×
31.07.2020
220.018.3ace

ДЕТОНАЦИОННАЯ РАЗВОДКА, ИНИЦИИРУЕМАЯ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ, И СОСТАВ СВЕТОЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА ДЛЯ ИНИЦИИРОВАНИЯ ДЕТОНАЦИОННОЙ РАЗВОДКИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Использование: область взрывных работ, в частности конструкции взрывных устройств. Задача: разработка безопасной и простой детонационной разводки (ДР), в которой минимизированы факторы, снижающие ее безопасность и надежность срабатывания ДР. Сущность изобретения: в отличие от конструкции прототипа, в которой ДР, включающая корпус и каналы передачи детонации, снаряженные вторичными взрывчатыми веществами (ВВ), с инициируемой частью канала, источник детонационной волны (ДВ) и источник импульса для задействования источника детонационной волны, согласно изобретению, источник ДВ размещен в инициируемой части канала передачи детонации, при этом источник ДВ выполнен из светочувствительного ВВ на основе вторичного взрывчатого вещества (ВВ) и плотно упакован в корпусе инициируемой части канала передачи детонации, источник импульса для задействования источника детонационной волны выполнен в виде источника лазерного излучения. Кроме того, источник лазерного излучения сообщен с источником ДВ посредством оптоволоконного кабеля. Кроме того, источник лазерного излучения связан с источником ДВ напрямую. Кроме того, источник лазерного излучения установлен с зазором относительно источника ДВ. Состав светочувствительного ВВ на основе вторичного ВВ для инициирования инициируемого участка канала передачи детонации, возбуждаемого внешним источником лазерного излучения, в котором, согласно изобретению, в качестве вторичного ВВ содержится высокодисперсный гексоген или октоген или апрол с плотностью упаковки в канале от 0.8 до 1.1 г/см и удельной поверхностью от 4000 до 20000 см/г, а в качестве наполнителя - нанодисперсный порошок алюминия со средним размером частиц от 50 до 200 нм и массовой долей в составе от 0.5 до 7%. Технический результат: повышение надежности и безопасности при задействовании ДР и работы ее за счет повышения хронометрической точности срабатывания ДР. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 пр., 1 табл., 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Описываемое изобретение относится к области взрывных работ, в частности к конструкции взрывных устройств.

Актуальность решаемой проблемы основана на необходимости устранения факторов нестабильности из-за сложности традиционных взрывных устройств и опасности взрывов из-за наличия средств инициирования повышенной опасности, к которым относятся, например, электродетонаторы, чувствительные, в том числе, и к несанкционированным воздействиям (ударным, ударно-волновым, механическим и электромагнитным импульсам). Кроме того недостаточно высокая надежность традиционной системы складывается из нестабильности срабатывания отдельных устройств ее составляющих. Поэтому, чем больше устройств в составе системы, тем ниже хронометрическая точность ее срабатывания. Соответственно, исключение ЭД из системы приводит к повышению ее хронометрической точности.

Известно устройство детонационной разводки (ДР), предназначенное для формирования взрывной волны (патент США №3430563, МПК F42B 3/093, публ. 04.03.1969 г.), которое содержит гибкий пластмассовый корпус в форме матрицы с детонационными каналами, имеющими общее начало в центре матрицы - центральную точку. Центральная точка через отдельный канал соединена с точкой инициирования, расположенной на внешней стороне корпуса. Возбуждение детонации происходит в точке инициирования от внешнего электродетонатора (ЭД), после чего она передается в центральную точку. От нее детонация распределяется по другим каналам и выходит из устройства одновременно в большом количестве точек.

К недостаткам аналога относится повышенная чувствительность электродетонатора к несанкционированным воздействиям, значительная сложность конструкции из-за множественных связей и элементов, и как следствие недостаточно высокая надежность.

В качестве прототипа выбрано устройство детонационной разводки (ДР) для формирования взрывной волны (патент РФ №2415370 МПК F42B 3/10, 27.03.2011), в котором обеспечивается одновременный многоточечный выход взрывной волны из детонационных каналов. Распространение детонации по каналам происходит из центральной точки, расположенной в центре матрицы. Инициирование детонации происходит от внешнего электродетонатора в точке, расположенной на внешней стороне корпуса ДР. Передача детонации из точки инициирования в центральную точку происходит по отдельному каналу, установленному с зазором по отношению к поверхности матрицы.

Недостатком известных устройств является то, что для возбуждения детонации в точке инициирования предполагается использовать дополнительное внешнее устройство - элетродетонатор, который при срабатывании может повредить корпус и каналы матрицы и повлиять на надежность ее работы. При повышенных требованиях к безопасности детонационные каналы и элетродетонатор должны быть выполнены из вторичного ВВ. В таком случае, для возбуждения детонации в ЭД необходимо использовать мощный высоковольтный электрический импульс, который становится сильным источником электромагнитных помех. Этот импульс может стать непреодолимой электромагнитной помехой для работы электронных приборов, работающих в непосредственной близости от ДР и используемых для управления и контроля работы ДР. Для генерации такого импульса необходимы крупногабаритные и дорогостоящие подрывные установки (ПУ). Кроме того, при срабатывании ЭД возникает ударное воздействие на корпус ДР, что снижает надежность ее работы. Высоковольтные ЭД на основе вторичных ВВ являются дорогостоящими устройствами, как и системы на их основе. Использование ЭД увеличивает габариты системы и ее массу и усложняет конструкцию.

Задачей авторов изобретения является разработка безопасной и простой детонационной разводки (ДР), в которой минимизированы факторы, снижающие безопасность и надежность срабатывания ДР.

Техническим результатом заявляемого изобретения является обеспечение возможности повышения безопасности взрывного устройства, надежности его срабатывания за счет повышения хронометрической точности срабатывания ДР, упрощение конструкции.

Указанный технический результат достигается тем, что функция по возбуждению детонации в канале передачи детонации перекладывается с ЭД на сам канал, в инициируемой части которого размещается источник детонационного импульса, выполненный из светочувствительного ВВ.

В отличие от конструкции прототипа, в которой ДР, включающая корпус и каналы передачи детонации, снаряженные вторичными взрывчатыми веществами (ВВ), с инициируемой частью канала, источник детонационной волны (ДВ), и источник импульса для задействования источника детонационной волны, согласно изобретению источник ДВ размещен в инициируемой части канала передачи детонации, при этом источник ДВ выполнен из светочувствительного ВВ на основе вторичного взрывчатого вещества (ВВ) и плотно упакован в корпусе инициируемой части канала передачи детонации, источник импульса для задействования источника детонационной волны выполнен в виде источника лазерного излучения.

Кроме того, источник лазерного излучения сообщен с источником ДВ посредством оптоволоконного кабеля.

Кроме того, источник лазерного излучения связан с источником ДВ напрямую.

Кроме того, источник лазерного излучения установлен с зазором относительно источника ДВ. Известен в качестве аналога заявляемого состава для источника детонационной волны инициатор на основе светочувствительного вторичного ВВ (патент РФ №2427786, МПК F42B 3/113, 27.08.2011), в котором ВВ выполнено в виде запрессованного до плотности 0,9-1,1 г/см3 материала из смеси высокодисперсного ТЭНа с удельной поверхностью 4000-20000 см2/г и наноалюминия со средним размером частиц не более 60 нм, при соотношении ингредиентов (массовые доли) от 75:15 до 95:5, соответственно.

К недостаткам известного инициатора детонационного импульса относятся сравнительно высокая опасность и недостаточно селективная чувствительность к инициируемому импульсу.

В качестве светочувствительного ВВ для инициируемой части канала ДР предлагается состав на основе вторичного ВВ гексоген в его высокодисперсной форме плотностью упаковки в канале от 0.8 до 1.1 г/см3 и удельной поверхностью от 4000 до 20000 см2/г.В качестве наполнителя используется нанодисперсный порошок алюминия со средним размером частиц от 50 до 200 нм и массовой долей в составе от 0.5 до 10%.

К преимуществам использования состава на основе гексогена относится более высокие, чем у аналога селективная чувствительность к лазерному излучению, мощность и термостабильность.

Предлагаемое изобретение поясняется следующим образом.

Компоненты светочувствительного ВВ на основе вторичного взрывчатого вещества (например, гексогена, октогена, апрола) в указанных диапазонах соотношений с получением заданного уровня характеристик выбраны по результатам экспериментальных исследований контрольных образцов ВВ. Повышенная селективная чувствительность ВВ к ЛИ достигается за счет применения при изготовлении состава нанодисперсного алюминия и ВВ при заявленных дисперсностях и соотношении массовых долей, а также плотности его упаковки в канал ДР. Экспериментально показано, что выбор соотношений компонентов состава ВВ вне заявленных диапазонов значений делает невозможным его применение в заявляемом устройстве из-за существенного ухудшения характеристик (селективной чувствительности к ЛИ, технологичности, надежности срабатывания ДР).

При выполнении источника ДВ в инициируемой части канала был использован метод механического уплотнения порошкообразного светочувствительного ВВ с удельной поверхностью 4000 см2/г до 20000 см2/ г до плотности упаковки в канале от 0.8 до 1.1 г/см3.

Предлагаемый состав светочувствительного ВВ был включен в состав конструкции ДР и показал высокую эффективность и надежность при срабатывании при эксплуатации. В ходе опытных проверок было показано, что нестабильность времени срабатывания уменьшена в отсутствии сложной системы, которая присуща конструкциям с электродетонатором, тогда как в предлагаемой ДР, где исключен из системы высоковольтный ЭД, были получены и эффективность и хронометрическая точность срабатывания устройства, что легло в основу повышенной надежности.

На фиг. 1 представлена общая схема предлагаемой ДР, где 1 - корпус, 2 - каналы передачи детонации, 3 - узлы ДР, 4 - инициируемая часть канала, 5 - канал передачи лазерного излучения, 6 - точки выхода детонационной волны (ДВ), 7 - источник ДВ из светочувствительного ВВ.

На фиг. 2 изображена схема фрагмента макета ДР, где 1 - корпус, 2 -каналы подачи детонации, 4 - инициируемая часть канала, 5 - канал подачи лазерного излучения 6а, 6б - точки контроля времени работы канала ДР, 7 - место установки источника ДВ из экспериментального светочувствительного ВВ (или ЭД), 8 - к источнику лазерного излучения.

На фиг. 3 приведена графическая зависимость пороговой плотности энергии инициирования ЛИ (Q) светочувствительного ВВ на основе гексогена от массовой доли Аl (со средним размером частиц 100 нм), как видно из графика (фиг. 3).

Предлагаемая ДР работает следующим образом. Лазерный импульс с требуемыми для возбуждения детонации параметрами подается на инициируемую часть канала непосредственно, либо через световод. Детонация распространяется далее по каналу и передается на другие каналы и по приходу в точки выхода ДВ, формируя на выходе ДР фронт детонационной волны заданной формы.

Таким образом, при использовании предлагаемого изобретения обеспечивается более высокий, по сравнению с прототипом, технический результат, заключающийся в повышении безопасности взрывного устройства, надежности его срабатывания за счет повышения хронометрической точности срабатывания ДР, упрощение конструкции.

Возможность промышленной применимости заявляемого изобретения подтверждается следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1. В лабораторных условиях предлагаемое изобретение опробовано на макетах ДР (фиг. 1), в которых в качестве каналов подачи лазерного излучения использовался оптоволоконный кабель ∅0,4 мм. В экспериментах с макетом фиг. 1 получено инициирование ДР и надежное срабатывание всех точек выхода ДВ.

Пример 2. В лабораторных условиях предлагаемое изобретение опробовано на фрагментах макетах ДР (фиг. 2) с источником ДВ на светочувствительном ВВ, а также при инициировании от ЭД, в аналогичной постановке экспериментов. Использование фрагментарного образца упрощает постановку эксперимента и более показательно в плане иллюстрации надежности и хронометрической точности срабатывания. Результаты экспериментов показали (таблица 1), хронометрически синхронную работу каналов макета ДР и большую надежность работы ДР с инициатором на экспериментальном составе, по сравнению с ЭД. Как видно в таблице 1 в случае с источником ДВ точки 6а и 6б сработали одновременно через 9,71 мкс, тогда как в случае ЭД точка 6б не сработала в результате газодинамических наводок, возникших в результате его подрыва, а время срабатывания точки 6а уменьшилось по той же причине.

Пример 3. Для макетов ДР в примерах 1 и 2 изготовлено светочувствительное ВВ, содержащее вторичное термостойкое ВВ гексоген в его высокодисперсной форме с удельной поверхностью от 4000 до 20000 см2/г.В качестве наполнителя использовали нанодисперсный порошок алюминия со средним размером частиц 100 нм и массовой долей в составе 3,5%. Плотность упаковки состава в канал ДР составляла 0,9 г/см3.

Пример 4. Из графика на фиг.З видно, что при уменьшении массовой доли нанодисперсного алюминия в светочувствительном ВВ ниже 0,75% и при увеличении ее выше 10% ухудшается селективная чувствительность к ЛИ состава на основе гексогена, что выражается в увеличении пороговой плотности энергии его инициирования ЛИ.

Результаты срабатывания используемой детонационной разводки по сравнению с устройством, в котором использован электродетонатор, сведены в таблицу 1.

Как это показали примеры реализации заявленного изобретения, при использовании заявленных устройства детонационной разводки и светочувствительного ВВ достигнут технический результат, заключающийся в повышении безопасности взрывного устройства, надежности его срабатывания за счет повышения хронометрической точности срабатывания ДР, упрощение конструкции за счет исключения необходимости использования сложной системы с электродетонатором.


ДЕТОНАЦИОННАЯ РАЗВОДКА, ИНИЦИИРУЕМАЯ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ, И СОСТАВ СВЕТОЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА ДЛЯ ИНИЦИИРОВАНИЯ ДЕТОНАЦИОННОЙ РАЗВОДКИ
ДЕТОНАЦИОННАЯ РАЗВОДКА, ИНИЦИИРУЕМАЯ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ, И СОСТАВ СВЕТОЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА ДЛЯ ИНИЦИИРОВАНИЯ ДЕТОНАЦИОННОЙ РАЗВОДКИ
ДЕТОНАЦИОННАЯ РАЗВОДКА, ИНИЦИИРУЕМАЯ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ, И СОСТАВ СВЕТОЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА ДЛЯ ИНИЦИИРОВАНИЯ ДЕТОНАЦИОННОЙ РАЗВОДКИ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 796 items.
27.04.2013
№216.012.3b44

Способ определения сплошности покрытия изделия

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля, в частности к области газовой дефектоскопии, может применяться при контроле сплошности покрытий с низкой водородопроницаемостью, наносимых на поверхность крупногабаритных металлических изделий сложной конфигурации. Способ определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480733
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.41ed

Интерферометр

Изобретение может быть использовано для контроля качества афокальных систем, в том числе крупногабаритных, а именно: плоских зеркал, светоделителей, плоскопараллельных пластин, клиньев, телескопических систем с увеличением, близким к единичному. Интерферометр содержит формирователь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482447
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.06.2013
№216.012.49ed

Переход волоконно-оптический

Изобретение относится к волоконно-оптической технике и может быть использовано для герметичного ввода оптического волокна через перегородку. Устройство содержит герметично установленный в стенке металлический корпус, выполненный составным из двух скрепленных по резьбе частей с проходным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484505
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.07.2013
№216.012.5ab8

Система параметрической гидролокации с функцией получения акустического изображения целей

Использование: изобретение относится к области гидролокации и предназначено для обнаружения подводных целей и получения их акустического изображения. Сущность: в предложенной системе параметрической гидролокации излучение низкочастотных зондирующих сигналов формируют путем нелинейного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488845
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.09.2013
№216.012.686e

Затвор люка камеры

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании крупногабаритных камер высокого давления для испытания в них изделий. Затвор люка камеры содержит герметично установленную на люке камеры крышку, имеющую глубокую заходную часть и связанную с размещенным извне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492381
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.688d

Складываемая аэродинамическая поверхность

Изобретение относится к области ракетной техники и, в частности к конструкциям складываемых аэродинамических поверхностей, находящихся под воздействием сильных аэродинамических возмущений. Складываемая аэродинамическая поверхность содержит основание и шарнирно соединенную с ним поворотную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492412
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.10.2013
№216.012.740f

Контактный датчик

Изобретение относится к военной технике, в частности к средствам инициирования. Контактный датчик содержит два кольца, опорное и рабочее, установленных соосно и скрепленных между собой. На основании опорного кольца размещен кольцевой чувствительный элемент, а рабочее кольцо оснащено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495368
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.74a5

Двухдиапазонная микрополосковая антенна круговой поляризации

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, а именно к бортовым антеннам спутниковой навигации. Техническим результатом является создание малогабаритной микрополосковой двухдиапазонной антенны с круговой поляризацией, пригодной для работы с одиовходовым приемником. Двухдиапазонная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495518
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.11.2013
№216.012.8345

Сцинтилляционный материал на основе zno-керамики, способ его получения и сцинтиллятор

Использование: для регистрации различных видов ионизирующих излучений, в том числе альфа-частиц, в ядерной физике для контроля доз и спектрометрии указанных излучений, в космической технике, медицине, в устройствах, обеспечивающих контроль, в промышленности. Сущность изобретения заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499281
Дата охранного документа: 20.11.2013
10.12.2013
№216.012.884d

Устройство фиксации сложенных аэродинамических поверхностей летательного аппарата

Изобретение относится к средствам фиксации складывающихся аэродинамических поверхностей летательного аппарата. Устройство фиксации сложенных аэродинамических поверхностей летательного аппарата содержит узел, обеспечивающий прилегание аэродинамических поверхностей к корпусу летательному...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500575
Дата охранного документа: 10.12.2013
Showing 1-7 of 7 items.
27.04.2016
№216.015.37e4

Способ получения тонкослойных зарядов взрывчатых веществ

Изобретение относится к способу получения зарядов взрывчатых веществ и может быть использовано для получения тонкослойных зарядов из ВВ для различных целей: систем передачи детонации, устройств взрывной логики и др. Способ получения тонкослойных зарядов взрывчатых веществ включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582705
Дата охранного документа: 27.04.2016
13.01.2017
№217.015.6d77

Способ регистрации радиографических изображений, сформированных с помощью ионизирующего излучения

Изобретение используется для регистрации радиографических изображений, сформированных с помощью ионизирующего излучения, относится к области радиографии, в частности к способам регистрации оптических изображений, сформированных с помощью протонного излучения, и может быть использовано,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597026
Дата охранного документа: 10.09.2016
25.08.2017
№217.015.be34

Способ получения смесевого пластичного взрывчатого вещества

Изобретение относится к области производства взрывчатых веществ и может быть использовано для получения пластичных ВВ с уменьшенными критическими размерами детонации, применяющихся для изготовления малогабаритных взрывных устройств различного назначения. Описан способ получения смесевого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616729
Дата охранного документа: 18.04.2017
29.12.2017
№217.015.f34d

Способ изготовления термостойких светочувствительных взрывчатых составов и светодетонатор на их основе

Изобретение относится к светочувствительному взрывчатому составу (СВС) для снаряжения средств инициирования. Для получения светочувствительного взрывчатого состава с высокой селективной чувствительностью к импульсному лазерному излучению и одновременно высокой взрыво- и пожаро- безопасностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637016
Дата охранного документа: 29.11.2017
19.01.2018
№218.016.03c6

Способ определения чувствительности взрывчатых веществ к механическому воздействию

Изобретение относится к методам определения чувствительности взрывчатых веществ (ВВ) к механическим воздействиям. Способ включает помещение образца ВВ на наковальню, в центре которой выполнена выемка круглого сечения, проведение ударных испытаний с использованием груза с центральным бойком,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630340
Дата охранного документа: 07.09.2017
29.02.2020
№220.018.073e

Способ изготовления взрывчатого наноструктурированного материала

Способ изготовления наноструктурированного взрывчатого материала включает помещение навески порошкообразного взрывчатого вещества (ВВ) из группы индивидуальных азотсодержащих органических ВВ, имеющих упругость паров не ниже 10 Па, в тигель с крышкой, имеющей коническую внутреннюю полость, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715195
Дата охранного документа: 25.02.2020
22.04.2023
№223.018.5117

Способ изготовления смесевого взрывчатого вещества

Изобретение относится к области технологии изготовления смесевых взрывчатых веществ. Для изготовления смесевого взрывчатого вещества осуществляют подготовку и смешение исходных компонентов, производят введение технологических добавок. Смешению подвергают сначала порошкообразный тэн и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794210
Дата охранного документа: 12.04.2023
+ добавить свой РИД