Рентгенографический способ измерения распределения плотности продуктов взрыва за фронтом детонационной волны

 

РКНТГЕНОГРАЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНА ПЛОТНОСТИ ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА ЗА РОНТОМ ДЕТОНАЦИОННОЙ ВОЛНЫ, включаюрщй предварительную регистрацию на рентгеновской пленке положения индикаторной пластины, установленной в заряде вэрьтчатого вещества на пути распространения детонационной волны, выполненной из материала, рентгеноЕЗ контрастного по отношению к материалу взрьтчатого вег1ества, инициирование плоской детонационной волны, регистрацию на рентгеновской пленке путем просвечивания заряда импульсом рентгеновского излучения положения фронта детонационной волны и индикаторной пластины, определение по рентгеновским изображениям величин смещений положения индикаторной пластины, по которым судят о .распределении плотности продуктов взрыва, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений на фронте детонационной волны и вблизи него,индикаторную пластину располагают под углом к плоскости фронта детонационной волны , а смер1ения определяют для нескольких, по крайней мере, трех точек изображения индикаторной пластины, лежащих на разных расстЪяниях от точек пересечения изображения фронта детонационной волны с . изображением индикаторной пластины.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А

4(51) 5 01 Н 23/04 .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

eve

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3488674/18-25 (22) 08.09.82 (46) 23.01.85. Бюп. Р 3 (72) В.H.Çóáaðåâ, Н ° R.Ïàíoâ и IO.Ê.Oðåêèí (53) 620. 179(088.8) (56) 1. Зубарев В.Н. Движение продуктов взрыва за Аронтом детонационной волны. ПИТФ, 1965, 1)- 2, с. 54-61.

2. M.(:. Rivard, Р.venable, M.Ficket "Flash Х-тау Observation of

Marked Mass Points in Explosive

Product" 5i.b Symposium on Detonation

1970, Pasadena, California, оЛice

of Naval Research р. 1-8 (прототип) . (54)(57) РЕНТГЕНОГРА<ьИЧЕСКИЙ СПОСОБ

ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ

ПРОДУКТОВ ВЗРИВА ЗА ФРОНТОМ ДЕТОНАЦИОННОЙ ROJIHbl, включающий предварительную регистрацию на рентгеновской пленке положения индикаторной пластины, установленной в заряде взрывчатого вещества на пути распространения детонационной волны, выполненной из материала, рентгеноконтрастного по отношению к материалу взрывчатого вещества, инициирование плоской детонационной волны, регистрацию на рентгеновской пленке путем просвечивания заряда импульсом рентгеновского излучения положения фронта детонационной волны и индикаторной пластины, определение по рентгеновским изображениям величин смещений положения индика-. торной пластины, по которым судят о .распределении плотности продуктов взрыва, отличающийся тем, что, с целью повьпчения точности измерений на афронте детонационной волны и вблизи него, индикато рную пластину располагают под углом к плоскости фронта детонационной волны, а смещения определяют для нескольких, по крайней мере, трех точек изображения индикаторной пластины, лежащих на разньж расстояниях от точек пересечения изображения фронта детонационной волны с изображением индикаторной пластины. f097052

Изобретение относится к рентгенограАическим способам исследования характеристик материалов, а именно к способам экспериментального определения характеристик взрывчатых 5 веществ (ВВ) с помощью импульсной рентгенографии и преимущественно может быть использовано для определения термодинамических .свойств плотных газов, каковыми являются t0 продукты взрыва (ПВ), в частности для определения изэнтропы расширения

П — Р (p), где P — давление ПВ, 1 плотность HR.

Надежное знание указанных вели- t5 чин необходимо пр решении многих важных задач: например задачи о разгоне продуктами взрыва оболочек, об устойчивости преград при воздействии на них ПВ и т.д. 20

Известен способ определения параметров продуктов взрыва эа Аронтом, основанный на измерении величин ЗДС, возникающей при движении проводника (датчика) в магнитном поле заданной напряженности и .

Недостатком укаэанного способа является наличие в нем систематических ошибок, которые невозможно учесть., Так, в нем измеряют не сам параметр

30 продуктов взрыва, а электрический сигнал, по величине которого вычисляют значение этого параметра. Величина электрического сигнала и характер его изменения от времени эа- 35 висит от того, насколько постоянно магнитное поле, в котором вместе со средой движется датчик. При движении среды, обладающей некоторой проводимостью, магнитное поле подвержено 40 и кажению, что невозможно учесть при обработке экспериментальных данных. Кроме того, точность падает, когда датчик устанавливают не в самом заряде RB, а в инертной проклад- 45 ке (лараАин, тефлон).

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является рентгенограАический способ измерения распределения плотности про- 50 дуктов взрыва за Аронтом детонационной волны, включающий предварительную регистрацию на рентгеновской пленке положения индикаторной пластины, установленной в заряде взрыв- 55 чатого вещества на пути распространения детонационной волны, выполнен- ной из материала, рентгеноконтрастного по отношению к материалу взрывчатого вещества, инициирование плоской детонационной волны, регистрацию на рентгеновской пленке путем просвечивания заряда импульсом рентгеновского излучения положения фронта детонационной волны и индикаторной пластины, определение по рентгеновским изображениям величин смещения положения индикаторной пластины, по которым судят о распределении плотности продуктов взрыва (2j

Недостатком прототипа является отсутствие инАормации о состоянии продуктов взрыва вблизи Аронта детонационной волны. Зта информация может быть получена сравнительно далеко от Аронта из-за разрешающей способности метода, поэтому параметры на Аронте и вблизи него будут мало достоверны. Кроче того, объем информации, получаемой по способу-прототипу на участке измерений, является недостаточным, так как в этом случае блок исследуемого взрывчатого вещества состоит из двух-или нескольких плоских дискон с установленными между ними индикаторными пластинами из тантала.

Проводить эксперимент с одной индикаторной пластины весьма нерентабельно, так как для получения достаточного объема информации на всем участке измерений с малыми ошибками необходимо проводить большое количество опытов. Сравнительно большое число танталовых индикаторных пластин в блоке взрывчатого вещества оказывает искажающее влияние на детонационный процесс. Например, при толщине одного слоя ВВ в

6 мм и плотности ВВ в f,7 г/см масса инертных пластин иэ тантала с плотностью 16 г/см и толщиной

Î,032 мм составляет 27. от массы самого заряда ВВ.

Целью изобретения является повышение точности определения параметров продуктов взрыва на фронте детонационной волны и вблизи него.

Указанная цель достигается тем, что по рентгенограАическому способу измерения распределения плотности продуктов взрыва за фронтом детонациониой волны, включающему предвари.тельную регистрацию на рентгеновской пленке положения индикаторной пластины, установленной в заряде

1097052

На Аиг. 1 изображена схема проведения рентгенографического опыта, на фиг. 2 — вид А на Аиг. 1; на фиг. 3 — рентгенограмма опыта.

Экспериментальный заряд взрывчатого вещества составляют из двух цилиндрических частей, у каждой из которых один из торцов скошен.

Угол скоса сс между плоскостью стыка частей заряда и плоскостью торца заряда для получения максимальной инАормации о неискаженном движенииФ

ПВ и конкретном примере составляет

О ° .

ЗС, Аорма поперечного сечения заряда круглая, диаметром 120 ии, высота цилиндрического блока, составленного соосно иэ двух скошенных частей, равняется 85 им. Индикаторная пластина 2 изготовлена из свинцовой Аольги толщиной 0,02 мм, ширина пластины равняется 30 мм.

Инициирование исследуемого заряда взрывчатого вещества осуществляют ударом тонкой (0, 1 мм) алюминиевой Аольги 3 диаметрои 120 ми, разгоняемой на базе 30 мм взрывом слоя взрывчатого вещества 4 толщиной 4,5 им. Базу полета 30 мм устанавливают с помощью пенопластового кольца 5. Указанный выше слой взрывчатого вещества инициируют плосковолновым генератором 6. взрывчатого вещества на пути распространения детонационной волны, выполненной иэ материала, рентгеноконтрастного по отношению к материалу взрывчатого вещества, инициирование плоской детонационной волны, регистрацию на. рентгеновской пленке путем просвечивания заряда импульсом рентгеновского излучения положения фронта детонационной волны и индикаторной пластины, определение по рентгеновским изображениям величин смещений положения индикаторной пластины, по которым судят о распределении плотности продуктов взрыва, 15 индикаторную пластину располагают под углом к плоскости Аронта детонационной волны, а смещения определяют для нескольких. по крайней мере трех, точек иэображения индикаторной пластины, лежащих на разных расстояниях от точки пересечения изображения фронта детонационной волны с изображением индикаторной пластины.

Источником рентгеновских лучей ,служит импульсная рентгеновская установка 7 с разрядным напряжением ударного контура 1 МВ и запасенной энергией в контуре 20 кДж.

Длительность рентгеновского импульса на полувысоте составляет О, 1 мкс.

Рентгеновская кассета,8 с сохрачяемой после опыта пленкой 9 расположена на расстоянии 1 м от заряда BB.

Просвечивающий импульс рентгеновского излучения направлялся перпендикулярно направлению распространения детонационной волны и параллельно плоскости индикаторной пластины.

Способ реализуют следующим образом.

Сначала до взрыва делают предварительный рентгеновский снимок собранного блока взрывчатого вещества с индикаторной пластиной, инициируют заряд, как упоминалось выше, ударом алюминиевой Аольги, делают второй рентгеновский снимок на момент времени, когда детонационная волна проигла такой путь L от плоскости 10 инициирования, когда часть индикаторной пластины не охвачена детонационной волной.

Обработку рентгенограмм производят следующим образом.

Сначала с предварительного сникка на второй переносят положение плоскости инициирования и проводят линию предварительного положения индикаторной пластины 11. Затем на микроскопе измеряют расстояние L от плоскости инициирования до Аронта детонапионной волны 12 и расстояния от той же плоскости до первона.чального kp и смещенногo Y по» I О ложения изображения 13 индикаторной пластины. Расстояния 1„ и (. о oj измеряют для нескольких точек изображения пластины, лежащих на рази х расстояниях от точки пе .есечения иэображения фронта дето ациониой волны с изображением индикаторной пластины на рентгенограмме. Дальнейшая провед rpa обработки экспериментальных данных заключается в следующем.

Экспериментальные результаты описывают зависимостью Y = f. (X), У ; где Y = †" К = о по которой т рассчитывают параметры продуктов ,взрыва по Аормулам .

1097052

10 дч

C=D x —

<3 х

1 г 2

9- Р 2 3х — Ьх н -o,3 „г х где (О, — начальная и соответстственно определяемая плотность взрывчатого вещества," с ) — скорость детонации взрывчатого вещества при

TIJIOT HO@TH P H J oD "<р . — массовая скорость, 20

Р— давление.

С вЂ” скорость звука, 0 — значение массовой скорости продуктов взрыва на фронте.

Состояния на фронте определяют экстраполяцией зависимости Y = k(X) к фронту (1 = 1, Х = 1).

Иолучение дополнительного объема информации вблизи фронта ДВ дости- 0 гается за счет обеспечения непрерыв-" ности регистрации на всем участке измерений. Непрерывность достигают путем расположения одной индикаторной пластины в заряде взрывчатого вещества под углом к плоскости фронта детонационной волны. Непрерывность позволяет снимать информацию очень близко к фронту детонационной волны (Y 0,99), В способе-прототипе индикаторные пластины располагают в заряде ВВ на некотором расстоянии друг от друга, поэтому информация, которую получают из таких опытов, носит дискретный характер, и эта информация может быть получена, как правило, сравнительно далеко от фронта ДВ (0,9). Исследуемые параметры взрыва определяют экстраполяцией экспериментальной зависимости у = 1 (Х) к фронту () = 1, Х = 1) и чем меньше участок экстраполяции, тем точнее определяются параметры продуктов взрыва. Участок экстраполяции по расстоянию в данном способе примерно в 10 раз меньше, чем в прототипе, что приводит к существенному повьш ению точности в определении параметров продуктов взрыва.

1097052

Заказ 127/3 тираж 898 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитете СССР по делам изобретений и открытий

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

Ф филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор П.Горькова Техред О.Ващиаина Корректор О.Билак