Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Экспериментальное исследование неустойчивости детонационного фронта жидких взрывчатых веществ Торунов Сергей Иванович

Экспериментальное исследование неустойчивости детонационного фронта жидких взрывчатых веществ
<
Экспериментальное исследование неустойчивости детонационного фронта жидких взрывчатых веществ Экспериментальное исследование неустойчивости детонационного фронта жидких взрывчатых веществ Экспериментальное исследование неустойчивости детонационного фронта жидких взрывчатых веществ Экспериментальное исследование неустойчивости детонационного фронта жидких взрывчатых веществ Экспериментальное исследование неустойчивости детонационного фронта жидких взрывчатых веществ Экспериментальное исследование неустойчивости детонационного фронта жидких взрывчатых веществ Экспериментальное исследование неустойчивости детонационного фронта жидких взрывчатых веществ Экспериментальное исследование неустойчивости детонационного фронта жидких взрывчатых веществ Экспериментальное исследование неустойчивости детонационного фронта жидких взрывчатых веществ Экспериментальное исследование неустойчивости детонационного фронта жидких взрывчатых веществ Экспериментальное исследование неустойчивости детонационного фронта жидких взрывчатых веществ Экспериментальное исследование неустойчивости детонационного фронта жидких взрывчатых веществ Экспериментальное исследование неустойчивости детонационного фронта жидких взрывчатых веществ Экспериментальное исследование неустойчивости детонационного фронта жидких взрывчатых веществ Экспериментальное исследование неустойчивости детонационного фронта жидких взрывчатых веществ
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Торунов Сергей Иванович. Экспериментальное исследование неустойчивости детонационного фронта жидких взрывчатых веществ: диссертация ... кандидата Физико-математических наук: 01.04.17 / Торунов Сергей Иванович;[Место защиты: ФГБУН Институт проблем химической физики Российской академии наук], 2017

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Структура плоской стационарной детонационной волны, модель идеальной детонации 12

1.1. Классическая гидродинамическая теория 12

1.2. Теория Зельдовича 13

1.3. Детонационная волна с учетом реакции во фронте ударной волны. 17

1.4. Критический диаметр детонации 20

1.5. Детонация в жидких ВВ 21

Выводы по Главе 1 25

Глава 2. Экспериментальные методы исследования детонационных процессов 27

2.1. Дискретные методы измерения 27

2.2. Магнитоэлектрический метод 28

2.3. Лазерные допплеровские измерители скорости 29

2.4. Применение фоторегистрирующей аппаратуры к исследованию детонации жидких ВВ 33

Выводы по Главе 2 40

Глава 3. Неустойчивость детонационных волн в нитрометане и его смесях с различными добавками . 41

3.1. Характер неустойчивости детонационных волн в НМ 42

3.1.1 Устойчивость одномерной детонации 42

3.1.2 Волны срыва реакции 46

3.2. Неустойчивость детонационных волн в смесях нитрометана с инертными разбавителями 49

3.2.1 Амплитуда пульсаций фронта 49

3.2.2 Поперечный размер пульсаций 53

3.3. Структура детонационной волны в смесях НМ-ДЭТА 57

3.3.1 Течение в одномерной детонационной волне 57

3.3.2 Волны срыва реакции 61

3.4. Обсуждение 63

Выводы по Главе 3 66

Глава 4. Экспериментальное исследование детонации ФИФО и его смесей с метанолом и нитробензолом 68

4.1. Структура детонационной волны в ФИФО 68

4.1.1 Неустойчивость одномерной детонации 69

4.1.2 Течение на краю заряда 71

4.2. Структура детонационных волн в смесях ФИФО с метанолом и нитробензолом 73

4.2.1 Неустойчивость одномерной детонации 73

4.2.2 Волны срыва реакции на краю заряда

4.3. Время реакции в смеси ФИФО/метанол 79

4.4. Обсуждение результатов 82

Выводы по Главе 4 85

Заключение 87

Список литературы

Критический диаметр детонации

Точка типа Ае недостижима при таком механизме инициирования и при протекании строго экзотермических реакций {(dQ/dt) 0), так как расширение продуктов из этой точки возможно только по равновесной изэнтропе. Движение вверх означало бы ударное сжатие, что означает движение со сверхзвуковой скоростью. Однако в точке Сі и выше поток является звуковым или дозвуковым: c D - u.

С другой стороны, уже в рамках классической гидродинамической теории для самоподдерживающегося детонационного процесса необходимо, чтобы с D - и. Эти два условия совместны только при условии с = D - и. Правило отбора Чепмена - Жуге доказано в рамках теории Зельдовича.

Я.Б.Зельдович предложил модель и рассмотрел простейшую, но, естественно, не единственно возможную структуру зоны реакции. В рамках развитого математического аппарата можно рассмотреть другие, более сложные механизмы энерговыделения и химических реакций. В частности, в работе [6] проанализирован случай, когда в зоне реакции происходят сначала экзотермические, а затем эндотермические реакции (или они идут параллельно, но первые протекают с большой скоростью, а вторые являются лимитирующей стадией), то есть скорость энерговыделения меняет знак. Показано, что при этом осуществляется недосжатый детонационный режим с волновой скоростью выше скорости нормальной детонации. То есть, теория Зельдовича может не только обосновать правило отбора Чепмена - Жуге, но и возможные случаи его невыполнения

Для определения режима химического превращения в детонационной волне нужно решать систему уравнений газовой динамики совместно с уравнениями химической кинетики, но эта задача до сих пор может быть решена только для простейших газовых систем. Тем более нам достоверно неизвестны уравнения состояния конденсированных ВВ и их продуктов детонации, а также сложные механизмы реакций разложения. Мы можем только предполагать тот или иной механизм и, исходя из него, строить объяснение структуры зоны реакции, опираясь, как на фундамент, на теорию Зельдовича.

В настоящее время существует целый ряд работ, в которых анализируются стационарные детонационные волны без химпика [13-17]. В этом случае необходимо рассматривать структуру ударного скачка, а именно, учитывать возможность того, что непосредственно во фронте ударной волны реагирует заметная доля ВВ [18-21]. Влияние ширины фронта ударной волны на течение в зоне реакции рассматривается в [19,20] на основе подхода Я.Б.Зельдовича к анализу ширины ударного скачка в газе с замедленным возбуждением некоторых степеней свободы (Рис.1.2). Химическая реакция и релаксация к равновесной детонационной адиабате могут протекать независимо и, в зависимости от соотношения их скоростей, в эксперименте может наблюдаться как обычный детонационный режим с химпиком, так и без него. Если время реакции заметно меньше времени релаксации, то возможна структура детонационной волны аналогичная представлениям В.А.Михельсона - монотонный рост параметров от начальной точки до точки Чепмена-Жуге.

В работах [22-26] проведены расчеты структуры детонационных волн в газах с учетом возможности протекания реакции непосредственно во фронте детонационной волны. Это означает, что характерное время реакции меньше или равно длительности вязкого скачка уплотнения.

С учетом вязкости и теплопроводности изменяются выражения законов сохранения энергии и импульса. Фазовая траектория в плоскости давление удельный объем уже не будет прямой Михельсона, а определяется выражением: P - Po=poDu - (4/3 ц +Q(du/dx), (1.6) где t], С- коэффициенты вязкости, du/dx - градиент массовой скорости. Структура детонационной волны, учитывающая релаксационные процессы во фронте ударной волны [20]. Сплошная и пунктирная кривые, выходящие из начальной точки, - равновесная и неравновесная ударные адиабаты, соответственно; С - J - точка Чепмена-Жуге, S - химпик, 1 - точка, соответствующая состоянию на неравновесной ударной адиабате.

Результаты этих расчетов представлены на Рис.1.3. Согласно модели ЗНД состояние среды изменяется от точки 7 до точки 3 на ударной адиабате ВВ (1) по кривой а. Затем непрерывно движется по кривой b от точки 3 к точке 4. Конечное состояние, точка 4, лежащая на сильной ветви детонационной адиабаты 2, является пересжатым. Детонационная волна будет непрерывно ослабляться волнами разрежения до тех пор, пока не установится стационарная детонация Чепмена-Жуге. Учет реакции ВВ непосредственно во фронте дает непрерывное изменение состояния среды вдоль траектории с. Реализующийся при этом стационарный детонационный режим имеет меньшую амплитуду химпика. С увеличением скорости реакции амплитуда химпика падает, и при некотором ее значении конечное состояние 4 достигается в результате монотонного роста давления (траектория e). При очень быстрых химических реакциях конечное состояние лежит на слабой ветви детонационной адиабаты (точка 6) - реализуется недосжатый режим (траектория f).

Применение фоторегистрирующей аппаратуры к исследованию детонации жидких ВВ

Оптические методы регистрации скоростей детонационных процессов также могут быть дискретными и непрерывными. Применение скоростного фоторегистратора (СФР) в режиме щелевой развертки до сих пор является надежным непрерывным методом определения скорости детонации с временным разрешением не лучше 30 наносекунд. Подробное описание СФР имеется в [32].

Стрик-камеры на основе электронно-оптического преобразователя (ЭОП) имеют временное разрешение порядка 100 пикосекунд.

Кинематографическая – кадровая - съемка быстропротекающего процесса с использованием ЭОП реализована в современных отечественных и зарубежных камерах. Минимальное время экспозиции в таких приборах и минимальный интервал между кадрами составляют единицы наносекунд.На рисунке 2.5 представлена камера НАНОГЕЙТ 4БП, а структурная схема одного из 4-х каналов на Рис. 2.6.. Рис. 2.6. Структурная схема одного из 4-х электронно-оптических каналов НАНОГЕЙТ 4-БП. При включении камеры и управляющего компьютера, в котором установлены 4 платы контроллеров VS 2001 и волоконно-оптические трансиверы, производится установка параметров электронно-оптического модуля (длительности затвора ЭОП, задержки его срабатывания, коэффициента усиления ЭОП). Для примера, параметры камер ВИДЕОСКАН-205 устанавливаются по умолчанию.

Регистрируемое изображение через входной объектив и зеркально-линзовую систему разделения изображения на четыре канала фокусируется на фотокатодах четырёх электронно-оптических модулей. В момент прихода пускового импульса (ПУСК) через установленные для каждого канала времена задержек открываются затворы ЭОП, каждый на соответствующее время, так же устанавливаемые при подготовке эксперимента. Одновременно формируются импульсы, переводящие ПЗС матрицы в режим накопления. Сформированные в соответствующих ЭОП электронные изображения усиливаются в микроканальных пластинах (МКП) ЭОП, коэффициенты усиления которых определяются значениями соответствующих напряжений. На соответствующих выходах СИНХР 1 – СИНХР 4 формируются импульсы, фронт которых упреждает на 15 – 20 нс. моменты открытия соответствующих затворов ЭОП.

Через проекционный объектив усиленное изображение с экрана ЭОП проецируется на фоточувствительную поверхность ПЗС матрицы. Время накопления ПЗС матрицы установлено равным времени послесвечения люминофора модуля ЭОП. Для данного типа люминофора (Р20) это время равно 20 мс. Установка большего времени накопления привела бы к накоплению шумовых электронов и ухудшению коэффициента запирания ЭОП. А установка меньшего значения привела бы к уменьшению эффективности усиления ЭОП. Накопленные в ячейках заряды считываются, преобразуя в цифровой код и передаются через соединительный ВОЛС в компьютер. На экране монитора компьютера визуализируется зарегистрированные каналами камеры четыре изображения. В таблице 1 приведены основные технические характеристики электронно-оптической цифровой камеры НАНОГЕЙТ-4БП.

Таблица 1. Технические характеристики электронно-оптической цифровой камеры НАНОГЕЙТ-4БП. Количество каналов 4 Спектральный диапазон чувствительности фотокатода 380 - 800 нм Длительность стробирующего (затворного) импульса 10 нс – 20 мкс Пространственное разрешение при длительностях экспозиции более 10 нс (мм-1) 30 пар лин./мм Минимальное время срабатывания затвора не более 40 нс Временная задержка срабатывания затвора ЭОК 40 нс – 1300 мкс Напряжение на микроканальной пластине ЭОП 501 - 980 В (определяет конкретное значение коэффициента преобразования ЭОП) Время между кадрами от 1 нс Визуализация процесса инициирования, распространения или затухания детонации позволяет в некоторых случаях скорректировать трактовку экспериментальных данных, полученных, скажем, с помощью VISAR. Так, были проведены эксперименты по регистрации наносекундных времен задержки воспламенения при инициировании нитрометана и его смеси с диэтилентриамином (ДЭТА) с помощью VISAR. Понять причину разброса экспериментальных данных в несколько десятков процентов помогла регистрация процесса инициирования с помощью отечественной высокоскоростной камеры НАНОГЕЙТ 4БП.

Схема эксперимента по инициированию детонации в НМ. 1 -плосковолновой генератор УВ, 2 - активный заряд, 3 - алюминиевый ударник, 4 - охранное кольцо, 5 - база полета, 6 - алюминиевый экран, 7 -кювета с нитрометаном. Схема эксперимента представлена на рисунке 2.7. Момент вспышки показан на втором кадре на рис. 2.8. Оказалось, что процесс инициирования носит вероятностный характер и может быть существенно удаленным от оси сборки. (То, что ударник воздействует на экран осесимметрично видно по инициированию детонации у стенок кюветы).

Регистрация в проходящем свете позволяет не только выяснить качественную картину процесса, но и измерить некоторые его параметры, которые затем использовать, например, при численном моделировании. В качестве примера можно привести регистрацию процесса выхода из трубы в объем детонации нитрометана. Результат эксперимента приведен на рисунке 2.9. В качестве подсветки применялась взрывная аргоновая лампа. Метод позволяет измерить не только угол отклонения присоединенной ударной волны, который в полтора раза отличается от рассчитанного в [33], но и угол отклонения границы между продуктами детонации и ударно-сжатым ВВ (рис. 2.10). При этом нельзя пренебречь углом отклонения присоединенной ударной волны от плоскости затухающего детонационного фронта, как указано в [33], даже для оценок. Стальная труба - диаметр 14 мм, «объем» - куб размером 40х40х40 мм3.

Наблюдение детонационного фронта не в щелевом, как это сделано в ставших уже классическими работах, а в покадровом режиме, помогает уяснить некоторые детали. В частности, наблюдение сбоку помогает понять, что при выходе из трубы в объем детонации ЖВВ с гладким фронтом распространяется на весь объем, а не идет только в растворе конуса, как можно себе представить при анализе щелевой развертки. Фронт детонации, идущей вбок отклонен от плоскости фронта, вышедшего из трубы на значительный угол. (фото выхода в объем НМ+ДЭТА)

Амплитуда пульсаций фронта

Нитрометан (НМ) является одним из наиболее исследованных жидких ВВ. Тем не менее, вопрос об устойчивости одномерного детонационного фронта в нем долгое время оставался дискуссионным. Пульсации фронта в чистом нитрометане никогда не наблюдались. Лишь на основании интерпретации опытов по регистрации отражения света от детонационного фронта в работе [6] сделан вывод о его неустойчивости. Кроме того обычно предполагается, что если существуют волны срыва реакции на краю заряда, а в НМ они регистрируются, то обязательно должны быть пульсации на фронте.

Исследования, выполненные в работе [34] показали, однако, что одномерный детонационный фронт в НМ устойчив. В данной работе для подтверждения этого факта проведена регистрация структуры течения в ударных волнах с использованием лазерного интерферометра VISAR.

Устойчивость одномерной детонации Опыты были проведены с нитрометаном плотностью 1,14 г/см3. Схема экспериментов показана на Рис.3.1а. Заряд исследуемого ВВ помещался в полиэтиленовую либо стальную оболочку с внутренним диаметром от 20 мм до 50 мм. Длина заряда составляла от 90 до 180 мм. Инициирование детонации осуществлялось прессованными зарядами флегматизированного гексогена AIX–1 либо тротила, плоский детонационный фронт в которых создавался взрывной линзой (1). Инициирующий заряд отделялся от жидкого ВВ алюминиевым экраном толщиной 3 мм. Зондирующее лазерное излучение отражалось от алюминиевой фольги (3), расположенной между торцом заряда и водяным окном (2). В опытах с чистым НМ использовалась фольга толщиной 7 мкм. Постоянная интерферометра равнялась 305 м/с. С помощью ионизационного датчика (5), который являлся первой меткой времени, в каждом опыте измерялась скорость детонации. Второй меткой являлся сигнал интерферометра, регистрирующий выход детонационной волны на границу с окном. Поскольку в исследуемые составы входила пересжатая детонационная волна, то местоположение датчика позволяет определить, на какой длине формируется стационарная детонация. С этой целью была проведена серия экспериментов, в которой изменялось расстояние датчика от инициирующего заряда. Установлено, что если это расстояние превышает полтора-два диаметра, то регистрируемая скорость детонации постоянна и не зависит от положения датчика. В противном случае измеренные значения скорости оказываются завышенными и плохо воспроизводятся. Результаты экспериментов с нитрометаном приведены на Рис.3.2.

После ударного скачка регистрируется резкий спад скорости, обусловленный формированием химпика в зоне реакции, плавно переходящий в волну разгрузки. На Рис. 3.2 сплошной и пунктирной линиями показаны профили скорости для двух экспериментов с НМ, проведенных в одинаковых условиях. Видно, что осуществляется не только надежная регистрация скорости границы в течение достаточно длительного времени, но и наблюдается хорошая воспроизводимость результатов от опыта к опыту. На Рис.3.2 приведен также профиль скорости, полученный при увеличении длины заряда в полтора раза, от 100 мм до 150 мм (тонкая сплошная линия). Совпадение результатов является, в частности, убедительным доказательством стационарности исследуемых детонационных волн.

Следует отметить, что зависимости скорости от времени являются гладкими, без каких-либо осцилляций, которые можно было бы связать с неустойчивостью течения. Это означает, что детонационный фронт в нитрометане либо устойчив, либо амплитуда возмущений значительно меньше толщины фольги, порядка микрона. Последнее предположение согласуется с интерпретацией опытов по регистрации отражения света от детонационного фронта [6], но против него существует ряд аргументов, основным из которых является тот факт, что диффузное отражения света от фронта волны не является однозначным доказательством его неустойчивости. К аналогичному эффекту может привести, например, резкое увеличение концентрации активных частиц, спектр поглощения которых пересекается со спектром зондирующего излучения. Подробнее возможность реализации именно этого механизма рассматривается при обсуждении результатов опытов смеси НМ с диэтилентриамином в параграфе 3.1.3. Полученные экспериментальные данные позволяют, поэтому, утверждать, что ячеистая структура детонационного фронта в нитрометане отсутствует, т.е. он гладкий.

Представляет интерес исследование влияния диаметра заряда на течение в детонационной волне. На Рис.3.3 приведены результаты таких измерений. Сплошной (2) и пунктирной (3) линиями показаны профили скорости полученные в одинаковых опытах при диаметре заряда 36 мм. Как и отмечалось ранее, наблюдается хорошая воспроизводимость результатов от опыта к опыту.

Профиль скорости (1), также приведеный на Рис.3.3, получен при диаметре заряда 20 мм. Видно, что массовая скорость снижается как в зоне реакции, так и в разгрузке, причем на профиле скорости появляются заметные осцилляции, что обусловлено близостью диаметра 20 мм к критическому значению. Причем осцилляции вызваны не потерей устойчивости фронта, приводящей к формированию ячеистой структуры, а приближением к центру заряда волн срыва реакции. Факт существования в нитрометане этого вида неустойчивости в НМ доказан экспериментально [6] и рассматривается в следующем параграфе.

Структура детонационных волн в смесях ФИФО с метанолом и нитробензолом

Измеренные интерферометром VISAR профили скорости для ФИФО и его смесей с метанолом приведены на Рис.4.5. Состав исследованных смесей (массовая концентрация), материал и внутренний диаметр оболочки, а также измеренные скорости детонации D и время реакции т представлены в Таблице. Параметры в точке Чепмена-Жуге удовлетворительно определяются в предположении, что показатель политропы равен 2.8. Для отражения зондирующего излучения обычно использовалась 7 микронная алюминиевая фольга. Звездочкой отмечены эксперименты, в которых толщина фольги составляла 400 мкм. Обозначения профилей скорости на рисунках совпадают с номерами опытов в Таблице.

Как отмечалось выше, разбавление ФИФО метанолом снижает детонационные параметры смеси, поэтому следовало бы ожидать еще большее развитие неустойчивости детонационного фронта. Однако наблюдается значительно более сложный характер влияния метанола на устойчивость. При концентрациях менее 10% течение остается практически неизменным: характер осцилляций, их частота и амплитуда такие же, как и в чистом ФИФО (Рис.4.5а, зависимости 2,3).

Дальнейшее увеличение концентрации метанола в интервале 10 – 15% вместо развития неустойчивости неожиданно приводит к стабилизации детонационного фронта, что проявляется в исчезновении осцилляций на профилях скорости (зависимости 6,7,8 на Рис.4.5). И только когда концентрация достигает 20% (зависимость 11 на Рис.4.5б) и более, течение вновь становится неустойчивым. При этом пульсации настолько велики, что провести регистрацию скорости удается лишь при большой толщине отражающей фольги, которая сглаживает осцилляции на фронте. На Рис.4.5б приведен профиль скорости 15 для смеси 75/25 при толщине фольги 400 мкм.

В данном случае важно отметить то, что усредненный таким образом профиль скорости, как и другие усредненные параметры течения, достаточно хорошо воспроизводятся. В частности, скорость детонации при фиксированном составе смеси остается постоянной от опыта к опыту.

Таблица. Параметры экспериментальных сборок в опытах со смесью ФИФО/метанол. № ФИФО/ метанол ро, г/см3 Оболочка материал, 0 мм D, км/с Т, НС 1 100/0 1.60 алюминий, 036 7.52±0.03 300±50 2 98/2 1.57 ПММА, 036 7.37±0.03 3 95/5 1.52 ПММА, 036 7.15±0.03 4 92/8 1.48 ПММА, 036 6.98±0.03 5 90/10 1.45 латунь, 026 6.90±0.03 450±25 6 90/10 полипропилен, 046 7 88/12 1.42 латунь, 026 8 85/15 1.39 латунь, 026 6.64±0.03 650±25 9 85/15 сталь, 050 10 85/15 полипропилен, 046 11 80/20 1.33 сталь, 050 6.41±0.03 1100±10 0 12 80/20 сталь, 050 13 80/20 латунь, 036 14 75/25 1.28 сталь, 050 6.12±0.03 15 75/25 сталь, 050 16 70/30 1.22 сталь, 050 5.78±0.03 17 68/32 1.20 сталь, 050 5.67±0.03 18 65/35 1.18 сталь, 050 5.11±0.03 При концентрации метанола С выше 32% смесь не детонирует и на зависимости скорости детонации от концентрации метанола наблюдается резкое падении измеренной скорости затухающей детонации по отношению к линейной аппроксимации экспериментальных данных: D=7.49-0.057 С, где D выражена в км/с, а концентрация С в массовых % (Рис.3). Это отчетливо видно при С=35% (светлая точка на Рис.4.6). Поэтому концентрация 32% является предельной для смеси ФИФО/метанол. Рис.4.6. Зависимость скорости детонации смеси ФИФО/метанол от концентрации метанола.

Аналогичное явление стабилизации детонационных волн наблюдается и в смеси ФИФО/нитробензол при массовой концентрации разбавителя от 10 до 20 %. (Рис. 4.6А). Следует отметить также, резкое увеличение амплитуды химпика, примерно в два раза при концентрации нитробензола 12%, по сравнению с чистым ФИФО. Возрастает также градиент скорости в зоне реакции, причем наиболее резкое падение скорости происходит за первые 10 нс. Высокая начальная скорость реакции за ударным скачком и приводит, согласно исследованиям на устойчивость, к стабилизации фронта детонационной волны. Вероятно, столь необычный характер изменения структуры зоны реакции при добавлении в ФИФО инертного разбавителя обусловлен частичной реакцией ВВ непосредственно во фронте ударной волны. При добавлении НБ начальная скорость реакции, а следовательно, и количество прореагировавшего во фронте ВВ уменьшается, и быстрая стадия реакции перемещается в химпик, что приводит к относительному повышению его параметров в связи с приближением к ударной адиабате ВВ.

Поскольку, кроме того, разбавление ФИФО нитробензолом снижает давление в точке Чепмена-Жуге, то совокупность этих процессов приводит к увеличению амплитуды химпика.

При увеличении концентрации НБ до 30% и выше вновь появляются высокочастотные осцилляции на профилях массовой скорости. При этом предельная концентрация нитробензола равна 45%. Т.е. вариация разбавителей приводит лишь к количественным изменениям, оставляя качественную картину явления неизменной.

До сих пор рассматривалась устойчивость одномерной детонации в смеси ФИФО с метанолом и нитробензолом. Для регистрации неодномерного течения на краю заряда использовалась скоростная фотокамера (Рис.3.1б) и примеры торцевой развертки свечения фронта детонационной волны в смеси ФИФО/метанол приведены на Рис.4.7. Время возрастает слева на право, вертикальные стрелки указывают моменты инициирования детонации и её выход на свободную поверхность. Как уже отмечалось, вопреки общепринятым представлениям, боковая граница распространения детонационной волны гладкая (Рис.4.7а) т.е. волны срыва реакции отсутствуют, не смотря на пульсирующий детонационный фронт. ФИФО, таким образом, является примером жидкого ВВ, в котором, при отчетливо выраженной неустойчивости одномерного детонационного фронта, волны срыва реакции на краю заряда отсутствуют. Возможные причины существования столь непривычного характера течения рассматриваются при обсуждении результатов.

Разбавление ФИФО метанолом не приводит к возникновению волн срыва реакции, если концентрация растворителя меньше 10%. Первые признаки неустойчивости появляются в смеси ФИФО/метанол 90/10 (Рис.4.7б). При концентрации метанола 12% волны срыва реакции видны уже отчетливо. Когда же количество разбавителя достигает 15%, волны срыва реакции распространяются до оси заряда (Рис.4.7в), что приводит к затуханию детонации. Расстояние, на котором это происходит, зависит, в частности, от давления инициирования детонации. В опыте, результат которого приведен на Рис.4.7в, для этой цели использовался заряд гексогена и детонация не затухла на расстоянии 150 мм. При инициировании смеси тротиловым зарядом детонация затухает на расстоянии около 100 мм. Щелевая развертка свечения детонационного фронта для данной ситуации приведена на Рис.4.7г и является типичной для ВВ, критический диаметр которых определяется волнами срыва реакции [6]. Т.е., диаметр заряда, используемого в опытах (36 мм), равен критическому для смеси 85/15.