ДЕТОНА́ЦИЯ

ДЕТОНА́ЦИЯ (от лат. detono – гре­меть), пе­ре­ме­ще­ние по за­ря­ду ВВ зо­ны хи­мич. пре­вра­ще­ния, ве­до­мой удар­ной вол­ной; один из осн. ви­дов пре­вра­ще­ния взрыв­ча­тых ве­ществ. Ам­пли­ту­да и ско­рость пе­ре­ме­ще­ния удар­ной вол­ны по­сто­ян­ны, т. к. по­те­ри энер­гии, со­про­во­ж­даю­щие удар­ное сжа­тие, ком­пен­си­ру­ют­ся те­п­ло­той ре­ак­ции пре­вра­ще­ния ВВ в ко­неч­ные про­дук­ты. Д. рас­про­стра­ня­ет­ся по ве­ще­ст­ву в ви­де де­то­на­ци­он­ной вол­ны от од­но­го слоя к дру­го­му со ско­ро­стью, пре­вы­шаю­щей ско­рость рас­про­стра­не­ния зву­ка в за­ря­де ВВ и зна­чи­тель­но пре­вы­шаю­щей ско­рость го­ре­ния. Ско­рость Д. в га­зо­вых сме­сях дос­ти­га­ет 1–3 км/с, в ти­пич­ных кон­ден­си­ро­ван­ных ВВ составляет 6–9 км/с.

Профиль детонационной волны (t – время, P – давление).

На схе­ма­тич. вре­меннóм про­фи­ле де­то­на­ци­он­ной вол­ны уча­сток 1 со­от­вет­ст­ву­ет удар­ной вол­не, 2 – зо­не хи­мич. ре­ак­ции, 3 – зо­не про­дук­тов Д. (рис.). Точ­ку из­ло­ма, со­от­вет­ст­вую­щую за­вер­ше­нию хи­мич. пре­вра­ще­ния ВВ в ко­неч­ные про­дук­ты, на­зы­ва­ют точ­кой Чеп­ме­на – Жу­ге (ТЧЖ). Дав­ле­ние удар­ной вол­ны (P_макс) дос­ти­га­ет 5 ГПа в га­зо­вых сме­сях и 40 ГПа в кон­ден­си­ро­ван­ных ВВ, в ТЧЖ дав­ле­ние при­мер­но вдвое мень­ше P_макс. По­сле про­хо­ж­де­ния де­то­на­ци­он­ной вол­ны силь­но сжа­тые про­дук­ты ре­ак­ции бы­ст­ро рас­ши­ря­ют­ся – про­ис­хо­дит взрыв.

Клас­сич. тео­рия Д. по­зво­ля­ет рас­счи­тать ско­рость Д. и ско­рость рас­про­стра­не­ния про­дук­тов Д. за фрон­том удар­ной вол­ны ис­хо­дя из за­ко­нов со­хра­не­ния мас­сы, ко­ли­че­ст­ва дви­же­ния и энер­гии в де­то­на­ци­он­ной вол­не, урав­не­ния со­стоя­ния для про­дук­тов Д. в ТЧЖ, а так­же ус­ло­вия, что ста­цио­нар­ной мо­жет быть толь­ко наи­мень­шая ско­рость Д. Ско­рость Д. за­ви­сит от те­п­ло­ты взрыв­но­го пре­вра­ще­ния, плот­но­сти ВВ и со­ста­ва про­дук­тов Д. Ком­пь­ю­тер­ные про­грам­мы по­зво­ля­ют рас­счи­ты­вать все осн. па­ра­мет­ры Д. (ско­рость Д., ско­рость рас­про­стра­не­ния про­дук­тов Д., дав­ле­ние в ТЧЖ).

На па­ра­мет­ры Д. влия­ет взаи­мо­дей­ст­вие за­ря­да ВВ с ок­ру­жаю­щей сре­дой. Ю. Б. Ха­ри­тон по­ка­зал, что влия­ние это­го взаи­мо­дей­ст­вия оп­ре­де­ля­ет­ся диа­мет­ром ци­лин­д­рич. за­ря­да. Это вы­те­ка­ет из ус­ло­вия «не­мгно­вен­но­сти» хи­мич. пре­вра­ще­ния ВВ в де­то­на­ци­он­ной вол­не. По­сколь­ку об­ра­зую­щие­ся за вре­мя хи­мич. ре­ак­ции га­зо­об­раз­ные про­дук­ты стре­мят­ся к рас­ши­ре­нию в ра­ди­аль­ном (к бо­ко­вой по­верх­но­сти) на­прав­ле­нии, в зо­ну ре­ак­ции с бо­ко­вой по­верх­но­сти за­ря­да вхо­дит т. н. вол­на раз­ре­же­ния, а часть уча­ст­вую­щей в Д. мас­сы ВВ раз­бра­сы­ва­ет­ся. По­это­му по­те­ри энер­гии в де­то­на­ци­он­ной вол­не, спо­соб­ст­вую­щие сни­же­нию ско­ро­сти Д., умень­ша­ют­ся с уве­ли­че­ни­ем диа­мет­ра за­ря­да. Экс­пе­риментальные из­ме­ре­ния по­ка­зы­ва­ют асим­пто­ти­че­ский ха­рак­тер воз­рас­та­ния ско­ро­сти Д. с уве­ли­че­ни­ем диа­мет­ра за­ря­да – на­чи­ная с пре­дель­но­го диа­мет­ра за­ря­да ско­рость Д. прак­ти­че­ски не воз­рас­та­ет.

Д. мо­жет ус­той­чи­во рас­про­стра­нять­ся по за­ря­ду, ес­ли вре­мя за­вер­ше­ния ре­ак­ции мень­ше вре­ме­ни рас­ши­ре­ния ве­ще­ст­ва в ра­ди­аль­ном на­прав­ле­нии. Сле­до­ва­тель­но, при диа­мет­ре мень­ше не­ко­то­ро­го кри­ти­че­ско­го Д. за­ту­ха­ет. Ве­ли­чи­на кри­тич. диа­мет­ра про­пор­цио­наль­на ско­ро­сти зву­ка в про­дук­тах Д. и вре­ме­ни хи­мич. ре­ак­ции в де­то­на­ци­он­ной вол­не. Кри­тич. диа­метр умень­ша­ет­ся с уве­ли­че­ни­ем ре­ак­ци­он­ной спо­соб­но­сти ВВ, а так­же тол­щи­ны сте­нок и мас­сы обо­лоч­ки за­ря­да.

Ско­рость Д. из­ме­ря­ют с по­мо­щью оп­тич. сверх­ско­ро­ст­ной фо­то­ре­ги­ст­ра­ции или элек­трон­ной ре­ги­ст­ра­ции по вре­ме­ни про­хо­ж­де­ния де­то­на­ци­он­ной вол­ны ме­ж­ду дву­мя элек­трич. кон­так­та­ми. Фо­то­ре­ги­ст­ра­ци­он­ный ме­тод по­зво­ля­ет на­ря­ду с из­ме­ре­ни­ем ско­ро­сти про­цес­са по­лу­чать све­де­ния о ме­ха­низ­ме Д. и из­ме­рять дав­ле­ние в ТЧЖ.