Устройство для генерации цилиндрического фронта детонационной волны

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ФРОНТА ДЕТОНАЦИОННОЙ ВОЛНЫ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(72) Авторы Коморный Александр Анатольевич Богданович Павел Тадеушевич Гуринович Александра Анатольевна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(57) Устройство для генерации цилиндрического фронта детонационной волны, содержащее осесимметричные заряд бризантного взрывчатого вещества с высокой чувствительностью к внешним воздействиям и формирователь цилиндрического фронта детонационной волны, коаксиально расположенный в заряде взрывчатого вещества с возможностью электрического взрывания посредством импульса тока, отличающееся тем, что наружный диаметр заряда взрывчатого вещества в поперечном сечении равен 20 мм, а формирователь цилиндрического фронта детонационной волны выполнен в виде медного проводника диаметром 200 мкм. 17156 1 2013.06.30 Изобретение относится к зарядам взрывчатого вещества, применяющимся для получения цилиндрического фронта детонационной волны. Предложенный генератор цилиндрического фронта детонационной волны может быть использован в устройствах генерации высоких токов и напряжений, при прессовании пористых материалов взрывом. Известно устройство генерации заданного фронта детонационной волны 1 при помощи комбинированного заряда из двух взрывчатых веществ (дополнительное взрывчатое вещество и основное), сопряженных между собой по специально рассчитанной поверхности. Скорость детонации этих двух взрывчатых веществ различная. По дополнительному заряду взрывчатого вещества, после его инициирования от электродетонатора, распространяется сферическая детонационная волна. После того как детонационная волна доходит до основного заряда взрывчатого вещества, по основному заряду взрывчатого вещества начинает распространяться детонационная волна. Далее детонационная волна распространяется как по дополнительному заряду, так и по основному заряду. На поверхности сопряжения дополнительный заряд взрывчатого вещества-основной заряд взрывчатого вещества эти два фронта детонационной волны пересекаются под определенным углом. Поверхность сопряжения дополнительный заряд взрывчатого вещества-основной заряд взрывчатого вещества рассчитывается таким образом, чтобы при выходе детонационной волны из основного заряда взрывчатого вещества получить фронт заданной геометрии. В качестве основного взрывчатого вещества используются баратол пли(смесь тротила и 3), в качестве дополнительного взрывчатого вещества - октоген. Данное устройство генерации с комбинированным зарядом из двух взрывчатых веществ, сопряженных между собой по специально рассчитанной поверхности, имеет следующие основные недостатки недостаточная повторяемость свойств и сложность при формовании заряда взрывчатого вещества отдельных частей детонационных линз. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому объекту является устройство генерации цилиндрического фронта детонационной волны 2,состоящее из осесимметричных заряда взрывчатого вещества и формирователя цилиндрического фронта детонационной волны, который состоит из осесимметричных вставок из инертного материала, располагающихся соосно, и точки инициирования, расположенной на оси симметрии заряда взрывчатого вещества. Данное устройство генерации цилиндрического фронта детонационной волны использовалось во взрывном размыкателе тока мобильного имитатора тока молнии. Устройство генерации цилиндрического фронта детонационной волны размещается на конце магнитокумулятивного генератора, заряд устройства генерации цилиндрического фронта детонационной волны инициируется от основного заряда взрывчатого вещества магнитокумулятивного генератора, точка инициирования находится на оси симметрии устройства генерации цилиндрического фронта детонационной волны. После инициирования заряда взрывчатого вещества но нему начинает распространяться детонационная волна со сферическим фронтом. Затем детонационная волна огибает вставки из инертного материала и распространяется по каналам с взрывчатым веществом в сторону струеформирователя. Геометрические размеры каналов с взрывчатым веществом и инертных вставок, а также их взаимное расположение выбираются таким образом, чтобы обеспечить одновременный приход детонационной волны ко всем точкам внутренней поверхности струеформирователя. В момент касания струеформирователя форма фронта детонационной волны представляет собой практически цилиндр. В данном устройстве генерации цилиндрического фронта детонационной волны форма фронта детонационной волны будет тем лучше соответствовать требуемой цилиндрической форме, чем большее количество каналов с взрывчатым веществом будет использовано. Однако существует ограничение, накладываемое на минимальную толщину) канала, она не может быть меньше критического диаметра детонации используемого взрывчатого вещества В противном случае детонация в канале прекратится и изделие не будет функционировать. Этим обусловлены основные недостатки данного устройства генерации цилиндрического фронта детонационной вотны 2 17156 1 2013.06.30 1) при небольшом числе каналов с взрывчатым веществом фронт детонационной волны не соответствует цилиндрической форме 2) невозможно использовать большое число каналов с взрывчатым веществом для получения практически идеальной цилиндрической формы детонационной волны, так как линейный размер канала не может быть меньше критического диаметра детонации используемого взрывчатого вещества. Задачей предлагаемого изобретения является создание заряда взрывчатого вещества,по которому распространяется детонационная волна с цилиндрической формой фронта,используемого в коммутационных схемах импульсных источников энергии, при прессовании пористых материалов взрывом. Поставленная задача достигается тем, что устройство для генерации цилиндрического фронта детонационной волны, содержащее осесимметричные заряды бризантного взрывчатого вещества с высокой чувствительностью к внешним воздействиям и формирователь цилиндрического фронта детонационной волны, коаксиально расположенный в заряде взрывчатого вещества с возможностью электрического взрывания посредством импульса тока, причем наружный диаметр заряда взрывчатого вещества в поперечном сечении равен 20 мм, а формирователь цилиндрического фронта детонационной волны выполнен в виде медного проводника диаметром 200 мкм. Схема предложенного устройства генерации цилиндрического фронта детонационной волны представлена на фиг. 1. На оси симметрии заряда взрывчатого вещества 1 располагается тонкая металлическая проволочка 2, поперечное сечение которой представляет собой окружность. Проволочка подключается к импульсному источнику высокого напряжения. После пропускания импульса тока через проводник происходит взрыв проводника, проводник разрушается и начинается разлет продуктов взрыва проволочки. В результате этого во взрывчатом веществе 3 возникает ударная волна, давление которой превышает критическое давление возбуждения детонации данного взрывчатого вещества, и, следовательно, начинает протекать реакция взрывчатого превращения. Так как форма фронта ударной волны представляет собой цилиндр (начальная форма металлического проводника), то и во взрывчатом веществе распространяется детонационная волна с цилиндрической формой фронта. С предлагаемым устройством генерации цилиндрического фронта детонационной волны проводились эксперименты по определению задержек реальной формы фронта детонационной волны от заданной цилиндрической. В качестве взрывчатого вещества использовался ТЭН плотностью 1,1 г/см 3. Наружный диаметр заряда взрывчатого вещества 20 мм, длина заряда взрывчатого вещества 150 мм. Металлическим проводником была медная проволочка диаметром 200 мкм и длиной 160 мм. В качестве системы инициирования взрыва проволочки выступала конденсаторная батарея. Система инициирования взрыва проволочки имела следующие электрические параметры емкость конденсаторов 0,98 мкФ, напряжение 25 кВ, индуктивность подводящей линии 7,8 мкГн. Регистрации времени прихода детонационной волны производилась в трех точках, расположенных на внешней поверхности заряда взрывчатого вещества 3 (фиг. 1) устройства генерации цилиндрического фронта детонационной волны, данные точки находились па одной образующей, расстояние между ними 60 мм, центральная точка находилась посередине образующей корпуса. В данные точки помещались оптические датчики. Оптический датчик представлял собой оптоволоконную линию, один отполированный конец которой вводился в заряд взрывчатого вещества и экранировался от заряда взрывчатого вещества медной фольгой толщиной 30 мкм, другой конец оптоволоконной линии подключался к многоканальному осциллографу при помощи оптического пробника. При выходе детонационной волны на поверхность оптического датчика на осциллографе фиксировалось падение напряжения. В ходе эксперимента также проводилась регистрация производной тока в цепи медной проволочки. Результат эксперимента приведен на фиг. 2 1 - сигнал с 3 17156 1 2013.06.30 пояса Роговского, регистрирующего производную тока в цепи медной проволочки, 2 сигналы с трех оптических датчиков. Отклонение времени срабатывания оптических датчиков составило датчик 1 и датчик 2 - 500 нс, датчик 2 и датчик 3 - 170 нс. Это свидетельствует о том, что реальная форма детонационной волны имеет незначительные отличия от цилиндрической формы. Приведенные результаты доказывают возможность эффективного использования предложенного устройства генерации цилиндрического фронта детонационной волны при прессовании пористых материалов взрывом, в качестве элемента систем и устройств генерации высоких токов и напряжений. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4