Erratum: Research and Development of High-performance Explosives

Resumen

Several corrections were made to: Research and Development of High-performance Explosives

Resumen

Se emitió una errata para Investigación y Desarrollo de Explosivos de Alto Rendimiento. Se actualizaron las secciones de resumen, introducción, protocolo, resultados representativos y agradecimientos.

El Resumen se actualizó desde:

Las pruebas de desarrollo de explosivos de alto rendimiento para aplicaciones militares implican la formulación a pequeña escala, pruebas de seguridad y, finalmente, pruebas de rendimiento de detonación para verificar los cálculos teóricos. Para formulaciones recién desarrolladas, el proceso comienza con mezclas a pequeña escala, pruebas térmicas y sensibilidad al impacto y a la fricción. Solo entonces las formulaciones subsiguientes a mayor escala pasan a las pruebas de detonación, las cuales serán abordadas en este artículo. Avances recientes en técnicas de caracterización han permitido una precisión sin precedentes en el estudio de la evolución temprana de las detonaciones. Se presentará y comparará la nueva técnica de velocimetría foto-Doppler (PDV, por sus siglas en inglés) para la medición de la presión y velocidad de detonación con los métodos tradicionales de velocidad de detonación mediante fibra óptica y el cálculo de presión de detonación basado en la deformación de placas. En particular, se analizará el papel del aluminio en las formulaciones explosivas. Desarrollos recientes han dado lugar a formulaciones explosivas que provocan la reacción del aluminio muy temprano durante la expansión de los productos de detonación. Esta reacción mejorada provoca cambios en la velocidad y presión de detonación debidos a la reacción del aluminio con el oxígeno presente en los productos gaseosos en expansión.

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Las pruebas de desarrollo de explosivos de alto rendimiento para aplicaciones militares implican la formulación a pequeña escala, pruebas de seguridad y, finalmente, pruebas de rendimiento de detonación para verificar los cálculos teóricos. Para formulaciones recién desarrolladas, el proceso comienza con mezclas a pequeña escala, pruebas térmicas y sensibilidad al impacto y a la fricción. Solo entonces las formulaciones subsiguientes a mayor escala pasan a las pruebas de detonación, que serán tratadas en este artículo. Avances recientes en técnicas de caracterización han permitido una precisión sin precedentes en el estudio de la evolución temprana de las detonaciones. Se presentará y comparará la nueva técnica de Velocimetría Doppler Fotónica (PDV, por sus siglas en inglés) para la medición de la presión de detonación con los métodos tradicionales de medición de velocidad de detonación mediante fibra óptica y cálculo de presión mediante indentación de placas. En particular, se analizará el papel del aluminio en las formulaciones explosivas. Desarrollos recientes han dado lugar a formulaciones explosivas que provocan la reacción del aluminio muy temprano durante la expansión de los productos de detonación. Esta reacción mejorada provoca cambios en la velocidad y presión de detonación debido a la interacción del aluminio con el oxígeno presente en los productos gaseosos en expansión.

El penúltimo párrafo de la Introducción se actualizó desde:

Para calcular la presión CJ de un explosivo nuevo, se puede utilizar un sistema PDV para medir la velocidad de las partículas entre el explosivo y una ventana de polimetilmetacrilato (PMMA). En esta interfaz se coloca una lámina muy delgada, normalmente de aluminio o cobre, para actuar como superficie reflectante. En estos estudios se utilizó cobre. La lámina debe ser lo suficientemente delgada para evitar una atenuación significativa de la onda de choque, pero lo suficientemente gruesa para impedir que la luz de la detonación la atraviese. Por lo general, un espesor de lámina de 1.000 angstroms es ideal para la mayoría de los montajes experimentales. Conociendo la velocidad de las partículas en el PMMA y la velocidad de detonación del explosivo, se puede calcular la presión de detonación mediante ecuaciones de coincidencia de choque de Hugoniot.⁶

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Para calcular la presión de CJ de un nuevo explosivo, se puede utilizar un sistema PDV para medir la velocidad de las partículas entre el explosivo y una ventana de polimetilmetacrilato (PMMA). Una fina lámina, generalmente de aluminio o cobre, se coloca en esta interfaz para actuar como superficie reflectante. Esta lámina debe ser lo suficientemente delgada como para evitar una atenuación significativa de la onda de choque, pero lo suficientemente gruesa como para impedir que la luz de la detonación la atraviese. Por lo general, un espesor de lámina de 1.000 angstroms es ideal para la mayoría de los montajes experimentales. Conociendo la velocidad de las partículas en el PMMA y la velocidad de detonación del explosivo, se puede calcular la presión de detonación mediante ecuaciones de coincidencia de choque de Hugoniot.⁶

El paso 2.1 del Protocolo se actualizó desde:

Maquine una ventana de PMMA con un tamaño igual al diámetro de la carga explosiva y aproximadamente 6,5 mm de grosor. Asegúrese de que la ventana sea ópticamente transparente y esté libre de cualquier defecto de mecanizado. Para lograrlo, tome una lámina ópticamente transparente de acrílico colado y corte los discos utilizando un cortador láser u otro proceso de mecanizado similar. Luego, utilice chorros de agua para obtener una superficie ópticamente clara.

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Maquine una ventana de PMMA con un tamaño igual al diámetro de la carga explosiva y con un grosor aproximado de 6,5 mm. Asegúrese de que la ventana sea ópticamente transparente y esté libre de cualquier defecto de mecanizado. Para lograrlo, tome una lámina ópticamente transparente de acrílico colado y corte los discos utilizando un cortador láser u otro proceso de mecanizado similar. Luego, pula el PMMA para obtener una superficie ópticamente clara.

En la Figura 3 de Resultados Representativos, el pie de figura fue actualizado desde:

Figura 3. Configuración del PDV (vista cercana). La configuración del PDV en la base donde se encuentra la placa volante.

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Figura 3. Configuración del PDV (vista cercana). La configuración del PDV en la base.

En los Resultados Representativos, el párrafo entre la tabla 1 y la figura 7 se ha actualizado desde:

La salida de la traza PDV de la placa impulsora desde la base de la carga explosiva de Figuras 2-3 se muestra en la Figura 7. Las oscilaciones surgen del retumbo en la placa debido a la aceleración rápida hasta casi 4-5 km/s. La presión CJ se calcula modelando el Hugoniot del gas producto con la aproximación de Cooper⁶, y luego extrapolando el punto CJ una vez que se ajusta el Hugoniot aluminio-explosivo. En la Figura 8 se muestra una impresión típica de pantalla de dicho cálculo. La técnica aún tiene algunas limitaciones, ya que los cálculos suponen una extrapolación lineal de la aceleración desde el inicio de la velocidad de la placa impulsora. Esto provoca una ligera subestimación de la presión, como lo demuestran los resultados (Tabla 1). Actualmente se trabaja en el desarrollo de nuevas ecuaciones para ajustar la aceleración inicial de la placa impulsora.

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La salida de la traza de PDV desde la parte inferior de la carga explosiva de Figuras 2-3 se muestra en la Figura 7. La presión CJ se calcula modelando el Hugoniot del gas producto con la aproximación de Cooper,⁶ y luego extrapolando el punto CJ una vez que se ajusta el Hugoniot del PMMA-explosivo. En la Figura 8 se muestra una impresión típica de pantalla de dicho cálculo. La técnica aún tiene algunas limitaciones, ya que los cálculos suponen una extrapolación lineal desde el inicio de la traza de velocidad de la ventana. Esto provoca una ligera subestimación de la presión, como lo demuestran los resultados (Tabla 1).

En la Figura 7 de Resultados Representativos y su leyenda se realizaron actualizaciones desde:

Figura 7. Velocidad de la placa en función del tiempo para la medición de la presión de CJ en el explosivo PBXN-5. Obsérvese el excelente acuerdo entre dos disparos diferentes, en los que las trazas prácticamente coinciden entre sí.

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Figura 7. Velocidad de la ventana en función del tiempo para la medición de la presión de CJ. Obsérvese el excelente acuerdo entre los diferentes disparos, donde las trazas prácticamente se superponen unas a otras.

También en los Resultados Representativos, la leyenda de la Figura 8 se actualizó de:

Figura 8. Cálculo de la presión CJ a partir de los datos de la placa voladora de cobre en el experimento PDV. Obsérvese que la extrapolación supone una aceleración lineal en el impulso inicial de la placa voladora, lo cual actualmente conduce a una subestimación de la presión CJ.

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Figura 8. Cálculo de la presión CJ a partir del experimento PDV. Téngase en cuenta que la extrapolación supone una aceleración lineal en el impulso inicial de la ventana, lo que actualmente conduce a una subestimación de la presión CJ.

La sección de Agradecimientos se actualizó de:

Los autores agradecen al Programa de Requisitos Futuros de Energetica Mejorada para Munición Decisiva (FREEDM) por la financiación, a Mike VanDeWal y Gerard Gillen por su ayuda en las pruebas, a Paula Cook por la asistencia en las formulaciones, y a Ralph Acevedo y Brian Travers por la prensado de las muestras.

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Los autores agradecen al Programa de Requisitos Futuros de Energética Mejorada para Munición Decisiva (FREEDM) por la financiación, a Mike Van De Waal y Gerard Gillen por su ayuda en las pruebas, a Paula Cook por la asistencia en las formulaciones y a Ralph Acevedo y Brian Travers por la prensado de las muestras.

Protocolo

Se emitió una errata para Investigación y Desarrollo de Explosivos de Alto Rendimiento. Se actualizaron las secciones de resumen, introducción, protocolo, resultados representativos y agradecimientos.

El Resumen se actualizó desde:

Las pruebas de desarrollo de explosivos de alto rendimiento para aplicaciones militares implican la formulación a pequeña escala, pruebas de seguridad y, finalmente, pruebas de rendimiento de detonación para verificar los cálculos teóricos. Para formulaciones recién desarrolladas, el proceso comienza con mezclas a pequeña escala, pruebas térmicas y sensibilidad al impacto y a la fricción. Solo entonces las formulaciones subsiguientes a mayor escala pasan a las pruebas de detonación, que serán abordadas en este artículo. Avances recientes en técnicas de caracterización han permitido una precisión sin precedentes en el estudio de la evolución temprana de las detonaciones. Se presentará y comparará la nueva técnica de velocimetría foto-Doppler (PDV, por sus siglas en inglés) para la medición de la presión y velocidad de detonación con los métodos tradicionales de medición de velocidad de detonación mediante fibra óptica y el cálculo de presión de detonación basado en la deformación de placas. En particular, se analizará el papel del aluminio en las formulaciones explosivas. Desarrollos recientes han dado lugar a formulaciones explosivas que provocan la reacción del aluminio muy temprano durante la expansión de los productos de detonación. Esta reacción mejorada provoca cambios en la velocidad y presión de detonación debido a la reacción del aluminio con el oxígeno presente en los productos gaseosos en expansión.

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Las pruebas de desarrollo de explosivos de alto rendimiento para aplicaciones militares incluyen la formulación a pequeña escala, pruebas de seguridad y, finalmente, ensayos de rendimiento de detonación para verificar los cálculos teóricos. Para formulaciones recién desarrolladas, el proceso comienza con mezclas a pequeña escala, pruebas térmicas y sensibilidad al impacto y a la fricción. Solo después, las formulaciones subsiguientes a mayor escala pasan a las pruebas de detonación, que serán abordadas en este artículo. Avances recientes en técnicas de caracterización han permitido una precisión sin precedentes en el estudio de la evolución temprana de las detonaciones. Se presentará y comparará la nueva técnica de Velocimetría Doppler Fotónica (PDV, por sus siglas en inglés) para la medición de la presión de detonación con los métodos tradicionales de medición de velocidad de detonación mediante fibra óptica y el cálculo de presión a partir de la deformación de placas. En particular, se analizará el papel del aluminio en las formulaciones explosivas. Desarrollos recientes han dado lugar a formulaciones explosivas que provocan la reacción del aluminio muy temprano durante la expansión de los productos de detonación. Esta reacción mejorada provoca cambios en la velocidad y presión de detonación debidos a la interacción del aluminio con el oxígeno presente en los gases en expansión.

El penúltimo párrafo de la Introducción fue actualizado de:

Para calcular la presión CJ de un explosivo nuevo, se puede utilizar un sistema PDV para medir la velocidad de las partículas entre el explosivo y una ventana de polimetilmetacrilato (PMMA). En esta interfaz se coloca una lámina muy delgada, generalmente de aluminio o cobre, que actúa como superficie reflectante. En estos estudios se utilizó cobre. La lámina debe ser lo suficientemente delgada para evitar una atenuación significativa de la onda de choque, pero lo suficientemente gruesa para impedir que la luz de la detonación la atraviese. Por lo general, un espesor de lámina de 1.000 angstroms es ideal para la mayoría de los montajes experimentales. Conociendo la velocidad de las partículas en el PMMA y la velocidad de detonación del explosivo, se puede calcular la presión de detonación mediante ecuaciones de coincidencia de choque de Hugoniot.⁶

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Para calcular la presión CJ de un explosivo nuevo, se puede utilizar un sistema PDV para medir la velocidad de las partículas entre el explosivo y una ventana de polimetilmetacrilato (PMMA). En esta interfaz se coloca una lámina muy delgada, generalmente de aluminio o cobre, que actúa como superficie reflectante. Esta lámina debe ser lo suficientemente delgada para evitar una atenuación significativa de la onda de choque, pero lo suficientemente gruesa para impedir que la luz de la detonación la atraviese. Por lo general, un espesor de lámina de 1.000 angstroms es ideal para la mayoría de los montajes experimentales. Conociendo la velocidad de las partículas en el PMMA y la velocidad de detonación del explosivo, se puede calcular la presión de detonación mediante ecuaciones de coincidencia de choque de Hugoniot.⁶

El paso 2.1 del Protocolo se actualizó desde:

Maquine una ventana de PMMA dimensionada al diámetro de la carga explosiva con un grosor aproximado de 6,5 mm. Asegúrese de que la ventana sea ópticamente transparente y esté libre de cualquier defecto de maquinado. Para lograr esto, tome una lámina ópticamente clara de acrílico colado y maquine los discos utilizando un cortador láser o un proceso de maquinado similar. Luego, utilice chorros de agua para obtener una superficie ópticamente clara.

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Maquine una ventana de PMMA con un tamaño igual al diámetro de la carga explosiva y con un espesor aproximado de 6,5 mm. Asegúrese de que la ventana sea ópticamente transparente y esté libre de cualquier defecto de mecanizado. Para lograrlo, tome una lámina ópticamente transparente de acrílico colado y corte los discos utilizando un cortador láser u otro proceso de mecanizado similar. Luego, pula el PMMA para obtener una superficie ópticamente clara.

En la Figura 3 de Resultados Representativos, el pie de figura fue actualizado desde:

Figura 3. Configuración del PDV (vista cercana). La configuración del PDV en la base donde se encuentra la placa proyectil.

a:

Figura 3. Configuración del PDV (vista cercana). La configuración del PDV en la base.

En los Resultados Representativos, el párrafo entre la tabla 1 y la figura 7 se ha actualizado desde:

La salida de la traza PDV de la placa impulsora desde la base de la carga explosiva de Figuras 2-3 se muestra en la Figura 7. Las oscilaciones surgen del retumbo en la placa debido a la aceleración rápida hasta casi 4-5 km/s. La presión CJ se calcula modelando la curva de Hugoniot del gas producto con la aproximación de Cooper,⁶ y luego extrapolando el punto CJ una vez que se ajusta la curva de Hugoniot aluminio-explosivo. En la Figura 8 se muestra una impresión típica de pantalla de dicho cálculo. La técnica aún tiene algunas limitaciones, ya que los cálculos suponen una extrapolación lineal de la aceleración desde el inicio de la velocidad de la placa impulsora. Esto provoca una ligera subestimación de la presión, como lo demuestran los resultados (Tabla 1). Actualmente se está trabajando en el desarrollo de nuevas ecuaciones para ajustar la aceleración inicial de la placa impulsora.

a:

La salida del rastro de PDV desde la parte inferior de la carga explosiva de Figuras 2-3 se muestra en la Figura 7. La presión CJ se calcula modelando la isenta de gases producto con la aproximación de Cooper,⁶ y luego extrapolando el punto CJ una vez que se ha ajustado la isenta explosivo-PMMA. En la Figura 8 se muestra una impresión típica de pantalla de dicho cálculo. La técnica aún tiene algunas limitaciones, ya que los cálculos suponen una extrapolación lineal desde el inicio del rastro de velocidad en la ventana. Esto provoca una ligera subestimación de la presión, como lo demuestran los resultados (Tabla 1).

En los Resultados Representativos, la Figura 7 y su leyenda fueron actualizadas desde:

Figura 7. Velocidad de la placa en función del tiempo para la medición de la presión de CJ en el explosivo PBXN-5. Obsérvese la excelente concordancia entre dos disparos diferentes, en los que las trazas prácticamente coinciden entre sí.

a:

Figura 7. Velocidad de la ventana en función del tiempo para la medición de la presión de CJ. Obsérvese el excelente acuerdo entre los diferentes disparos, donde las trazas prácticamente coinciden entre sí.

También en los Resultados Representativos, la leyenda de la Figura 8 se actualizó de:

Figura 8. Cálculo de la presión CJ a partir de los datos de la placa proyectil de cobre en el experimento PDV. Obsérvese que la extrapolación supone una aceleración lineal en el impulso inicial de la placa proyectil, lo cual actualmente conduce a una subestimación de la presión CJ.

a:

Figura 8. Cálculo de la presión CJ a partir del experimento PDV. Obsérvese que la extrapolación supone una aceleración lineal en el impulso inicial de la ventana, lo cual actualmente conduce a una subestimación de la presión CJ.

La sección de Agradecimientos se actualizó desde:

Los autores agradecen al Programa de Requisitos Futuros de Energetica Mejorada para Munición Decisiva (FREEDM, por sus siglas en inglés) por la financiación, a Mike VanDeWal y Gerard Gillen por su ayuda en las pruebas, a Paula Cook por la asistencia en las formulaciones y a Ralph Acevedo y Brian Travers por la prensado de las muestras.

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Los autores agradecen al Programa de Requisitos Futuros de Energetica Mejorada para Munición Decisiva (FREEDM, por sus siglas en inglés) por la financiación, a Mike Van De Waal y Gerard Gillen por su ayuda en las pruebas, a Paula Cook por la asistencia en las formulaciones y a Ralph Acevedo y Brian Travers por la prensado de las muestras.