Определение скорости гиперзвуковых компактных элементов в наземной испытательной установке

Защита космических аппаратов от высокоскоростного удара при встрече с метеоритными частицами и техногенным мусором является актуальной проблемой. Приведены методы определения реакции сложных конструкций на удар частиц с космическими скоростями. Для нахождения противометеоритной стойкости материалов и конструкций и изучения реакции материалов в условиях высокоинтенсивного ударного нагружения разработаны схемы получения и регистрации высокоскоростных металлических компактных элементов, движущихся с гиперзвуковыми скоростями, с использованием кумулятивных взрывных метающих устройств на основе мощных конденсированных взрывчатых веществ. Применение облицовки формы полусфера–цилиндр позволило отработать кумулятивный заряд, устойчиво формирующий стальной компактный элемент со скоростью около 6 км/с. Приведены результаты численного расчета и экспериментальной отработки такого разгонного устройства. На его примере отработан метод определения скорости гиперзвукового ударника по визуализации головной ударной волны при его входе в воду.

Литература

[1] Shumikhin T.A., Semenov A.S., Bezrukov L.N., Malkin A.I., Myagkov N.N., Kononenko M.M. On fragmentation of aluminum projectile on mesh bumpers. Proceedings of the Fourth European Conference on Space Debris, 18–20 April 2005, Darmstadt, Germany, 2005, pp. 471–476.

[2] Myagkov N.N., Shumikhin T.A., Bezrukov L.N. Experimental and Numerical Study of Peculiarities at High-Velocity Interaction between a Projectile and Discrete Bumpers. International Journal of Impact Engineering, 2010, vol. 37, pp. 980–994, doi: 10.1016/j.ijimpeng. 2010.04.001

[3] Singh V.P., Boia M.S. Spherical shock waves in water. Indian Journal of Physics, 1972, vol. 46, pp. 547–555.

[4] Герасимов С.И., Кикеев В.А., Тотышев К.В., Фомкин А.П., Яненко Б.А. Визуализация сверхзвукового движения сферы в воздухе и в воде. Научная визуализация, 2017, № 1, т. 9, с. 1–25.

[5] Голденко Н.А., Грязнов Е.Ф., Судомоев А.Д., Фельдштейн В.А. Исследование влияния конструктивных параметров взрывного метательного устройства на скорость и характер метаемого элемента. Космонавтика и ракетостроение, 2016, т. 7(92), с. 42–47.

[6] Янилкин Ю.В., Бондаренко Ю.А. Тесты для гидрокодов, моделирующих ударноволновые течения в многокомпонентных средах. Саров, РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2018. 281 с.

[7] Уилкинс М.Л. Расчет упругопластических течений. Вычислительные методы в гидродинамике. Москва, Мир, 1967.

[8] Копышев В.П. О простейшем уравнении состояния твердых тел. ВАНТ. Сер. ТиПФ, 2002, вып. 1–2, с. 12–23.

[9] Жерноклетов Н.В., Зубарев В.Н., Телегин Г.С. Изэнтропы расширения продуктов взрыва конденсированных ВВ. Прикладная механика и техническая физика, 1969, № 4, c. 127–132.

[10] Герасимов С.И., Князев А.С., Маляров Д.В., Яненко Б.А., Герасимова Р.В., Хорошайло Е.С. Коллективный разгон и регистрация компактных элементов, формируемых при взрывном обжатии комбинированных облицовок полусфера-цилиндр. Прикладная механика и техническая физика, 2018, т. 59, № 4(350), с. 3–9.

[11] Герасимов С.И., Захаров Д.В., Зубанков А.В., Кикеев В.А., Герасимова Р.В., Полиенко Г.А., Хорошайло Е.С., Яненко Б.А. Рентгенорегистрация на испытательных стендах. Научная визуализация, 2018, т. 10, № 2, с. 122–137.

[12] Толстикова Л.А., Ковтун А.Д. Определение плотности вещества по рентгеновскому изображению с использованием аппарата численного моделирования процесса рентгенографирования. Современные методы проектирования и отработки ракетно-артиллерийского вооружения. Cб. матер. конф., Саров, 12–16 октября 1998, Саров, ВНИИЭФ, 2000, с. 281–285.

[13] Демидов А.А., Ковтун А.Д., Толстикова Л.А. Определение масс осколочных элементов по рентгеновским изображениям. Современные методы проектирования и отработки ракетно-артиллерийского вооружения. Cб. матер. конф., Саров, 12–16 октября 1998, Саров, ВНИИЭФ, 2000, с. 286–290.