Передача детонации через различные среды

Заряд взрывчатого вещества может возбуждать детонацию другого заряда на некотором расстоянии от первого. Это явление, открытое в середине XIX в., получило название детонации через влияние. Принято называть заряд, возбуждающий детонацию, активным, а заряд, в котором детонация возбуждается, пассивным.

Исследование этого вопроса очень важно, так как результаты его являются отправными для установления безопасных расстояний при хранении и производстве взрывчатых веществ и могут быть использованы при конструировании детонационных цепей боеприпасов.

Дальность передачи детонации зависит от многих факторов: массы, плотности, скорости детонации активного заряда и т.д.

При прочих равных условиях возбуждаемость пассивного заряда определяется в основном его восприимчивостью к детонации, а возбуждающая способность активного заряда определяется скоростью детонации взрывчатого вещества, весом и устройством заряда. Влияние передающей среды, определяется тем, что в зависимости от ее свойств, происходит более или менее интенсивное снижение параметров потока продуктов детонации и ударной волны.

В воздухе значительная часть активного заряда может быть перенесена к пассивному заряду тремя способами:

- ударной волной, распространяющейся в воздухе;

- потоком продуктов детонации;

- твердыми частицами, метаемыми взрывом.

Если происходит полная детонация заряда и в направлении к пассивному

заряду активный заряд незакрыт оболочкой, то перенос энергии твёрдыми частицами исключён. Остаются первый и второй способы.

Опытами установлено, что возбуждение детонации в бризантных взрывчатых веществах без отчётливо выраженного периода горения происходит лишь в зоне, где пара­метры ударной волны активного заряда и параметры потока продуктов дето­нации велики (давление во фронте ударной волны от 2·10 ⁷ до 3·10⁷ н/м²). Ес­ли к пассивному заряду подходит волна ударная с меньшими значениями па­раметров в её фронте, то детонация всегда предшествует периоду горения. Однако, как в первом, так и во втором случае возбуждение взрывчатого пре­вращения имеет тепловой характер.

Это положение хорошо объясняет влияние различных факторов на даль­ность передачи детонации. С уменьшением плотности пассивного заряда дальность передачи детонации увеличивается. Это объясняется тем, что с уменьшением плотности уменьшается коэффициент теплопроводности взрывчатых веществ (ухудшается тепловой контакт между частицами). Вследствие этого достига­ется более высокая температура разогрева поверхности слоя заряда. Кроме того, в пористом заряде вследствие прорыва в поры нагретого воздуха и горя­чих продуктов горения поверхностного слоя заряда резко возрастает массо­вая скорость горения, что облегчает переход горения в детонацию.

Процесс теплового воспламенения зарядов взрывчатых веществ ударной волной не может быть описан эмпирической зависимостью, т.к. дальность, на которой может осуществляться воспламенение, зависит от большого числа факторов.

Так, плотность взрывчатого вещества активного заряда оказывает значительное влияние на дальность передачи детонации. С повышением плотности дальность детона­ции увеличивается.

Для активных зарядов взрывчатых веществ массой более 1000 кг дальность передачи в очень слабой степени зависит от их плотности.

Значительное влияние оказывает и оболочка, в которую заключён актив­ный заряд.

Так, в опытах с 50-граммовыми цилиндрическими активными и пассив­ными зарядами пикриновой кислоты при замене оболочки из плотной бумаги стальной оболочкой, открытой с обоих торцов, толщиной 4,5 мм дальность передачи детонации существенно возросла (таблица 5.4).

При соединении активного и пассивного зарядов трубкой, даже из не­прочного материала, дальность передачи детонации резко возрастает (таблица 5.5).

Влияние веса активного заряда на дальность передачи детонации (таблица 5.6) изуча­лось многие исследователи.

Таблица 5.4 – Дальность передачи детонации зарядов пикриновой кислоты в зависимости от вида оболочки

Вид оболочки	Дальность передачи детонации, м
R100	R50	R0
Бумага плотная	17·10-2	19,5·10-2	22·10-2
Сталь толщиной 4,5 мм	23·10-2	26·10-2	29·10-2
Бумага	13·10-2	14·10-2	15·10-2
Свинец толщиной 6 мм	18·10-2	22·10-2	26·10-2

Примечание - R₁₀₀ - 100% возбуждённая детонация;

R₅₀ - 50% возбуждённая детонация;

R ₀ - 100% отказов.

Таблица 5.5 – Дальность передачи детонации при соединении зарядов различными трубками

Вид соединительной трубки	Дальность передачи детонации R50, м
Цилиндрическая стальная трубка, диаметром 29·10-3 м (диаметр заряда), толщина стенки 5· 10-3 м	125·10-2
Картонная трубка, диаметром 29·10-3 м, толщина стенка 10-3 м	50·10-2
Среда между зарядами не канализи­рована	19·10-2

Таблица 5.6 – Зависимость дальности передачи детонации от веса активного заряда

Вес активного заряда, 10 –3 кг	Дальность передачи детонации, м
		3,5	-
		8,5
		12,5
		25,5
		31,5
		72,5
	-	-

Согласно Бюрло расстояние, соответствующее 50 % возбужденной детонации можно определить по формуле:

,

где - вес активного заряда, кг;

- опытный коэффициент, зависящий от характеристики активного и пассивного зарядов (таблица 5.7), м×кг^-1/2.

Таблица 5.7 - Значения коэффициента К для некоторых комбинаций активных и пассивных зарядов