Бризантность — характеристика взрывчатых веществ¶
Бризантность — это физико-химическая характеристика взрывчатых веществ (ВВ), определяющая их способность производить разрушительное действие за счёт резкого повышения давления продуктов взрывного превращения, распространяющихся в виде ударной волны. Термин происходит от французского «brisant» — «разрушительный». Бризантность является одной из трёх основных характеристик ВВ наряду с мощностью (энерговыделением) и газообразованием, и именно она определяет разрушительный потенциал вещества при подрыве.
¶Физическая сущность явления
При детонации ВВ в веществе распространяется ударная волна со скоростью, превышающей скорость звука в этом веществе (обычно 5000–9000 м/с). За фронтом ударной волны температура и давление резко возрастают, что вызывает химическое разложение вещества с выделением большого количества газообразных продуктов. Именно высокое давление этих газов, а не их объём или температура, обеспечивает бризантное действие — разрушение материала, соприкасающегося со взрывчатым веществом.
Бризантность принято разделять на две составляющие:
- Бризантность по разрушению — способность ВВ разрушать твёрдые тела, находящиеся в непосредственном контакте с зарядом. Определяется величиной максимального давления во фронте ударной волны.
- Бризантность по баллистике — способность ВВ сообщать снарядам (пулям, шрапнели) высокую начальную скорость. Определяется скоростью детонации и плотностью заряда.
¶Методы измерения
Бризантность измеряется относительно эталонного вещества — тротила (динитробензола), которому условно присвоено значение 100. Основные методы определения:
| Метод | Что измеряется | Принцип |
|---|---|---|
| Баллистический маятник | Ударное давление | Отклонение маятника при взрыве заряда на его бою |
| Метод свинцовой плиты (Брисбэн) | Степень деформации свинца | Взрывной заряд вдавливается в свинцовую плиту, измеряется глубина воронки |
| Метод свинцового цилиндра (Каст) | Степень расширения цилиндра | Цилиндр из свинца расширяется под действием ударной волны |
| Датапластический метод | Деформация специальных пластиковых индикаторов | Пластик деформируется пропорционально давлению |
Наиболее распространён в лабораторной практике метод свинцового цилиндра Каста: измеряется отношение прироста высоты цилиндра к его исходной высоте.
¶Факторы, влияющие на бризантность
Бризантность зависит от ряда параметров:
- Скорость детонации — чем она выше, тем больше максимальное давление во фронте ударной волны и тем бризантнее вещество.
- Плотность заряда — рост плотности ВВ увеличивает скорость детонации и давление. Для большинства ВВ бризантность растёт с плотностью до определённого предела.
- Энергия взрывного превращения — вещества с большей теплотой взрыва обычно обладают большей бризантностью.
- Диаметр заряда — при уменьшении заряда ниже критического диаметра детонация может не установиться или пойти нестационарно, что резко снижает бризантность.
- Инициирование — недостаточно мощный детонатор может не обеспечить полной бризантности.
¶Классификация ВВ по бризантности
По соотношению бризантности и мощности (теплоты взрыва) взрывчатые вещества подразделяют на:
- Бризантные ВВ — высокая бризантность при относительно умеренной теплоте взрыва. Пример: гексоген, октоген, ТЭН. Применяются для фугасных зарядов, детонаторов, в боеприпасах.
- Истинно мощные ВВ — высокая теплота взрыва при средней бризантности. Пример: тротил, аммониты. Используются в объёмных зарядах, где важен общий энерговыделительный эффект.
- Смешанные ВВ — сочетают высокие значения обеих характеристик. Пример: гексогенсодержащие составы (гексал, эмбарит), пластиты на основе гексогена.
¶Применение понятия
Бризантность учитывается при проектировании зарядов в военном деле, горном деле и гражданском подрывном деле. Для фугасных снарядов и зарядов, действие которых направлено на разрушение конструкций, применяют бризантные ВВ. Для объёмных работ в карьерах, где важен суммарный эффект выброса породы, предпочтительнее истинно мощные ВВ.
В России бризантность регламентируется стандартами и техническими условиями на конкретные марки ВВ. Показатели бризантности указываются в паспортах на взрывчатые вещества и служат критерием контроля качества при производстве.
¶Историческая справка
Понятие бризантности ввёл в научный оборот французский химик Эжен Турпен в 1870-х годах, разделив ВВ на «бризантные» (разрушительные) и «фугасные» (взрывные, работающие расширением газов). В дальнейшем классификация уточнялась: в XX веке бризантность стали определять количественно по отношению к тротилу, а Турпеновское деление трансформировалось в современную классификацию по соотношению бризантности и мощности.
Источники:
- Бризантные взрывчатые вещества / Под ред. Б. А. Дружинина. — М.: Оборонгиз.
- Основы промышленного производства взрывчатых веществ / Б. А. Дружинин, А. А. Дерябин. — М.: Недра.
- Справочник по взрывным работам / Под ред. А. Н. Хана. — М.: Недра.
- Химическая энциклопедия / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Большая Российская энциклопедия.