ДЕТОНАЦИОННЫЙ ТРИОД (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2014 года по МПК F42B3/10 F42C19/00 F42C15/34 

Изобретение относится к устройствам, инициирующим детонацию, а именно к детонирующим логическим устройствам, предназначенным для управляемой передачи детонации с целью инициирования взрывных зарядов от одного или более инициаторов. Может быть использовано в различных областях взрывной техники для снижения опасности подготовки к взрыву различных устройств с зарядами взрывчатого вещества или взрывчатого состава (ВС).

Известен взрывной логический элемент И, имеющий два входа и один выход с приемным элементом, выполненные в виде детонационных каналов, которые разделены перегородкой, выполненной из инертного материала (АС №1778491; МПК F42B 3/10, F42C 15/00, опубл. в бюл. №44 от 30.11.1992 г.), представляющий собой детонационный триод (ДТ).

Один из недостатков такого устройства заключается в использовании для передачи детонации от входов к выходу двух физических процессов - распространения детонации в ВС и распространения ударной волны в инертном материале и двух переходов между ними. Вначале детонационная волна образует в материале перегородки ударную волну, затем ударная волна в перегородке инициирует детонацию в ВС выходного канала. Это снижает надежность. Другой недостаток состоит в значительной зависимости параметров ударной волны от стабильности свойств материала и качества изготовления перегородки. Например, при изменении плотности материала перегородки время передачи детонации через триод будет меняться, триод будет работать нестабильно. Это также снижает надежность устройства. Еще одним недостатком прототипа является большой размер перегородки.

Задачей изобретения является разработка детонационного триода, в котором инертный материал перегородки заменен на взрывчатый состав.

Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого устройства, выражается в повышении надежности, сокращении времени передачи детонации, повышении точности расчета времени работы детонационного триода и уменьшении размера перегородки.

Технический результат в первом варианте исполнения изобретения достигается тем, что в детонационном триоде, состоящем из детонационного канала с двумя входами и примыкающей к нему перегородки, отделяющей канал от инициируемого взрывного заряда, перегородка представляет собой сепаратор, выполненный в виде шашки из взрывчатого состава меньшей чувствительности, чем взрывчатый состав канала, с габаритами, недостаточными для инициирования шашки при одностороннем прохождении детонации по каналу в пределах размера шашки. Размер примыкающего к детонационному каналу торца шашки определяется следующей зависимостью: D=UΔτ+d_кp, где d_кp - критический диаметр детонации ВС шашки, мм; U - скорость детонации в ВС канала, мм/мкс; Δτ - допустимая разновременность инициирования детонационных входов, при которой обеспечивается детонирующая способность детонационного триода.

Для исключения передачи детонации при случайном инициировании одного из входов детонационного триода максимальный размер примыкающего к детонационному каналу торца шашки экспериментальным путем выбирается недостаточным для инициирования шашки при одностороннем прохождении детонации по каналу.

Технический результат во втором варианте исполнения изобретения достигается тем, что в детонационном триоде, состоящем из детонационного канала с двумя входами и примыкающей к нему перегородки, отделяющей канал от инициируемого взрывного заряда, перегородка представляет собой сепаратор, выполненный в виде пакета перпендикулярных оси канала чередующихся пластин из ВС и из инертного материала, при этом толщина каждой пластины из ВС недостаточна для ее инициирования при одностороннем прохождении детонации по каналу, а толщина каждой инертной пластины достаточна для инициирования детонации в соседних пластинах из ВС при столкновении напротив ее торца детонационных волн, идущих от входов канала. Количество чередующихся пластин в пакете определяется размером D его стороны, примыкающей к детонационному каналу, который в свою очередь определяется следующей зависимостью: D=UΔτ, где U - скорость детонации ВС канала, мм/мкс; Δτ - допустимая разновременность инициирования детонационных входов, при которой обеспечивается детонирующая способность детонационного триода.

В этом варианте детонационного триода используется эффект затухания детонации в тонких ответвлениях от прямого детонационного канала.

Такие конфигурации вариантов детонационного триода позволяют обеспечить надежную передачу детонации в случае санкционированного инициирования входов детонационного триода и исключить передачу детонации при случайном инициировании одного из входов или неодновременном инициировании обоих входов детонационного триода с разновременностью, при которой инициирование сепаратора невозможно из-за удаленности точки столкновения на достаточное расстояние.

Случайное инициирование не исключается при применении инициаторов, чувствительных к внешним аварийным (пулевым или осколочным) или ошибочным воздействиям. Таким образом, повышается надежность санкционированной передачи детонации и предотвращается передача детонации при случайных воздействиях.

Изобретение поясняется рисунками. На фиг.1 схематически изображен первый вариант исполнения детонационного триода, на фиг.2 - второй вариант; где 1 - детонационный канал, 2 - сепаратор, 3, 4 - входы, 5 - выход, 6 - взрывной заряд, 7 - пластина из ВС, 8 - пластина из инертного материала.

В первом варианте детонационный триод состоит из детонационного канала 1, заполненного ВС и примыкающего к сепаратору 2 из ВС с меньшей чувствительностью. Детонационный канал 1 имеет входы 3 и 4. Другой стороной, являющейся выходом 5, сепаратор примыкает к инициируемому взрывному заряду 6.

Работает устройство следующим образом.

Размер торца сепаратора 2, примыкающего к детонационному каналу 1, и ВС сепаратора 2 экспериментально подобраны таким образом, что при инициировании детонационного канала 1 со стороны одного из входов 3 или 4 возникшая ударная волна, проходящая вдоль сепаратора 2, не вызывает его инициирования. Если оба входа 3 и 4 инициируются одновременно, то в пределах участка детонационного канала 1, примыкающего к сепаратору 2, происходит столкновение детонационных волн с образованием области повышенного давления, достаточного для инициирования детонации в сепараторе 2. Затем детонация через выход 5 передается инициируемому взрывному заряду 6.

Величина разновременности инициирования входов Δτ_и, при которой исключается прохождение детонации через триод к выходу, равна Δτ_и/(D+δ)/U, где D - размер примыкающего к детонационному каналу торца шашки в мм, δ - минимальное расстояние от точки столкновения детонационных волн до края шашки, при котором исключается инициирование шашки, определяется экспериментально, мм, U - скорость детонации в ВС в мм/мкс.

Таким образом, в предложенном детонационном триоде элементы, передающие детонацию, изготовлены из ВС, то есть применяется единственный физико-химический процесс, что повышает надежность работы.

Во втором варианте детонационный триод состоит из детонационного канала 1, заполненного ВС, и примыкающего к нему сепаратора 2 в виде пакета из чередующихся пластин из ВС 7 и пластин из инертного материала 8. Детонационный канал 1 имеет входы 3 и 4. Другой стороной, являющейся выходом 5, сепаратор 2 примыкает к инициируемому взрывному заряду 6.

Работает устройство следующим образом.

Толщины пластин из ВС 7 и пластин из инертного материала 8 экспериментально подобраны таким образом, что при инициировании детонационного канала 1 со стороны одного из входов 3 или 4 возникшая ударная волна, проходящая вдоль сепаратора 2, не вызывает инициирования тонких пластин из ВС за счет эффекта затухания детонации в тонких ответвлениях от прямого удлиненного детонационного канала.

Если оба входа 3 и 4 инициируются одновременно, то в пределах участка детонационного канала 1, примыкающего к сепаратору 2, происходит столкновение детонационных волн с образованием области повышенного давления, достаточного для инициирования детонации в ближайших пластинах из ВС 7, от которых детонация передается инициируемому взрывному заряду 6.

Величина разновременности инициирования входов Δτ_и, при которой исключается прохождение детонации через триод к выходу, равна Δτ_и/(D+δ)/U, где D - размер примыкающей к детонационному каналу стороны пакета в мм, δ - минимальное расстояние от точки столкновения детонационных волн до края пакета, при котором исключается инициирование пластин из ВС, определяется экспериментально, мм, U - скорость детонации в ВС в мм/мкс.

Таким образом, в предложенном детонационном триоде роль элементов из инертного материала сведена к минимуму и передача детонации в основном осуществляется элементами, изготовленными из ВС, что повышает надежность работы.

В качестве примера конкретного исполнения первого варианта конструкции рассмотрим детонационный триод, размещенный в пластическом материале, содержащий детонационный канал сечением 1×3 мм с взрывчатым составом, имеющим критический диаметр детонации менее 0,7 мм, и шашку диаметром и длиной по 6 мм из взрывчатого состава с критическим диаметром детонации более 2,5 мм. Экспериментально подтверждено, что при одностороннем инициировании триода детонация в шашке не возникает, а при двустороннем одновременном инициировании шашка триода детонирует.

В качестве примера конкретного исполнения второго варианта конструкции рассмотрим детонационный триод, размещенный в пластическом материале, содержащий детонационный канал сечением 1,5×2,5 мм с взрывчатым составом, имеющим критический диаметр детонации менее 0,7 мм, и пакет из 7 пластин из ВС толщиной 0,4 мм с габаритами 2,5×3,5 мм и 6 пластин из инертного материала толщиной 0,35 мм с габаритами 3×3,5 мм. Экспериментально подтверждено, что при одностороннем инициировании триода детонация в шашке не возникает, а при двустороннем одновременном инициировании шашка триода детонирует.

Изобретение относится к устройствам, инициирующим детонацию, а именно к детонирующим логическим устройствам, предназначенным для управляемой передачи детонации с целью инициирования взрывных зарядов от одного или более инициаторов. Может быть использовано в различных областях взрывной техники для снижения опасности подготовки к взрыву различных устройств с зарядами взрывчатого вещества или взрывчатого состава. Сущность: в первом варианте исполнения детонационного триода, состоящем из детонационного канала с двумя входами и примыкающей к нему перегородки, отделяющей канал от инициируемого взрывного заряда, перегородка представляет собой сепаратор, выполненный в виде шашки из взрывчатого состава меньшей чувствительности, чем взрывчатый состав канала, с габаритами, недостаточными для инициирования шашки при одностороннем прохождении детонации по каналу в пределах размера шашки. Во втором варианте исполнения детонационного триода, состоящем из детонационного канала с двумя входами и примыкающей к нему перегородки, отделяющей канал от инициируемого взрывного заряда, перегородка представляет собой сепаратор, выполненный в виде пакета перпендикулярных оси канала чередующихся пластин из ВС и из инертного материала, при этом толщина каждой пластины из ВС недостаточна для ее инициирования при одностороннем прохождении детонации по каналу, а толщина каждой инертной пластины достаточна для инициирования детонации в соседних пластинах из ВС при столкновении напротив ее торца детонационных волн, идущих от входов канала. Технический результат: повышение надежности, сокращение времени передачи детонации, повышение точности расчета времени работы детонационного триода за счет применения единственного детонационного физико-химического процесса. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Детонационный триод, состоящий из детонационного канала с двумя входами и примыкающей к нему перегородки, отделяющей канал от инициируемого взрывного заряда, отличающийся тем, что перегородка представляет собой сепаратор, выполненный в виде шашки из взрывчатого состава меньшей чувствительности, чем взрывчатый состав канала, с габаритами, недостаточными для инициирования шашки при одностороннем прохождении детонации по каналу в пределах размера шашки.

2. Детонационный триод по п.1, отличающийся тем, что размер D примыкающего к детонационному каналу торца шашки определяется следующей зависимостью: D=UΔτ+d_кp, где d_кp - критический диаметр детонации ВС шашки в мм, U - скорость детонации в ВС канала в мм/мкс, Δτ - допустимая разновременность инициирования детонационных входов, при которой обеспечивается детонирующая способность детонационного триода.

3. Детонационный триод, состоящий из детонационного канала с двумя входами и примыкающей к нему перегородки, отделяющей канал от инициируемого взрывного заряда, отличающийся тем, что перегородка представляет собой сепаратор, выполненный в виде пакета перпендикулярных оси канала чередующихся пластин из взрывчатого состава и из инертного материала, при этом толщина каждой пластины из взрывчатого состава недостаточна для ее инициирования при одностороннем прохождении детонации по каналу, а толщина каждой инертной пластины достаточна для инициирования детонации в соседних пластинах из взрывчатого состава при столкновении напротив ее торца детонационных волн, идущих от входов канала.

4. Детонационный триод по п.3, отличающийся тем, что количество чередующихся пластин в пакете определяется размером D его стороны, примыкающей к детонационному каналу, который в свою очередь определяется следующей зависимостью: D=UΔτ, где U - скорость детонации взрывчатого состава канала в мм/мкс, Δτ - допустимая разновременность инициирования детонационных входов, при которой обеспечивается детонирующая способность детонационного триода.