol N 23/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3488673/18-25 (22) 08.09.82 (46) 23.05.85. Бюл. У 19 (72) Н. В. Панов, В. Н. Зубарев и В.В. Дорохин (53) 620.179 (088.8) (56) 1. Зубарев В. Н. Движение продуктов взрыва за фронтом детонационной волны.

ПМТФ, 1965, И 2, с. 54 — 61, 2. W. G. Davis, D. Venable "Pressure me—

asurements for composition  — 3 б Sym—

th

posium on Defonation", 1970, Pasadena, Cali— . fornia, Office of Naval Research, р. 9 — 16. (прототип) . (54) (57) 1. РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКИЙ СПО, СОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ЗВУКА ПРОДУК, ТОВ ВЗРЫВА, включающий предварительное рент, генографирование образца исследуемого взрывчатого вещества, инициирование в указанном образце плоской детонационной волны, рентгенографирование процесса взрыва путем просвечивания образца импульсом рентгеновского излучения, направленного перпендикулярно направлению распространения детонационной волны, анализ полученных рентгенографнческих иэображений образца, по которым сулят о скорости звука продуктов взрыва, о т л ичающийся тем,что,сцельюповышения экспрессностн и упрощения измерений, исследуемый образец выполняют иэ двух частей, состыкованных с зазором одна с другой по торцам, причем обе части образца располагают соосно, а рентгенографирование процесса взрыва производят в момент времени, соответствующий положению фронта детонационной волны между зазором и выходным торцом образца.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что плоскость стыка частей образца ориентируют перпендикулярно направлению распространения детонациониой волны.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что плоскость стыка частей образца ориентируют под утлом к направлению распространения детонационной волны.

1 10970

Изобретение относится к рентгенографическим методам исследования веществ, а именно к способам экспериментального определения характеристик взрывчатых веществ (ВВ) с помощью импульсной рентгенографин, и может.ч быть использовано для определения термодина-. мических свойств плотных газов, каковыми !

I являются продукты взрыва, в частности для определения скорости звука продуктов взрыва, Известен способ определения параметров 1О продуктов взрыва электромагнитным методом, по которому наряду с непрерывной регистрацией массовых скоростей в продуктах взрыва регистрируют движение обратных волн разрежения. В способе используют датчик из тонкой алюминиевой фольги прямоугольного сечения, который устанавливают непосредственно в плоском заряде ВВ параллельно плоскости фронта детоиационной волны. К противоположному от плоскости инициирования торцу заряда приставляют блок из парафина, через который пропускают выводные контакты датчика, заряд ВВ с датчиком и парафиновым блоком помещают в постоянное магнитное поле заданной напряженности; производят инициирование заряда с помощью плосковолнового генератора; при прохождении детонационной волны по заряду датчик вовлекается в движение исследуемой средой, пересекая при этом магнитное поле, искусственно созданное электромагнитами; на. водимый при движении датчика сигнал усиливают и передают по кабелю на осциллограф, с помощью которого регистрируют изменение этого сигнала в зависимости от времени, по которому судят о параметрах N взрыва (1), Основным недостатком данного способа является сложность проведения экспериментов.

Так, датчик из алюминиевой фольги П-образной формы необходимо размещать внутри образца испытуемого ВВ. При этом перекладина датчика должна быть ориентирована строго перпендикулярно к направлению распространения детонационной волны, а контакты датчика должны проходить через ВВ и парафино- > вый блок. На практике применение такой экспериментальной сборки представляет собой значительные трудности. Кроме того, измерения времени прихода обратных волн разрежения, а следовательно, и определения по ним одного из параметров, характеризующих состояние продуктов взрыва, например скорости звука, носят дискретный характер. Для нахождения других величин (массовой скорости, давления, плотности) и ых функциональной связи зз. на адиабате расширения продуктов взрыва необходимо знать все распределение этого пара- метра, начиная с фронта детонационной волныдо значения, ограничивающего область регистрыщи. Для установления таких зависимостей измерения в экспериментах описанного способа становятся очень трудоемкими, поскольку в отдельных опытах регистрируются лишь дискретные значения параметров, и для получения всей зависимости в зоне регистрации необходимо проводить серию экспериментов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является рентгенографический способ определения скорости звука продуктов взрыва, включающий предварительное рентгенографирование образца исследуемого ВВ, инициирование в указанном образце плоской дето-. национной волны, рентгенографирование процесса взрыва путем просвечивания образца импульсом рентгеновского излучения, направленного перпендикулярно направлению распространения детонационной водны, анализ полученных рентгенографических иэображеиий образца, по которым судят о скорости звука продуктов взрыва (2).

Недостатком прототипа является низкая экспрессность и сложность проведения измерений, что обусловлено необходимостью совместного использования рентгеиографической и осциллографической аппаратуры для измерения времени от момента инициированиядетонационной волны до момента получения рентгенограммы взрыва, Цель изобретения — повышение экспрессности и упрощение измерений, Эта цель достигается тем, что по ренттенографическому способу определения скорости звука продуктов взрыва, включиощему предварительное рентгенографиров ание образца исследуемого ВВ инициирование в указанном образце плоской детонационной волны, рентгенографирование процесса взрыва путем просвечивания образца импульсом реиттеновского излучения, направленного перпендику лярно направлению распределения детоиационной волны, анализ полученных реиттенографических изображений образца, по которым судят о скорости звука продуктов взрыва, исследуемый образец выполняют иэ двух частей, состыкованных с зазором по торцам одна с другой, причем обе части образца располагают соосно, а рентгенографирование процесса взрыва производят в момент времени, соответствующий положению фронта детонационной волны между зазором и выходным торцом образ1та. Кроме того, плоскость стыка частей образца c.. ориентируют под утлом к направлению распространения детонационной волны.

Помимо этого плоскость стыка частей образца ориентируют перпендикулярно направлению распространения детонационной волны.

3 1097

На фнг. 1 изображена схема проведения рентгенографического опыта с "прямым зазо, ром", на фиг. 2 — типичная рентгенограмма опыта с "прямым зазором"; на фнг. 3 — схема проведения опыта с наклонным зазором; 5 на фиг. 4 — вид А на фиг. 3; на фиг. 5— типичная ренттенограмма опыта с наклонным зазором".

Экспериментальный образец испытуемого ВВ для опытов с "прямым зазором" составляют 10 из двух цилиндрических частей 1, состыкованных по торцам с зазором между торцами, равным 0,1 мм, причем части образца установлены соосно и плоскость стыка частей образца перпендикулярна направлению распространения 15 детонационной волны. Форма поперечного сечения образца круглая диаметром 120 мм; высота состыкованных частей составляла

80 мм. Зазор между частями образца образовывали с помощью прокладывания между плокостями стыков трех тонких (0,1 мм) алюминиевых шайб 2 диаметром примерно

10 мм, устанавливаемых симметрично по круту на диаметре примерно 100 мм. Образец испытуемого ВВ для опьпов с "наклонным зазором" отличался от образца с "прямым зазором" только тем, что у каждой цилиндрической части один из торцов, по которому стыкуют эти части, скошен; угол скоса ot по отношению к направлению

30 распространения детонационной волны составлял 60, Инициирование образца исследуемого ВВ в. обоих случаях осуществляют ударом тонкой (0,1 мм) алюминиевой фольги 3 диаметром 20 мм, разгоняемой на базе 30 мм взрывом слоя 4 толщиной 4,5 мм. Базу полета

30 мм устанавливают с помощью пенопластового кольца 5, а слой ВВ инициируют ллос. коволновым генератором 6.

Ист ником ре еновс и с 40 импульсная рентгеновская установка 7 с разрядным напряжением ударного контура

1 МВ и запасенной энергией в контуре

-20 кДж. Длительность реиттеновского имйульса на полувысоте составляет - 0,1 мкс..

Рентгеновскую кассету 8 с сохраняемой после опыта пленкой 9 располагают на расстоянии

1 м от образца ВВ. Просвечивающий импульс ренттеновского излучения для опьпов с "прямым зазором" направляют перпендикулярно направлению распространения детонационной волны, а для опытов с "наклонным зазором". импульс направляют еще параллельно плоскости зазора.

Способ реализуют следующ м образом.

Сначала до взрыва делают "предваритеяьный" рентгеновскии снимок образца с зазором; инициируют в образце плоскую детонациониую

051 4 волну; делают рентгенограмму процесса взрыва: для опытов с "прямым 333opoM" на момент времени, соответствуюпшй положению детонационной волны между зазором и выходным торцом образца, а для опытов с "наклонным зазором" на момент времени, когда детонационная волна прошла такой путь,(. от плоскости инициирования, когда часть заряда остается на охваченной ею.

Обработку рентгенограмм опытов с "прямым зазором" и вычисления скорости звука производят следующим образом.

Сначала с "предварительного" рентгеновского снимка с изображением плоскости инициирования 10 н зазора 11 на рентгенограмму

"взрыва", где имеются изображения фронтов детонацнонной волны 12, 13 (в масштабе I:1) переносят изображение плоскости зазора. Затем измеряют расстояние от первоначального изображения зазора до изображения фронта волны разрежения 13d"„, è до изображения фронта .12 . По измеренным расстояниям d" и d . определяют среднее значение местной скорости звука в ПВ (с ) по соотношению с"„

5-- —" )1

"а где Π— скорость детонации.

Обработку рентгенограмм опытов с "наклонным зазором" и вычисления скорости звука производят так.

Сначала с "предварительного" рентгеновского снимка на рентгенограмму "взрыва" (в масштабе 1:1) переносят изображения . плоскости инициирования 10 и плоскости . зазора. Затем измеряют расстояние 1„от плоскости инициирования до фронта детонационной волны и расстояния от той же плоскости до первоначального изображения зазора Х„; и до фронта волны разрежения

У„, причем эти расстояния измеряют на одной секущей и для нескольких (в нашем конкретном случае примерно 10) точек изот ражения волны разрежения и зазора, лежащих на разных расстояниях от точки пересечения иэображения фронта детонационной волнь с изображением зазора. Полученные результаты описывают заивисмостью У =f(X), где Х = Х У - 1-, По этой эависи1„ мости рассчитывают распределение скорости звука (С) за фронтом волны в зависимости от координаты Х С(Х) по соотношению

C()= X „ И+ -1 Ы .

В данном способе отпадает необходимость использования осциллографической аппарату) ры, как это сделано s прототипе. Исключение осциллографического метода, заключающееся в отсутствии операции предварительного задания времени (ф) "от момента инициирова. ния образца ВВ до момента получения рент- генограммы взрыва и последующей регистрации этого времени на осциллографе, намного упрощает всю процедуру регистрации, так как при проведении эксперимента используют меньшее количество измерительной аппаратуры, линий коммутаций, синхронизаций и т. д.

Кроме того, данный способ позволяет . следить за волной разрежения на более далеких расстояниях от фронта волны (это расстояние увеличивается примерно в 3 раза), что позволяет на большем расстоянии от фронта ДВ определять скорость звука, т. е. увеличивается объем и скорость получения информаци1 в опытах.

Помимо этого можно определять в одном опыте непрерывный ряд значений скоростей звука, т, е. распределения скорости звука за фронтом детонационной волны, в то время как в базовом объекте определяются дискретные значения этого параметра, и для нахождения подобных зависимостей. необходимо

30 проводить серию экспериментов. Таким образом, данный способ позволяет сократить число экспериментов, т.е. повысить экспрессность измерений примерно в 3 раза по сравнению с прототипом, так как за счет

1 непрерывности регистрации увеличивается объем информапии, получаемой в одном опыте.!

097051

Составитель Н.Валуев

Техред Т. Дубинчак

Корректор Е. Сирохман

Редактор С.Ритова

Заказ 2883/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5