Исследование и разработка взрывчатых веществ с высокими эксплуатационными характеристиками

Общая цель этой процедуры заключается в оценке скорости детонации и давления детонации для новой взрывчатой формулы с использованием пьезоэлектрических контактов и окна фотонной доплеровской скорости. Это достигается путем предварительной подготовки пьезоэлектрических контактов и окна фотонной доплеровской велоциметрии для процедуры испытания. Второй шаг заключается в измерении и загрузке взрывчатых образцов в обработанные акриловые трубки.

Далее ставится детонатор. Эксперимент помещают в закрытую испытательную камеру, а испытательный заряд подрывают. Заключительным этапом является сбор и анализ данных о времени прихода и давлении.

В конечном счете, комбинированные испытания на скорость детонации и давление детонации были использованы для определения характеристик и оптимизации взрывчатых составов. Как разработчикам рецептур взрывчатых веществ, мы не можем позволить себе роскошь многократных прогонов и неразрушающих испытаний. Поэтому чрезвычайно важны точные и воспроизводимые измерения скорости детонации и давления детонации.

Здесь инженеры-взрывотехники Эрик Вробель и Роджер Корнелл продемонстрируют, как измерять давление и скорость детонации. Основным преимуществом фотонной доплеровской велоразмеретрии является чрезвычайно точное измерение детонационного давления. Во-первых, подготовьте пучки из шести кабелей BNC для использования с пьезоэлектрическими контактами.

Длина кабелей должна быть отрегулирована в соответствии с геометрией испытательного участка. Теперь с помощью высокоточного штангенциркуля измерьте диаметр и длину тестового образца и бустерной пули. Испытательные приспособления могут быть обработаны для гранул любого размера.

Также измерьте массу гранул. Теперь загрузите взрывчатые шарики одну за другой в пластиковое приспособление. Запишите количество загруженных гранул и их расположение в приспособлении.

Далее загрузите бустерную гранулу в трубку с верхней части приспособления. Сверху на бустерную дробину поместите акриловый держатель детонатора. Теперь вставьте пьезоэлектрические контакты через отверстия и вниз по длине пластикового приспособления.

Закрепите штифты с помощью пятиминутной эпоксидной смолы. После того, как эпоксидная смола затвердеет, поместите акриловую трубку, содержащую взрывчатые гранулы, поверх стальной свидетельской пластины. Закрепите испытательное приспособление на стальной пластине с помощью груза или ленты.

Между последней взрывчатой гранулой и стальной пластиной не должно быть воздушного зазора. Далее нанесите эпоксидную смолу на край испытательного приспособления, чтобы закрепить его на пластине. После того как эпоксидная смола полностью застынет, поместите детонатор в держатель и закрепите скотчем.

Транспортируйте испытательное приспособление в испытательную камеру. Там подключите пьезоэлектрические штыревые кабели к контактам в камере и к блоку мультиплексора BNC в камерной. Затем подключите блок мультиплексора к осциллографу.

Пропускной способности в один гигагерц более чем достаточно. Подсоедините огневой рубеж к детонатору. Следуя местным стандартным рабочим процедурам, заблокируйте испытательную площадку.

Далее подключите пусковой крючок из высоковольтного пожарного набора к одному каналу на осциллографе. Убедитесь, что порог срабатывания составляет три вольта. Затем подключите суммирующую коробку ко второму каналу на осциллографе.

На осциллографе установите оба канала на пять вольт на деление, а временную развертку — на пять микросекунд на деление. Установите задержку на отрицательные 20 микросекунд. Теперь, с установленным высокоэнергетическим огнем, выполните подрыв.

Анализ данных описан в текстовом протоколе. Начните с обработки диска из ПММА. Вырежьте диск из четвертьдюймового оптически прозрачного листа литого ПММА, чтобы убедиться, что на лицевых сторонах диска нет дефектов.

Сопоставьте диаметр диска с диаметром взрывчатого вещества. После обработки осмотрите поверхности диска на наличие физических дефектов. Очистите и отполируйте мелкие дефекты на поверхности, чтобы восстановить ее оптическую прозрачность.

Если есть большие дефекты, такие как глубокие царапины или полости, выбросьте диск и начните сначала. Теперь приклейте очень тонкую алюминиевую фольгу к диску диффузной стороной вниз, используя оптически прозрачный скотч. Разгладьте фольгу по диску, чтобы удалить рябь или пузыри.

Как и в предыдущей процедуре, измерьте диаметры, длину и массу гранул образца взрывчатого вещества. Сформируйте заряд взрывчатого вещества из этих образцов гранул. На каждой взрывоопасной границе раздела нанесите эластомер на основе силикона, чтобы свести к минимуму образование воздушных зазоров.

Используйте эластомер, проверенный на совместимость, который не способствует химической реакции. Теперь установите время прибытия пьезоэлектрических контактов в акриловый держатель. Затем прикрепите заряженный держатель к нижней части заряда, чтобы зафиксировать установившуюся скорость детонации.

Прежде чем продолжить, убедитесь, что штифты держателя расположены параллельно оси взрывоопасной заготовки. Продолжите фотодоплеровское испытание велосиметрии, прикрепив акриловый держатель зонда PDV к свободной поверхности окна из ПММА. Затем вставьте щуп PDV в держатель и совместите его с алюминиевой фольгой с помощью измерителя обратного отражения мощностью в один милливатт.

Таким образом, несмотря на то, что ПММА пропускает около 90% лазерного света, с которым мы работаем, свободная поверхность диска, с которым мы работаем, очень зеркальна. Таким образом, если зонд, с которым мы работаем, идеально выравнивается по этой свободной поверхности, мы на самом деле получим очень сильный уровень обратного отражения. И если мы возьмем этот уровень обратного отражения и ошибочно примем его за алюминий, на который мы смотрим, это может дать нам положительный результат ложного выравнивания, и мы можем в конечном итоге упустить много данных, которые пытаемся зафиксировать.

После выравнивания для оптимального обратного отражения нанесите эпоксидную смолу на датчик PDV на место. Затем прикрепите к заряду ускоритель и детонатор EBW, чтобы завершить сборку. Теперь поместите испытуемый предмет в камеру и подключите контакты TOA и волокно PDV.

Затем подсоедините огневой рубеж к детонатору РП-80. Теперь обезопасьте место тестирования и проведите операцию по блокировке территории. Убедитесь, что все внутренние блокировки активированы и весь персонал учтен.

Заключительная подготовка заключается в проверке сигнала PDV и эталонных уровней мощности, чтобы убедиться, что будет захвачена желаемая частота биения. Теперь взорвите предмет с помощью высокоэнергетического огненного набора. Сохраните трассировки осциллографа для данных PDV и TOA.

Используя описанный протокол, PAX-30 сравнивали с традиционным взрывчатым веществом PBXN-5. При детонации были проанализированы пластины вмятин от традиционных выстрелов со скоростью детонации. На этом графике показана скорость детонации PAX-30 по сравнению с традиционным высокоэнергетическим взрывчатым веществом PBXN-5.

PAX-30, даже с 20% меньшей мощностью взрывчатого вещества, обладает почти такой же скоростью детонации, давлением и общей энергией, как и PBXN-5. Это происходит благодаря уникально разработанной алюминиевой добавке. Фотонная доплеровская скоростная траектория скорости частицы со дна взрывчатого вещества показывает, что она быстро разогналась примерно до трех километров в секунду.

Детонационное давление, или давление Чепмена-Жуже, было рассчитано путем моделирования газа продукта, Гюгониота, с приближением Купера, а затем экстраполяции точки CJ, после того как алюминиевое взрывчатое вещество, Гюгониот, было согласовано. Расчеты немного занизили давление, о чем свидетельствуют результаты. В настоящее время ведется работа по разработке новых уравнений, которые будут соответствовать раннему ускорению частиц.

Таким образом, после просмотра этого видео у вас должно быть хорошее понимание того, как измерить скорость детонации и давление детонации для нового взрывчатого вещества.