СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОРЕАГИРОВАВШЕЙ МАССЫ ЗАРЯДА ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА
METHOD OF DETERMINING REACTED EXPLOSIVE CHARGE MASS

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.
ф
где ΔР - 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.
1
фi
0
0
i
1
1
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 (t) относительно подрыва заряда ВВ. По изображению ВУВ определяют значение радиуса фронта ВУВ (R). При этом непосредственно перед подрывом заряда ВВ производят измерения температуры и давления окружающей среды (Т, Р). На основе данных (эмпирических или расчетных), характеризующих распространение фронта ВУВ (3) при подрыве заряда ВВ заданной массы (q,) и при заданных значениях температуры и давления окружающей среды (T, P) 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.
0
где q - определяемая прореагировавшая масса испытываемого заряда ВВ, в кг;
0
0
Т и Р- давление и температура окружающей среды, непосредственно перед подрывом заряда ВВ, в Па и K соответственно.
1
1
1
q, Т и P - 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.