СПОСОБ ИНИЦИИРОВАНИЯ ДЕТОНАЦИИ БРИЗАНТНЫХ ВВ Российский патент 1999 года по МПК F42B3/10 

Предлагаемый способ предназначен для применения в промышленности и военной технике, использующих взрывы зарядов бризантных ВВ.

Известен способ инициирования детонации бризантных (вторичных) ВВ, основанный на возбуждении ударного импульса сжатия ударной волны (УВ) в заряде ВВ. В качестве источников УВ используют взрыв заряда инициирующего (первичного) ВВ, электрический разряд, удар быстро летящего тела и др. (Дубнов Л.В., Бахаревич Н.С., Романов А.И. Промышленные взрывчатые вещества. - М.: Недра, 3-е издание, 1988, 3.3).

Недостаток этого способа связан с относительно высокой вероятностью несанкционированного взрыва (НВ) заряда ВВ из-за различного рода воздействий (механических, тепловых), в том числе из-за несанкционированного срабатывания источника УВ - системы инициирования (СИ).

Для снижения вероятности НВ уменьшают чувствительность ВВ. Для инициирования детонации такого малочувствительного ВВ приходится увеличить амплитуду и/или длительность ударного импульса сжатия. Как правило, используют дополнительный детонатор из более чувствительного ВВ, который инициируется капсюлем-детонатором и возбуждает взрыв основного заряда (Гейман А.М. Взрыв. - М.: Наука, 1978, с. 52). При этом вероятность НВ заряда в основном определяется вероятностью НВ капсюля-детонатора и/или дополнительного детонатора и остается относительно высокой, что недопустимо, если взрыв приводит к тяжелым последствиям (например, в случае НВ ядерного заряда).

Еще один недостаток известного способа связан с невозможностью формирования формы фронта детонационной волны (ДВ), качественно отличающейся от формы фронта инициирующей УВ. Так, дополнительный детонатор в виде шашки, инициируемый капсюлем-детонатором, возбуждает в основном заряде расходящуюся УВ и соответственно ДВ. Для формирования плоской или сходящейся ДВ необходимо существенное усложнение конструкции и удорожание СИ.

Решаемая задача заключается в создании способа инициирования детонации бризантных ВВ, обеспечивающего эффективный санкционированный взрыв заряда ВВ при одновременном снижении вероятности НВ.

Технический результат, получаемый при реализации способа, состоит в инициировании ДВ с требуемой формой фронта при упрощенной конструкции СИ, причем вероятность инициирования возрастает только к моменту времени санкционированного подрыва заряда.

Это достигается тем, что в способе инициирования детонации бризантных ВВ, основанном на возбуждении ударного импульса сжатия в заряде ВВ, нагревают инициируемый слой ВВ, создавая заранее заданное неоднородное поле температуры к моменту времени и в месте возбуждения импульса сжатия с амплитудой и/или длительностью, меньшими необходимых для инициирования устойчивой высокоскоростной детонации в инициируемом слое до его нагревания, и формой фронта, определяющей совместно с температурным полем требуемую форму фронта ДВ.

Нагревание ВВ приводит, как правило, к повышению его ударно-волновой чувствительности. Так, в работе (P.A. Vrtiew, T.M. Cook, J.L. Maieschein and C. M. Tarver "Shock sensitivity of IHE at elevated temperatures" Proceedings Tenth International Detonation Symposium, July 12-16, 1993, Boston, Massachusets, p. 139-147) показано, что ударно-волновая чувствительность ВВ на основе ТАТБ, нагретого до T = 250^oC, становится близкой к чувствительности высокочувствительных ВВ на основе октогена. Причем глубина возбуждения детонации (расстояние, которое пробегает УВ до превращения в ДВ) в составе LX-17-1 при T = 250^oC и амплитуде УВ P = 6,5 ГПа составляет 3,3 мм, что более чем на порядок меньше глубины при T = 20^oC.

Это позволяет, создавая заранее заданное неоднородное поле температуры, получить требуемое распределение глубин возбуждения детонации, определяющее соответственно требуемую форму фронта ДВ.

Например, для преобразования расходящейся УВ в плоскую (сходящуюся) ДВ необходимо нагреть ВВ в районе отстающих боковых участков УВ так, чтобы ДВ на них возникла ранее, чем на центральном ненагретом участке, и за счет более высокой скорости распространения догнала (обогнала) УВ на центральном участке в момент ее превращения в ДВ.

При этом амплитуда и/или длительность ударного импульса должны быть меньше необходимых для инициирования устойчивой высокоскоростной детонации в ненагретом слое ВВ.

В противном случае оказывается возможным преждевременное возникновение ДВ на центральном участке, опережающее ее возникновение на боковых, что не позволит преобразовать расходящуюся УВ в плоскую или сходящуюся ДВ.

Кроме того, в случае СИ, возбуждающей ударный импульс с амплитудой и/или длительностью, меньшими необходимых для инициирования устойчивой высокоскоростной детонации в ненагретом ВВ, снижается вероятность НВ, так как при несанкционированном срабатывании СИ оказывается возможным только относительно незначительное разложение ВВ и разрушение части заряда. Эффективный взрыв ВВ в результате инициирования устойчивой высокоскоростной ДВ с требуемой формой фронта происходит только после санкционированного срабатывания СИ, которому предшествует нагревание ВВ, заметно повышающее его ударно-волновую чувствительность в заранее заданных участках заряда.

На чертеже показана схема одного из вариантов осуществления способа.

Здесь: 1 - основной заряд малочувствительного ВВ; 2 - дополнительный детонатор в виде шашки малочувствительного ВВ; 3 - слой высокочувствительного ВВ, инициируемый в центре при подаче высокого импульсного напряжения на выводы 4; 5 - электрический нагреватель из тонкой проволоки или фольги, подключенный к источнику тока с помощью выводов 6.

Корпус СИ на чертеже не показан.

Способ осуществляется следующим образом. Нагреватель 5 подключается к источнику тока за ≥ 100 с до подрыва и прогревает прилегающие к нему слои ВВ заряда 1 и детонатора 2 толщиной несколько мм до температуры T > 100^oC. При достаточно высокой скорости нагревания ≈ 1 град/с в ВВ возникают тепловые напряжения, приводящие к микрорастрескиваниям, дополнительно увеличивающим его чувствительность.

После санкционированной подачи импульса высокого напряжения на выводы 4 и инициирования детонации слоя 3 из его центра распространяется скользящая ДВ, образующая в дополнительном детонаторе 2 расходящуюся УВ. Состав слоя 3, и/или его толщина, и/или плотность подобраны так, что расходящаяся УВ не возбуждает детонацию в ненагретом слое ВВ дополнительного детонатора 2.

ДВ на нагретых боковых участках детонатора, прилегающих к нагревателю 5, инициируется практически в момент времени прихода УВ и догоняет (обгоняет) УВ на центральном участке к моменту времени ее прихода к нагретому слою ВВ и превращения в ДВ.

Плоская (сходящаяся) ДВ выходит из детонатора 2 и превращается в нагревателе 5 в плоскую (сходящуюся) УВ, обладающую более сильным инициирующим действием, чем расходящаяся. Плоская (сходящаяся) УВ входит в нагретый слой заряда 1 и инициирует плоскую (сходящуюся) ДВ.

В случае несанкционированного инициирования детонации слоя 3 (без нагревания ВВ) детонация в детонаторе 2 и заряде 1 не возникает.

Слой 3 в принципе также может быть выполнен из малочувствительного ВВ, переводимого нагреванием в высокочувствительное состояние непосредственно перед инициированием.

Изобретение относится к способам взрывания бризантных ВВ. Предлагаемый способ позволяет снизить вероятность несанкционированного взрыва заряда ВВ и обеспечить эффективный санкционированный взрыв в результате инициирования устойчивой высокоскоростной детонационной волны с требуемой формой фронта. Перед подрывом заряда инициируемый слой ВВ нагревают, создавая заданное неоднородное поле температуры, а затем возбуждают импульс сжатия с амплитудой и/или длительностью, меньшими необходимых для инициирования устойчивой высокоскоростной детонации в инициируемом слое до его нагрева, и формой фронта, определяющей совместно с температурным полем требуемую форму фронта детонационной волны. 1 ил.

Способ инициирования детонации бризантных взрывчатых веществ (ВВ), основанный на возбуждении ударного импульса сжатия в заряде ВВ, отличающийся тем, что нагревают инициируемый слой ВВ, создавая заранее заданное неоднородное поле температуры к моменту времени и в месте возбуждения импульса сжатия с амплитудой и/или длительностью, меньшими необходимых для инициирования устойчивой высокоскоростной детонации в инициируемое слое до его нагревания, и формой фронта, определяющей совместно с температурным полем требуемую форму фронта детонационной волны.