1612727554-7422b28b59adffe5b22446310d759047 (828458), страница 109
Текст из файла (страница 109)
654 [гл. хи~ взгыв в воздьхз Приборы для измерения давлений, наоборот, должны иметь период колебаний значительно меньший, чем время действия избыточного давления. Точность измерения импульса или давления определяется конструкцией прибора и принципом его устройства. Достаточно совершенные приборы для измерения импульсов ударных волн в широком диапазоне значений созданы Г. С.
Цеханским. Широкое применение для изучения поля взрыва получили мембранные крешерные приборы (рис. 226). По прогибу мембраны этого прибора судят о величине импульса илн давления ударной волны. Для измерения импульсов используются свинцовые мембраны, обладающие малой собственной частотой.
Увеличение частоты достигается за счет применения жестких алюминиевых мембран. Однако, как указывает Цеханский, в любом из этих случаев периоды мембран оказываются соизмеримыми с временем воздействия взрыва. Вследствие этого мембрамные крешерные приборы не могут применяться для точных количественных измерений. Надежные количественные данные о марис. 226. мембран- ксимальных давлениях сильной воздушной вый крешеряый ударной волны получают на основании реяряоор.
зультатов измерений скоростей ударных волн, которые легко измеряются с большой точностью. Давление ударной волны при этом определяется по формуле р — р = — р).) ~( — — '~ е «= а+1 в тх(,гр Многочисленные измерения скоростей ударных волн с использованием различных датчиков и достаточно совершенной регистрирующей аппаратуры провел А. С. Завриев. Результаты, полученные для зарядов из ТГ 50/50 весом 135 г показаны на рис. 227. Избыточное давление в функции расстояния г от центра заряда дано в двух масштабах.
Автор оценивает максимальную ошибку в измерении избыточного давления в 5 — 7%. При использовании небольших зарядов ВВ данные по скорости распространения ударной волны в функции расстояния от места взрыва можно получить, используя зеркальную развертку с подсветкой (см.
$46). Для ВВ, при взрыве которых химические потери малы, полученные зависимости 0 = /~ (г/гэ) и Ьр=/з(г/го) будут верны применительно к зарядам большого веса, поскольку для зарядов таких ВВ хорошо оправдывается я 8у) иекотовые гезтдьтлты экспегнментлдьного исследования 655 геометрическое моделирование. Фотографические методы весьма целесообразно использовать для установления зависимости р = ~(г) вблизи заряда ВВ. Расчет давления на фронте даже очень интенсивной ударной волны по известной скорости особых затруднений не вызывает.
Лр,м/смг Р, я/ан 2,4 гово г,о гвоо бв гг оо бг о,в Огв ев ВО ВО ЕП ггО ЯО аО НО ЛП о /5 во то оо т5 г/г, Рнс. 227. Зависимость скорости н избыточного давления на фронте ударной волны от расстояния до центра взрыва. Для измерения импульсов широко примеяяются баллистические маятники. Многочисленные измерения при помощи этих приборов были произведены Садовским. Применение для измерения давления ударных волн в воздухе получили также так называемые шариковые индикаторы (рис. 228). О давлении ударной волны судят по диаметру отпечатка на медной или алюминиевой пластинке. Отпечаток образуется при вдавливании в пластинку стального шарика а, закрепленного на поршне, свободно перемещающемся в корпусе прибора.
Период прибора при использовании медных пластинок и легком поршне приближенно равен 0,2 мсек, что определяет ' 656 1гл. хщ вз»ыв в воздгхв возможность использования прибора для измерения давления только на довольно значительных расстояниях от очага взрыва. Этим же прибором, но подбирая соответствующим образом вес поршня и жесткость пластинки, можно пользоваться для измерения импульсов.. Необходимо, однако, иметь в виду, что поскольку сопротивление материала пластинок зависит от скорости деформирования и энергии поршня, то градуировка приборов должна производиться в условиях, аналогичных действию ударной волны, что представляет значительные трудности.
Много измерений давления ударных волн произведено Садовским при помощи пьезоэлектрического манометра, сконструированного Шнирманом. Элементом, воспринимающим давление, в этом приборе являются кварцевые пластинки. Благодаря схеме «замедленной фиксации» удалось записать пьезоток при ркс. 228. Шариковый помощи шлейфного осциллографа. Точность индикатор. измерений, обеспечиваемая прибором, до- стигает +6%, Для определения очень больших давлений (свыше 10000 кг/сма), а также для построения зависимости давления от времени М. А. Садовский и А. И.
Коротков использовали мерный стержень Гопкинсона, соответствующим образом его усовершенствовав. Этот прибор, названный механическим измерителем давлений, работает следующим образом. Пусть ударная волна встречает торец стального стержня; если давление волны не превосходит предела упругости стержня, то напряжение на его торце в любой момент времени будет равно давлению волны. По стержню будет распространяться продольная волна сжатия, практически не затухая и с приблизительно постоянной скоростью, равной скорости звука са в материале стержня.
Достигнув противоположного конца стержня, волна отражается от него и движется обратно уже как волна растяжения. Если стержень разрезать на две части так, чтобы места разреза хорошо соприкасались, то при прохождении волны сжатия отрезки стержня будут прижиматься друг к другу с силой, равной рз, где з — площадь сечения стержня и р — величина давления в волне. При подходе к месту контакта волны растяжения контакт нарушится и кусок стержня длиной 1 отлетит, унося некоторое количество движения, равное ь = ~ зр«1~. 9 я 571 некоторыв результаты экспврнмянтлльного исследования 657 2з Верхний предел интегрирования равен з1 = †, так как волна се ' дважды проходит путь 1.
Используя куски стержня различной длины 1ь (я, (в и т. д., можно измерять средние давления в различных участках кривой р=1(з) по измеренному тем илн иным способом количеству движения кусков стержня. Преимущества подобного прибора очевидны. К его недостаткам относится необходимость в большом числе опытов для 5 Ю !5 Ю Ж 55ссм Рвс. 229. Зависимость давления прв отражевви ударво» волны от торца стального стержня от расстояния ло центра взрыва. построения р =1(г) и малая точность определения малых давлений («хвоста» кривой). Результаты измерения давления прн отражении ударной волны в воздухе от мерного стержня, полученные А. И. Коротковым, приведены на рис.
229. На графике отложены не истинные максимальные давления при отражении, а средние за время 5 ° 1Оа сея. По данным Короткова, разница между истинным и средним максимальными давлениями за время 5 ° 1О а сек порядка 10 — 15%. Давления на различных расстояниях измерялись приборами, несколько отличающимися по конструкции. Вследствие этого кривые на рис. 229 не смыкаются.
Подрывались заряды из сплава ТП 50!50 весом 135 г. Значения давлений вблизи заряда подтверждают правильность расчетов начальных параметров ударных воли в воздухе, приведенных в главе 1Х. Следует учесть, что при отражении очень интенсивных ударных волн давление прн Е2 Физике зарезе [гл. хш 888 взвыв в воздгхв откуда И= —. Фх о ' (87,10) Импульс 1=тп, и= —, 1 11=р 11, 11=-. д1 Р Подставляя значения Ш и и в выражение (87,10), получаем И 1 (87,1)) отражении по крайней мере в 8 раз превосходит давление на фронте ударной волны.
Для измерения давления на фронте ударной волны и его изменения во времени в фиксированной точке пространства наилучшим методом является использование пьезодатчиков с записью пьезотоков катодным осциллографом. В качестве прибора для измерения импульсов ударных волн довольно широко используется двухпоршиевой импульсомер Цеханского (рис. 230). Поршень прибора состоит из двух частей: нижней и верхней. В гнездо, образованное нижней частью поршня и верхней частью корпуса, вставляется ограничительное кольцо. Под действием ударной волны поршень движется вниз. Пройдя отрезок пути к верхний поршень, встречая ограничительное кольцо, останавливается, а нижний поршень продолжает двигаться и деформирует конический медный крешер, По величине деформации крешера при помощи специальныхтаражных таблиц определяют импульс.
Рис 230. двухзоршаевоа Тарирование осуществляется путем импульсомер: 1,з — поршни, сбрасывания на крешер поршня опрев — крешер» 1 — отрав"чя- деленного веса. При одновременном замере импульса несколькими импульсомерами, имеющими различные зазоры х, можно построить кривую у(х), а по ней определить р(1), т. е. изменение давления, действующего на импульсомер со временем. В самом деле, скорость поршня Нх Р—— Л' ла 871 некотОРые РезУльтАты экспеРиментАльнОГО нсследовАння 659 В то же время 8= ~ — гтх. Ш~ (87,12) Таким образом, для каждого отрезка пути по известной зависимости !(х) может быть найдено давление и соответствующее ему время, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
