Методы определения работоспособности

Для экспериментальной оценки работоспособности (фугасности) взрывчатого вещества на практике наибольшее распространение получили следующие методы:

• метод свинцовой бомбы (проба Трауцля);
• метод баллистического маятника;
• метод баллистической мортиры.

Метод свинцовой бомбы

Метод свинцовой бомбы (проба Трауцля) является самым простым и самым распространённым в практике определения относительной работоспособности взрывчатого вещества. В соответствии с международным и российским стандартом (ГОСТ 4546-81), испытания взрывчатого вещества проводят в бомбе Трауцля, представляющей собой массивный свинцовый цилиндр с осевым отверстием. На дно отверстия (канала) помещают заряд исследуемого взрывчатого вещества массой 10 г в бумажной гильзе. В качестве забойки поверх заряда насыпают сухой кварцевый песок. Заряд инициируют электродетонатором ЭД-8-Э. В результате работы взрыва происходит вздутие свинцовой бомбы.

Для получения сопоставимых результатов необходимо строго выдерживать стандартные условия эксперимента и изготовления бомб. Каждую партию свинцовых бомб перед испытаниями тарируют по эталонному взрывчатому веществу — тротилу.

Так, повышение температуры бомбы приводит к возрастанию пластичности свинца, что сопровождается увеличением объёма полости при тех же условиях взрыва. Стандартной считается температура 10 °C. При уменьшении температуры до 0 °С объём измеренной полости увеличивают на 5%, при +30 °С — уменьшают на 6%. При одинаковой массе заряда испытываемого взрывчатого вещества объём полости зависит от его геометрии — заряды большей высоты легче деформируют свинец и дают большее расширение канала бомбы.

Все условия опыта должны строго учитываться. Но даже и в этом случае испытания одного и того же взрывчатого вещества дают большой разброс данных, порядка 30 см³. Кроме того, опыты показывают, что объём расширения полости не пропорционален работоспособности взрывчатого вещества.

Так, при увеличении расширения в 2 раза работоспособность взрывчатого вещества возрастает лишь в 1,7 раза. Это связано с уменьшением доли энергии, расходуемой на выброс забойки, и образованием ударной волны, а также с тем, что при увеличении расширения свинцовой бомбы её стенки становятся тоньше и меньше сопротивляются давлению продуктов взрыва. Поэтому данный метод дает только относительную (сравнительную) оценку работоспособности взрывчатого вещества, т. е. позволяет лишь ранжировать взрывчатые вещества по данному показателю.

Величины работоспособности, определённые этим методом, приведены в таблице 1.

Таблица 1. Показатели относительной работоспособности промышленных взрывчатых веществ

Метод баллистического маятника

Основой баллистического маятника является груз, подвешенный на жёстких тягах к неподвижной опоре. Под действием потока продуктов взрыва маятник получит импульс и отклонится на некоторый угол. Техническая реализация эксперимента и конструкция маятника могут быть самыми различными. Наиболее распространенной является схема, когда заряд взрывчатого вещества взрывают в стальной мортире, которая на специальной тележке подкатывается вплотную к маятнику. Преимуществом такой схемы является возможность взрывания больших (до 200 г) зарядов взрывчатого вещества.

Поэтому определяют не непосредственно работу взрыва, а массу заряда исследуемого взрывчатого вещества, который даёт отклонение маятника, равное отклонению его при взрыве заряда стандартного взрывчатого вещества (обычно тротила массой 200 г).

Метод баллистической мортиры

Идея метода состоит в том, что во избежание указанных выше недостатков заряд взрывчатого вещества взрывается непосредственно в мортире, массивный корпус которой подвешен на тросах в виде маятника.

В корпусе имеется взрывная камера объёмом $V_{взр}$, в которой взрывается заряд взрывчатого вещества, и расширительная камера объемом $V_р$, в которую, перед взрывом, помещают массивный стальной поршень-снаряд. Энергия взрыва по этой схеме испытаний расходуется на выталкивание (метание) поршня-снаряда.

При этом потери энергии минимальны. В момент вылета снаряда (когда его задний торец пройдет сечение среза мортиры) продукты взрыва вырвутся на воздух и работа в системе мортира — снаряд прекратится.

Кроме того, из-за больших размеров камеры расположение заряда взрывчатого вещества трудно фиксировать, и в различных опытах его положение относительно поршня-снаряда меняется, что существенно сказывается на величине угла отклонения маятника и, следовательно, на результатах определения работоспособности взрывчатого вещества.