[go: up one dir, main page]

RU2762322C1 - Explosive apparatus for dynamic loading - Google Patents

Explosive apparatus for dynamic loading Download PDF

Info

Publication number
RU2762322C1
RU2762322C1 RU2020138164A RU2020138164A RU2762322C1 RU 2762322 C1 RU2762322 C1 RU 2762322C1 RU 2020138164 A RU2020138164 A RU 2020138164A RU 2020138164 A RU2020138164 A RU 2020138164A RU 2762322 C1 RU2762322 C1 RU 2762322C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
explosive
detonation
charge
initiation
sublayer
Prior art date
Application number
RU2020138164A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Махров
Владислав Иванович Таржанов
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом"), Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Priority to RU2020138164A priority Critical patent/RU2762322C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2762322C1 publication Critical patent/RU2762322C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/30Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight
    • G01N3/313Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight generated by explosives

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)

Abstract

FIELD: blasting.SUBSTANCE: invention relates to the field of blasting, namely, to small-sized loading apparatuses, and is intended for forming an explosive wave of a predetermined shape in a charge of an explosive substance (explosive) by synchronous detonation thereof with a minimum diversity by means of multipoint initiation. The explosive apparatus for dynamic loading comprises a main explosive charge, made multi-layered and in contact with an inert plate made of a material, the speed of passage of the shock wave wherein is less than the speed of detonation of the main charge explosive, the main charge initiation unit including a matrix with an intermediate charge of the explosive substance and a means of initiation thereof, a sublayer of the explosive substance with the thickness h, installed on the output surface of the initiation unit. A multipoint initiation former is used as the main charge initiation unit, wherein the matrix is made multi-layered, and the intermediate charge is made in the form of a network of detonation channels laid in all layers of the matrix of the initiation unit and branching. The branches of the end sections of the channels come to the surface of the explosive sublayer. The apparatus is equipped with a separator adjacent to the explosive sublayer and made in the form of an inert substance layer with a thickness Δ mm, determined from a ratio. The end sections of the detonation channels extend along the layers of the matrix of the initiation unit, and the amount thereof is the same on each layer. The layers of the matrix are arranged perpendicular to the main charge. The side surface of the main charge is made expanding in the direction of detonation propagation.EFFECT: increase in the efficiency of operation due to the maximum decrease in the load diversity - the asymmetry of the surface of the detonation front formed in the main charge and due to elimination of the "cutting" impact on the loaded object of detonation of the main charge along the projection line of the side surface thereof.2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области взрывных работ, а именно к малогабаритным нагружающим устройствам и предназначено для формирования взрывной волны заданной формы в заряде взрывчатого вещества (ВВ) путем его синхронного (с минимальной разновременностью) подрыва с помощью многоточечного инициирования.The invention relates to the field of blasting operations, namely to small-sized loading devices, and is intended to form a blast wave of a given shape in an explosive charge (HE) by means of its synchronous (with minimum timing difference) detonation by means of multipoint initiation.

Известно техническое решение, описанное в патенте США №3742859, F42D 1/00, 1973 г., содержащее основной заряд ВВ и узел его инициирования, при этом основной заряд выполняют многослойным и разным по химическому составу. Состав слоев подобран таким образом, что поток продуктов взрыва от менее мощного ВВ идет за потоком продуктов взрыва более мощного ВВ.Known technical solution, described in US patent No. 3742859, F42D 1/00, 1973, containing the main explosive charge and the unit for its initiation, while the main charge is made multilayer and different in chemical composition. The composition of the layers is selected in such a way that the flow of explosion products from a less powerful explosive follows the flow of explosion products of a more powerful explosive.

Недостатком известного устройства является технологическая сложность изготовления, связанная с выполнением основного заряда из различных по химическому составу ВВ, что требует разделение процесса снаряжения по времени и по различным участкам.The disadvantage of the known device is the technological complexity of manufacturing associated with the implementation of the main charge from explosives of different chemical composition, which requires the separation of the equipment process in time and in different areas.

Известно другое взрывное устройство для динамического нагружения (патент России №2113703, МПК: G01N 3/30, дата публикации 20.06.98 г.). Известное устройство включает в себя основной заряд ВВ, выполненный многослойным, ударник и узел инициирования основного заряда. Набор слоев ВВ фиксированного химического состава располагают с уменьшающейся плотностью в сторону нагружаемого объекта. Ударник и узел инициирования размещают по разные стороны основного заряда. Устройство инициирования представляет собой матрицу с промежуточным зарядом ВВ и средство инициирования промежуточного заряда. Промежуточный заряд ВВ представляет собой детонационный канал, а матрица-пенопластовый диск. Таким образом, при помощи устройства инициирования осуществляется процесс одноточечного инициирования основного заряда ВВ. Ударник представляет собой стальную пластину, примыкающую к основному заряду ВВ. В качестве средства инициирования промежуточного заряда ВВ применяют капсюль-детонатор.Another explosive device for dynamic loading is known (Russian patent No. 2113703, IPC: G01N 3/30, publication date 06/20/98). The known device includes a main explosive charge, made multi-layer, a striker and a unit for initiating the main charge. A set of layers of explosives of a fixed chemical composition are placed with decreasing density towards the loaded object. The striker and the initiation unit are placed on opposite sides of the main charge. The initiation device is a matrix with an intermediate charge of explosives and a means for initiating an intermediate charge. The intermediate explosive charge is a detonation channel, and the matrix is a foam disc. Thus, with the help of the initiation device, the process of single-point initiation of the main explosive charge is carried out. The striker is a steel plate adjacent to the main explosive charge. A detonator cap is used as a means of initiating an intermediate explosive charge.

Недостатком известного устройства является то, что фронт взрывной волны в основном заряде ВВ, сформированный с помощью одноточечного инициирования, имеет большую площадь боковой разгрузки, и как следствие этого, разгоняемый ударник имеет плоскопараллельный участок только в центре, края его изогнуты, что приводит в дальнейшем к нагружению исследуемого объекта ударной волной, форма которой отличается от плоскопараллельной и усложняет численное моделирование исследуемого процесса.The disadvantage of the known device is that the front of the blast wave in the main charge of the explosive, formed by means of single-point initiation, has a large area of lateral unloading, and as a consequence of this, the accelerated striker has a plane-parallel section only in the center, its edges are bent, which subsequently leads to loading of the investigated object by a shock wave, the shape of which differs from plane-parallel and complicates the numerical simulation of the process under study.

Наиболее близким и выбранным в качестве прототипа является взрывное устройство для динамического нагружения, описанное в патенте РФ №2383880, МПК G01N 3/30, F42B 1/00, F42D 3/00, опубл. 10.03.2010 г. Рассматриваемое устройство содержит основной заряд взрывчатого вещества (ВВ), который выполнен многослойным и контактирующим с инертной пластиной из материала, скорость прохождения ударной волны в котором меньше скорости детонации ВВ основного заряда, узел инициирования основного заряда, включающий матрицу с промежуточным зарядом взрывчатого вещества и средством его инициирования, подслой из взрывчатого вещества толщиной h, установленный на выходной поверхности узла инициирования, а в качестве узла инициирования основного заряда использован формирователь многоточечного инициирования, в котором матрица выполнена многослойной, а промежуточный заряд выполнен в виде сети детонационных каналов, проходящих по всем слоям матрицы узла инициирования и имеющих ответвления, причем ответвления концевых участков каналов выходят на поверхность подслоя из ВВ.The closest and selected as a prototype is an explosive device for dynamic loading, described in RF patent No. 2383880, IPC G01N 3/30, F42B 1/00, F42D 3/00, publ. 03/10/2010 The considered device contains the main charge of an explosive (HE), which is made multilayer and in contact with an inert plate of material, the velocity of the shock wave in which is less than the detonation velocity of the explosive of the main charge, a node for initiating the main charge, including a matrix with an intermediate charge explosive and its initiation means, an explosive sublayer of thickness h, installed on the output surface of the initiation unit, and a multipoint initiation former is used as the initiation unit of the main charge, in which the matrix is made of multilayer, and the intermediate charge is made in the form of a network of detonation channels passing through along all layers of the matrix of the initiation unit and having branches, and the branches of the end sections of the channels come out to the surface of the sublayer from the explosive.

К недостаткам известного устройства следует отнести:The disadvantages of the known device include:

- разновременность работы узла инициирования из-за сложности обеспечения равнодлинности путей детонации при большом количестве участков детонационных каналов, проходящих через все слои матрицы;- the difference in timing of the initiation unit operation due to the difficulty of ensuring the equal length of detonation paths with a large number of detonation channel sections passing through all layers of the matrix;

- сложность в обеспечении и контроле плотности снаряжения, отсутствия зазоров и включений в ВВ в участках детонационных каналов, проходящих через слои матрицы. Наличие зазоров, включений вносит задержки в передаче детонации, и как следствие, увеличивает разновременность ее выхода в детонационных каналах;- the difficulty in ensuring and controlling the density of the equipment, the absence of gaps and inclusions in the explosives in the sections of the detonation channels passing through the layers of the matrix. The presence of gaps, inclusions introduces delays in the transmission of detonation, and as a result, increases the time difference between its output in the detonation channels;

- повышенное разрушающее (бризантное) действие устройства на нагружаемый объект по периферии заряда.- increased destructive (blasting) effect of the device on the loaded object along the periphery of the charge.

Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных возможностей, а именно эффективности задействования, безопасности и надежности устройства.The object of the invention is to improve the operational capabilities, namely, the efficiency of operation, safety and reliability of the device.

Технический результат заявляемого устройства заключается в повышении эффективности его работы, за счет предельного уменьшения разновременности (асимметрии) поверхности формируемого в основном заряде детонационного фронта и за счет устранения «режущего» воздействия на нагружаемый объект детонации основного заряда по линии проекции его боковой поверхности.The technical result of the claimed device consists in increasing the efficiency of its operation, due to the limiting reduction of the difference in timing (asymmetry) of the surface of the detonation front formed in the main charge and due to the elimination of the "cutting" effect on the loaded object of the detonation of the main charge along the projection line of its lateral surface.

Указанный технический результат достигается тем, что взрывное устройство для динамического нагружения, содержащее основной заряд взрывчатого вещества (ВВ), который выполнен многослойным и контактирующим с инертной пластиной из материала, скорость прохождения ударной волны в котором меньше скорости детонации ВВ основного заряда, узел инициирования основного заряда, включающий матрицу с промежуточным зарядом взрывчатого вещества и средством его инициирования, подслой из взрывчатого вещества толщиной h, установленный на выходной поверхности узла инициирования, а в качестве узла инициирования основного заряда использован формирователь многоточечного инициирования, в котором матрица выполнена многослойной, а промежуточный заряд выполнен в виде сети детонационных каналов, проходящих по всем слоям матрицы узла инициирования и имеющих ответвления, причем ответвления концевых участков каналов выходят на поверхность подслоя из ВВ, согласно изобретению, снабжено сепаратором, примыкающим к подслою из ВВ и выполненным в виде слоя инертного вещества толщиной Δ (мм), определяемой из соотношенияThe specified technical result is achieved by the fact that an explosive device for dynamic loading, containing the main charge of an explosive substance (HE), which is made multi-layer and in contact with an inert plate of material, the velocity of the shock wave in which is less than the detonation velocity of the main charge explosive, the node for initiating the main charge , including a matrix with an intermediate charge of an explosive and a means of its initiation, a sublayer of an explosive of thickness h, installed on the output surface of the initiation unit, and a multipoint initiation former is used as a unit for initiating the main charge, in which the matrix is made of multilayer, and the intermediate charge is made in the form of a network of detonation channels passing through all layers of the matrix of the initiation unit and having branches, moreover, the branches of the end sections of the channels exit to the surface of the sublayer from the explosive, according to the invention, is equipped with a separator adjacent to the sublayer from explosives and made in the form of a layer of an inert substance with a thickness of Δ (mm) determined from the relation

Δ≥ΔΔ≥Δ зs

где Δ з - запирающий слой сепаратора, со сквозными отверстиями, заполненными ВВ, расположенными с шагом l (мм), определяемым из соотношенияwhere Δ z is the blocking layer of the separator, with through holes filled with explosives located with a pitch l (mm) determined from the relation

l =0,5L,l = 0.5L,

где L - шаг сети выходных пазов каналов ответвлений концевых участков формирователя многоточечного инициирования, выходящих на поверхность подслоя из ВВ, и выполненными симметрично относительно этих пазов, при этом диаметр d (мм) этих отверстий определяется из условияwhere L is the pitch of the network of outlet grooves of the channels of branches of the end sections of the multipoint initiation former, emerging on the surface of the sublayer from the explosive, and made symmetrically with respect to these grooves, while the diameter d (mm) of these holes is determined from the condition

d≥3,5 dd≥3.5 d крcr ,,

где d кр - критический диаметр детонации ВВ (мм),whered cr - critical diameter of explosive detonation (mm),

а со второй поверхностью сепаратора контактирует второй подслой ВВ толщиной H (мм), определяемый из условияand the second sublayer of explosives with a thickness H (mm), determined from the condition

l≥H≥l/2,l≥H≥l / 2,

где l - шаг расположения отверстий в сепараторе (мм),where l is the pitch of the holes in the separator (mm),

при этом толщина h (мм) первого подслоя из ВВ определяется из соотношенияin this case, the thickness h (mm) of the first sublayer of explosives is determined from the relation

h≥3,5dh≥3.5d крcr ,,

где d кр - критический диаметр детонации ВВ (мм),where d cr - critical diameter of explosive detonation (mm),

а концевые участки детонационных каналов проходят вдоль слоев матрицы узла инициирования и их количество одинаковое на каждом слое, при этом слои матрицы расположены перпендикулярно к основному заряду.and the end sections of the detonation channels run along the layers of the matrix of the initiation unit and their number is the same on each layer, while the layers of the matrix are located perpendicular to the main charge.

Кроме того, с целью устранения режущего воздействия устройства на нагружаемый объект на периферии основного заряда, боковая поверхность последнего выполнена с расширением в направлении распространения детонации.In addition, in order to eliminate the cutting effect of the device on the loaded object at the periphery of the main charge, the lateral surface of the latter is made with expansion in the direction of propagation of detonation.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.The analysis of the state of the art carried out by the applicant, including a search for patent and scientific and technical sources of information and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, made it possible to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all essential features of the claimed invention, but the definition from the list identified analogs of the prototype, as the closest analogue in terms of the totality of features, made it possible to identify a set of significant in relation to the technical result perceived by the applicant of the distinctive features in the claimed object set forth in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «новизна» по действующему законодательству.Consequently, the claimed invention meets the requirement of "novelty" under the current legislation.

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного технического уровня техники.To verify the compliance of the claimed invention with the condition of the inventive step, the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the prototype of the claimed invention, the results of which show that the claimed invention does not follow for a specialist explicitly from the prior art.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «изобретательский уровень».Therefore, the claimed invention meets the requirement of "inventive step".

Изобретение проиллюстрировано на чертежах, гдеThe invention is illustrated in the drawings, where

на фиг. 1 представлена конструкция заявляемого устройства на виде спереди, совмещенным с фронтальным разрезом, выполненным вдоль боковой поверхности пластины;in fig. 1 shows the design of the claimed device in front view, aligned with the frontal section made along the side surface of the plate;

на фиг. 2 представлен схематично вид сверху.in fig. 2 is a schematic top view.

На чертеже введены следующие позиции:The following items have been introduced in the drawing:

1 - основной заряд ВВ;1 - the main explosive charge;

2 - первый слой основного заряда ВВ;2 - the first layer of the main explosive charge;

3 - инертная пластина;3 - inert plate;

4 - промежуточный заряд ВВ;4 - intermediate explosive charge;

5 - многослойная матрица;5 - multilayer matrix;

6 - первый подслой из ВВ;6 - the first sublayer of explosives;

7 - сепаратор;7 - separator;

8 - второй подслой из ВВ;8 - the second sublayer of explosives;

9 - средства инициирования промежуточного заряда ВВ;9 - means for initiating an intermediate explosive charge;

10 - крепежные пластины;10 - mounting plates;

11 - отверстие в сепараторе.11 - hole in the separator.

Устройство состоит (см. фиг. 1) из двухслойного основного цилиндрического заряда ВВ 1, второй слой основного заряда ВВ 1, представляет собой шашку ВВ; первый слой 2 заряда ВВ контактирует с инертной пластиной 3 - узлом инициирования основного заряда ВВ 1, представляющий собой формирователь многоточечного инициирования с промежуточным зарядом ВВ 4, выполненным из пластичного ВВ в виде сети детонационных каналов, которая имеет общий входной участок, и концевые участки, сепаратора 7 с отверстиями 11, второго подслоя из ВВ 8, средства инициирования промежуточного заряда 9.The device consists (see Fig. 1) of a two-layer main cylindrical charge of explosive 1, the second layer of the main charge of explosive 1, is a block of explosive; the first layer 2 of the explosive charge is in contact with the inert plate 3 - the unit for initiating the main charge of explosive 1, which is a multipoint initiation former with an intermediate explosive charge 4 made of plastic explosive in the form of a network of detonation channels, which has a common inlet section and end sections, a separator 7 with holes 11, the second sublayer of explosives 8, means for initiating an intermediate charge 9.

Сеть детонационных каналов размещена в многослойной матрице 5, первого подслоя из ВВ 6, слои матрицы собраны вместе с крепежными пластинами 10 в пакет и стянуты винтами с гайками. Каналы общего входного участка объединены в общую начальную точку инициирования, детонационно-связанную со средством инициирования 9 промежуточного заряда ВВ 4.The network of detonation channels is placed in a multilayer matrix 5, the first sublayer of explosives 6, the matrix layers are assembled together with the fastening plates 10 into a package and tightened with screws and nuts. The channels of the common entrance section are combined into a common starting point of initiation, detonation-associated with the initiation means 9 of the intermediate charge of explosive 4.

Минимальную толщину первого подслоя из ВВ 6 h (см. фиг. 1 вид А) выбирают экспериментально из условия обеспечения надежной передачи детонации по подслою из ВВ 6 с целью инициирования ВВ в отверстиях 11 сепаратора 7. Выбор толщины второго подслоя из ВВ 8 из вышеприведенного условия связан с необходимостью оптимального снижения количества непрореагировавшего ВВ в подслое из ВВ 8 на момент достижения детонационными фронтами взрывных волн, инициируемых взрывчатым веществом в отверстиях 11 сепаратора 7, границы с инертной пластиной 3, отделяющей подслой из ВВ 8 от основного заряда 1. Экспериментально выявлено, что вышеприведенное условие является оптимальным и дальнейшее увеличение толщины подслоя из ВВ 8, превышающее расстояние между соседними отверстиями 11 в сепараторе 7, нецелесообразно из-за увеличения габаритов.The minimum thickness of the first sublayer of explosive 6 h (see Fig. 1, view A) is chosen experimentally from the condition of ensuring reliable transmission of detonation along the sublayer of explosive 6 in order to initiate explosives in the holes 11 of the separator 7. Selection of the thickness of the second sublayer from explosive 8 from the above condition is associated with the need to optimally reduce the amount of unreacted explosives in the sublayer of explosives 8 at the time the detonation fronts reach the blast waves initiated by the explosive in the holes 11 of the separator 7, the boundary with the inert plate 3 separating the sublayer of explosives 8 from the main charge 1. It has been experimentally revealed that The above condition is optimal and a further increase in the thickness of the sublayer of BB 8, which exceeds the distance between adjacent holes 11 in the separator 7, is impractical due to the increase in size.

Минимальную толщину сепаратора 7 Δ (см. фиг. 1 вид А) определяют экспериментально с целью исключения передачи детонации непосредственно через слой инертного вещества сепаратора 7 на второй подслой из ВВ 8.The minimum thickness of the separator 7 Δ (see Fig. 1, view A) is determined experimentally in order to exclude the transfer of detonation directly through the layer of inert substance of the separator 7 to the second sublayer of explosives 8.

Выполнение отверстий 11 в сепараторе 7 с определенным минимальным диаметром d (см. фиг. 1 вид А) выбрано экспериментально из условия обеспечения надежного прохождения детонационного импульса по ВВ в отверстиях 11 сепаратора 7.The execution of holes 11 in the separator 7 with a certain minimum diameter d (see Fig. 1, view A) was selected experimentally from the condition of ensuring reliable passage of the detonation pulse through the explosive in the holes 11 of the separator 7.

Выполнение отверстий 11 в сепараторе 7 с шагом

Figure 00000001
(см. фиг. 1 вид А) выбрано с целью увеличения количества инициирующих импульсов, передаваемых во второй подслой из ВВ 8 с обеспечением их равномерности распределения по поверхности подслоя и симметричности относительно выходных пазов каналов ответвлений концевых участков формирователя многоточечного инициирования, выходящих на поверхность первого подслоя из ВВ 6.Making holes 11 in a separator 7 with a pitch
Figure 00000001
(see Fig. 1, view A) is selected in order to increase the number of initiating pulses transmitted in the second sublayer from BB 8 to ensure their uniform distribution over the surface of the sublayer and symmetry with respect to the outlet slots of the channels of branches of the end sections of the multipoint initiation former emerging on the surface of the first sublayer from BB 6.

Первый слой 2 основного заряда 1, примыкающий к инертной пластине 3 выполнен из ВВ, во-первых, с чувствительностью, достаточной, чтобы полноценно детонировать от импульса, выходящего из инертной пластины 3, и, во-вторых, с мощностью, достаточной для полноценного задействования второго слоя основного заряда 1. Толщину первого слоя 2 выбирают также из достаточности для надежного задействования второго слоя основного заряда 1.The first layer 2 of the main charge 1, adjacent to the inert plate 3, is made of explosives, firstly, with a sensitivity sufficient to fully detonate from a pulse coming out of the inert plate 3, and, secondly, with a power sufficient for full activation of the second layer of the main charge 1. The thickness of the first layer 2 is also selected so that it is sufficient for reliable activation of the second layer of the main charge 1.

Слои матрицы 5 в заявляемом устройстве расположены перпендикулярно к основному заряду 1 (см. фиг. 1). Это связано с тем, что в этом направлении увеличивается число ответвлений каналов концевых участков, выполненных вдоль боковых сторон слоев матрицы 5. Количество ответвлений каналов и слоев матрицы 5 определяется необходимостью обеспечения получения требуемого профиля и заданного направления движения взрывной волны.The layers of the matrix 5 in the claimed device are located perpendicular to the main charge 1 (see Fig. 1). This is due to the fact that in this direction the number of channel branches of the end sections, made along the lateral sides of the layers of the matrix 5, increases. The number of branches of the channels and layers of the matrix 5 is determined by the need to ensure obtaining the required profile and a given direction of movement of the blast wave.

Работа заявляемого устройства осуществляется следующим образом.The operation of the proposed device is carried out as follows.

При подаче электрического импульса на средство инициирования 9 промежуточного заряда 4, например, капсюль-детонатор, он срабатывает и задействует начальную точку инициирования промежуточного заряда ВВ 4. Детонационный импульс распространяется параллельно по всем каналам его входного участка и без негативного влияния продуктов взрыва от ответвлений каналов друг на друга одновременно передается в каналы концевых участков сети детонационных каналов промежуточного заряда 4, расположенных на боковых поверхностях слоев матрицы 5. Задействуемые одновременно каналы концевых участков промежуточного заряда ВВ 4 работают параллельно без негативного влияния продуктов взрыва от ответвлений каналов друг на друга, обеспечивая одновременный выход детонации из всех каналов ответвлений концевых участков на первый подслой из ВВ 6, по которому детонация разводится к ВВ в отверстиях 11 сепаратора 7, последние обеспечивают в разы увеличенное количество и равномерность распределения инициирующих импульсов по поверхности второго подслоя из ВВ 8. Взрывная волна, сформированная во втором подслое из ВВ 8 с увеличенным количеством инициирующих импульсов, формирует ударную волну в инертной пластине 3, которая в свою очередь, уменьшая и сглаживая разнодинамичность передаваемой взрывной волны, через первый слой основного заряда 2 инициирует основной заряд 1 по всей площади, выравнивая давление на фронте взрывной волны с пониженным разрушающим действием устройства на нагружаемый объект за счет плавного утончения основного заряда ВВ 1 на его периферии.When an electric pulse is applied to the initiation means 9 of the intermediate charge 4, for example, a detonator cap, it is triggered and activates the initial point of initiation of the intermediate charge of explosive 4. The detonation pulse propagates in parallel along all the channels of its input section and without the negative effect of the explosion products from the branches of the channels. on the other is simultaneously transmitted to the channels of the end sections of the network of detonation channels of the intermediate charge 4, located on the lateral surfaces of the layers of the matrix 5. The channels of the end sections of the intermediate charge BB 4, which are simultaneously activated, operate in parallel without the negative influence of the explosion products from the branches of the channels on each other, providing a simultaneous output of detonation from all the channels of the branches of the end sections to the first sublayer of explosive 6, through which the detonation is diluted to explosive in the holes 11 of the separator 7, the latter provide a significantly increased number and uniformity of distribution of initiating pulses along the surface of the second sublayer of explosive 8. The blast wave formed in the second sublayer of explosive 8 with an increased number of initiating pulses forms a shock wave in the inert plate 3, which, in turn, reducing and smoothing out the different dynamics of the transmitted blast wave through the first layer of the main charge 2 initiates the main charge 1 over the entire area, equalizing the pressure at the front of the blast wave with a reduced destructive effect of the device on the loaded object due to the smooth thinning of the main charge of explosive 1 at its periphery.

Примером конкретного выполнения заявляемого устройства является взрывное устройство для динамического нагружения, включающее слои матрицы 5, собранные вместе с крепежными пластинами 10 в пакет, стянутые винтами с гайками и совместно обработанные, в котором последовательно размещены следующие элементы:An example of a specific implementation of the claimed device is an explosive device for dynamic loading, including layers of matrix 5, assembled together with fastening plates 10 in a package, tightened with screws and nuts and processed together, in which the following elements are sequentially placed:

- основной заряд ВВ 1, выполненный двухслойным, первый слой 2 которого контактирует с инертной пластиной 3;- the main charge of explosive 1, made two-layer, the first layer 2 of which is in contact with the inert plate 3;

- первый слой 2 основного заряда ВВ выполнен из пластичного ВВ толщиной 1,5 мм, удовлетворяющего требования по чувствительности и мощности, изложенным выше;- the first layer 2 of the main explosive charge is made of a plastic explosive with a thickness of 1.5 mm, which meets the requirements for sensitivity and power set forth above;

- второй слой основного заряда ВВ представляет собой шашку ВВ толщиной 6 мм, боковая поверхность которой выполнена с расширением в направлении распространения детонации;- the second layer of the main explosive charge is a 6 mm thick explosive block, the side surface of which is made with expansion in the direction of detonation propagation;

- инертная пластина выполнена из оргстекла толщиной 1 мм;- inert plate is made of plexiglass 1 mm thick;

- узел инициирования основного заряда ВВ представляет собой формирователь многоточечного инициирования с промежуточным зарядом ВВ 4, выполненным из пластичного ВВ в виде сети детонационных каналов, которая имеет общий входной участок, и концевые участки. Каналы общего входного участка объединены в общую начальную точку инициирования, детонационно-связанную со средством инициирования 9 промежуточного заряда ВВ 4.- the unit for initiating the main explosive charge is a multipoint initiation generator with an intermediate explosive charge 4 made of plastic explosive in the form of a network of detonation channels, which has a common inlet section and end sections. The channels of the common entrance section are combined into a common starting point of initiation, detonation-associated with the initiation means 9 of the intermediate charge of explosive 4.

Формирователь представляет собой многослойную матрицу 5, состоящую из 15 одинаковых слоев, выполненных из пенопласта в форме пластин толщиной 5 мм с пазами для размещения ВВ, которые и образуют детонационные каналы. Слои матрицы 5 расположены перпендикулярно к основному заряду 1. Пазы под концевые участки детонационных каналов, выходящих на подслой из ВВ 6, выполнены на боковой поверхности каждого слоя матрицы 5, перпендикулярной основному заряду 1.The generator is a multilayer matrix 5, consisting of 15 identical layers made of foam in the form of 5 mm thick plates with grooves for placing explosives, which form detonation channels. The layers of the matrix 5 are located perpendicular to the main charge 1. The grooves for the end sections of the detonation channels emerging from the explosive 6 are made on the lateral surface of each layer of the matrix 5, perpendicular to the main charge 1.

На поверхностях слоев матрицы 5, противоположных основному заряду 1, выполнены при совместной обработке пакета слоев пазы под общий входной участок детонационных каналов с общей начальной точкой инициирования. Здесь же выполнены отверстия для закрепления розетки под электродетонатор. При этом пазы общего входного участка и концевых участков выполнены в виде «шалаша» и имеют один общий паз и 15 параллельных ответвлений от него, при этом расстояние между соседними ответвлениями составляет 3,5 мм, что обеспечивает шаг сетки выходных пазов каналов ответвлений концевых участков формирователя многоточечного инициирования, выходящих на поверхность первого подслоя из ВВ 6 равным 5 мм;On the surfaces of the layers of the matrix 5, opposite to the main charge 1, grooves for a common inlet section of detonation channels with a common initial point of initiation are made during joint processing of the layer stack. Holes for fixing the socket for the electric detonator are also made here. In this case, the grooves of the common entrance section and the end sections are made in the form of a "hut" and have one common groove and 15 parallel branches from it, while the distance between adjacent branches is 3.5 mm, which provides a grid step of the outlet grooves of the channels of the branches of the end sections of the former multipoint initiation extending to the surface of the first sublayer of BB 6 equal to 5 mm;

- средство инициирования промежуточного заряда ВВ 9, совмещенное с начальной точкой инициирования, представляет собой капсюль-детонатор, помещенный в розетку, закрепленную на верхней поверхности пакета;- means for initiating an intermediate charge of explosives 9, combined with the initial point of initiation, is a detonator cap placed in a socket fixed on the upper surface of the package;

- подслой из ВВ 6, выполнен из пластичного ВВ толщиной 1,3 мм (это значение удовлетворяет условию формулы h≥3.5dкр для dкр ВВ, равного 0,3 мм);- sublayer of explosive 6, made of plastic explosive with a thickness of 1.3 mm (this value satisfies the condition of the formula h≥3.5d cr for d cr explosive equal to 0.3 mm);

- к подслою из ВВ 6 примыкает сепаратор 7, который изготовлен из полиметилметакрилата (оргстекла) толщиной 1,5 мм со сквозными заполненными ВВ отверстиями 11 диаметром 1,2 мм расположенными с шагом 2,5 мм. Количество отверстий 728 (толщина сепаратора Δ удовлетворяет условию формулы Δ≥Δз при значении Δз=0,8 мм, определенным экспериментально, диаметр d отверстий 11 удовлетворяет условию формулы d≥3,5dкр для dкр ВВ, равного 0,3 мм, величина шага расположения отверстий удовлетворяет условию формулы

Figure 00000002
для выбранного шага сети выходных пазов каналов ответвлений концевых участков формирователя многоточечного инициирования L=5 мм);- a separator 7, which is made of polymethyl methacrylate (plexiglass) 1.5 mm thick, with through holes filled with explosives 11 with a diameter of 1.2 mm, located with a pitch of 2.5 mm, is adjacent to the sublayer of explosive 6. The number of holes is 728 (the thickness of the separator Δ satisfies the condition of the formula Δ≥Δ z at a value of Δ z = 0.8 mm, determined experimentally, the diameter d of the holes 11 satisfies the condition of the formula d≥3.5d cr for d cr BB equal to 0.3 mm , the size of the hole pitch satisfies the condition of the formula
Figure 00000002
for the selected step of the network of the outlet grooves of the channels of the branches of the end sections of the multipoint initiation former L = 5 mm);

- а ко второй (нижней) поверхности сепаратора 7 примыкает второй подслой из ВВ 8 из пластичного ВВ толщиной 1,5 мм (эта толщина Н удовлетворяет условию формулы

Figure 00000003
при выбранном
Figure 00000004
).- and the second (lower) surface of the separator 7 is adjoined by the second sublayer of explosives 8 of plastic explosives 1.5 mm thick (this thickness H satisfies the condition of the formula
Figure 00000003
with the chosen
Figure 00000004
).

Предельно низкую для детонационных устройств асимметрию детонационного фронта 30 нс в круге диаметром 70 мм достигают в заявляемом устройстве за счет:The extremely low asymmetry of the detonation front for detonation devices of 30 ns in a circle with a diameter of 70 mm is achieved in the claimed device due to:

- снижения числа поворотов, вносящих нестабильность в передачу детонации, до двух в каждом канале детонационной сети,- reducing the number of turns, introducing instability in the transmission of detonation, to two in each channel of the detonation network,

- параллельности детонационных каналов в слоях, исключающей ударно-волновое воздействие друг на друга при сколь угодно близком расположении с целью увеличения числа точек первичного инициирования на заданной площади первого подслоя,- parallelism of detonation channels in layers, excluding shock-wave impact on each other at arbitrarily close location in order to increase the number of points of primary initiation on a given area of the first sublayer,

- использования второго каскада симметризации в виде второго подслоя и сепаратора, дающих возможность организации максимально близкого расположения вторичных точек инициирования с увеличением плотности их расстановки.- the use of the second cascade of symmetrization in the form of a second sublayer and a separator, which makes it possible to organize the closest possible arrangement of secondary points of initiation with an increase in their density.

Устранение «режущего» воздействия детонации основного заряда на нагружаемый объект достигают в устройстве плавным увеличением диаметра заряда от входного торца к выходному, что обеспечивает перевод от нормального детонационного нагружения объекта в основной части заряда к скользящему режиму в рассматриваемой области увеличения диаметра.Elimination of the "cutting" effect of the detonation of the main charge on the loaded object is achieved in the device by smoothly increasing the diameter of the charge from the input end to the output, which ensures the transfer from the normal detonation loading of the object in the main part of the charge to the sliding mode in the considered area of increasing the diameter.

Таким образом, заявленное устройство позволяет при минимальной массе ВВ обеспечить повышение эффективности исследования объектов при ударно-волновом нагружении, упрощение дальнейшего численного моделирования исследуемых процессов за счет создания в исследуемом материале плоскопараллельной ударной волны с предельно уменьшенной асимметрией поверхности формируемого в основном заряде детонационного фронта и за счет устранения «режущего» воздействия на нагружаемый объект при обеспечении требуемого уровня нагрузки на объект исследования.Thus, the claimed device allows, with a minimum explosive mass, to ensure an increase in the efficiency of research of objects under shock-wave loading, simplification of further numerical modeling of the processes under study due to the creation of a plane-parallel shock wave in the material under study with an extremely reduced surface asymmetry of the detonation front formed in the main charge and due to elimination of the "cutting" effect on the loaded object while ensuring the required level of load on the object under investigation.

Использование данного изобретения позволит повысить эффективность исследования объектов при ударно-волновом нагружении за счет повышенного симметрийно-динамического качества заявляемого устройства, а также за счет возможности сохранения объектов после их нагружения в связи с отсутствием «режущего» воздействия на них.The use of this invention will improve the efficiency of the study of objects under shock-wave loading due to the increased symmetry-dynamic quality of the claimed device, as well as due to the possibility of preserving objects after their loading due to the absence of a "cutting" effect on them.

Для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных конструктивных решений и способность обеспечения достижения указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».For the claimed invention in the form as it is described in the claims, the possibility of its implementation using the above-described design solutions and the ability to ensure the achievement of the specified technical result are confirmed. Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims (15)

1. Взрывное устройство для динамического нагружения, содержащее основной заряд взрывчатого вещества (ВВ), который выполнен многослойным и контактирующим с инертной пластиной из материала, скорость прохождения ударной волны в котором меньше скорости детонации ВВ основного заряда, узел инициирования основного заряда, включающий матрицу с промежуточным зарядом взрывчатого вещества и средством его инициирования, подслой из взрывчатого вещества толщиной h, установленный на выходной поверхности узла инициирования, а в качестве узла инициирования основного заряда использован формирователь многоточечного инициирования, в котором матрица выполнена многослойной, а промежуточный заряд выполнен в виде сети детонационных каналов, проходящих по всем слоям матрицы узла инициирования и имеющих ответвления, причем ответвления концевых участков каналов выходят на поверхность подслоя из ВВ, отличающееся тем, что оно снабжено сепаратором, примыкающим к подслою из ВВ и выполненным в виде слоя инертного вещества толщиной Δ, мм, определяемой из соотношения1. An explosive device for dynamic loading, containing the main charge of an explosive (HE), which is made multilayer and in contact with an inert plate of material, the velocity of the shock wave in which is less than the detonation velocity of the main charge explosive charge and means of its initiation, an explosive sublayer of thickness h, installed on the output surface of the initiation unit, and a multipoint initiation former is used as the initiation unit of the main charge, in which the matrix is made of multilayer, and the intermediate charge is made in the form of a network of detonation channels, passing through all layers of the matrix of the initiation unit and having branches, and the branches of the end sections of the channels come out to the surface of the explosive sublayer, characterized in that it is equipped with a separator adjacent to the explosive sublayer and made in the form of a layer of inert material thickness Δ, mm, determined from the relation Δ≥Δз,Δ≥Δ h , где Δз - запирающий слой сепаратора, со сквозными отверстиями, заполненными ВВ, расположенными с шагом l, определяемым из соотношения:where Δ z is the blocking layer of the separator, with through holes filled with explosives, located with a step l , determined from the ratio: l=0,5L,l = 0.5L, где L - шаг сети выходных пазов детонационных каналов ответвлений концевых участков формирователя многоточечного инициирования, выходящих на поверхность подслоя из ВВ и выполненных симметрично относительно этих пазов, мм,where L is the pitch of the network of the outlet grooves of the detonation channels of the branches of the end sections of the multipoint initiation former, emerging on the surface of the sublayer from the explosive and made symmetrically with respect to these grooves, mm, при этом диаметр d сквозных отверстий сепаратора определяется из условияin this case, the diameter d of the through holes of the separator is determined from the condition d≥3,5dd≥3.5d кр,cr, где d кр - критический диаметр детонации ВВ, мм,where d cr - critical diameter of explosive detonation, mm, а со второй поверхностью сепаратора контактирует второй подслой ВВ толщиной Н, определяемый из условия:and the second sublayer of explosives of thickness H, determined from the condition: l≥H≥l/2,l≥H≥l / 2, где l - шаг расположения сквозных отверстий сепаратора, мм,where l is the pitch of the separator through holes, mm, при этом толщина h, мм, первого подслоя из ВВ определяется из соотношения:in this case, the thickness h , mm, of the first sublayer of explosives is determined from the ratio: h≥3.5dh≥3.5d крcr ,, концевые участки детонационных каналов проходят вдоль слоев матрицы узла инициирования и их количество одинаковое на каждом слое, при этом слои матрицы расположены перпендикулярно к основному заряду.the end sections of the detonation channels run along the layers of the matrix of the initiation unit and their number is the same on each layer, while the layers of the matrix are located perpendicular to the main charge. 2. Взрывное устройство по п. 1, отличающееся тем, что боковая поверхность основного заряда выполнена с расширением в направлении распространения детонации.2. An explosive device according to claim. 1, characterized in that the side surface of the main charge is made with expansion in the direction of propagation of detonation.
RU2020138164A 2020-11-19 2020-11-19 Explosive apparatus for dynamic loading RU2762322C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020138164A RU2762322C1 (en) 2020-11-19 2020-11-19 Explosive apparatus for dynamic loading

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020138164A RU2762322C1 (en) 2020-11-19 2020-11-19 Explosive apparatus for dynamic loading

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2762322C1 true RU2762322C1 (en) 2021-12-17

Family

ID=79175361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020138164A RU2762322C1 (en) 2020-11-19 2020-11-19 Explosive apparatus for dynamic loading

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2762322C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3430563A (en) * 1963-08-07 1969-03-04 Us Navy Flexible detonation wave shaping device
US3897731A (en) * 1961-10-30 1975-08-05 Catalyst Research Corp Time delay fuse
WO1994016283A1 (en) * 1993-01-13 1994-07-21 Applied Energetic Systems, Inc. Detonator device and method for making same
RU2383880C1 (en) * 2008-11-17 2010-03-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Blasting device for dynamic loading
RU2527818C1 (en) * 2013-04-11 2014-09-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" Detonation triode (versions)
RU2628115C1 (en) * 2016-06-20 2017-08-15 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") Detonation wave formation device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3897731A (en) * 1961-10-30 1975-08-05 Catalyst Research Corp Time delay fuse
US3430563A (en) * 1963-08-07 1969-03-04 Us Navy Flexible detonation wave shaping device
WO1994016283A1 (en) * 1993-01-13 1994-07-21 Applied Energetic Systems, Inc. Detonator device and method for making same
RU2383880C1 (en) * 2008-11-17 2010-03-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Blasting device for dynamic loading
RU2527818C1 (en) * 2013-04-11 2014-09-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" Detonation triode (versions)
RU2628115C1 (en) * 2016-06-20 2017-08-15 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") Detonation wave formation device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2451895C1 (en) Device to generate blast wave
RU2655009C1 (en) Method of explosive rocks destruction optimal parameters determining taking into account of the pre-destruction zone
Swantek et al. Collapse of void arrays under stress wave loading
RU2762322C1 (en) Explosive apparatus for dynamic loading
RU2383880C1 (en) Blasting device for dynamic loading
Burns et al. One-dimensional plate impact experiments on the cyclotetramethylene tetranitramine (HMX) based explosive EDC32
Roy et al. Structure–property–performance linkages for heterogenous energetic materials through multi-scale modeling
Aslam et al. Shock, release and reshock of PBX 9502: Experiments and modeling
RU2415370C1 (en) Blast wave formation device
Novotney et al. Historical development of linear shaped charge
RU2413165C1 (en) Blast wave shaping device
Li et al. Experimental and numerical investigations on the dynamic fracture of a cylindrical shell with grooves subjected to internal explosive loading
Bowden A volumetric approach to shock initiation of hexanitrostilbene and pentaerythritol tetranitrate
RU2674662C1 (en) Device for formation of distributed blast wave
Frolov et al. Reduction of the deflagration-to-detonation transition distance and time in a tube with regular shaped obstacles.
RU2580333C1 (en) Method for initiation of light-sensitive explosive with light pulse of laser radiation
Felts et al. Development of the small‐scale shock sensitivity test (SSST)
EP0331399A1 (en) A method of fragmentation blasting
Balagansky et al. Explosion systems with inert high-modulus components: increasing the efficiency of blast technologies and their applications
RU2210722C2 (en) Initiation device
Victor A simple method for calculating sympathetic detonation of cylindrical, cased explosive charges
RU2527818C1 (en) Detonation triode (versions)
RU2650006C1 (en) Device for the detonation wave formation in an explosive substance charge
RU2628115C1 (en) Detonation wave formation device
RU2811130C1 (en) Loading device