고성능 폭발물의 연구 개발

이 절차의 전반적인 목표는 압전 핀과 광자 도플러 속도 측정 창을 사용하여 새로운 폭발 제형에 대한 폭발 속도와 폭발 압력을 평가하는 것입니다. 이는 먼저 테스트 절차를 위해 압전 핀과 광자 도플러 속도 측정 창을 준비하여 수행됩니다. 두 번째 단계는 폭발성 샘플을 측정하여 가공된 아크릴 튜브에 넣는 것입니다.

다음으로, 기폭 장치가 부착됩니다. 실험은 밀폐 된 테스트 챔버에 배치되고 테스트 폭약이 폭발합니다. 마지막 단계는 도착 시간 및 압력 데이터를 수집하고 분석하는 것입니다.

궁극적으로, 폭발 속도와 폭발 압력 테스트를 결합하여 폭발성 제형을 특성화하고 최적화하는 데 사용되었습니다. 폭발적인 포뮬레이터로서 우리는 여러 번의 실행과 비파괴 테스트의 사치를 누릴 여유가 없습니다. 따라서 폭발 속도와 폭발 압력의 정확하고 반복 가능한 측정이 매우 중요합니다.

여기에서 폭발 엔지니어 Erik Wrobel과 Rodger Cornell이 폭발 압력과 폭발 속도를 측정하는 방법을 시연할 것입니다. 광자 도플러 속도 측정의 주요 장점은 폭발 압력을 매우 정확하게 측정할 수 있다는 것입니다. 먼저 압전 핀과 함께 사용할 6개의 BNC 케이블 번들을 준비합니다.

케이블 길이는 테스트 사이트의 형상에 맞게 조정해야 합니다. 이제 고정밀 캘리퍼를 사용하여 테스트 샘플과 부스터 펠릿의 직경과 길이를 측정합니다. 테스트 픽스처는 모든 크기의 펠릿에 대해 가공할 수 있습니다.

또한 펠릿의 질량을 측정하십시오. 이제 폭발성 펠릿을 플라스틱 고정 장치에 하나씩 로드합니다. 장전된 펠릿의 수와 고정 장치 내의 위치를 기록합니다.

다음으로, 고정 장치 상단에서 튜브로 부스터 펠릿을 로드합니다. 부스터 펠릿 위에 아크릴 기폭 장치 홀더를 놓습니다. 이제 구멍을 통해 압전 핀을 삽입하고 플라스틱 고정 장치의 길이를 아래로 내립니다.

5분 에폭시를 사용하여 핀을 고정합니다. 에폭시가 경화된 후 폭발성 펠릿이 들어 있는 아크릴 튜브를 강철 증인 플레이트 위에 놓습니다. 추나 테이프로 테스트 픽스처를 강판에 고정합니다.

마지막 폭발성 펠릿과 강판 사이에 에어 갭이 없어야 합니다. 다음으로, 테스트 픽스처의 가장자리를 에폭시로 하여 플레이트에 고정합니다. 에폭시가 완전히 경화된 후 기폭 장치를 홀더에 넣고 테이프로 고정합니다.

테스트 픽스처를 테스트 챔버로 운반합니다. 거기에서 압전 핀 케이블을 챔버의 핀과 카메라 룸의 BNC 멀티플렉서 박스에 연결합니다. 그런 다음 Mux 상자를 오실로스코프에 연결합니다.

1기가헤르츠 대역폭이면 충분합니다. 발사 라인을 기폭 장치에 연결하십시오. 현지 표준 운영 절차에 따라 테스트 사이트를 잠급니다.

그런 다음 고전압 화재 세트의 트리거를 오실로스코프의 한 채널에 연결합니다. 트리거 임계값이 3볼트인지 확인하십시오. 그런 다음 서밍 박스를 오실로스코프의 두 번째 채널에 연결합니다.

오실로스코프에서 두 채널을 모두 디비전당 5볼트로 설정하고 타임베이스를 디비전당 5마이크로초로 설정합니다. 지연을 음수 20마이크로초로 설정합니다. 이제 고에너지 화염을 설정하고 폭발을 실행하십시오.

데이터 분석은 텍스트 프로토콜에서 다룹니다. PMMA 디스크를 가공하는 것으로 시작합니다. 디스크의 면에 결함이 없는지 확인하기 위해 광학적으로 투명한 캐스트 PMMA 시트에서 디스크를 자릅니다.

디스크 직경을 폭발물의 직경과 일치시킵니다. 가공이 완료되면 디스크 면에 물리적 결함이 있는지 검사합니다. 표면의 작은 결함을 청소하고 연마하여 광학적 선명도를 복원합니다.

깊은 긁힘이나 구멍과 같은 큰 결함이 있는 경우 디스크를 버리고 다시 시작하십시오. 이제 매우 얇은 알루미늄 호일을 디스크에 테이프로 붙이고 광학적으로 투명한 테이프를 사용하여 확산면이 아래로 향하게 합니다. 잔물결이나 기포를 제거하기 위해 호일을 디스크에 부드럽게 펴십시오.

이전 절차와 마찬가지로 폭발성 시료 펠릿 직경, 길이 및 질량을 측정합니다. 이 샘플 펠릿에서 폭발물을 형성하십시오. 각 폭발 계면에 실리콘 기반 엘라스토머를 적용하여 에어 갭 형성을 최소화합니다.

호환 테스트를 거친 엘라스토머를 사용하여 화학 반응을 촉진하지 않습니다. 이제 도착 시간 압전 핀을 아크릴 홀더에 장착하십시오. 그런 다음 장전 바닥 근처에 장전된 홀더를 부착하여 정상 상태 폭발 속도를 캡처합니다.

진행하기 전에 홀더가 폭발 빌렛의 축과 평행하게 이동하는 핀을 가지고 있는지 확인하십시오. 아크릴 PDV 프로브 홀더를 PMMA 창의 자유 표면에 부착하여 포토 도플러 속도 측정 테스트를 계속합니다. 그런 다음 PDV 프로브를 홀더에 삽입하고 1밀리와트 후방 반사계를 사용하여 알루미늄 호일에 정렬합니다.

따라서 PMMA가 우리가 작업하는 레이저 광의 약 90%를 투과시키지만, 우리가 작업하는 디스크의 자유 표면은 매우 반사적입니다. 따라서 우리가 작업하고 있는 프로브가 자유로운 표면과 완벽하게 정렬되면 실제로 매우 강력한 후방 반사 수준을 얻을 수 있습니다. 그리고 우리가 그 후방 반사 수준을 선택하고 그것을 우리가 보고 있는 알루미늄으로 착각하면 잘못된 정렬 긍정이 될 수 있으며 결국 캡처하려는 많은 데이터를 놓칠 수 있습니다.

최적의 후방 반사를 위해 정렬되면 PDV 프로브를 제자리에 에폭시로 코팅합니다. 그런 다음 부스터와 EBW 기폭 장치를 충전에 연결하여 조립을 완료합니다. 이제 테스트 항목을 챔버에 넣고 TOA 핀과 PDV 파이버를 배선합니다.

그런 다음 발사 라인을 RP-80 기폭 장치에 연결합니다. 이제 시험장을 확보하고 지역 봉쇄 작전을 실시하십시오. 모든 인트라록이 활성화되고 모든 직원이 확인되었는지 확인합니다.

마지막 준비는 PDV 신호를 확인하고 원하는 비트 주파수가 캡처되는지 확인하기 위해 전력 수준을 참조하는 것입니다. 이제 고에너지 화염 세트를 사용하여 아이템을 폭발시키십시오. PDV 및 TOA 데이터 모두에 대한 오실로스코프 트레이스를 저장합니다.

설명된 프로토콜을 사용하여 PAX-30을 기존의 PBXN-5 고폭탄과 비교했습니다. 폭발 시, 전통적인 폭발 속도 덴트 샷의 덴트 플레이트를 분석했습니다. 이 그래프는 PAX-30의 폭발 속도를 기존의 고에너지 폭발물인 PBXN-5와 비교한 것입니다.

PAX-30은 고폭탄이 20% 감소하더라도 PBXN-5와 거의 동일한 폭발 속도, 압력, 총 에너지를 가지고 있습니다. 이것은 독특하게 설계된 알루미늄 첨가제로 인해 발생합니다. 폭발물 바닥에서 입자의 속도를 추적한 광자 도플러 속도 측정은 폭발물이 초당 약 3km까지 빠르게 가속되었음을 보여줍니다.

폭발 압력(Chapman-Jouget)은 Cooper의 근사치로 제품의 가스인 Hugoniot를 모델링한 다음 알루미늄 폭발물인 Hugoniot가 일치하면 CJ 점을 외삽하여 계산했습니다. 계산은 결과에서 알 수 있듯이 압력을 약간 과소평가했습니다. 초기 입자 가속에 맞는 새로운 방정식을 개발하기 위한 작업이 진행 중입니다.

따라서 이 비디오를 시청한 후에는 새로운 폭발 제형에 대한 폭발 속도와 폭발 압력을 측정하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.