СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОРЕАГИРОВАВШЕЙ МАССЫ ЗАРЯДА ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА Российский патент 2020 года по МПК F42B35/00 

Изобретение относится к области измерения характеристик взрыва боеприпаса или заряда взрывчатого вещества (ВВ).

Известен способ определения фугасности взрывчатых веществ (ВВ) по ГОСТ 4546-81, основанный на определении относительного отклонения груза на подвесах за счет фугасного действия продуктов взрыва заряда ВВ (ГОСТ 4546-81 Вещества взрывчатые. Методы определения фугасности. - М: ИПК Издательство стандартов, 1998.), которой позволяет делать вывод об относительном значении прореагировавшей массы ВВ.

Недостатками данного способа являются ограниченная зона применения, плохая повторяемость экспериментальных результатов и малая точность.

Известен способ определения характеристик взрыва заряда ВВ, являющийся наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату, основанный на измерении давления во фронте воздушной ударной волны (ВУВ), созданной взрывом заряда ВВ в окружающей среде (Садовский М.А. Механическое действие воздушных ударных волн взрыва по данным экспериментальных исследований // Физика взрыва. 1952. №1. С. 20-111).

Способ состоит в регистрации ВУВ от взрыва заряда ВВ с помощью, как минимум, одного датчика давления, расположенного на определенном расстоянии от места расположения заряда ВВ, в виде зависимости давление-время, определения значения избыточного давления во фронте ВУВ и расчете прореагировавшей массы заряда ВВ в тротиловом эквиваленте (ТЭ) по формуле (1) в случае воздушного взрыва и по формуле (2) в случае наземного взрыва.

где ΔР_ф - избыточное давление во фронте ВУВ, определенное на основе информации с датчика давления, МПа;

r - расстояние от центра заряда до датчика давления, м;

m - масса заряда в ТЭ, кг.

Недостатками данного способа, выбранного в качестве прототипа, являются отсутствие учета влияния параметров атмосферы (температура, давление) а так же то, что прореагировавшая масса ВВ определяется в виде ТЭ. ТЭ так называемых «неидеальных» взрывчатых составов, при детонации которых до плоскости Чепмена-Жуге выделяется только часть химической энергии, а остальная часть энергии выделяется в продуктах детонации и при их смешивании с окружающим воздухом, или при детонации облаков топливно-воздушной смеси, будет иметь разные значения на различных расстояниях от центра заряда.

Решаемой технической проблемой является создание способа определения прореагировавшей массы заряда взрывчатого вещества, пригодного для применения в полигонных условиях.

Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемого способа, заключается в повышении точности определения прореагировавшей массы заряда ВВ.

Технический результат достигается за счет того, что в заявляемом способе определения прореагировавшей массы заряда ВВ, включающего регистрацию воздушной ВУВ от воздушного или наземного подрыва заряда ВВ неизвестной массы и определение, как минимум, одного значения радиуса фронта ВУВ в заданный момент времени относительно подрыва заряда ВВ, в отличие от прототипа, непосредственно перед подрывом заряда ВВ неизвестной массы регистрируют значение температуры и давления окружающей среды, ВУВ регистрируют с помощью высокоскоростной видеокамеры, при этом получают, как минимум, одно изображение ВУВ в заданный момент времени относительно подрыва заряда ВВ неизвестной массы, по изображению ВУВ определяют значение радиуса фронта ВУВ, а прореагировавшую массу заряда ВВ определяют на основе сравнения полученных данных с экспериментальной или расчетной зависимостью, описывающей изменение во времени значения радиуса фронта ВУВ при подрыве заряда ВВ заданной массы при заданных значениях температуры и давления окружающей среды, причем вид подрыва соответствует виду подрыва заряда ВВ неизвестной массы.

В качестве экспериментальной или расчетной зависимости, описывающей изменение во времени значения радиуса фронта ВУВ, сформированной в результате подрыва заряда ВВ, соответствующего типу испытываемого заряда ВВ, либо сформированной в результате подрыва заряда ВВ, отличного по типу от испытываемого ВВ.

Для заряда ВВ, отличного по типу от испытываемого ВВ, прореагировавшую массу заряда ВВ определяют в виде эквивалентной массы того заряда ВВ, для которого зависимость, описывающая изменение значения радиуса фронта ВУВ от времени при подрыве заряда ВВ заданной массы при заданных значениях температуры и давления окружающей среды, использовалась для сравнения.

Регистрация ВУВ от взрыва с помощью высокоскоростной видеокамеры позволяет получать информацию о пространственно-временных параметрах фронта ВУВ в плоскости регистрации, что повышает плотность экспериментальных данных, а также позволяет проводить регистрацию в полигонных условиях.

Учет влияния параметров окружающей среды, при которых осуществлялся подрыв заряда ВВ, использование в процессе анализа диаграммы распространения фронта ВУВ а не ее производных значений (скорость распространения фронта ВУВ, избыточное давление во фронте ВУВ), сравнение полученных при проведении регистрации данных с расчетными или экспериментальными данными для аналогичного вида подрыва и типа ВВ с испытываемым подрывом заряда ВВ позволяют повысить точность определения прореагировавшей массы заряда ВВ.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом.

Производят подрыв заряда ВВ неизвестной массы в режиме воздушного или наземного взрыва. Распространение фронта ВУВ от взрыва заряда фиксируют при помощи высокоскоростной видеокамеры, при этом получают как минимум одно изображение ВУВ в заданный момент времени (t₁) относительно подрыва заряда ВВ. По изображению ВУВ определяют значение радиуса фронта ВУВ (R_фi). При этом непосредственно перед подрывом заряда ВВ производят измерения температуры и давления окружающей среды (Т₀, Р₀). На основе данных (эмпирических или расчетных), характеризующих распространение фронта ВУВ (3) при подрыве заряда ВВ заданной массы (q_i,) и при заданных значениях температуры и давления окружающей среды (T₁, P₁) в режиме подрыва, соответствующего типу подрыва заряда ВВ неизвестной массы, путем минимизации функционала (4) определяют прореагировавшую массу испытываемого заряда ВВ, причем прореагировавшая масса ВВ может быть определена как в абсолютной величине так и в виде эквивалента.

В первом случае в качестве экспериментальной или расчетной зависимости, описывающей изменение значения радиуса фронта ВУВ от времени при подрыве заряда ВВ используется зависимость, полученная для типа ВВ, соответствующего типу испытываемого ВВ, во втором - зависимость, полученная для ВВ, отличного по типу от испытываемого.

где q₀ - определяемая прореагировавшая масса испытываемого заряда ВВ, в кг;

Т₀ и Р₀ - давление и температура окружающей среды, непосредственно перед подрывом заряда ВВ, в Па и K соответственно.

q₁, Т₁ и P₁ - масса заряда ВВ, давление и температура окружающей среды, для которых получена зависимость (3), в кг, Па и K соответственно.

Заявляемый способ опробован в полигонных условиях и показал свою работоспособность, подтвердил повышение точности определения прореагировавшей массы заряда ВВ.

Изобретение относится к области измерения характеристик взрыва боеприпаса или заряда взрывчатого вещества (ВВ). Техническим результатом заявляемого способа является повышение точности определения прореагировавшей массы заряда ВВ. Технический результат достигается тем, что способ определения прореагировавшей массы заряда взрывчатого вещества (ВВ) включает в себя регистрацию воздушной ударной волны (ВУВ) от воздушного или наземного подрыва заряда ВВ неизвестной массы и определение, как минимум, одного значения радиуса фронта ВУВ в заданный момент времени относительно подрыва заряда ВВ, отличается тем, что непосредственно перед подрывом заряда ВВ неизвестной массы регистрируют значение температуры и давления окружающей среды, ВУВ регистрируют с помощью высокоскоростной видеокамеры, при этом получают, как минимум, одно изображение ВУВ в заданный момент времени относительно подрыва заряда ВВ неизвестной массы, по изображению ВУВ определяют значение радиуса фронта ВУВ, а прореагировавшую массу заряда ВВ определяют на основе сравнения полученных данных с экспериментальной или расчетной зависимостью, описывающей изменение во времени значения радиуса фронта ВУВ при подрыве заряда ВВ заданной массы при заданных значениях температуры и давления окружающей среды, причем вид подрыва соответствует виду подрыва заряда ВВ неизвестной массы. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ определения прореагировавшей массы заряда взрывчатого вещества (ВВ), включающий регистрацию воздушной ударной волны (ВУВ) от воздушного или наземного подрыва заряда ВВ неизвестной массы и определение, как минимум, одного значения радиуса фронта ВУВ в заданный момент времени относительно подрыва заряда ВВ, отличающийся тем, что непосредственно перед подрывом заряда ВВ неизвестной массы регистрируют значение температуры и давления окружающей среды, ВУВ регистрируют с помощью высокоскоростной видеокамеры, при этом получают, как минимум, одно изображение ВУВ в заданный момент времени относительно подрыва заряда ВВ неизвестной массы, по изображению ВУВ определяют значение радиуса фронта ВУВ, а прореагировавшую массу заряда ВВ определяют на основе сравнения полученных данных с экспериментальной или расчетной зависимостью, описывающей изменение во времени значения радиуса фронта ВУВ при подрыве заряда ВВ заданной массы при заданных значениях температуры и давления окружающей среды, причем вид подрыва соответствует виду подрыва заряда ВВ неизвестной массы.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что прореагировавшую массу заряда ВВ определяют на основе сравнения полученных данных с экспериментальной или расчетной зависимостью, описывающей изменение во времени значения радиуса фронта ВУВ, сформированной в результате подрыва заряда ВВ, соответствующего типу заряда ВВ неизвестной массы.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что прореагировавшую массу ВВ определяют в виде эквивалентной массы на основе сравнения полученных данных с экспериментальной или расчетной зависимостью, описывающей изменение во времени значения радиуса фронта ВУВ, сформированной в результате подрыва заряда ВВ, отличного по типу от ВВ неизвестной массы.