Научная статья на тему 'ОСОБЕННОСТИ ИНИЦИИРОВАНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ ЗАРЯДОВ ПОЛИМЕРСОДЕРЖАЩЕГО ПИРОТЕХНИЧЕСКОГО СОСТАВА ВС-2 ЛАМПОЙВСПЫШКОЙ «ЭВИС-3»'

ОСОБЕННОСТИ ИНИЦИИРОВАНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ ЗАРЯДОВ ПОЛИМЕРСОДЕРЖАЩЕГО ПИРОТЕХНИЧЕСКОГО СОСТАВА ВС-2 ЛАМПОЙВСПЫШКОЙ «ЭВИС-3» Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
97
19
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
состав ВС-2 / лампа-вспышка / оптическое инициирование / детонация / pyrotechnic fulmination of VS-2 / film charge / flash lamp / optical initiation / detonation / deformation

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Герасимов Сергей Иванович, Илюшин Михаил Алексеевич, Кузнецов Петр Германович, Путис Сергей Михайлович, Душенок Сергей Адамович

В работе представлены результаты взаимодействия пленочных зарядов пиротехнического состава ВС-2 с некогерентным излучением ламп – вспышек. Показано, что импульсное световое излучение лампы вспышки «ЭВИС-3» вызывает детонацию в пленке светочувствительного пиротехнического состава ВС-2 со скоростью от 4200 до 4500 м/с, а в алюминиевой пластине-свидетеле – деформацию, величина которой зависит от толщины пленочного заряда пиротехнического состава ВС-2

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Герасимов Сергей Иванович, Илюшин Михаил Алексеевич, Кузнецов Петр Германович, Путис Сергей Михайлович, Душенок Сергей Адамович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

FEATURES OF INITIATION OF FILM CHARGES OF POLYMER-CONTAINING PYROTECHNIC COMPOSITION OF VS-2 BY FLASH LAMP «EVIS-3»

The paper presents the results of interaction of film charges of pyrotechnic composition VS-2 with incoherent radiation of flash lamps. It was shown that the pulsed light radiation of flash lamp «EVIS-3» causes detonation in the film of the photosensitive pyrotechnic fulmination of VS-2 at a speed from 4200 to 4500 m/s, and in the aluminum plate-witness – deformation, the value of which depends on the thickness of the film charge of the pyrotechnic composition of VS-2.

Текст научной работы на тему «ОСОБЕННОСТИ ИНИЦИИРОВАНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ ЗАРЯДОВ ПОЛИМЕРСОДЕРЖАЩЕГО ПИРОТЕХНИЧЕСКОГО СОСТАВА ВС-2 ЛАМПОЙВСПЫШКОЙ «ЭВИС-3»»

I. ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Химия и технология неорганических веществ

УДК 541.8.002

Sergey I. Gerasimov1,2,3,4, Mikhail A. Ilyushin5,6, Peter G. Kuznetsov2, Sergey M. Putis5,6, Sergey A. Dushenok5, Vladimir S. Rozhentsov1, Irina V. Shugalei6

FEATURES OF INITIATION OF FILM CHARGES OF POLYMER-CONTAINING PYROTECHNIC COMPOSITION OF VS-2 BY FLASH LAMP «EVIS-3»

1Russian Federal Nuclear Centre -All-Russian Research Institute of Experimental Physics, Sarov, Russia 2Sarov Institute of Physics and Technology - Branch of the National Research Nuclear University MEPhI, Sarov, Russia 3Alekseev State Technical University, Nizhny Novgorod, Russia

4Institute of Mechanical Engineering Problems, Institute of Applied Physics, Russian Academy of Sciences, Nizhny Novgorod, Russia

5FSUE Special Design and Technological Bureau "Technologist," , St. Petersburg, Russia

6St-Petersburg State Institute of Technology, St. Petersburg, Russia. expiaser1945@yandex.ru

The paper presents the results of interaction of film charges of pyrotechnic composition VS-2 with incoherent radiation of flash lamps. It was shown that the pulsed light radiation of flash lamp «EVIS-3» causes detonation in the film of the photosensitive pyrotechnic fuimination of VS-2 at a speed from 4200 to 4500 m/s, and in the aluminum plate-witness - deformation, the value of which depends on the thickness of the film charge of the pyrotechnic composition of VS-2.

Keywords: pyrotechnic fulmination of VS-2, film charge, flash lamp, optical initiation, detonation, deformation.

DOI: 10.36807/1998-9849-2020-57-83-3-9

Введение

Из литературы известно, что когерентное излучение как импульсных твердотельных лазеров [1], так и лазерных диодов [2] способно вызвать детонацию в пиротехническом составе ВС-2 [3], который состоит из 90 мас. % комплексного соединения перхлорат ртути (II) и 1Н-5-гидразинотетразола [4] и 10 мас. % оптически прозрачного полимера ПВМТ (по ТУ 38-403-208-88) представляющего собой сополимер 2-метил-5-винилтетразола (около 98 %) с метакриловой кислотой (около 2 %). Структурные формулы комплексного соединения и ПМВТ представлены на рис. 1.

Герасимов С.И.1'2'3,4, Илюшин М.А.5,6, Кузнецов П.Г.2, Путис С.М.5,6, Душенок С.А.5, Роженцов В.С.1,

Шугалей И.В.6

ОСОБЕННОСТИ ИНИЦИИРОВАНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ ЗАРЯДОВ ПОЛИМЕРСОДЕРЖАЩЕГО ПИРОТЕХНИЧЕСКОГО „ СОСТАВА ВС-2 ЛАМПОИ-ВСПЫШКОИ «ЭВИС-3»

1 Российский федеральный ядерный центр - ВНИИ экспериментальной физики, Саров, Россия 2Саровский физико-технический институт - филиал ядерного университета МИФИ, Саров, Россия 3Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева,, Нижний Новгород, Россия 4Институт проблем машиностроения РАН - филиал Института прикладной физики РАН, Нижний Новгород, Россия,

5ФГУП «СКТБ «Технолог», Санкт-Петербург, Россия 6Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет), Санкт-Петербург, Россия, explaser1945@yandex.ru

В работе представлены результаты взаимодействия пленочных зарядов пиротехнического состава ВС-2 с некогерентным излучением ламп - вспышек. Показано, что импульсное световое излучение лампы вспышки «ЭВИС-3» вызывает детонацию в пленке светочувствительного пиротехнического состава ВС-2 со скоростью от 4200 до 4500 м/с, а в алюминиевой пластине-свидетеле - деформацию, величина которой зависит от толщины пленочного заряда пиротехнического состава ВС-2.

Ключевые слова: состав ВС-2, лампа-вспышка, оптическое инициирование, детонация.

Дата поступления - 26 марта 2021 года

Пиротехнический состав ВС-2 представляет собой порошок от белого до светло-бежевого цвета. Особенности пиротехнического состава ВС-2 по отношению к светочувствительному инициированию (когерентному излучению) подробно описаны в работах [5, 6]. При этом в работе [6] изучено инициирование пиротехнического состава ВС-2 изготовленного в виде таблеток диаметром 5 мм и толщиной около 1,5 мм не только когерентным, но и отчасти некогерентным световым излучением.

Комплексное соединение ртути (II)

СН

I

3

(-СН2-СН-)п(-СН2-С-)т

I—N 1

СООН

^ К-СНз

N

Полимер ПВМТ(п, т - коэффициенты)

Рис. 1. Структурные формулы/ компонентов пиротехнического состава ВС-2

Лампы-вспышки, вызывающие возбуждение быстрого разложения (взрыва) различных зарядов в видимом диапазоне светового излучения (некогерентном), являются альтернативой лазерным источникам [7, 8]. Принцип действия ламп-вспышек по отношению к возбуждению взрыва в светочувствительных веществах (составах) более подробно описан в монографиях [9, 10] и реализуется в виде импульсного некоге-

рентного излучения. Практическая значимость результатов работ [6-8], позволила нам более подробно изучить процессы возбуждения и развития быстропроте-кающих процессов (таких как взрыв) при облучении тонких (толщиной менее 1 мм) протяженных пленочных зарядов состава ВС-2 световыми импульсами некогерентного светового излучения.

Следует отметить, что осуществить инициирование состава ВС-2 под действием некогерентного светового излучения лампы-вспышки намного проще и дешевле чем под действием излучения твердотельных лазеров (например, импульсных неодимовых, рубиновых или др.) [б].

Внимание!!! Работы с комплексным перхлоратом ртути (.II), а также с пиротехническим составом ВС-2 опасны. Необходимо соблюдать меры предосторожности!

Получение солянокислой соли 1Н-5-гидразинотетразола.

Получение солянокислой соли 1Н-5-гидразинотетразола проводят по известным методикам из моногидрата 5-аминотетразола окислением перман-ганатом калия до пентагидрата динатриевой соли 5,5'-азотеразола [11]. Реакция окисления моногидрата 5-аминотетразола с перманганатом натрия представлена на схеме 1:

Ы^

у- мы

' \ * ыо

N N ы2°

+ 4КМП°4 + 6Ма°Ы

N—С'

3 Ка2+ N О N

/ N

N О N 5 Ы2°

+ 4МП°2 + 4КОЫ + Ы2°

N—^ N

N О N N О N * 5 Ы2°

+ 3ЫС1

ЫИ—^Ы^ ЫС1

N \

^ NЫ

Схема 1

+ 2NaC1 + ЫС°2Ы + 3Ы2° + 2N2

Схема 2

Реакция окисления 5-аминотетразола до 5,5'-азотетразола протекает через ряд сложных параллельных и последовательных стадий, в результате которых помимо основных продуктов реакции, указанных на схеме 1, могут выделяться и различные другие, такие как газообразные кислород и азот [11]. Несмотря на это, представленная реакция (схема 1) с теоретической точки зрения может использоваться при расчете загрузочных коэффициентов и выхода конечного продукта (пентагидрата динатриевой соли 5,5'-азо-тетразола).

По окончании синтеза и выделения пентагидрата динатриевой соли 5,5'-азотетразола полученный продукт не высушивают (процесс сушки сопровождается потерей молекул воды/ в пентагидрате и повышению чувствительности динатриевой соли 5,5'-азотетразола, что в всю очередь приводит к повышению опасности при последующей работе с данной солью!!!) и во влажном состоянии подвергают разложе-

нию до солянокислой соли 1Н-5-гидразинотетразола [12] в соответствии со схемой 2.

Процесс разложения проводят в среде концентрированной соляной кислоты при температуре 9095 °С в течение 2-х ч. После упаривания и кристаллизации сырца солянокислой соли 1Н-5-гидразинотетразола из этанола получают продукт с температурой плавления 179-180 °С (лит. значение 178 °С [12]) который используют для получения комплексного соединения ртути (II).

Получение комплексного соединения ртути (II) - комплекс 2.

Синтез комплексного соединения ртути (II) из солянокислого 1Н-5-гидразинотетразола проводят в среде концентрированной хлорной кислоты при интенсивном перемешивании и температуре около 50 °С в соответствии с рекомендациями патента [4] в соответствии со схемой 3

6

*

НЫ-КН/ НС1

/ \ ЫН

комплекс 2

+ Н(АСО)2 + 2 НС104

Нв2+Ы=

ЫН

V

(С104- )2 +2 АСОН + НС1

Схема 3.

Полученный комплекс 2 отфильтровывают на бумажном фильтре, промывают последовательно водой и этанолом, сушат на воздухе, а затем гранулируют. Для грануляции полученный и высушенный комплекс протирают резиновой пробкой через шелковое сито № 11 (рис. 2).

Рис. 2. Грануляция ртутного комплекса

Приготовление суспензии комплекса 2 в 3 %-ном растворе полимера ПВМТ в хлороформе (суспензии состава ВС-2).

Для приготовления пиротехнического состава ВС-2 в небольшой стеклянный стаканчик заливают 3 %-ный раствор ПВМТ в хлороформе из расчета 10 % содержания полимера в готовом составе. К полученному раствору при перемешивании (на магнитной мешалке с использованием фторопластового мешальни-ка) осторожно присыпают навеску полученного гранулированного комплекса 2. Стаканчик закрывают фторопластовой пробкой для предотвращения испарения растворителя и полученную суспензию выдерживают при перемешивании в течение 15 мин. По окончании времени выдержки суспензию используют для изготовления пленочных зарядов ВС-2. Внешний вид высушенного и измельченного образца пиротехнического состава ВС-2 представлен на рис. 3.

Рис. 3. Внешний вид измельченного пиротехнического состава

ВС-2

Перед созданием пленочных зарядов на основе пиротехнического состава ВС-2 необходимо оценить минимальную толщину пленки (из пиротехнического состава ВС-2), которая обеспечивает в заряде распространение детонации. Мы предположили, что толщина пленки состава ВС-2, дающая возможность свершения перехода горения в детонацию при облучении лампой-

вспышкой, может быть примерно равна толщине пленки, обеспечивающей ее взрыв при зажигании состава ВС-2 тепловым источником, например, лучом огня навески черного пороха [13]. Экспериментальная сборка представляла собой пленку состава ВС-2, закрепленную на поверхности пластины прессованного гексагидро-1,3,5-тринитро-1,3,5-триазина. Поверх пленки располагалась навеска черного пороха, горение которого возбуждало взрыв в пленочном заряде пиротехнического состава ВС-2. Был проведен ряд экспериментов, основанных на изучении детонации пленок состава ВС-2 различной толщины. Анализ состояния поверхности стальной плиты и пластины прессованного гексагидро-1,3,5-тринитро-1,3,5-триазина (далее - ВМ) после испытаний позволил показать, что пленка состава ВС-2 (кислородный баланс которого составляет 8,7 %) толщиной более чем 0,38 мм надежно обеспечивает процесс перехода горения в детонацию ВМ, что подтверждает отпечаток продуктов детонации образующихся от пластины ВМ на стальной плите. Расчетные значение давления продуктов взрыва в ударной волне пленочного состава ВС-2 оказалось не менее 1,4 ГПа и энергии взрыва пленки ~ 46 Дж/см2 [14]. Полученные результаты свидетельствуют о том, что в пленке состава ВС-2 толщиной около 0,4 мм протекает детонационный процесс при возбуждении тепловыми источниками, в том числе, очевидно, некогерентным световым излучением (лампой-вспышкой).

Создание пленочных зарядов пиротехнического состава ВС-2.

В виду хрупкости высушенного пиротехнического состава ВС-2, последний, наносят на листы полированного алюминия толщиной 0,15 мм. Для предотвращения растекания суспензии состава по листу алюминия на него предварительно наносят бумажный трафарет с клеевой основой, толщиной около 1 мм с вырезом под размер изготавливаемого пленочного заряда (10 на 80 мм). Для нанесения на поверхность металлического образца отбирают рассчитанное количество суспензии пиротехнического состава ВС-2. Суспензию состава ВС-2 в стаканчике тщательно перемешивают и равномерно по 1-2 капле прикапывают пластиковой или фторопластовой пипеткой на подготовленную поверхность алюминия так, чтобы не происходило растекания суспензии за границы трафарета. Далее осуществляют выдержку 30-40 мин, для удаления растворителя, а затем при необходимости пластиковым или фторопластовым пуансоном пленочный заряд уплотняют и разравнивают. Операции нанесения, уплотнения и разравнивания повторяют до достижения необходимой массы состава ВС-2 на единицу поверхности на алюминиевом образце. После окончания формирования на поверхности алюминия пленочного заряда рассчитанной массы последний выдерживают 1 ч при комнатной температуре для удаления растворителя. Таким образом были изготовлены 4 экспери-

ментальных пленочных заряда пиротехнического состава ВС-2 различной массы: образцы №№ 1 и 2 со средней массой на единицу поверхности пиротехнического состава около 60 мг/см2 и имеющих толщину около 0,55 мм, а также образцы №№ 3 и 4 со средней массой - около 90 мг/см2 и имеющих толщину около 0,82 мм.

Для предотвращения возможных повреждений пленочных зарядов состава ВС-2 наружную поверхность зарядов покрывают полимером ПВМТ (лакировка заряда). Для лакировки на поверхность пленочного образца состава ВС-2 чистой пипеткой наносят 3%-ный раствор ПВМТ в хлороформе. Через 30 мин операцию повторяют. Затем изделие выдерживают при комнатной температуре для удаления остатков хлороформа. Внешний вид изготовленного пленочного заряда пиротехнического состава ВС-2, нанесенного на алюминиевую пластину, представлен на рис. 4.

пластины неравномерно, имеются трещины и пустоты (см рис. 6).

б

Рис. 4. Образец пленочного заряда пиротехнического состава ВС-2

Перед проведением испытаний по инициированию изготовленных пленочных зарядов состава ВС-2 импульсным некогерентным излучением лампы-вспышки необходимо подтвердить равномерность нанесения состава на поверхность алюминиевой пластины, а также проверить целостности пленки. Для этого проводят рентгеновскую дефектоскопию изготовленных пленочных зарядов пиротехнического состава ВС-2.

Рентгеновскую дефектоскопию осуществляют на рентгеновском аппарата «РЕИС-100И». Образцы с нанесенными пленками пиротехнического состава ВС-2 устанавливают на поверхности усиливающего экрана «РЕНЕКС ЭУ-И4». Цифровым фотоаппаратом САМОМ (Япония, разрешение кадра 5616x3744 точек) в режиме открытого затвора (время экспонирования 30 сек) регистрируют поверхность усиливающего экрана при воздействии рентгеновского излучения на образцы. Схема рентгеновской дефектоскопии пленочных зарядов состава ВС-2 представлена на рис. 5.

г

Рис. 6. Результаты рентгеновской дефектоскопии образцов №№ 1-4 состава ВС-2.: а - образец № 1, б - образец № 2, в - образец № 3, г - образец № 4

Дефекты образцов №№ 1-4, выявленные при дефектоскопии (рис. 6а-г), являются в первую очередь фактом недостаточно отработанной технологии нанесения суспензии пиротехнического состава ВС-2 в хлороформе на пластину полированного алюминия при изготовлении пленочного заряда.

Несмотря на выявленные дефекты, полученные образцы (пленочные заряды) №№ 1-4 пиротехнического состава ВС-2 подвергнуты инициированию импульсным некогерентным излучением лампы-вспышки (время импульса ~1,5 мкс). Инициирующая способность образцов №№ 1-4 определяется по обычной методике, описанной в литературе [14, 15].

Предварительно, пленочные образцы №№ 1-4 закрепляют на алюминиевой пластине-свидетеле (рис. 6).

Рис. 5. Схема проведения рентгеновской дефектоскопии: 1 - рентгеновский аппарат, 2 - образец пленочного заряда состава ВС-2, 3 - усиливающий экран, 4 - цифровой фотоаппарат

Рентгеновская дефектоскопия изготовленных образцов (пленочных зарядов) №№ 1-4 показывает, что пленочные заряды пиротехнического состава ВС-2 (нанесенные на полированную алюминиевую пластину) представляют собой пленки с плотностью около 1,2 г/см3. Пленки состава нанесены на алюминиевые

Рис. 7. Объект испытания (образец № 1) закрепленный на пластине-свидетеле:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Соединение и размещение объекта испытаний (пленочного заряда пиротехнического состава ВС-2), источника излучения и измерительного оборудования при инициировании детонации импульсным некогерентным излучением осуществляют в соответствии со схемой, представленной на рис. 8.

В соответствии со схемой (рис. 8), объект испытания 6 устанавливают на удалении около 14 мм от газоразрядного излучателя «ЭВИС-3». Стример ИИС находится на удалении 10 мм от края ОИ. Поверхность лампы-вспышки, обращенная к электронно-оптической камере, закрывают черной матовой бумагой. Внешний вид экспериментального узла со стороны электронно-оптической камеры «Наногейт 22» представлен на рис. 9.

а

в

Рис. 8. Схема соединения и размещения объекта испытаний,

источника излучения и измерительного оборудования 1 - цифровой осциллограф марки «еСгоу \\ 24Xs-A» (ЦО), 2 - блок согласования (БС), 3 - электронно-оптическая камера «Наногейт 22», 4 -широкодиапазонный электронно-оптический фотометр марки 3К (ШЭОФ-3К), 5 - импульсный источник света, газоразрядный излучатель «ЭВИС-3» (ИИС), 6 - объект испытания (ОИ).

б

а

в

«

Рис. 9. Внешний вид собранного узла (закрепленный пленочный заряд 6 и лампа-вспышка 5)

Цифровой осциллограф (ЦО), импульсный источник света «ЭВИС-3» и электронно-оптическая камера работают от блока согласования (БС). ЦО регистрирует сигналы, поступающие с выхода ШЭОФ-3К, «экспозицию» с камеры «Наногейт 22» и «хронографию» ИИС. При проведении испытаний на образцах №№ 1-4, обнаружено, что время задержки зажигания ОИ (образца пленочного заряда пиротехнического состава ВС-2) при облучении ИИС (лампой-вспышкой) не превышает 3 мкс. Следует отметить, что ранее была изучена возможность зажигания пиротехнического состава ВС-2 лампой-вспышкой в зарядах круглой формы (диаметр около 5 мм) и высотой около 1,5 мм и было показано, что время задержки зажигания составляло около 10 мкс [6]. Тот факт, что задержка зажигания пленочных образцов (толщиной около 0,55 и 0,82 мм) значительно меньше чем у образцов круглой формы (диаметром 5 мм и толщиной около 1,5 мм) [6], обусловлен использованием ламп- вспышек различной мощности.

В опытах с образцами №№ 1-4 зарегистрировано распространение детонационной волны. В качестве примера представлены результаты регистрации детонационного процесса камерой «Наногейт 22» в образце №1 в различных временных периодах (рис. 10). Время формирования детонационной волны отсчитывают от момента подачи сигнала на запуск инициирующего импульсного источника света.

д

ж

и

Рис. 10. Кадры1 регистрации детонационного процесса (а-к) зафиксированные на камеру «Наногейт 22» в образце № 1 в различных временных периодах: а -10 мкс, б -11 мкс, в -12 мкс, г -13 мкс, д -14 мкс, е -16 мкс, ж -17 мкс, з -18 мкс, и -19 мкс, к - 20 мкс

Как видно из рис. 10 фронт детонационной волны имеет форму кривой, которая имеет характерное изменение во времени.

На основании полученных экспериментальных данных, выполнены расчеты динамики перемещения

г

е

з

фронта детонационной волны. Оценку динамики проводят по двум точкам: координатам максимально и минимально удаленной части фронта детонационной волны относительно правового края пленочного заряда состава ВС-2. Расчеты показывают, что среднее значения скорости перемещения фронта детонационной волны в объектах испытаний (пленочных зарядах) составляет 4375 ± 127 м/с, 4505 ± 43 м/с для образцов №№1 и 2 (с поверхностной массой 60 мг/см2 и толщиной около 0,55 мм) и 4221 ± 83 м/с и 4281 ± 67 м/с для образцов №№ 3 и 4 (с поверхностной массой 90 мг/см2 и толщиной около 0,82 мм). На основании полученных результатов можно предположить, что на скорость детонации более тонких пленок (образцы №№ 1 и 2) оказывает дополнительное влияние скорость звука в подложке (~ 5000 м/с).

На заключительном этапе исследований определена деформация (максимальный прогиб) алюминиевых пластин-свидетелей (толщиной 4 мм) и оценено бризантное действие нормальной ударной волны пленочных зарядов ВС-2. На рис. 11 и 12 представлены отпечатки на алюминиевых пластинах-свидетелях.

Рис. 11. Алюминиевая пластина-свидетель после взрыва пленочного заряда с поверхностной массой 60 см2 (образец 2)

№ об- Поверхностная масса состава ВС-2, мг/см2 Максимальная глубина прогиба алюминиевой пласти-

разца ны-свидетеля, мм

1 60 2,4

2 60 2,4

3 90 5,3

4 90 6,8

Примечание: Точность измерений глубины/ прогиба алюминиевой пластины-свидетеля ± 0,1 мм.

Из данных таблицы 1 видно, что при действии продуктов взрыва зарядов с поверхностной массой около 60 мг/см2 (образцы №№ 1 и 2) максимальный прогиб алюминиевых пластин-свидетелей является одинаковым - 2,4 мм. В то же время прогиб пластин при дей-

ствии продуктов взрыва зарядов с поверхностной массой 90 мг/см2 (образцов №№ 3 и 4) различается (5,3 мм и 6,8 мм) и данный факт требует дальнейшего изучения.

Кроме того, выполнена оценка бризантного действия нормальной ударной волны на алюминиевую пластину-свидетель по глубине отпечатка. Результаты эксперимента представлены в таблице 2.

Таблица 2. Параметры/ пленочных образцов состава ВС-2 и значения глубины/ отпечатков нормальных ударных волн на алюминиевых пластинах-свидетелях

№ заряда Поверхностная масса состава ВС-2, мг/см2 Глубина отпечатка, мм

1 60 0,6

2 60 0,7

3 90 1,2

4 90 1,3

Рис. 12. Алюминиевая пластина-свидетель после взрыва пленочного заряда с поверхностной массой 90 см2 (образец 4)

В таблице 1 представлены результаты измерения максимального прогиба алюминиевых пластин-свидетелей под действием давления ударной волны (нормальной и скользящей) пленочных зарядов состава ВС-2 (образцы №№ 1-4).

Таблица 1. Параметры/ пленочных образцов состава ВС-2 и величины/ максимальной деформации (прогиба) пластин-свидетелей.

Примечание: Точность измерений глубины отпечатка ± 0,1 мм.

Из данных таблицы 2 видно, что увеличение поверхностной массы пленочного заряда на 50 % (с 60 мг/см2 до 90 мг/см2) приводит к росту глубины отпечатка нормальной ударной волны на границе раздела заряд-преграда практически в два раза (с 0,6-0,7 мм до 1,2-1,3 мм).

Выводы

- Впервые показано, что свет импульсного некогерентного излучения лампы-вспышки «ЭВИС-3» инициирует детонацию в пленке пиротехнического состава ВС-2.

- Скорость детонации пленочных зарядов зависит от толщины заряда и лежит в диапазоне 42004500 м/с.

- Детонация пленочного заряда оказывает бризантное действие на алюминиевые пластины-свидетели, величина которого напрямую зависит от толщины пленочного заряда состава ВС-2.

Работа поддержана грантом РФФИ 17-03-00566.

Литература

1. Ahmad S.R., Cartwright M. Laser Ignition of Energetic Materials. Chichester: John Wiley & Sons Ltd, 2015, 304 p.

2. Герасимов С. И., Илюшин М.А., Кузьмин В.А. О возможности инициирования полимерсодержащего энергонасыщенного состава комплексного перхлората ртути лучом лазерного диода // Письма в ЖТФ. 2015. Т. 41. № 7, С. 66-72.

3. Илюшин М.А., Угрюмов И.А., Долматов В.Ю., Ве-ретенникова М.В. Инициирующий взрывчатый состав: пат. 2309139 Рос. Федерация. № 2004134657/02; за-явл. 23.11.2004; опубл. 27.10.2007.Б.И.2007.№30.С. 23.

4. Илюшин М.А, Целинский И.В. Способ получения перхлората 5-гидразинотетразолртути (II). Патент RU 2 225 840 № 2002113197/15A; опубл. 20.05.2002; опубл. 27.01.2004.Б.И. 2004. № 8. С. 18.

5. Илюшин М, Шугалей И., Судариков А. Высокоэнергетические металлокомплексы. Синтез, свойства, применение. Saarbrücken: Lambert Academic Publishing RU. 2017. 268 с.

6. Илюшин М. А,, Котомин А. А,, Душенок С. А. Влияние характеристик источника светового излучения на параметры инициирования полимерсодержащего пиро-

технического состава ВС-2. Сб науч. тр. «Физико-химические аспекты предельных состояний и структурных превращений в сплошных средах, материалах и технических системах». Вып. 3 / Под общ. ред. чл.-корр. РАН Ю.В. Петрова. СПб.: Политехника, 2019. C. 34-45. doi: 10.25960/7325-1150-5-34.

7. Илюшин М.А., Герасимов СИ, Смирнов А.В, Це-линский И.В. Исследование особенностей инициирования светочувствительных полимерсодержащих пиротехнических составов некогерентным излучением // Известия СПбГТИ(ТУ). 2013. № 21(47). С. 60-64.

8. Gerasimov S.I, Iiyushin MA, Kuz'min V.A., ShugaleiI.V. Optical Initiation of Polymer Containing Formulations of Azole Metal Complexes // Central European Journal of Energetic Materials. 2015. Vol. 12. N 4. P. 671687.

9. Герасимов СИ, Файков Ю.И. Теневое фотографирование в расходящемся пучке света. Монография. Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2010. 342 с.

10. Герасимов СИ, Файков Ю.И, Холин С.А. Кумулятивные источники света: монография. 2-е изд., пе-рераб. и доп.Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»,2011.327 с.

11. Бубнов П.Ф. Инициирующие взрывчатые вещества, ч. I. М: Гос. Изд. Обор. Пром., 1940. 324 с.

12. Thiele J. Ueber Azo- und Hydrazoverbindungen des Tetrazols // Lieb. Ann. Chem. 1898. Vol. 303. Р. 5775. doi: 10.1002/jlac.18983030104.

13. Klapotke T.M. Chemistry of high-energy materials. 4th ed. Berlin/Boston: Walter de Gruyter GmbH, 2017. 369 p. doi: 10.1515/9783110536515-202.

14. Илюшин МА, Целинский И.В, Котомин АА, Данилов Ю.Н.Энергонасыщенные вещества для средств инициирования: учеб. пособие. СПб: СПбГТИ(ТУ), 2013. 176 с.

15. Matyas R, Pachman J Primary explosives. Heidelberg: Springer, 2013 doi: 10.1007/978-3-642-28436-6.

References

1. Ahmad S.R., Cartwright M. Laser Ignition of Energetic Materials. Chichester: John Wiley & Sons Ltd, 2015, 304 p.

2. Gerasimov S.I, Iiyushin MA, Kuz'min V.A. O vozmozhnosti iniciirovaniya polimersoderzhashchego en-ergonasyshchennogo sostava kompleksnogo perhlorata rtuti luchom lazernogo dioda // Pis'ma v ZHTF. 2015. T. 41. № 7, S. 66-72.

3. Iiyushin M.A, Ugryumov I.A, Doimatov V.Yu, Veretennikova M.V. Iniciiruyushchij vzryvchatyj sostav:

pat. 2309139 Ros. Federaciya. № 2004134657/02; zayavl. 23.11.2004; opubl. 27.10.2007. B.I. 2007. № 30. S. 23.

4. Iiyushin MA, Ceiinskij I. VSposob polucheniya perhlorata 5-gidrazinotetrazolrtuti (II). Patent RU 2 225 840 № 2002113197/15A; opubl. 20.05.2002; opubl. 27.01.2004.B.I. 2004. № 8. S. 18.

5. Iiyushin M, Shugaiej I, Sudarikov A. Vysokoener-geticheskie metallokompleksy. Sintez, svojstva, prime-nenie. Saarbrücken: Lambert Academic Publishing RU. 2017. 268 s.

6. Iiyushin MA, Kotomin A.A., Dushenok S.A. Vliyanie harakteristik istochnika svetovogo izlucheniya na para-metry iniciirovaniya polimersoderzhashchego pirotekhnich-eskogo sostava VS-2. Sb nauch. tr. «Fiziko-himicheskie aspekty predel'nyh sostoyanij i strukturnyh prevrashchenij v sploshnyh sredah, materialah i tekhnicheskih sistemah». Vyp. 3 / Pod obshch. red. chl.-korr. RAN YU.V. Petrova. SPb.: Politekhnika, 2019. C. 34-45. doi: 10.25960/73251150-5-34.

7. Iiyushin MA, Gerasimov S.I, Smirnov A.V., Ceiinskij I.V. Issledovanie osobennostej iniciirovaniya sveto-chuvstvitel'nyh polimersoderzhashchih pirotekhnicheskih sostavov nekogerentnym izlucheniem // Izvestiya SPbGTI(TU). 2013. № 21(47). S. 60-64.

8. Gerasimov S.I, Iiyushin MA, Kuz'min VA, ShugaieiI.V. Optical Initiation of Polymer Containing Formulations of Azole Metal Complexes // Central European Journal of Energetic Materials. 2015. Vol. 12. N 4. P. 671687.

9. Gerasimov S.I, Fajkov Yu.I. Tenevoe fotografiro-vanie v raskhodyashchemsya puchke sveta. Monografiya. Sarov: FGUP «RFYAC-VNIIEF, 2010. 342 c.

10. Gerasimov S.I, Fajkov YU.I., Hoiin S.A. Kumulya-tivnye istochniki sveta: monografiya. 2-e izd., pererab. i dop. Sarov: FGUP «RFYAC-VNIIEF», 2011. 327 s.

11. Bubnov P.F.Iniciiruyushchie vzryvchatye vesh-chestva, ch. I. M: Gos. Izd. Obor. Prom., 1940. 324 s.

12. Thiele J. Ueber Azo- und Hydrazoverbindungen des Tetrazols // Lieb. Ann. Chem. 1898. Vol. 303. P. 5775. doi: 10.1002/jlac.18983030104.

13. Klapötke T.M. Chemistry of high-energy materials. 4th ed. Berlin/Boston: Walter de Gruyter GmbH, 2017. 369 p. doi: 10.1515/9783110536515-202.

14. Iiyushin MA, Ceiinskij I.V., Kotomin A.A., Daniiov Yu.N. Energonasyshchennye veshchestva dlya sredstv iniciirovaniya: ucheb. posobie. SPb: SPbGTI(TU), 2013. 176 s.

15. Matyas R, Pachman J. Primary explosives. Heidelberg: Springer, 2013 doi: 10.1007/978-3-642-28436-6.

Сведения об авторах

Герасимов Сергей Иванович, д-р физ.-мат. наук, начальник отдела РФЯЦ - ВНИИ экспериментальной физики, профессор СарФТИ НИЯУ МИФИ; заведующий кафедрой НГТУ им. Р.Е. Алексеева; вед.науч.сотр. ИПМаш РАН,; Sergey I. Gerasimov, Dr Sci. (Phys.-Math.), professor, Department head VNIIEF, professor SarFTI NINU MIFI, head of the chair NSTU by R.E. Alexeev, senior researcher IPM RAS.

Илюшин Михаил Алексеевич, д-р хим. наук, профессор, каф. химии и технологии органических соединений азота СПбГТИ(ТУ), ведущий конструктор ФГУП СКТБ «Технолог»; Mikhail A. Iiyushin, Dr Sci (Chem.), Professor, Department of Chemistry and Technology of organic nitrogen Compounds, lead constructor FSUE "SOTB 'Technoiog, explaser1945@yandex.ru

Кузнецов Петр Германович, cr. преподаватель СарФТИ НИЯУ МИФИ; Peter G. Kuznetsov, senior lecturer SarFTI NINU MIFI. Путис Сергей Михайлович канд. хим. наук, доцент, каф. химии и технологии органических соединений азота СПбГТИ(ТУ), начальник лаборатории ФГУП СКТБ «Технолог; Sergey M. Putis, Sergey M. Putis, PhD (Chem.), associate professor Department of Chemistry and Technology of organic nitrogen CompoundsSt Petersburg State Institute of Technology, Chief of Laboratory FSUE «SCTB «Technolog»

Душенок Сергей Адамович, д-р техн. наук, заместитель директора-главного конструктора по ВЭМ ФГУП СКТБ «Технолог»; Sergey A. Dushenok, Doctor of Technical Sciences, Deputy Director-Chief Designer for HEM FSUE «SCTB «Technoiog»

Роженцов Владимир Сергеевич инженер РФЯЦ-ВНИИ экспериментальной физики, Vladimir S. Rozhentsov, engineer

VNIIEF

Шугалей Ирина Владимировна, д-р хим. наук, профессор, каф. технологии микробиологического синтеза; Irina V. Shugalei Dr Sci. (Chem.), Professor, Department of technology ofmicrobiological synthesis

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.