Фугасность (работоспособность по механическому перемещению).

Фугасное и бризантное действие взрыва

Многочисленные формы механической работы продуктов взрыва удобно объединить в две основные группы: фугасные и бризантные.

Если энергетические характеристики ВВ определяют их потенциальные возможности, т.е. способность совершать некоторую работу (разрушение, метание и т.д.), то характеристики бризантности и фугасности позволяют оценить особенности выделения энергии, т.е. по их значению можно составить представление о самом процессе совершения работы продуктами взрыва.

Бризантность

– это способность ВВ (точнее их газообразных продуктов взрыва) к местному разрушительному действию, которое является результатом резкого удара продуктов детонации по окружающей ВВ среде.

Бризантное действие ВВ проявляется лишь на близком расстоянии от места взрыва, где давление и плотность энергии газообразных продуктов взрыва велики. Максимальный эффект бризантности проявляется при непосредственном контакте заряда ВВ с окружающей средой, при условии распространения детонационной волны в направлении перпендикулярном преграде. Внешнее проявление бризантности заключается в дроблении среды. Опыт показывает, что бризантное действие зависит от энергетических характеристик ВВ, их плотности, скорости детонации и давления газообразных продуктов взрыва на фронте детонационной волны (иногда говорят «детонационное» давление).

Многие исследователи предлагали характеристики для оценки бризантности. Каст предложил вначале бризантность определять (ВП

) по формуле

, (вт/м3

), (2.45)

где П

– потенциал ВВ (Дж/кг),

pо

— плотность ВВ (кг/м3),

t

— время прохождения детонационной волны, с.

Позже Каст предложил заменить потенциал на силу (¦) равную ¦=RТ

взр и принять, что время взрыва
t
обратно пропорционально скорости детонации (
D
). С учетом этого можно записать

, ( ) . (2.46)

Снитко, учитывая, что между П

и
f
нет прямой пропорциональности, предложил вместо
П
использовать теплоту взрыва
QV
, а время взрыва выразить не только через скорость детонации (
D
), но и через линейный размер заряда
lо,
например его длину:

, ( ). (2.47)

В –

называется энергетическим напряжением при взрыве.

Формулы (2.45-2.47) применяются при количественной оценке бризантности. Однако они все носят до некоторой степени условный характер. Для оценки бризантности часто используют экспериментальные характеристики.

Наиболее простым и распространенным методом испытания на бризантность

является проба на обжатие свинцовых столбиков (проба Гесса, см. рис.2.9). Для испытания применяются свинцовые столбики (2) диаметром 40 мм и высотой 60 мм. Свинцовый столбик располагают на массивной стальной плите (1) в вертикальном положении. На столбик помещают стальную пластинку (3) толщиной 10 мм и диаметром 41 мм, на которую устанавливается заряд (4) испытываемого ВВ массой 50г в бумажной оболочке диаметром 40 мм. При взрыве заряда ВВ (инициирование детонационным шнуром (5)) свинцовый столбик деформируется. Мерой бризантности ВВ является величина обжатия, т.е. разность высот столбика до и после обжатия:

В= h1 – h2

, (2.48)

где h1

– высота столбика до взрыва, равная 60 мм,

h2

— высота столбика после взрыва.

П.Ф.Похил и М.А.Садовский рекомендуют оценивать бризантность (В

) величиной
а.
Функция
«а»
учитывает усиление сопротивления столбика по мере обжатия:

а =

, (2.48)

где D h

– величина обжатия столбика, т.е. бризантность,
h1
– высота столбика до обжатия,
h2
– высота столбика после обжатия.

Рисунок 2.10 — Схема сборки для испытания на бризантность по пробе Гесса:

а- до взрыва, б- после взрыва

1- стальная плита, 2- свинцовый столбик до обжатия, 2/- свинцовый столбик после обжатия, 3- стальная пластинка, 4- заряд ВВ, 5- детонационный шнур (детонатор- тетрил)

При испытании ВВ с низкой детонационной способностью пробу Гесса несколько изменяют, помещая ВВ в стальные кольца в количестве 100 г, при этом несколько (~2 раза) увеличивается длина заряда. При малой восприимчивости ВВ к капсюлю-детонатору для возбуждения детонации применяют шашки из прессованного тетрила массой 5 г.

Для приближения лабораторных условий опыта к производственным Л.И.Бароном, Б.Д.Росси и С.П. Левчиком предложен метод оценки бризантного действия промышленных ВВ по дроблению кубиков горной породы (см. рисунок 2.11).

По этой методике заряд (2) испытываемого ВВ массой 20 г помещают в канал в центре кубика (3). Всю свободную часть канала заполняют забойкой (1) . Перед началом опыта кубики точно взвешивают и взрывают в прочном стальном сосуде (типа бомбы Долгова). После взрыва весь разрушенный материал извлекают из бомбы и подвергают его ситовому анализу.

Обычно определяют суммарный массовый выход (в%) фракции крупностью 5-7 мм.

Рисунок 2.11 — Сборка для испытания на дробление породного блока:

1- забойка, 2- заряд ВВ, 3- кубик из горной породы

Фугасностью

называется способность ВВ к разрушающему действию за счет расширения продуктов взрыва до сравнительно небольших давлений и прохождения ударной волны по среде. Фугасное действие проявляется в форме раскалывания и отбрасывания среды, в которой происходит взрыв. Часто
фугасность
называют
работоспособностью
ВВ.

В качестве меры фугасности в теоретических расчетах используют потенциал (или величину потенциальной энергии) П

(
Е
) ВВ или его удельную энергию
U1.
Опыт показывает, что, кроме потенциала
П
(
Е
) или удельной энергии
U1,
на фугасное действие оказывают существенное влияние такие характеристики, как удельный объем и состав газообразных продуктов взрыва. Для практической оценки фугасности (относительной работоспособности) используют так называемую пробу на расширение свинцовой бомбы (проба Трауцля).

Стандартная проба –

это цилиндр размером 20х20 см2 с осевым отверстием диаметром 2,5 и высотой 12,5 см. Исследуемый заряд массой М=10 г помещается на дно канала бомбы и засыпается сухим кварцевым песком, выполняющим роль забойки. За меру работоспособности Вв принимается приращение объема полости в кубических сантиметрах (
DV
) за вычетом расширения, производимого детонатором (
Vд
):

Аф

=
DV — Vд.
(2.49)

Величины бризантности В

(мм)
a
и фугасности
Аф
(см3) приведены ниже.

В настоящее время для оценки работоспособности применяют метод по воронке выброса

и метод по
тротиловому эквиваленту.
Воронка выброса характеризуется отношением ее радиуса (r

) к глубине (
Г
), которое называют
показателем действия взрыва.
Объем воронки выброса
V
зависит от массы и расположения заряда, свойств ВВ и от физико-химических свойств среды, в которой проводится взрыв. Сравнение работоспособностей проводят по формуле

а/аэ

=
qэ /q,
(2.50)

где q

– масса заряда, необходимая для выброса единицы объема грунта необходимого по так называемым нормативным воронкам выброса (
r/Г=1
).

Тротиловый эквивалент – это относительная величина, показывающая, какой массе тротила эквивалентна единица массы исследуемого ВВ по интенсивности, образуемой при взрыве ударной волны:

кТ

= . (2.51)

Интенсивность определяют по величине изменения давления на фронте ударной волны.

Для простоты иногда кТ

характеризуют отношением теплоты взрыва исследуемого ВВ к теплоте взрыва тротила.

* М

*- средняя молекулярная масса продуктов взрыва

Отрывок, характеризующий Фугасность

«Куда он ушел? Где он теперь?..» Когда одетое, обмытое тело лежало в гробу на столе, все подходили к нему прощаться, и все плакали. Николушка плакал от страдальческого недоумения, разрывавшего его сердце. Графиня и Соня плакали от жалости к Наташе и о том, что его нет больше. Старый граф плакал о том, что скоро, он чувствовал, и ему предстояло сделать тот же страшный шаг. Наташа и княжна Марья плакали тоже теперь, но они плакали не от своего личного горя; они плакали от благоговейного умиления, охватившего их души перед сознанием простого и торжественного таинства смерти, совершившегося перед ними. Для человеческого ума недоступна совокупность причин явлений. Но потребность отыскивать причины вложена в душу человека. И человеческий ум, не вникнувши в бесчисленность и сложность условий явлений, из которых каждое отдельно может представляться причиною, хватается за первое, самое понятное сближение и говорит: вот причина. В исторических событиях (где предметом наблюдения суть действия людей) самым первобытным сближением представляется воля богов, потом воля тех людей, которые стоят на самом видном историческом месте, – исторических героев. Но стоит только вникнуть в сущность каждого исторического события, то есть в деятельность всей массы людей, участвовавших в событии, чтобы убедиться, что воля исторического героя не только не руководит действиями масс, но сама постоянно руководима. Казалось бы, все равно понимать значение исторического события так или иначе. Но между человеком, который говорит, что народы Запада пошли на Восток, потому что Наполеон захотел этого, и человеком, который говорит, что это совершилось, потому что должно было совершиться, существует то же различие, которое существовало между людьми, утверждавшими, что земля стоит твердо и планеты движутся вокруг нее, и теми, которые говорили, что они не знают, на чем держится земля, но знают, что есть законы, управляющие движением и ее, и других планет. Причин исторического события – нет и не может быть, кроме единственной причины всех причин. Но есть законы, управляющие событиями, отчасти неизвестные, отчасти нащупываемые нами. Открытие этих законов возможно только тогда, когда мы вполне отрешимся от отыскиванья причин в воле одного человека, точно так же, как открытие законов движения планет стало возможно только тогда, когда люди отрешились от представления утвержденности земли. После Бородинского сражения, занятия неприятелем Москвы и сожжения ее, важнейшим эпизодом войны 1812 года историки признают движение русской армии с Рязанской на Калужскую дорогу и к Тарутинскому лагерю – так называемый фланговый марш за Красной Пахрой. Историки приписывают славу этого гениального подвига различным лицам и спорят о том, кому, собственно, она принадлежит. Даже иностранные, даже французские историки признают гениальность русских полководцев, говоря об этом фланговом марше. Но почему военные писатели, а за ними и все, полагают, что этот фланговый марш есть весьма глубокомысленное изобретение какого нибудь одного лица, спасшее Россию и погубившее Наполеона, – весьма трудно понять. Во первых, трудно понять, в чем состоит глубокомыслие и гениальность этого движения; ибо для того, чтобы догадаться, что самое лучшее положение армии (когда ее не атакуют) находиться там, где больше продовольствия, – не нужно большого умственного напряжения. И каждый, даже глупый тринадцатилетний мальчик, без труда мог догадаться, что в 1812 году самое выгодное положение армии, после отступления от Москвы, было на Калужской дороге. Итак, нельзя понять, во первых, какими умозаключениями доходят историки до того, чтобы видеть что то глубокомысленное в этом маневре. Во вторых, еще труднее понять, в чем именно историки видят спасительность этого маневра для русских и пагубность его для французов; ибо фланговый марш этот, при других, предшествующих, сопутствовавших и последовавших обстоятельствах, мог быть пагубным для русского и спасительным для французского войска. Если с того времени, как совершилось это движение, положение русского войска стало улучшаться, то из этого никак не следует, чтобы это движение было тому причиною.

Классификация взрывчатых веществ

По своим взрывчатым свойствам ВВ делятся на:

Инициирующие. Они используются для подрыва (детонации) других взрывчатых веществ. Основными отличиями ВВ этой группы является высокая чувствительность к инициирующим факторам и высокая скорость детонации. К этой группе относятся: гремучая ртуть, диазодинитрофенол, тринитрорезорцинат свинца и другие. Как правило, эти соединения используются в капсюлях-воспламенителях, запальных трубках, капсюлях-детонаторах, пиропатронах, самоликвидаторах; Бризантные взрывчатые вещества. Этот тип ВВ обладает значительным уровнем бризантности и используется в качестве основного заряда для подавляющего большинства боеприпасов. Эти мощные взрывчатые вещества отличаются по своему химическому составу (N-нитрамины, нитраты, другие нитросоединения). Иногда их используют в виде различных смесей. Бризантные взрывчатые вещества также активно используют в горном деле, при прокладке туннелей, проведении других инженерных работ; Метательные взрывчатые вещества. Являются источником энергии для метания снарядов, мин, пуль, гранат, а также для движения ракет. К этому классу взрывчатых веществ относятся пороха и различные виды ракетного топлива; Пиротехнические составы. Используются для снаряжения специальных боеприпасов. При сгорании производят специфический эффект: осветительный, сигнальный, зажигательный.

Взрывчатые вещества разделяют и по их физическому состоянию на:

Жидкие. Например, нитрогликоль, нитроглицерин, этилнитрат. Существуют и разнообразные жидкостные смеси ВВ (панкластит, взрывчатые вещества Шпренгеля); Газообразные; Гелеобразные. Если растворить нитроцеллюлозу в нитроглицерине, то получится так называемый гремучий студень. Это крайне нестабильное, но довольно мощное взрывчатое гелеобразное вещество. Его любили использовать российские революционеры-террористы в конце XIX века; Суспензии. Довольно обширная группа взрывчатых веществ, которые в наши дни применяются для промышленных целей. Существуют различные виды взрывчатых суспензий, в которых ВВ либо окислитель является жидкой средой; Эмульсионные взрывчатые вещества. Весьма популярный в наши дни вид ВВ. Часто используется в строительных или шахтных работах; Твердые. Наиболее распространенная группа ВВ. К ней относятся практически все взрывчатые вещества, используемые в военном деле. Могут быть монолитными (тротил), гранулированными или порошкообразными (гексоген); Пластичные. Эта группа взрывчатых веществ обладает пластичностью. Такая взрывчатка стоит дороже обычной, поэтому ее редко применяют для снаряжения боеприпасов. Типичным представителем этой группы является пластид (или пластит). Его часто используют при проведении диверсий для подрыва конструкций. По своему составу пластид – это смесь гексогена и какого-либо пластификатора; Эластичные.