Поиск по сайту
Авторизация
Логин:
Пароль:
Регистрация
Забыли свой пароль?
Войти как пользователь:
Войти как пользователь
Вы можете войти на сайт, если вы зарегистрированы на одном из этих сервисов:

Чтобы увидеть миг...

"Советская Сибирь", 1979, 10 апреля, №83, с.2
Е.И. Биченков
Старший научный сотрудник института, кандидат физико - математических наук.

Взрыв... Яркая вспышка, стремительный звуковой удар, толчок от вздрогнувшей земли и подымающееся вверх облако газов и пыли. А на месте взрыва - вмятина на земле, разбросанные и передвинутые листы броневой защиты и детали, подвергнувшиеся воздействию взрыва. Вот и все, что может воспринять человек. Впечатления, особенно первые, очень сильны. Чувствуется, что имеешь дело с неукротимым явлением природы, пугающим своей мощью и стремительностью, но одновременно и вызывающим сильнейшее любопытство: что же там происходило, как все случилось и можно ли эту силу приручить? Но, чтобы приручить, надо увидеть взрыв, разложить его скоротечный миг на еще более короткие мгновения и зафиксировать каждое из них.

Чтобы понять сложность поставленной задачи, приведу несколько цифр. Скорость детонационного превращения составляет 5-10 километров в секунду. Это значит, что заряд взрывчатки весом в 12 килограммов превращается в облако раскаленных газов всего на одну стотысячную долю секунды. При этом развивается мощность 6 миллиардов киловатт, и давление в продуктах взрыва превышает 100 тыс. атмосфер. А спустя еще примерно десять стотысячных долей секунды взрывные газы расширятся, давление упадет до нормальных величин - взрыв закончил свою работу: что ускорилось - летит, что смялось - зафиксировало свою конечную форму, отштамповалось, если надо было соединиться - сварилось; если надо было упрочниться - увеличило свою твердость в несколько раз и будет служить в изделиях в несколько раз дольше, чем без взрывной обработки.

Искусством экспериментаторов созданы удивительные приборы для исследования быстропротекающих процессов, способные фиксировать миллионную и даже меньшую долю секунды. Один из таких приборов - импульсный рентген.

Известно, что рентгеновское излучение проникает через непрозрачные для видимого света предметы. С его помощью можно увидеть, что находится внутри закрытого портфеля, рассмотреть мельчайшую трещину в сварном шве, определить устройство сложного механизма, не разбирая его. Широкое применение нашел рентген и в медицине, позволив заглянуть внутрь человека. Сердце взрыва тоже можно увидеть с помощью рентгена. Но совсем другого, чем медицинский.

Главное отличие в том, что взрыв можно рассмотреть лишь импульсным рентгеном, формируя очень короткую вспышку излучения длительностью меньше миллионной доли секунды. Чтобы суметь что-либо увидеть за такое короткое время, надо соответственно увеличить дозу излучения, повысив мощность аппарата в десятки миллионов раз. А путь к этому довольно трудный и распадается на несколько этапов.

Рентгеновское излучение возникает при торможении высокоскоростного пучка электронов в тяжелых металлах, и доза излучения возрастает с током пучка и напряжением на рентгеновской трубке. Характерные токи в современных импульсных рентгеновских аппаратах составляют тысячи ампер, а "напряжения - сотни тысяч - миллионы вольт. Получить такие параметры на стационарных аппаратах невозможно. А на импульсных, где длительность вспышки крайне мала, оказалось возможным. Для этого необходимо создать источник импульсов высокого напряжения и рентгеновскую трубку, способную пропускать большие импульсные токи.

В отделе гидродинамики взрыва нашего института в течение последних десяти лет разработана серия передвижных импульсных аппаратов, названных ПИР. Они работают в диапазоне напряжений от ста тысяч до миллиона вольт. Аппараты с большим напряжением позволяют рассмотреть мощный взрыв за довольно толстой металлической защитой, низковольтные аппараты разрешают тонкую структуру мелкомасштабных экспериментов и даже распыление струйки топлива, выбрасываемой из форсунки в камеру сгорания дизельного двигателя.

Наряду с созданием аппаратов разрабатываются и новые методы исследования. Под рентгеном было изучено ускорение небольших частиц до скоростей 10 -15 километров в секунду и их соударение с преградой, снято взаимодействие металлических деталей при сварке взрывом, получены новые данные о распределении скоростей и конфигурации ударных волн в жидкостях и порошковых средах, подвергшихся воздействию взрыва. Проведенные эксперименты позволили многое понять во взрывном взаимодействии и овладеть мощной силой взрыва с целью получения материалов с новыми свойствами, изучить поведение вещества в условиях чрезвычайно высоких нагрузок и скоростей деформаций.

Импульсные рентгеновские аппараты оказались компактными и небольшими по размерам и весу приборами. Так, аппарат с рабочем напряжением 600-700 тысяч вольт весит около 30 килограммов, аппарат на 100 киловольт - в два раза легче. Работают эти аппараты после простого включения в электрическую сеть. Эти качества импульсных аппаратов открыли им дорогу для применения в промышленности при дефектоскопии сварных изделий, трубопроводов и в других областях. Поэтому наши разработки представили интерес для промышленности. Около десяти лет мы работаем в тесном контакте с ленинградским научно-производственным объединением "Буревестник" и объединением "Светлана", в содружестве с которыми был выпущен промышленный вариант аппарата "ПИР-4" и разработан опытный образец импульсной рентгеновской трубки с перезаряжающимся электродом.

Плодотворное сотрудничество с промышленностью привело к формулировке предложений, отличающихся принципиальной новизной, и зафиксировано в виде двух совместных авторских свидетельств. Наши последние разработки использованы промышленными предприятиями при выпуске новой серии дефектоскопических приборов. В прошлом году импульсный рентген для научных исследований "ПИР-600" экспонировался на ВДНХ и удостоен бронзовой медали, а наш институт награжден дипломом ВДНХ третьей степени.


      


Сен 13, 2019 Cеминар Отдела механики деформируемого твердого тела, 16.09.2019, 15-30
В понедельник 16 сентября 2019, начало 1530,  в конф. зале  ИГиЛ СО РАН  состоится...

Сен 13, 2019 Семинар "Механика макро- и нано-структур" 16.09.2019 в 14-30
В понедельник 16 сентября 2019 г. в 14-30 в конференц зале ИГиЛ СО РАН состоится научный семинар исполнителей...

Сен 10, 2019 Новый конкурс РНФ. Совместно с DFG.

РНФ объявил об открытом публичном конкурсе на получение грантов Фонда по приоритетному направлению...

Сен 10, 2019 Новый конкурс РНФ. Совместно с ANR.

РНФ объявил об открытом публичном конкурсе на получение грантов Фонда по приоритетному направлению...

Июн 28, 2019 Конференция по моделированию ГРП

Институт гидродинамики совместно с Новосибирским госуниверситетом проводит с 1 по 5 июля Международную...

Июн 5, 2019 Научная конференция, посвященная 100-летию К.И.Бабенко
Конференция «Аналитические и численные методы решения задач гидродинамики, математической физики...

Рассылки
Яндекс.Метрика