ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ПОРОХОВ И РТТ

Требования, предъявляемые к порохам и РТТ по чувствительности, и неравнозначность реагирования их на различные виды начального импульса вызывают необходимость опытной сравнительной оценки уровня чувствительности порохов и РТТ.

Существуют стандартные методы определения чувствительности ВВ к каждому виду начального импульса в отдельности.

Чувствительность порохов и их компонентов к удару

Определяется на вертикальном копре Каста К-44-11. Устройство копра в схематическом виде показано на рис. 2.61.

Копер имеет две или три направляющие вертикальные стойки. Между ними помещен и может свободно скользить специальный груз массой в 2,5 или 10 кг. Верхняя часть груза снабжена головкой, зажимаемой между «лапками» пружинного выключателя. Он может быть установлен на той или иной выбранной высоте. Внизу на массивном фундаменте помещено массивное стальное основание копра, где устанавливают при испытаниях штемпельные приборчики, которые бывают трех видов: стандартный, приборчик № I и приборчик № 2 (рис. 2.62).

Рис. 2.61. Копер Каста К-44-11:

• 1 - стойка; 2 - груз; 3 - головка груза;
• 4 - плита; 5 - основание; 6 - штемпельный приборчик

Рис. 2.62. Штемпельные приборчики:

а - стандартный; 6 - № 1 ; в - № 2; 1 - боек; 2 - навеска ВВ;

3 - поддон с «наковальней»; 4 - муфта

Чувствительность к удару характеризуется частостью взрывов (в %), полученных при ударе падающего груза заданной массы с заданной высоты. Стандартными условиями являются: груз массой 10 кг, высота падения 25 см.

На результаты опытов большое влияние оказывают качество приборчиков, их размеры, величина навески и ее расположение в приборчике (в центре наковальни-ролика или по всему ее торцу равномерно). Чрезвычайно важным является величина зазора между бойком и муфтой. При возбуждении взрыва при ударе одновременно возникают и развиваются два разных по природе процесса: механический процесс деформации образца и термодинамический процесс перехода механической энергии в тепловую. При этом энергия, поглощенная образцом, распределяется по его массе неравномерно, она концентрируется в «горячих точках». Неравномерность распределения энергии в веществе при ударе и возникновение «горячих точек» обусловливаются неоднородностью механических свойств В В и особенностями деформации образца, условиями его течения, что впервые отметил и обосновал Н.А. Холево. Он экспериментально с помощью приборчика № 2 доказал это влияние.

Исследования при стандартных условиях и в приборчике № 2 показали, что чувствительность нитратцеллюлозных порохов и РТТ к удару значительно меньше, чем инициирующих ВВ, но превосходит чувствительность бризантных ВВ. При равных условиях испытаний чувствительность порохов и РТТ к удару зависит от их природы, физического состояния и температуры, (табл. 2.33). Из таблицы видно, что чувствительность к удару нитроглицериновых порохов НБпл 14-10 и НФ 5/1 увеличивается как с ростом температуры, так и с ее понижением до -50°С. Увеличение чувствительности при температуре -50°С объясняется переходом НГП из высокоэластического состояния в стеклообразное и приобретением ими хрупкости и неспособности к деформации вязкого течения. Чувствительность баллиститных по-рохов и РТТ растет с увеличением содержания нитроэфира-пласти-фикатора, а чувствительность пироксилиновых порохов — с увеличением содержания азота в пироксилине. Высокая чувствительность к удару ДРП и СРТТ связана с их гетерогенностью — неоднородностью, обусловливающей возникновение при ударе системы «горячих точек», которые и определяют надежное возбуждение взрывчатого превращения данных ВВ.

Таблица 2.33

Чувствительность порохов к удару - частость взрывов (в %) при условиях: груз 10 кг, высота падения груза 25 см, т_вв = 0,02 г

Примечание. Данные получены в Артиллерийской академии

на кафедре проф. И.В. Тишунина.

Было установлено также, что чувствительность СРТТ к удару зависит от вязкости связующего, от степени полимеризации. Это свойство составов (смесевых топлив) важно учитывать при разработке рецептур и технологии. Фактические данные по чувствительности порохов и РТТ разных авторов могут не совпадать друг с другом. Приведем для сравнения данные по чувствительности баллиститных ракетных топлив, полученные в КГТУ на кафедре проф. Н.А. Холе-во (табл. 2.34).

Таблица 2.34

Чувствительность баллиститных РТТ к удару - частость взрывов (в %) при условиях: груз 5 кг, высота падения 25 см, т_вв = 0,03 г

Сравнение данных табл. 2.33 и 2.34 обнаруживает некоторое несоответствие приведенных значений чувствительности сравниваемых нитроглицериновых порохов и РТТ. Так, баллиститные РТТ в табл. 2.34 все показали практически 100%-ную чувствительность, а минометный баллиститный порох НБпл 14-10 в табл. 2.33 — значительно меньшую, хотя содержание взрывчатого пластификатора в последнем значительно больше (42%), а в РТТ из табл. 2.34 — в пределах 30%.

Более того, при определении чувствительности РТТ применялся груз массой 5 кг, а при испытаниях пороха НБпл 14-10 — груз массой 10 кг, что также подчеркивает обнаруженное несоответствие. В данном случае, очевидно, сказалось некоторое различие в подготовке ВВ к опытам, а именно: РТТ испытывались измельченными, в виде стружки, а пороха НБпл 14-10 и НФ 5/1 — в виде элементов — пластинок 14 -10 и одноканальных зерен 5/1, размеры которых значительно превосходят размеры частиц стружки РТТ. Отметим также, что чувствительность бризантных ВВ, поданным обоих источников, заметно ниже чувствительности порохов и РТТ.

Чувствительность ВВ к удару характеризуют также по нижнему пределу при падении груза массой 10 кг с высоты Н на поверхность S. При этом нижнем пределе должно быть 100% отказов из серии 25 испытаний. Иногда для дополнительной характеристики чувствительности выбирают высоту И, при которой реализуется 50% частоты взрывов. Критическую энергию удара К_50% определяют по формуле

MgH{-HJH)

(2.89)

где g — ускорение свободного падения; #_о— высота отскока груза.

Требованиями ГОСТ для порохов это испытание не предусмотрено, так как безопасная энергия удара для шашек баллиститных порохов и СТТ достаточно высока (выше, например, чем у тротила) и безопасность их подтверждается прямыми тестами по сбросу изделий из СТТ и НГЦ-порохов без упаковки и в упаковке с высот 3 и 5 м на бетонное основание или на рельс при температуре воздуха +50°С, при этом шашки не должны загораться.