Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Научные направления
Поделиться:
Разделы: Физика, Химия
Размещена 18.06.2021. Последняя правка: 14.07.2021.
Просмотров - 192

РАСЧЕТНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЗРЫВА ЗАРЯДОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА TKX-50 И ДВУХ ВЗРЫВЧАТЫХ СОСТАВОВ НА ЕГО ОСНОВЕ С ИНЕРТНЫМИ СВЯЗУЮЩИМИ НА ПРЕГРАДЫ ИЗ МЕДИ

Голубев Владимир Константинович

Кандидат физико-математических наук, доцент

Нижний Новгород; Университет Людвига-Максимилиана, Мюнхен

Независимый эксперт; приглашенный ученый

Аннотация:
Проведено расчетное изучение воздействия взрыва зарядов энергетического материала TKX-50 (дигидроксиламмоний 5,5'-бистетразол-1,1'-диолат) и двух взрывчатых составов на его основе с такими инертными связующими, как парафин и HTPB (полибутадиен с концевыми гидроксильными группами) на преграды из меди. Массовое содержание связующих во взрывчатых составах составляло 5 %. Заряды взрывчатых веществ имели толщину 50 мм и состояли из компактных либо пористых, с пористостью 2 %, материалов. Преграды из меди представляли собой тонкие пластины толщиной 1 мм либо толстые слои толщиной 50 мм. Рассматривалось прохождение детонационных волн в зарядах взрывчатых веществ, их выход на преграды и эффекты реализующегося взрывного воздействия. В случае тонких пластин это процесс их разгона, а в случае толстых слоев – процесс затухания в них ударных волн. Численный расчет проводился с использованием программы Ansys Autodyn. Полученные результаты носят, прежде всего, сопоставительный характер.


Abstract:
A computational study of the effect of explosion for charges of the TKX-50 energetic material (dihydroxylammonium 5,5'-bistetrazole-1,1'-diolate) and two explosive formulations based on it, with such inert binders as paraffin and HTPB (polybutadiene with terminal hydroxyl groups ), on copper barriers have been performed. The mass content of binders in explosive formulations was 5 %. The explosive charges were 50 mm thick and consisted of compact or porous materials with a porosity of 2%. Copper barriers were thin plates 1 mm thick or thick layers 50 mm thick. The passage of detonation waves in charges, their exit to barriers and the effects of the realized explosive impact were considered. In the case of thin plates, this is the process of their acceleration, and in the case of thick layers, this is the process of attenuation of shock waves in them. The numerical calculation was carried out using the Ansys Autodyn program. The results obtained are primarily of a comparative nature.


Ключевые слова:
энергетический материал TKX-50; дигидроксиламмоний 5,5'-бистетразол-1,1'-диолат; взрывчатый состав; инертное связующее; парафин; HTPB; полибутадиен с концевыми гидроксильными группами; медная преграда.

Keywords:
energetic material TKX-50; dihydroxylammonium 5,5'-bistetrazole-1,1'-diolate; explosive formulation; inert binder; paraffin; HTPB; hydroxyl-terminated polybutadiene; copper barrier.


УДК 662.215.2

Введение

Энергетический материал TKX-50 (дигидроксиламмоний 5,5'-бистетразол-1,1'-диолат), полученный и первоначально исследованный в работе [1], вызвал широкий интерес специалистов в области взрывчатых веществ и послужил причиной очень большого числа последующих исследовательских работ по изучению его разнообразных физико-химических свойств [2]. Однако его основные свойства, как взрывные так и технологические, необходимые для создания реальных взрывчатых составов на его основе, не вызвали столь же широкого интереса и остались практически очень мало изученными. Таким образом, достаточно достоверной экспериментальной информации для создания конкретных взрывчатых составов в настоящее время чрезвычайно мало и практически недостаточно для продвижения практической работы в данном направлении. В связи с этим была запущена серия работ по расчетному прогнозированию детонационных характеристик некоторых возможных композиционных взрывчатых составов с различными связующими, как инертными, так и энергетическими [3-9].

В проведенных расчетах использовалась в основном программа для термохимических и термодинамических расчетов Explo5 [10]. Выбранные для расчетов параметры программы Explo5 приведены в первой работе указанной серии [3] и в последующем используются во всех остальных работах. Полученные результаты являются, по мнению автора, вполне приемлемыми и обнадеживающими, что обусловлено, прежде всего, выбором для расчетов достаточно реалистичного значения энтальпии образования энергетического материала TKX-50, полученного и перепроверенного в работах [11, 12], а также дополнительной перепроверкой известных данных по свойствам всех рассмотренных связующих.

Следующим шагом в указанном направлении является расчетное прогнозирование воздействия взрыва энергетического материала TKX-50 и изученных композиционных взрывчатых составов на различные преграды. Подобные результаты можно будет сравнивать с результатами специально поставленных экспериментов, чтобы окончательно верифицировать или скорректировать расчетные результаты по определению детонационных и взрывных характеристик разрабатываемых композиционных взрывчатых составов.

Подобного рода расчетные работы по воздействию взрыва энергетического материала TKX-50 на преграды начинали проводить и раньше [13, 14], но впоследствии выяснилось, что расчетное оценочное значение энтальпии образования материала является завышенным. Поскольку завышение энтальпии образования естественным образом приводит к завышенным результатам для детонационных характеристик взрывчатого вещества и, следовательно, к завышенным параметрам взрывного нагружения преград, эти работы были тогда приостановлены. В настоящее время в цитируемых работах автора [3-8] детонационные характеристики материала TKX-50 существенным образом уточнены, а для ряда взрывчатых составов не его основе получены изначально. В связи с этим представилось возможным приступить к изучению взрывного воздействия этих взрывчатых веществ на различные преграды. В данной работе рассмотрено воздействие взрыва унифицированных по толщине и пористости зарядов энергетического материала TKX-50 и двух композиционных взрывчатых составов на его основе с инертными связующими на два типа преград из меди, толстый слой и тонкую пластину. Поставленная задача касается, прежде всего, выяснения возможностей корректного сопоставления влияния нескольких факторов на результаты взрывного воздействия. К таким факторам, рассматриваемым в работе, можно отнести влияние инертных добавок, влияние пористости, влияние типа нагружаемой преграды.

Результаты расчетов

В расчетах рассматривались заряды из энергетического материала TKX-50 и из взрывчатых составов на его основе с массовым содержанием парафина и HTPB в 5 %. Для определения предельных теоретических возможностей рассматриваемых взрывчатых веществ заряды принимались компактными, а для определения предельных практических возможностей задавалась их минимально возможная предельная пористость 2 %. Такая предельная пористость была получена при изучении компактирования образцов композиционных взрывчатых составов содержащих 95 мас.% TKX-50 в работе [15]. Свойства веществ, необходимые для выполнения термохимических расчетов, приведены в табл. 1. Для TKX-50 они взяты из работ [1, 11], для парафина в основном из работ [16, 17] и для HTPB в основном из работ [18, 19]. Структурные химические формулы энергетического материала TKX-50 и связующих агентов, парафина и HTPB, показаны для напоминания на рис. 1.

Табл. 1. Свойства веществ, необходимые для термохимических расчетов

 

 

Рис. 1. Структурные формулы TKX-50, парафина и HTPB (сверху вниз).

На основании выполненных с использованием программы Explo5 [10] термохимических и термодинамических расчетов были определены детонационные характеристики рассматриваемых взрывчатых веществ. Были также получены важные термодинамические соотношения – уравнения состояния продуктов детонации в форме Джонса-Уилкинса-Ли (JWL). Это уравнение состояния является одним из основных для выполнения расчетов разнообразных взрывных процессов и широко используется в практике газодинамических расчетов [26]. Изэнтропа расширения продуктов детонации для этого уравнения состояния имеет вид

P = A exp (-R1 V) + B exp (-R2 V) + CV -(1 + ω).

Указанные в приведенной формуле изэнтропы расширения коэффициенты были определены в результате выполненных расчетов и приведены в табл. 2. В нижней части таблицы указаны также рассчитанные детонационные характеристики рассматриваемых взрывчатых веществ.

Табл. 2. Коэффициенты уравнения состояния продуктов детонации Джонса-Уилкинса-Ли (JWL) для энергетического материала TKX-50 и взрывчатых составов на его основе с инертными связующими

 

Такая изэнтропа расширения продуктов детонации, полученная для компактного энергетического материала TKX-50, показана для наглядности в виде зависимости давления от плотности на рис. 2 и в виде зависимости давления от удельного объема на рис. 3.

 

Рис. 2. Изэнтропа расширения продуктов детонации для компактного материала TKX-50 в координатах плотность – давление.

 

Рис. 3. Изэнтропа расширения продуктов детонации для компактного материала TKX-50 в координатах удельный объем – давление.

Одномерные расчеты воздействия взрыва зарядов указанных взрывчатых веществ на преграды из меди проводились с использованием программы Ansys Autodyn [21]. Все заряды взрывчатых веществ имели толщину 50 мм и состояли либо из компактного, либо из пористого (2 %) материала. Находящиеся в контакте с зарядами медные преграды представляли собой либо тонкую пластину толщиной 1 мм, либо толстый слой толщиной 50 мм. Для длины счетной ячейки и в заряде, и в преграде выбиралось значение 0.2 мм. Таким образом, и в заряде и в медном слое содержалось по 250 счетных ячеек, а в медной пластине содержалось всего 5 ячеек. Будем считать, что для первоначального рассмотрения указанных процессов взрывного воздействия этого будет достаточно. Датчики съема расчетной информации устанавливались в заряде взрывчатого вещества толщиной 50 мм на координатах 10, 20, 30 и 40 мм, а в медном слое толщиной 50 мм на координатах 0, 10, 20, 30 и 40 мм. В медной пластине толщиной 1 мм датчик устанавливался на половине ее толщины. Детонация возбуждалась в начальный нулевой момент на свободной поверхности заряда.

Коэффициенты уравнения состояния продуктов детонации в форме Джонса-Уилкинса-Ли (JWL EOS) для всех используемых взрывчатых веществ приведены в табл. 2. Для меди принималось уравнение состояния из базы данных программы Ansys Autodyn, обозначаемое как CU-OFHC Shock SG EOS. Это уравнение состояния для чистой меди марки OFHC, построенное на основе ее ударной адиабаты и учитывающее упруго-пластическое поведение на основе определяющих соотношений Стейнберга и Гуинана (Steinberg-Guinan constitutive model). Условия разрушения материала в уравнение состояния не вводились.

Начнем с представления результатов по воздействию взрыва на медную пластину. Расчетный временной интервал здесь устанавливался равным 0.06 мс или, что то же самое, 60 мкс. За это время основная часть энергии, запасенной в заряде взрывчатого вещества, передается отлетающей пластине. Набор скорости медными пластинами при их нагружении взрывом зарядов компактного и пористого (2 %) энергетического материала TKX-50 показан на рис. 4. Отчетливо видно влияние пористости взрывчатого вещества на скорость разгоняемых пластин. Если максимальная скорость пластины при использовании компактного TKX-50 составила 4821.5 м/с, то для пористого это уже 4774.2 м/с. Видно также, что основной набор скорости медными пластинами происходит до времени регистрации около 10 мкс. Если учесть, что детонационная волна приходит к пластине на момент времени 5.29 мкс, то за оценку времени основного набора скорости можно принять ориентировочное значение 4.7 или даже 5 мкс.

 

Рис. 4. Набор скорости медными пластинами при их нагружении взрывом зарядов компактного (сверху) и пористого (снизу) энергетического материала TKX-50.

Характер постепенного, гораздо более медленного, чем на начальном этапе добора скорости этими же пластинами в диапазоне времени 20-60 мкс показан на рис. 5. На следующем рис. 6 показано смещение этих же пластин в процессе взрывного нагружения. Просматривается определенное влияние пористости взрывчатого вещества на характер смещения пластин. Если максимальное смещение пластины при использовании компактного TKX-50 составило 254.59 м, то для пористого это 251.20 м.

Рис. 5. Скорость медных пластин во временном диапазоне 20-60 мкс при их нагружении взрывом зарядов компактного (сверху) и пористого (снизу) энергетического материала TKX-50. 

Рис. 6. Смещение медных пластин при их нагружении взрывом зарядов компактного (сверху) и пористого (снизу) энергетического материала TKX-50.

Для более удобного восприятия и улучшения возможностей сопоставления представим результаты по скоростям пластин на различные моменты времени для всех рассматриваемых взрывчатых веществ в табл. 3.

Табл. 3. Скорости медной пластины толщиной 1 мм на указанные моменты времени для энергетического материала TKX-50 и рассматриваемых  взрывчатых составов на его основе с парафином и HTBP

 

Набор скорости медными пластинами при их нагружении взрывом зарядов компактного и пористого (2 %) взрывчатого состава TKX-50 с 5 мас.% парафина показан на рис. 7. Отчетливо просматривается влияние пористости взрывчатого вещества на скорость разгоняемых пластин. Как видно из табл. 3, максимальная скорость пластины при использовании компактного взрывчатого вещества составляет 4580.1 м/с, а при использовании пористого вещества – 4538.9 м/с. В табл. 3 приведены также скорости пластин и для промежуточных времен разгона. Что касается максимального смещения пластин, то при использовании компактного взрывчатого вещества оно составляет 239.84 м, а при использовании пористого 236.83 м.

 

Рис. 7. Набор скорости медными пластинами при их нагружении взрывом зарядов компактного (сверху) и пористого (снизу) взрывчатого состава TKX-50 с парафином.

Набор скорости медными пластинами при их нагружении взрывом зарядов компактного и пористого (2 %) взрывчатого состава TKX-50 с 5 мас.% HTPB показан на рис. 8. Отчетливо просматривается влияние пористости взрывчатого вещества на скорость разгоняемых пластин. Как видно из табл. 3, максимальная скорость пластины при использовании компактного взрывчатого вещества составляет 4607.1 м/с, а при использовании пористого вещества – 4564.1 м/с. В табл. 3 приведены также скорости пластин и для промежуточных времен разгона. Что касается максимального смещения пластин, то при использовании компактного взрывчатого вещества оно составляет 241.05 м, а при использовании пористого 237.99 м.

 

Рис. 8. Набор скорости медными пластинами при их нагружении взрывом зарядов компактного (сверху) и пористого (снизу) взрывчатого состава TKX-50 с HTPB.

Теперь перейдем к представлению результатов по воздействию взрыва на медный слой толщиной 50 мм. Расчетный временной интервал здесь выбирался из условий получения информации о характере прохождения возбуждаемой взрывом ударной волны через всю толщину образца. Для этого было достаточно времени расчета в пределах 0.016 мс или, что то же самое, 16 мкс. Диаграммы ударных волн в медном слое на координатах 0, 10, 20, 30 и 40 мм при нагружении взрывом зарядов компактного и пористого энергетического материала TKX-50 показаны на рис. 9, 10. Сразу же визуально можно отметить определенный эффект влияния пористости взрывчатого вещества на значения давления в ударных волнах. Ну и естественно, что в расчетах совершенно явно прописывается процесс затухания в толстом слое меди нестационарной ударной волны.

 

Рис. 9. Диаграммы ударных волн в медной преграде на координатах 0, 10, 20, 30 и 40 мм при ее нагружении взрывом заряда компактного энергетического материала TKX-50.

 

Рис. 10. Диаграммы ударных волн в медной преграде на координатах 0, 10, 20, 30 и 40 мм при ее нагружении взрывом заряда пористого энергетического материала TKX-50.

Аналогичные результаты для взрывчатых составов энергетического материала TKX-50 с парафином и HTPB показаны на рис. 11, 12 и 13, 14. Для более корректного сопоставления численные результаты по значениям давления ударных волн для всех изучаемых взрывчатых веществ на всех рассмотренных координатах представлены в табл. 4. За значения давления в ударных и детонационных волнах принимались полученные в расчете их пиковые значения. Таким образом, в результате выполненных расчетов получены достаточно корректные сопоставительные результаты по воздействию взрыва энергетического материала TKX-50 и двух взрывчатых составов с инертными связующими, парафином и HTPB, на толстую медную преграду. С вполне приемлемой точностью определены параметры контактного взрывного нагружения преград и рассмотрена эволюция ударных волн при рассмотренном методе нагружении медного образца.

 

Рис. 11. Диаграммы ударных волн в медной преграде на координатах 0, 10, 20, 30 и 40 мм при ее нагружении взрывом заряда компактного взрывчатого состава TKX-50 с парафином.

 

Рис. 12. Диаграммы ударных волн в медной преграде на координатах 0, 10, 20, 30 и 40 мм при ее нагружении взрывом заряда пористого взрывчатого состава TKX-50 с парафином.

 

Рис. 13. Диаграммы ударных волн в медной преграде на координатах 0, 10, 20, 30 и 40 мм при ее нагружении взрывом заряда компактного взрывчатого состава TKX-50 с HTPB.

 

Рис. 14. Диаграммы ударных волн в медной преграде на координатах 0, 10, 20, 30 и 40 мм при ее нагружении взрывом заряда пористого взрывчатого состава TKX-50 с HTPB.

Табл. 4. Пиковые давления в ударных волнах на указанных координатах в медном слое при нагружении взрывом зарядов энергетического материала TKX-50 и рассматриваемых взрывчатых составов с парафином и HTPB

 

Далее рассмотрим результаты по распространению детонационных волн в образцах изучаемых взрывчатых веществ. Диаграммы детонационных волн на координатах 10, 20, 30 и 40 мм при взрыве зарядов компактного и пористого энергетического материала TKX-50 показаны на рис. 15, 16. Сразу же визуально можно отметить определенный эффект влияния пористости взрывчатого вещества на значения давления в детонационных волнах. Также можно отметить определенный рост пикового давления в детонационной волне в процессе ее прохождению по заряду взрывчатого вещества. Для более корректного сопоставления численные результаты по временам подхода детонационных волн к указанным координатам и по пиковым давлениям в детонационных волнах на этих координатах приведены в табл. 5. Также в трех строках таблицы приведены значения скоростей детонации на участках от 10 до 20 мм, от 20 до 30 мм и от 30 до 40 мм, а в четвертой отчеркнутой строке указано среднее значение этих величин.

 

Рис. 15. Диаграммы детонационных волн на координатах 10, 20, 30 и 40 мм при взрыве заряда компактного энергетического материала TKX-50.

 

Рис. 16. Диаграммы детонационных волн на координатах 10, 20, 30 и 40 мм при взрыве заряда пористого энергетического материала TKX-50.

 Табл. 5. Времена подхода, пиковые давления и скорости детонации в детонационных волнах на указанных координатах в зарядах компактного и пористого энергетического материала TKX-50

Диаграммы детонационных волн на координатах 10, 20, 30 и 40 мм при взрыве зарядов компактного и пористоговзрывчатого состава TKX-50 с парафином показаны на рис. 17, 18. Сразу же визуально можно отметить определенный эффект влияния пористости взрывчатого вещества на значения давления в детонационных волнах. Также можно отметить определенный рост пикового давления в детонационной волне в процессе ее прохождению по заряду взрывчатого вещества. Для более корректного сопоставления численные результаты по временам подхода детонационных волн к указанным координатам и по пиковым давлениям в детонационных волнах на этих координатах приведены в табл. 6. Также в трех строках таблицы приведены значения скоростей детонации на участках от 10 до 20 мм, от 20 до 30 мм и от 30 до 40 мм, а в четвертой отчеркнутой строке указано среднее значение этих величин.

 

Рис. 17. Диаграммы детонационных волн на координатах 10, 20, 30 и 40 мм при взрыве заряда компактного взрывчатого состава TKX-50 с парафином.

 

Рис. 18. Диаграммы детонационных волн на координатах 10, 20, 30 и 40 мм при взрыве заряда пористого взрывчатого состава TKX-50 с парафином.

Табл. 6. Времена подхода, пиковые давления и скорости детонации в детонационных волнах на указанных координатах в зарядах компактного и пористого взрывчатого состава с парафином

 

Диаграммы детонационных волн на координатах 10, 20, 30 и 40 мм при взрыве зарядов компактного и пористого взрывчатого состава TKX-50 с HTPB показаны на рис. 19, 20. Здесь, как и для предыдущих материалов, можно визуально отметить определенный эффект влияния пористости взрывчатого вещества на значения давления в детонационных волнах. Также можно отметить определенный рост пикового давления в детонационной волне в процессе ее прохождению по заряду взрывчатого вещества. Для более корректного сопоставления численные результаты по временам подхода детонационных волн к указанным координатам и по пиковым давлениям в детонационных волнах на этих координатах приведены в табл. 7. Также в трех строках таблицы приведены значения скоростей детонации на участках от 10 до 20 мм, от 20 до 30 мм и от 30 до 40 мм, а в четвертой отчеркнутой строке указано среднее значение этих величин.

 

Рис. 19. Диаграммы детонационных волн на координатах 10, 20, 30 и 40 мм при взрыве заряда компактного взрывчатого состава TKX-50 с HTPB.

 

Рис. 20. Диаграммы детонационных волн на координатах 10, 20, 30 и 40 мм при взрыве заряда пористого взрывчатого состава TKX-50 с HTPB.

 Табл. 7. Времена подхода и пиковые давления в детонационных волнах на указанных координатах в зарядах компактного и пористого взрывчатого состава с HTPB

 

Рассмотрение расчетных результатов показывает, что полученные в газодинамическом расчете для всех взрывчатых составов значения скорости детонации очень хорошо согласуются со значениями, полученными в термохимическом расчете и приведенными в табл. 2. В то же время полученные в газодинамическом расчете значения давления детонации располагаются несколько ниже значений, полученных в термохимическом расчете. Это отличие может быть отчасти связано с определенной погрешностью принятой расчетной схемы.

Можно также упомянуть о некотором различии характера отражения детонационной волны от типа (размера) рассматриваемой медной преграды. Это вполне понятное различие показано на рис. 21, 22, где приведен пример отражения детонационных волн в компактном энергетическом материале  TKX-50 от медных преград толщиной 50 и 1 мм.

 

Рис. 21. Диаграммы детонационных волн на координатах 10, 20, 30 и 40 мм при взрыве заряда компактного энергетического материала TKX-50 в контакте с медной преградой толщиной 50 мм.

 

Рис. 22. Диаграммы детонационных волн на координатах 10, 20, 30 и 40 мм при взрыве заряда компактного энергетического материала TKX-50 в контакте с медной пластиной толщиной 1 мм.

Заключение

Проведенное расчетное изучение воздействия взрыва зарядов энергетического материала TKX-50 и двух взрывчатых составов на его основе с инертными связующими позволило получить ряд достаточно корректных сопоставительных результатов по свойствам рассмотренных взрывчатых веществ и по характеру их взрывного воздействия на преграды из меди. Это результаты по сопоставлению детонационных характеристик, уравнений состояния и эффектов взрывного воздействия для собственно энергетического материала и двух взрывчатых составов на его основе, содержащих инертные связующие в количестве 5 мас.%. Результаты по сопоставлению указанных свойств для тех же компактных и пористых (2 %) взрывчатых веществ. Результаты по сопоставлению характера взрывного воздействия указанных взрывчатых веществ на существенно различающиеся по толщине преграды. Полученные результаты существенным образом уточняют понимание возможностей использования энергетического материала TKX-50 для создания новых композиционных взрывчатых составов для различных применений.

Библиографический список:

1. Fischer N. Pushing the limits of energetic materials – the synthesis and characterization of dihydroxylammonium 5,5'-bistetrazole-1,1'-diolate / N. Fischer, D. Fischer, T.M. Klapötke, D.G Piercey, J. Stierstorfer // J. Mater. Chem. - 2012. - Vol. 22, Iss. 38. - P. 20418-20422.
2. Klapötke T.M. TKX-50: A highly promising secondary explosive. Materials Research and Applications: Select Papers from JCH8-2019. Singapore: Springer Nature Pte Ltd., 2021. P. 1-91
3. Голубев В.К. Влияние заданного значения энтальпии образования на детонационные характеристики на примере энергетического материала TKX-50 [Электронный ресурс] // SCI-ARTICLE.RU. – 2021. URL: http://sci-article.ru/stat.php?i=1613592890 (дата обращения: 21.03.2021).
4. Голубев В.К. Расчет детонационных характеристик энергетического композиционного материала на основе взрывчатого вещества TKX-50 и парафина [Электронный ресурс] // SCI-ARTICLE.RU. – 2021. URL: http://sci-article.ru/stat.php?i=1615941046 (дата обращения: 21.03.2021).
5. Голубев В.К. Расчет детонационных характеристик энергетического композиционного материала на основе взрывчатого вещества TKX-50 и энергетического связующего GAP [Электронный ресурс] // SCI-ARTICLE.RU. – 2021. URL: http://sci-article.ru/stat.php?i=1617162201 (дата обращения: 21.03.2021).
6. Голубев В.К. Расчет детонационных характеристик энергетических композиционных материалов на основе взрывчатого вещества TKX-50 и энергетических полимерных связующих AMMO И BAMO [Электронный ресурс] // SCI-ARTICLE.RU. – 2021. URL: http://sci-article.ru/stat.php?i=1619906382 (дата обращения: 06.05.2021).
7. Голубев В. К. Расчет детонационных характеристик энергетического композиционного материала на основе взрывчатого вещества TKX-50 и полимерного связующего HTPB [Электронный ресурс] // Международный научно-образовательный центр "МОЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ КАРЬЕРА". – 2021. URL: https://www.mpcareer.ru/publikaciya-materialov-v-smi/A4/32c5a72f-bee1-4ecb-bf8a-77650e64b36a (дата обращения: 02.06.2021).
8. Голубев В.К. Анализ экспериментальных данных по скорости детонации взрывчатых составов на основе TKX-50 [Электронный ресурс] // SCI-ARTICLE.RU. – 2021. URL: http://sci-article.ru/stat.php?i=1621266649 (дата обращения: 20.05.2021).
9. Golubev V.K., Klapötke T.M. Computational estimations of the performance of TKX-50 based formulations: preprint // Int. Conf. "New Models and Hydrocodes for Shock Wave Physics" (PETER 2021). – London: Institute of Physics, 25-27 May 2021. URL: https://www.mpcareer.ru/publikaciya-materialov-v-smi/A4/e5e2c573-8594-4a45-a33c-15bbc5b64a4c (дата обращения: 27.06.2021).
10. Sućeska M. Explo5. Version 6.04 User's Guide. – Zagreb, Croatia, 2017. – 174 p.
11. Konkova T. S. Thermochemical properties TKX-50 (Dihidroxylammonium-5,5-bistetrazole-1,1-diolate) / T.S. Konkova, J.N. Matjushin, E.A. Miroshnichenko, A.F. Asachenko, P.B. Dzhevakov // 47th Annual Conference (International) of ICT. – Karlsruhe, Germany, 2016. – P. 90/1-90/8.
12. Конькова Т.С. Энергетические свойства производных 1,2,4-триазола / Т.С. Конькова, Ю.Н. Матюшин, Е.А. Мирошниченко, М.Н. Махов, А.Б. Воробьев, А.В. Иноземцев // Горение и взрыв. – 2018. – Т. 11, № 4. – С. 90-99.
13. Golubev V.K., Klapötke T.M. Comparative analysis of shock wave action of TKX-50 and some other explosives on various barriers // Proc. 17th Int. Seminar "New Trends in Research of Energetic Materials". - Pardubice, Czech Republic, 2014. - P. 220-227.
14. Golubev V.K., Klapötke T.M. Comparative analysis of TKX-50, MAD-X1, RDX and HMX blasting performance in one-, two- and three-dimensional geometry // Proc. 17th Int. Seminar "New Trends in Research of Energetic Materials". - Pardubice, Czech Republic, 2014. - P. 672-676.
15. Yao L.N. Effects of binder on molding properties of HATO-based explosives / L.N. Yao, Zh.X. Han, C.L. Wang, Sh.X. Zhao, Zh.X. Dai // J. Phys.: Conf. Ser. – 2020. – Vol. 1507, 022032. – 8 p. Doi:10.1088/1742-6596/1507/2/022032.
16. Prosen E.J., Rossini F.D. Heats of combustion and formation of the paraffin hydrocarbons at 25 C // J. Research NBS. – 1945. – Vol. 34. – P. 263-269. RP1642.
17. Chemical Rocket Propulsion. A Comprehensive Survey of Energetic Materials / Eds L.T. DeLuca, T. Shimada, V.P. Sinditskii, M. Calabro. – Switzerland : Springer International Publishing, 2017. – 1069 p.
18. Xiao Z. Current trends in energetic thermoplastic elastomers as binders in high energy insensitive propellants in China / Z. Xiao, W. He, S. Ying, W. Zhou, F. Xu // Sci. Tech. Energetic Materials. – 2014. – Vol. 75, No. 2. – P. 37-43.
19. Badgujar D.M. New directions in the area of modern energetic polymers: An overview / D.M. Badgujar, M.B. Talawar, V.E. Zarko, P.P. Mahulikar // Combust. Explos. Shock Waves. – 2017. – Vol. 53, No. 4. – 371-387.
20. Орленко Л.П. (Ред.). Физика взрыва: / С.Г. Андреев, А.В. Бабкин, Ф.А. Баум, Н.А. Имховик, И.Ф. Кобылкин, В.И. Колпаков, С.В. Ладов, В.А. Одинцов, Л.П. Орленко, В.Н. Охитин, В.В. Селиванов, В.С. Соловьев, К.П. Станюкович, В.П. Челышев, В.И. Шехтер. – Изд. 3-е, испр. – В 2 т. – Т. 1. - 832 с. – Т. 2. - 656 с. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004.
21. Ansys Autodyn User's Manual. Release 15.0. – Canonsburg, PA: ANSYS, Inc., 2013. – 492 p.
22. Steinberg D.J., Cochran S.G., Guinan M.W. A constitutive model for metals applicable at highstrain rate // J. Appl. Phys. – 1980. – Vol. 51, No. 3. – P. 1498-1504.





Рецензии:

18.06.2021, 15:55 Ашрапов Улугбек Товфикович
Рецензия: Статья автора Голубева В.К. имеет длиннное название, теоретические расчеты убедительные и даказываются автором на 22 рисунках. Однако, актуальность статьи не полностью изложена. На Рис. 22 показана Диаграмма детонационных волн на координатах 10, 20, 30 и 40 мм при взрыве заряда компактного энергетического материала TKX-50 в контакте с медной пластиной толщиной 1 мм.Но для для каких целей служит данная диаграмма, т.к. обычно, взрывчатые составы применяются в горнодобывающей промыщленности для получения руды (а не для мгновенноой и разрушительного взрыва, вызванный взрывом другого вещества при соприкосновении с ним или на расстоянии, при сотрясениии, т.е. детонации медной пластины). В то же время автор пишет "достаточно достоверной экспериментальной информации для создания конкретных взрывчатых составов в настоящее время чрезвычайно мало и практически недостаточно для продвижения практической работы в данном направлении".

19.06.2021 0:00 Ответ на рецензию автора Голубев Владимир Константинович:
Уважаемый Улугбек Товфикович, благодарю за интерес к работе и попробую как-то ответить на ваши вопросы. Изучаемое вещество TKX-50 является одним из основных перспективных взрывчатых веществ для решения, прежде всего, военных и частично высокотехнологических задач, поскольку обладает целым комплексом свойств и характеристик, превосходящих таковые у других взрывчатых веществ. Оно ни в коей мере не предназначено для использования в горнодобывающей промышленности, поскольку там используются дешевые маломощные смесевые взрывчатые вещества. Проводимые расчеты и используемые схемы дают предварительные результаты, необходимые для корректной постановки подобных взрывных экспериментов, при проведении которых можно будет окончательно решить вопросы мощности и эффективности того или иного взрывчатого состава.

19.06.2021, 10:42 Хасанов Шодлик Бекпулатович
Рецензия: В рассматриваемой статье приводятся характеристики нового взрывчатого вещества ТКХ-50. При изучение химической формулы взрывчатого вещества становится ясно, что при распаде (взрыве) возможно образование очень большого количества газов по сравнению с исходным веществом. Что приводит к возникновению очень сильной ударной волны, что и подтверждено теоретическими расчетами со стороны автора. Следует признать, что автором проведена очень большая работа по установлению взаимосвязи структуры, исходного состояния взрывчатого вещества и наносимого им урона. Приведенные диаграммы наглядно показывают мощность предлагаемого взрывчатого вещества. Исходя из вышесказанного статью Голубева В.К. рекомендую к печати в очередном номере журнала. А автору выражаю благодарность за работы в области расчетных методов по направлениям химических наук.
19.06.2021 18:18 Ответ на рецензию автора Голубев Владимир Константинович:
Уважаемый Шодлик Бекпулатович, благодарю за интерес к работе и положительную оценку представленных результатов. Выполняемая работа в данном направлении действительно весьма значительна по объему, но и весьма интересна для меня. В связи с этим рассчитываю ее продолжить в дальнейшем.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий


 
 

Вверх