Вестник Кольского научного центра РАН №3, 2020 г.

С. А. Козырев, Е. А. Власова, А. В. Соколов, Е. А. Усачев 44 http://www.naukaprint.ru/zhurnaly/vestnik/ полностью окислиться и выделить дополнительную энергию, и параметры фронта смеси не увеличиваются. По этой причине введение алюминиевых порошков, угля и других горючих энергетических добавок для повышения «мощности» современных промышленных ВВ (гранулированных, эмульсионных) не приводит к увеличению их параметров детонации. В лаборатории динамики гетерогенных систем Института гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН установлено, что реакция металлической добавки на фронте детонации в микросекундном диапазоне времен протекает только на поверхности частиц в тонком поверхностном слое. При этом внутренняя часть частицы не взаимодействует с продуктами детонации. Поэтому большая часть частицы в реакции не участвует и служит инертным балластом. С. Д. Викторов [1996] объясняет снижение тем, что в продуктах взрыва алюминизированных ВВ присутствуют твердые частицы оксида алюминия (AL 2 O 3 ), нагретые до нескольких тысяч градусов, которые не участвуют в работе расширения продуктов взрыва, поэтому энергия, затраченная на их нагревание, должна быть вычтена из общей потенциальной энергии ВВ. Характерное время теплообмена твердых частиц с идеальным газом зависит от поверхности твердых частиц, то есть чем меньше поверхность, а, следовательно, и диаметр частиц, тем меньше характерное время теплообмена. Характерное время расширения идеального газа зависит от диаметра скважины: чем больше диаметр скважины, тем больше характерное время расширения продуктов детонации. Отсюда следует, что термодинамические потери будут уменьшаться при возрастании диаметра заряда и уменьшении диаметра частиц. Б. Я. Светлов [1966] также отмечает, что наряду с термодинамическими особенностями реакций алюминия при детонации ВВ имеет значение и скорость сгорания частиц алюминия, зависящая от его дисперсности. Особенно сильно это проявляется в зарядах малого диаметра. Известно, что количество образующихся ядовитых газов характеризует полноту взрывчатого превращения ВВ. Б. Я. Светлов считает, что источником газов, наряду с бумажной оболочкой патронов, являлось само ВВ, так как в результате медленного сгорания крупных частиц алюминия кислородный баланс газообразных продуктов взрыва становился положительным, что приводило к увеличению в них окиси азота. В работе Ю. В. Фролова с соавт. [1972] было установлено, что температура воспламенения и время горения частиц алюминия в продуктах конденсированных систем прямо пропорциональна их диаметру. Кроме того, в процессе разогрева аморфной окисной пленки, покрывающей частицы алюминия, происходит ее кристаллизация. На поверхности, занятой кристаллами, ввиду большого диффузионного сопротивления последней реакция не идет. Частицы небольшого размера, обладающие незначительной тепловой инерцией, во фронте детонационной волны успевают прогреться до температуры плавления Al 2 O 3 прежде, чем окисная пленка успеет кристаллизоваться. Крупные частицы (d  15– 20 мкм), тепловая инерционность которых значительно выше, не успевают прогреться до температуры плавления, так как окисная пленка кристаллизуется раньше, чем произойдет ее плавление. Но по поводу влияния крупности алюминия есть и другие мнения. В. Ю. Давыдов и А. С. Губин [2011] указали, что чем больше доля алюминия сгорает в зоне химической реакции, тем большего снижения параметров детонации следует ожидать. То есть более мелкие частицы алюминия снижают параметры детонации в большей мере. Кроме того, М. В. Гогуля с соавт. [2004] отмечал, что, как правило, с уменьшением размеров частиц и увеличением содержания алюминия скорость детонации, давление и массовая скорость снижаются, а теплота взрыва и фугасное действие увеличиваются. Из представленного анализа можно сделать следующие выводы. Скорость сгорания частиц алюминия зависит от его дисперсности. При нагревании алюминий окисляется вначале лишь с поверхности, то есть кислород не поступает к другим слоям алюминия. При