Причины преждевременных взрывов разрывных зарядов

Инерционные напряжения, возникающие в разрывном заряде при выстреле, приближенно рассчитываются по уравнениям:

или.

где /?_тах — максимальное давление пороховых газов на дно снаряда;

со_вв — вес ВВ, находящегося впереди рассматриваемого сечения;

q_CH — вес снаряда;

d_m — калибр;

S_cu — площадь дна снаряда;

р — плотность ВВ;

/₃ — длина заряда;

</<sub>3 — диаметр разрывного заряда.

Чтобы гарантировать полную безопасность при выстреле, необходимо, чтобы действительные напряжения, возникающие в разрывном заряде (а₃), не превосходили максимально допустимых.

(Стдоп), которые в свою очередь назначаются меньше критических напряжений (ст_кр):

Это и есть условие безопасности разрывного заряда при выстреле.

Критические напряжения — это максимальные напряжения в разрывном заряде, при которых гарантируется 100%-я вероятность отсутствия преждевременных взрывов. Обычно принимают ст_кр = (2…3)о_л0||, благодаря чему учитывается возможность появления в заряде местных (локальных) «пиков» напряжений (табл. 7.1).

Таблица 7.1.

Значения критических и максимально допустимых напряжений для некоторых ВВ

Как видим, максимально допустимые напряжения существенно меньше критических, а ожидаемые действительные еще менее значительны, благодаря чему надежно обеспечивается условие безопасности при отсутствии дефектов изделий, «нарушающих» это условие.

Основные причины преждевременных разрывов боеприпасов можно разделить на две группы:

• 1) причины, обусловленные дефектами боеприпасов;
• 2) причины, обусловленные дефектами разрывных зарядов. Основные дефекты боеприпасов, из-за которых происходят

преждевременные взрывы:

• • неплотности резьбовых соединений в донной части снаряда;
• • пороки металла корпуса боеприпаса (наличие в нем трещин, свищей, раковин и т. п.);
• • зазор между торцом разрывног о заряда и дном зарядной камеры.

При наличии неплотностей резьбовых соединений ввинтного дна или донного взрывателя с корпусом снаряда в момент выстрела возможен прорыв горячих пороховых газов через эти неплотности к заряду ВВ, вследствие чего может произойти (и, как правило, происходит) воспламенение ВВ с переходом горения в детонацию.

Поэтому ввинчивание донных элементов снарядов производится на специальной герметизирующей, обычно суриковой, замазке с применением свинцовых (реже медных) герметизирующих колец, а также прокладок и уплотнений из огнеупорных материалов (асбесг, жесть).

Большую опасность представляют различные пороки металла, особенно в донной части снарядов. При наличии даже микроскопических трещин, свищей или раковин в металле горючие пороховые.

газы, находящиеся под давлением 2000…4000 кг/см, могут прорваться через эти дефектные участки к разрывному заряду и вызвать преждевременный взрыв. Поэтому к качеству металла корпусов боеприпасов, особенно артиллерийских снарядов, предъявляются весьма жесткие требования В момент выстрела осевая сила инерции вызывает резкое смещение разрывного заряда и удар его по дну камеры. Энергия удара может оказаться достаточной для возбуждения детонации ВВ. Кроме того, при смещении заряда происходит практически адиабатический нагрев до t = 1000… 1500 °C воздуха, находящегося в зазоре. Такой разогрев может также служить причиной воспламенения и взрыва ВВ при выстреле. Опасность усугубляется тем, что в зазоре могут находиться пары легковоспламеняющихся веществ (лака, спирта).

Воспламенение и взрыв ВВ в момент выстрела возможны также вследствие трения о стенку камеры разрывного заряда при его продольном смещении.

По этим причинам снаряжение и сборка боеприпасов производятся таким образом, чтобы исключить зазоры и возможность смещения разрывного заряда при выстреле. Боковая поверхность разрывных зарядов в ряде случаев оклеивается специальной бумагой, что исключает непосредственное трение ВВ о стенку.

Дефекты разрывных зарядов, приводящие к преждевременным взрывам, создают условия возникновения в заряде «пиковых» напряжений, существенно превосходящих критические. Такими дефектами могут быть:

• • пустоты (раковины, воздушные включения);
• • трещины;
• • неравномерность плотности ВВ;
• • неравномерность кристаллической структуры заряда;
• • неравномерность флегматизации ВВ.

При наличии в разрывном заряде пустот, трещин и других дефектов, нарушающих сплошность массы ВВ, величина действующих сечений в дефектных местах уменьшается.

В результате инерционные напряжения в расчете на меньшее сечение могут достигнуть опасных значений.

Пустоты и трещины — эго наиболее опасные дефекты разрывных зарядов, служащие причиной преждевременных взрывов боеприпасов.

Если разрывной заряд имеет участки с повышенной плотностью, то при выстреле в этих участках возникнут более высокие напряжения, которые могут оказаться выше критических. Кроме того, возможно и относительное смещение более плотных участков в менее плотной массе ВВ. При сдвиге может инициироваться взрыв.

Неоднородность кристаллической структуры, т. е. наличие в разрывном заряде участков крупнои мелкокристаллического строения, играет в общем такую же роль, что и непрерывность плотности ВВ, поскольку плотность и прочность ВВ в этих областях оказываются неодинаковыми.

Следует также принимать во внимание тот факт, что участки крупнокристаллического строения из-за их малой прочности (рыхлости) под действием силы инерции легко разрушаются более прочными соседними слоями, что может привести к взрыву.

Преждевременные взрывы, происходящие вследствие неравномерной или недостаточной флегматизации ВВ, обусловлены главным образом повышением чувствительности ВВ из-за уменьшения количества флегматизатора и снижения значений критических напряжений.