способ и устройство подрыва протяженного заряда конденсированного взрывчатого вещества

Формула изобретения

1. Способ подрыва протяженного заряда конденсированного взрывчатого вещества путем подачи электрического импульса, отличающийся тем, что к противоположным краям заряда подводят до соприкосновения электроды, подают на них импульс напряжения и формируют на поверхности заряда взрывчатого вещества скользящий разряд.

2. Устройство подрыва протяженного заряда конденсированного взрывчатого вещества, включающее источник электрического импульса, средства передачи электрического импульса, отличающееся тем, что средства передачи электрического импульса представляют собой два электрода, установленные на одной из поверхностей подрываемого заряда с его противоположных концов, при этом по другой поверхности заряда пропущен обратный токопровод.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к взрывной технике, а именно к технике подрыва протяженных зарядов конденсированного взрывчатого вещества (ВВ) с малой разновременностью.

Известен способ подрыва протяженного заряда конденсированного ВВ путем помещения заряда между пластинами конденсатора, к клеммам которого прикладывают переменную разность потенциалов с частотой, близкой к одной из резонансных частот для молекул данного ВВ и с амплитудой, не достигающей напряжения пробоя [1] (патент Франции N 1259375, G 21 J 1/00, 19.12.1958). Тогда при нагреве заряда ВВ переменным электромагнитным полем конденсатора происходит его активация и подрыв. Устройство, реализующее известный способ, включает заряд ВВ, предназначенный для подрыва, который помещают между двумя металлическими параллельными пластинами так, чтобы образовать конденсатор. К клеммам этого конденсатора прикладывают переменную разность потенциалов, а источник переменного напряжения представляет собой катушку индуктивности, связанную с генератором переменного тока.

Недостатком этого способа и устройства является неоднородность прогрева заряда ВВ (наибольший прогрев - в толще заряда и наименьший - на поверхности заряда вследствие тепловых потерь), и как следствие, неоднородность подрыва.

Наиболее близким к предлагаемому решению является известный способ инициирования пространственно протяженных поверхностей зарядов ВВ с малой разновременностью [2] (патент ФРГ N 1446976, F 42 С 11/00, 14.11.68). Этот способ заключается в подаче электрического импульса на несколько детонаторов, расположенных в определенном порядке на заданной поверхности подрываемого заряда ВВ. Детонаторы здесь являются средством передачи электрического импульса к заряду ВВ, они могут быть соединены последовательно или параллельно и срабатывают от одного и того же электрического импульса. Этот способ получил название одновременного многоточечного инициирования. Он и устройство для его реализации выбраны нами за прототип.

Недостатком этого способа и устройства является дискретный характер подрыва заряда ВВ, который приводит к изначальному возмущению фронта детонации с характерным пространственным масштабом, равным расстоянию между расположением электродетонаторов.

В связи с этим технической задачей является разработка способа подрыва протяженных зарядов конденсированных ВВ так, чтобы формировать гладкий невозмущенный фронт детонационной волны, например строго плоский, цилиндрический, сферический и т.п. Эта техническая задача может быть полезна, например, для сферической кумуляции при гидродинамическом обжатии термоядерных мишеней, при цилиндрической кумуляции сверхсильного магнитного поля и т.д.

Технический результат при использование предлагаемого способа подрыва протяженных зарядов конденсированного ВВ заключается в формировании первоначально невозмущенных гладких фронтов детонационной волны.

Этот технический результат может быть достигнут за счет того, что в способе подрыва протяженного заряда конденсированного ВВ, в отличии от известного [2], к противоположным краям заряда подводят до соприкосновения электроды, подают на них импульс напряжения и формируют на поверхности заряда взрывчатого вещества скользящий разряд. Устройство, реализующее способ, включает источник электрического импульса, средства передачи электрического импульса и в отличие от известного в нем средства передачи электрического импульса представляют собой два электрода, установленные на одной из поверхностей подрываемого заряда с его противоположных концов, при этом по другой поверхности заряда пропущен обратный токопровод.

Физический принцип, на котором основан предлагаемый способ, заключается в возбуждении на поверхности заряда ВВ однородного скользящего поверхностного разряда, который и осуществляет одновременный подрыв заряда на всей его поверхности между электродами.

Скорость распространения поверхностного канала скользящего разряда составляет при атмосферном давлении несколько единиц на 10⁷ см/с, что на 2-3 порядка больше скорости волны детонации в толще ВВ. Поэтому разновременность подрыва точек поверхности, отстоящих друг от друга на расстоянии, например, 10 см по направлению развития канала скользящего разряда, будет меньше, чем 1 мкс.

Но даже при том, что получаемый при таком способе угол между поверхностью заряда и фронтом детонационной волны - ненулевой, хоть и все же достаточно малый, но его можно скомпенсировать специальным профилированием заряда.

Поставленная техническая задача в предлагаемом способе решена за счет того, что скользящий поверхностный разряд сплошной, а не дискретный.

Фиг. 1 иллюстрирует устройство, реализующее способ. На нем обозначено: 1 - заряд ВВ, 2 - катод, 3 - анод. Направление развития скользящего разряда показано стрелкой. Конфигурация анода выбрана так, чтобы его часть, размещенная на поверхности, противоположной разрядной поверхности, образовывала обратный токопровод, что снижает индуктивность контура и уменьшает порог возбуждения скользящего разряда. Материал электродов - любой хорошо проводящий металл, например медь.

При подаче на катод импульса напряжения с амплитудой выше этого порога на поверхности заряда ВВ начинает развиваться скользящий разряд, формируя на поверхности заряда гладкую волну детонации.

Необходимая амплитуда импульса для межэлектродного промежутка в 10 см при атмосферном давлении U > 30 кВ, длительность фронта _ф < 50 нс, длительность импульса _и > 1 мкс.

Предлагаемый способ можно использовать и при создании скользящего разряда вдоль криволинейной (неплоской) поверхности заряда ВВ.