СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИМПУЛЬСА ДАВЛЕНИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ КРУПНОГАБАРИТНОГО ОБЪЕКТА ИСПЫТАНИЯ (ВАРИАНТЫ) И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ)
METHOD OF OBTAINING PRESSURE PULSE ON SURFACE OF LARGE-SIZE TEST OBJECT (EMBODIMENTS) AND DEVICE FOR IMPLEMENTATION THEREOF (EMBODIMENTS)

Группа изобретений относится к области получения импульсов давления с использованием взрывчатых веществ, инициируемых импульсным световым излучением, для испытания конструкций на импульсные нагрузки.
При создании новых образцов техники, испытывающих в процессе работы высокоинтенсивные импульсные механические воздействия, требуется экспериментальное подтверждение их работоспособности при указанных нагрузках. Импульсное воздействие (импульс давления) может создаваться на большой площади. При этом должна быть обеспечена одновременность нагружения различных участков поверхность импульсом определенной амплитуды.
Известны способ и устройство получения импульса давления на поверхности крупногабаритного объекта испытания (ОИ), включающий инициирование светочувствительного взрывчатого состава на основе ацетиленида серебра, который наносят непосредственно на поверхность ОИ, при этом, инициирование состава производят одновременно по всей поверхности вспышкой света взрыва тонких проводников, при пропускании по ним электрического тока (Let there be LIHE. Sandia Lab News. March 2, 2007, page 5). Данные способ и устройство выбраны в качестве прототипа для заявляемых способа и устройства.
Основным недостатком прототипа является большая чувствительность взрывчатого вещества на основе ацетиленида серебра к механическим воздействиям [Багал Л.И. Химия и технология инициирующих взрывчатых веществ. М.: Машиностроение, 1975], что ужесточает требования безопасности в обращении с ним.
Техническая проблема, на решение которой направлена заявляемая группа изобретений, является создание способа и устройства, позволяющих создать импульс давления на поверхности крупногабаритного объекта испытания, в том числе имеющей кривизну, и снижение затрат на подготовку объекта испытаний.
Технический результат: обеспечение одновременности нагружения различных участков поверхности крупногабаритного объекта заданной импульсной нагрузкой, обеспечение гладкости детонационного фронта, снижение взрывоопасности при проведении испытаний.
Технический результат достигается за счет того, что по первому варианту заявляемого способа получения импульса давления на поверхности крупногабаритного объекта испытания, включающего инициирование слоя светочувствительного взрывчатого состава, нанесенного непосредственно на поверхность объекта испытаний, инициирование состава производят одновременно по всей поверхности при помощи, по крайней мере, одного источника света, размещенного на заданном расстоянии от ОИ, в отличие от прототипа, источники света располагают вдоль поверхности ОИ, на ОИ наносят слой светочувствительного взрывчатого состава, включающего светочувствительный комплексный перхлорат металла и оптически прозрачный полимер, порошок металла при следующем соотношении компонентов, мас. %:
светочувствительный комплексный перхлорат металла
60-99,45
оптически прозрачный полимер
0,5-20
порошок металла
0,05-20.
Инициирование светочувствительного взрывчатого состава может быть произведено также при помощи источника света, помещенного в фокус параболического отражателя, или луча лазера, прошедшего через рассеивающую линзу.
Технический результат достигается также за счет того, что по второму варианту заявляемого способа получения импульса давления на поверхности крупногабаритного объекта испытания, включающего инициирование слоя светочувствительного взрывчатого состава, нанесенного непосредственно на поверхность объекта испытаний, инициирование состава производят одновременно по всей поверхности при помощи, по крайней мере, одного источника света, размещенного на заданном расстоянии от ОИ, в отличие от прототипа, используют, по крайней мере, один источник света, излучатель которого повторяет контур поверхности ОИ, и/или используют источники света, расположенные в доль поверхности ОИ, на ОИ наносят слой светочувствительного взрывчатого состава, включающего светочувствительный комплексный перхлорат металла и оптически прозрачный полимер, порошок металла при следующем соотношении компонентов, мас. %:
светочувствительный комплексный перхлорат металла
60-99,45
оптически прозрачный полимер
0,5-20
порошок металла
0,05-20.
Технический результат достигается за счет того, что по первому варианту в заявляемом устройстве для получения импульса давления на поверхности крупногабаритного объекта испытания, содержащем слой светочувствительного взрывчатого состава, нанесенного непосредственно на поверхность ОИ, инициирующее устройство в виде, по крайней мере, одного источника света, размещенного на заданном расстоянии от ОИ, в отличающие от прототипа, использован светочувствительный взрывчатый состав, включающий светочувствительный комплексный перхлорат металла и оптически прозрачный полимер, порошок металла при следующем соотношении компонентов, мас. %:
светочувствительный комплексный перхлорат металла
60-99,45
оптически прозрачный полимер
0,5-20
порошок металла
0,05-20.
В качестве импульсного источника света может быть использован импульсный источник света, помещенный в фокус параболического отражателя или луч лазера, прошедший через рассеивающую линзу.
Технический результат также достигается за счет того, что по второму варианту в заявляемом устройстве для получения импульса давления на поверхности крупногабаритного объекта испытания, содержащем слой светочувствительного взрывчатого состава, нанесенного непосредственно на поверхность ОИ, инициирующее устройство в виде, по крайней мере, одного источника света, размещенного на заданном расстоянии от ОИ, в отличающие от прототипа, источники света расположены вдоль поверхности ОИ, и/или использован один источник света, излучатель которого повторяет контур поверхности ОИ, в качестве светочувствительного взрывчатого состава использован светочувствительный взрывчатый состав, включающий светочувствительный комплексный перхлорат металла и оптически прозрачный полимер, порошок металла при следующем соотношении компонентов, мас. %:
светочувствительный комплексный перхлорат металла
60-99,45
оптически прозрачный полимер
0,5-20
порошок металла
0,05-20.
В результате, при использовании всей совокупности признаков вариантов заявляемых способа и устройства обеспечиваются: возможность создания импульса давления на поверхности крупногабаритного объекта испытания, снижение затрат на подготовку испытания при обеспечении одновременности нагружения различных участков поверхности объекта заданной импульсной нагрузкой, гладкость детонационного фронта, снижение взрывоопасное™ при проведении испытаний.
Изобретения поясняются чертежом, на котором изображен общий вид заявляемого устройства.
Устройство для получения импульса давления на поверхности крупногабаритного объекта 2 испытания содержит слой 1 светочувствительного взрывчатого состава, нанесенного непосредственно на поверхность ОИ 2, инициирующее устройство в виде, по крайней мере, одного источника 3 света, размещенного на заданном расстоянии от ОИ 2.
По первому варианту заявляемого способа источники 3 света располагают вдоль поверхности ОИ.
По второму варианту заявляемого способа используют, по крайней мере, один источник 3 света, излучатель которого повторяет контур поверхности ОИ 2, и/или источники 3 света располагают вдоль поверхности ОИ2.
В качестве слоя светочувствительного взрывчатого состава 1 использован слой светочувствительного взрывчатого состава (патент RU №2522611, МПК С06В 33/06(2006.01), опубл. 20.07.2014), включающий светочувствительный комплексный перхлорат металла и оптически прозрачный полимер, порошок металла при следующем соотношении компонентов, мас. %:
светочувствительный комплексный перхлорат металла
60-99,45
оптически прозрачный полимер
0,5-20
порошок металла
0,05-20.
Нанесенный на поверхность ОИ 2 состав сушат в течение суток.
В качестве импульсного источника света может быть использован импульсный источник 3 света, помещенный в фокус параболического отражателя или луч лазера, прошедший через рассеивающую линзу (на фиг. не показано).
Осуществление вариантов заявляемого способа поясняется при работе вариантов заявляемого устройства.
Количество источников 3 света определяют исходя из размеров самого источника 3 и площади освещаемой поверхности объекта 2 испытаний. Амплитуда импульса зависит от толщины слоя 1 светочувствительного взрывчатого состава и подбирается экспериментально. Толщина слоя 1 может меняться в очень широком диапазоне. (Чувствительность данного состава 1 к когерентному монохроматическому и некогерентному излучениям отражена в патенте RU №2522611, МПК С06В 33/06(2006.01), опубл. 20.07.2014)
Электрический импульс на срабатывание источников света 3 подают от накопителя электрической энергии 4.
Вспышкой света от срабатывания импульсных источников света 3, находящихся на расстоянии не больше 30 мм от ОИ 2 облучают слой светочувствительного взрывчатого состава нанесенного непосредственно на поверхность объекта 2 испытаний, в результате производят одновременное инициирование слоя 1 светочувствительного взрывчатого состава, и получают импульс давления на поверхности крупногабаритного объекта испытаний 2 (нагружают механическим импульсом давления).
Инициирование может быть осуществлено с помощью лазерной установки с рассеивающей линзой для освещения большей площади, либо с помощью импульсного источника света, помещенного в фокус параболического отражателя (Герасимов С.И., Файков Ю.И., Холин С.А. Кумулятивные источник света / Монография. 2-е изд., перераб. И дополн. - Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 2011. - 327 с.).
Технический результат: обеспечение одновременности нагружения различных участков поверхности крупногабаритного объекта заданной импульсной нагрузкой, обеспечение гладкости детонационного фронта, снижение взрывоопасности при проведении испытаний.