Tài liệu Nghiên cứu chế tạo thuốc nổ nhiệt áp dùng cho đạn đna 7v

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ ------------------------------------ Trần Quang Phát NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THUỐC NỔ NHIỆT ÁP DÙNG CHO ĐẠN ĐNA-7V LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ ------------------------------------ Trần Quang Phát NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THUỐC NỔ NHIỆT ÁP DÙNG CHO ĐẠN ĐNA-7V Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học Mã số: 9 52 0301 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC 1. PGS.TS Ngô Văn Giao 2. PGS.TS Ninh Đức Hà Hà Nội - 2020 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả nghiên cứu trình bày trong luận án là hoàn toàn trung thực và chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ công trình nào khác, c c dữ li u tham khảo đƣợc tr ch d n đầy đủ. Ngày tháng năm 2020 NGHIÊN CỨU SINH Trần Quang Phát ii LỜI CẢM ƠN Luận n này đƣợc thực hi n và hoàn thành tại Vi n Hóa học - Vật li u/ Vi n Khoa học và Công ngh Quân sự và Vi n Thuốc phóng Thuốc nổ/Tổng cục Công nghi p Quốc phòng. Nghiên cứu sinh bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Ngô Văn Giao và PGS.TS Ninh Đức Hà đã trực tiếp hƣớng d n, giúp đỡ nghiên cứu sinh trong quá trình thực hi n luận án. Nghiên cứu sinh trân trọng cảm ơn lãnh đạo, chỉ huy Vi n Khoa học và Công ngh Quân sự, Phòng Đào tạo, Vi n Hóa học - Vật li u/Vi n Khoa học và Công ngh Quân sự, Vi n Thuốc phóng Thuốc nổ, các nhà khoa học, các bạn bè đồng nghi p đã giúp đỡ tác giả hoàn thành luận án. Nghiên cứu sinh trân trọng cảm ơn c c đồng tác giả các công trình và bài báo khoa học đã đồng ý cho nghiên cứu sinh sử dụng các kết quả nghiên cứu trong luận án. Sau cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, ngƣời thân vì đã luôn đồng hành, động viên và chia sẻ những khó khăn, tạo điều ki n cho tác giả trong thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận án. Trần Quang Phát iii MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ............................................ vi DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................... ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ......................................................................... xi MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................. 4 1.1. Đặc điểm chung của thuốc nổ nhi t áp ...................................................... 4 1.1.1. Khái ni m thuốc nổ nhi t áp ................................................................... 4 1.1.2. Liều nổ nhi t p ....................................................................................... 6 1.1.3. Cơ chế nổ của TBE ................................................................................. 9 1.2. Thành phần của thuốc nổ nhi t áp ........................................................... 16 1.2.1. Thuốc nổ phá ......................................................................................... 16 1.2.2. Chất cháy ............................................................................................... 18 1.2.3. Chất oxi hóa .......................................................................................... 19 1.2.4. Chất kết dính ......................................................................................... 20 1.2.5. Các chất khác ........................................................................................ 20 1.2.6. Thuốc nổ nhi t p dùng cho đạn nhi t p ĐNA-7V ............................. 24 1.3. Sóng xung kích và khả năng sinh công của thuốc nổ .............................. 25 1.3.1. Sóng xung k ch, trƣờng nổ .................................................................... 25 1.3.2. Khả năng sinh công của thuốc nổ ......................................................... 29 1.4. Tình hình nghiên cứu ngoài nƣớc về thuốc nổ nhi t áp........................... 32 1.4.1. Các nghiên cứu về thành phần thuốc nổ nhi t áp ................................. 32 1.4.2. Các nghiên cứu về đ nh gi KNSC của T ....................................... 34 1. . C c nội dung cần giải quyết trong luận n ............................................... 36 1. .1. Lựa chọn phƣơng n đo đạc KNSC của TBE ....................................... 36 1. . . Nghiên cứu lựa chọn thành phần T .................................................. 36 1. .3. Nghiên cứu c c yếu tố ảnh hƣởng đến KNSC của TBE ....................... 37 iv 1.5. . Nghiên cứu c c đặc trƣng năng lƣợng và kỹ thuật của T 1. . . Nghiên cứu ứng dụng T ................ 37 ................................................................... 37 1.6. Kết luận chƣơng 1 .................................................................................... 37 CHƢƠNG : ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............. 39 .1. Đối tƣợng nghiên cứu............................................................................... 39 2.2. Hóa chất, vật tƣ và trang thiết bị, dụng cụ nghiên cứu ............................ 39 2.2.1. Hóa chất, vật tƣ ..................................................................................... 39 2.2.2. Trang thiết bị, dụng cụ .......................................................................... 40 .3. Phƣơng ph p nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng ............................................. 44 2.3.1. Kỹ thuật chuẩn bị m u .......................................................................... 44 .3. . Phƣơng ph p và kỹ thuật đo P và Itc ................................................... 44 2.3.3. Kỹ thuật đ nh gi c c chỉ tiêu kỹ thuật của m u .................................. 46 2.3.4. Kỹ thuật đo đạc, đ nh gi c c đặc t nh cơ lý của TBE ......................... 50 2.3.5. Kỹ thuật đo đạc, đ nh gi đặc trƣng năng lƣợng của TBE ................... 50 2.3.6. Kỹ thuật thử nghi m đầu đạn ĐNA-7V ................................................ 52 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................. 54 3.1. Nghiên cứu lựa chọn phƣơng n đ nh gi KNSC của TBE .................... 54 3.1.1. Lựa chọn mô hình thử nghi m .............................................................. 54 3.1.2. Kết quả đo đạc ΔPmax và Itc ................................................................... 56 3.2. Nghiên cứu lựa chọn thành phần TBE ..................................................... 59 3.2.1. Nghiên cứu lựa chọn chất kết dính polyme .......................................... 59 3.2.2. Nghiên cứu lựa chọn thành phần TBE .................................................. 68 3.3. Nghiên cứu một số tính chất của hỗn hợp thuốc nổ sau khi trộn............. 79 3.3.1. Nghiên cứu ảnh hƣởng của k ch thƣớc hạt nguyên li u đến độ nhớt động lực của hỗn hợp sau khi trộn .................................................................. 79 3.3.2. Nghiên cứu x c định thời gian sống của hỗn hợp................................. 81 3.4. Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hƣởng đến khả KNSC của TBE.............. 83 3.4.1. Nghiên cứu ảnh hƣởng của cỡ hạt nguyên li u đến ΔPmax và Itc........... 83 v 3.4.2. Nghiên cứu ảnh hƣởng của mật độ khối thuốc đến ΔPmax và Itc ........... 85 3.4.3. Nghiên cứu ảnh hƣởng của đƣờng kính khối thuốc đến Pmax và Itc .... 87 3.4.4. Thiết lập phƣơng trình bán thực nghi m x c định P .......................... 89 3.5. Nghiên cứu x c định c c đặc trƣng năng lƣợng kh c của T .................. 91 3.5.1. Thiết lập mối quan h giữa mật độ và nhi t lƣợng nổ .......................... 91 3.5.2. Nghiên cứu đo nhi t độ nổ của vụ nổ TBE ........................................... 93 3.5.3. Nghiên cứu đo k ch thƣớc khối cầu lửa của vụ nổ TBE ....................... 96 3. . Nghiên cứu c c đặc trƣng kỹ thuật của T ........................................... 97 3.6.1. Nghiên cứu ảnh hƣởng của mật độ đến độ bền cơ học của khối thuốc 97 3. . . X c định độ nhạy va đập của TBE........................................................ 98 3. .3. X c định độ an định hóa học ................................................................. 99 3. . So s nh KNSC và đặc trƣng năng lƣợng của TBE với TNP ................. 100 3.7.1. Chỉ tiêu ΔPmax và Itc ............................................................................. 100 3.7.2. Chỉ tiêu nhi t lƣợng nổ........................................................................ 101 3.7.3. Chỉ tiêu nhi t độ nổ ............................................................................. 102 3.7.4. Chỉ tiêu k ch thƣớc khối cầu lửa ......................................................... 102 3.8. Nghiên cứu chế tạo và thử nghi m đạn ĐNA-7V .................................. 103 3.8.1. Nghiên cứu lựa chọn phƣơng n đúc T .......................................... 103 3.8.2. Nghiên cứu tính toán thiết kế thiết bị nhồi đúc T 3.8.3. Tiến trình công ngh nhồi đúc T ........................... 105 vào đầu đạn ĐNA-7V ............... 107 3.8.4. Chế tạo sản phẩm ................................................................................ 108 3.8.5. Một số kết quả thử nghi m đạn ĐNA-7V ........................................... 112 KẾT LUẬN ................................................................................................... 114 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG Ố .............. 116 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 117 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT AN Amoni nitrat AP Amonipeclorat ASD, P Áp suất dƣ trên bề mặt sóng xung k ch An Công toàn phần của vụ nổ BET Brunauer, Emmett and Teller Cp Nhi t dung phân tử C1, C2 C c hằng số CL-20 Hexanitrohexaazaisowurtzitan DNDEG, DG Dinitrat dietylenggycol DNTEG Dinitrat trietylenggycol DSC Phân t ch nhi t lƣợng quét vi sai EDX Phổ t n sắc năng lƣợng tia X FAE Thuốc nổ nhiên li u - không khí FOX-7 1,1 - diamino - 2,2 - dinitroethene GAP Glycidyl azide polymer HD-70 Hỗn hợp của chất N N và T G N theo t l 3 về khối lƣợng HMX Thuốc nổ octogen Itc Xung lƣợng pha t ch cực Itc (n) Xung lƣợng pha t ch cực ở khoảng c ch n mét KNSC Khả năng sinh công KTQS Kỹ thuật quân sự kth K ch thƣớc hạt L Chiều dài khối thuốc MA Hàm lƣợng % của cấu tử A mtd Đƣơng lƣợng TNT của liều nổ NC Nitroxenlulo vii NG Nλ Thuốc nổ nitroglyxerin ức xạ nhi t PAC Cao su polyacrylat PBX Polymer(Plastic)-bonded explosive PI Chỉ số công nổ Q, Qv Nhi t lƣợng nổ Qpicric Nhi t lƣợng nổ của axit picric RDX Thuốc nổ hexogen R Khoảng c ch tới vị tr nổ Ro R SR n k nh liều nổ Khoảng c ch quy đổi từ vị tr nổ i n t ch bề mặt riêng SEM K nh hiển vị đi n tử quét SFAE Thuốc nổ rắn nhiên li u không kh SPN Sản phẩm nổ SPX Sóng phản xạ SXK Sóng xung k ch TBE Thuốc nổ nhi t áp TNP Thuốc nổ ph TNT Thuốc nổ trinitrotoluen TNTT Thuốc nổ thể t ch TPTN Thuốc phóng thuốc nổ TPS Nhi t độ đỉnh phân hủy của thuốc nổ nền trên phổ SC TPM Nhi t độ đỉnh phân hủy của hỗn hợp trên phổ SC Viton Vinylidence fluoride perfluoropropylene copolymer VKNA Vũ kh nhi t p VST Phƣơng ph p ổn định nhi t độ chân không viii V, VR Thể t ch kh Vpicric Thể t ch kh của axit picric XLTC Xung lƣợng pha t ch cực YCKT Yêu cầu kỹ thuật Zeon Este acrylic axit copolyme η Độ nhớt động lực ΔPp Độ giảm nhi t độ phân hủy trên phổ SC Pmax Áp suất dƣ lớn nhất Pmax(n) Áp suất dƣ lớn nhất ở khoảng c ch n mét λ, λ1, λ2 ƣớc sóng (λ, T) H số ph t xạ s Thời gian sống Ф Đƣờng k nh khối thuốc t Gi trị mật độ lý thuyết A Khối lƣợng riêng của cấu tử A ix DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1. Đặc trƣng của một số hỗn hợp chất ch y ......................................... 8 Bảng 1.2. Một số tính chất vật lý của thuốc nổ RDX ..................................... 17 Bảng 1.3. Nhi t lƣợng cháy một số chất cháy ................................................ 18 Bảng 1.4. Một số tính chất vật lý của nhôm ................................................... 19 Bảng 1.5. Một số đặc tính của DEGDN .......................................................... 21 Bảng 1.6. Phân loại mức độ ảnh hƣởng của AS đến công trình kiến trúc ... 28 Bảng 1.7. Phân loại mức độ ảnh hƣởng của AS đến cơ thể ngƣời .............. 28 Bảng 1.8. Giá trị PI của một số thuốc nổ ........................................................ 31 Bảng 1.9. Một số tính chất của các thành phần thuốc nổ nhi t áp .................. 33 Bảng 1.10. Một số thành phần TBE ................................................................ 34 Bảng 3.1. Kết quả đo Pmax và Itc của vụ nổ m u TBE-N2............................. 57 Bảng 3.2. Kết quả đo Pmax và Itc của 3 m u thuốc nổ ................................... 57 Bảng 3.3. Đơn thành phần TBE thử nghi m cao su CKH-10KTP ................. 60 Bảng 3.4. Kết quả đo ΔPmax và Itc của các m u TBE ...................................... 60 Bảng 3. . T l thành phần của m u T ................................................... 61 Bảng 3.6. Thành phần các m u TBE .............................................................. 70 Bảng 3.7. Kết quả đo ΔPmax và Itc của các m u TBE ...................................... 70 Bảng 3.8. Giá trị t nh to n điểm cực đại và sai số so với giá trị thực ............. 72 Bảng 3.9. Thành phần chính của các m u TBE .............................................. 73 Bảng 3.10. Kết quả đo ΔPmax và Itc của các m u TBE .................................... 73 Bảng 3.11. Giá trị t nh to n điểm cực đại và sai số so với giá trị thực ........... 74 Bảng 3.12. Sai khác giữa kết quả nghiên cứu và công bố trong ..................... 75 Bảng 3.13. Kết quả đo Pmax và Itc của vụ nổ các m u TBE .......................... 76 Bảng 3.14. Phản ứng phân hủy và số mol khí tạo ra khi phân hủy 100 g chất ......................................................................................................................... 77 Bảng 3.15. Thành phần T tối ƣu ................................................................ 78 x Bảng 3.16. Kết quả đo độ nhớt động lực (Pa.s) .............................................. 79 Bảng 3.17. Kết quả khảo s t độ nhớt động lực theo thời gian ........................ 81 Bảng 3.18. Ảnh hƣởng của nhi t độ đến thời gian sống của hỗn hợp ............ 83 Bảng 3.19. Kết quả đo Pmax và Itc của vụ nổ các m u TBE .......................... 84 Bảng 3.20. Kết quả đo Pmax và Itc của vụ nổ các m u TBE .......................... 85 Bảng 3.21. Thông số vật lý của các m u TBE ................................................ 86 Bảng 3.22. Kết quả đo Pmax và Itc của vụ nổ các m u TBE .......................... 86 Bảng 3.23. Thông số vật lý của các m u TBE ................................................ 87 Bảng 3.24. Kết quả đo Pmax và Itc của vụ nổ các m u TBE .......................... 87 Bảng 3.25. Giá trị γ của các m u TBE ............................................................ 88 Bảng 3.26. Khối lƣợng riêng của các thành phần trong TBE ......................... 91 Bảng 3.27. Kết quả đo nhi t lƣợng nổ của 4 m u thuốc ................................. 92 Bảng 3.28. Nhi t lƣợng nổ của một số loại thuốc nổ...................................... 93 Bảng 3.29. Các thông số của m u thuốc nổ đúc ............................................. 93 Bảng 3.3 . K ch thƣớc khối cầu lửa................................................................ 96 Bảng 3.31. Kết quả tính toán khả năng chịu nén của các m u TBE ............... 97 Bảng 3.3 . Độ nhạy va đập của một số thuốc nổ trên nền RDX .................... 98 Bảng 3.33. Kết quả đo độ an định hóa học của các m u TBE ........................ 99 Bảng 3.3 . Độ an định hóa học của một số loại thuốc nổ trên nền RDX ..... 100 Bảng 3.3 . So s nh ΔPmax và Itc của thuốc nổ TNT và TBE ......................... 100 Bảng 3.3 . So s nh ΔPmax và Itc của thuốc nổ TG và TBE ........................... 101 Bảng 3.37. Chỉ tiêu kỹ thuật của TBE .......................................................... 103 Bảng 3.38. Kết quả đo khối lƣợng và tính toán mật độ TBE ....................... 109 Bảng 3.39. Kết quả đo mật độ tại các vị tr kh c nhau trong đầu đạn .......... 110 Bảng 3.40. Kết quả thử nghi m đoPmax và Itc của đạn ĐNA-7V ............... 112 Bảng 3.41. Kết quả đo k ch thƣớc khối cầu lửa ............................................ 113 xi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1. Liều nổ nhi t p giai đoạn .............................................................. 7 Hình 1. . Sơ đồ đầu đạn nhi t áp ...................................................................... 9 Hình 1.3. Đồ thị P(t) của thuốc nổ nhi t áp và thuốc nổ phá .......................... 10 Hình 1.4. Trạng thái của một hạt nhôm trong sóng nổ và các sản phẩm nổ... 13 Hình 1.5. Mô hình khuếch tán của hạt nhôm khi cháy ................................... 14 Hình 1. . Đầu đạn nhi t áp TBG-7V .............................................................. 24 Hình 1. . Đầu đạn nhi t p ĐNA-7V.............................................................. 25 Hình 1.8. Sự thay đổi của áp suất theo thời gian khi SXK đi qua một điểm trong không gian.............................................................................................. 26 Hình 1.9. Súng và đạn RPO-A ........................................................................ 32 Hình 1.10. Vũ kh RPO-M .............................................................................. 32 Hình 1.11. Mô hình thử nghi m thuốc nổ nhi t áp trong không gian mở ...... 35 Hình 1.12. Mô hình thử nghi m TBE trong không gian bán kín .................... 35 Hình 1.13. Buồng thử nghi m TBE ................................................................ 36 Hình 2.1. Khuôn đúc m u TBE....................................................................... 40 Hình . . Đầu đo p suất theo nguyên lý piezo .............................................. 41 Hình .3. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị hỏa quang kế .................... 42 Hình 2.4. Thiết bị DEWE 3020....................................................................... 43 Hình 2.5. Camera Phantom v711 .................................................................... 43 Hình . . Sơ đồ bố trí khối thuốc và đầu đo p suất ....................................... 45 Hình 2.7. Bố tr đầu đo ngoài thực địa ............................................................ 45 Hình .8. Sơ đồ bố tr phép đo ngoài thực địa ................................................ 46 Hình 2.9. Mạch nổ thử nghi m TBE ............................................................... 46 Hình .1 . Sơ đồ bố tr đo Pmax và Itc của đạn ĐNA-7V ............................... 52 Hình 2.11. Sơ đồ bố tr đo Pmax và Itc của đầu đạn ĐNA-7V ........................ 52 Hình 2.12. Mục tiêu lô cốt .............................................................................. 53 xii Hình 3.1. Sơ đồ thử nghi m TBE.................................................................... 56 Hình 3. . Đồ thị P(t) của vụ nổ m u TBE-N2 ở các khoảng cách khác nhau 56 Hình 3.3. Sơ đồ sóng phản xạ của SXK với góc tới khác nhau. ..................... 58 Hình 3.4. Ảnh chụp mặt khối thuốc sử dụng polyme epoxy ED-20............... 60 Hình 3.5. Giản đồ DSC của chất kết dính trên nền cao su PAC ..................... 62 Hình 3.6. Giản đồ DSC của hỗn hợp Al, AP, RDX và cao su PAC ............... 63 Hình 3.7. Phổ hồng ngoại của cao su PAC ..................................................... 63 Hình 3.8. Phổ hồng ngoại của cao su PAC đã đóng rắn ................................. 64 Hình 3.9. Ảnh SEM của RDX (a), hỗn hợp RDX và chất kết dính (b) .......... 65 Hình 3.10. Ảnh SEM của AP(a), hỗn hợp AP và chất kết dính (b) ................ 66 Hình 3.11. Ảnh SEM của bột Al (a), hỗn hợp bột Al và chất kết dính (b, c) . 67 Hình 3.12. Giản đồ DSC của PAC .................................................................. 68 Hình 3.13. Nhi t độ thủy tinh của PAC sau khi hóa dẻo ................................ 68 Hình 3.14. M u TBE chế tạo bằng phƣơng ph p đúc..................................... 69 Hình 3.1 . Đồ thị P(t) của m u TBE-V9 ở các khoảng cách khác nhau ........ 70 Hình 3.1 . Đồ thị P(t) của m u TBE-V12 ở các khoảng cách 3 m và 5 m..... 71 Hình 3.17. Giá trị Pmax của các m u ở các khoảng cách 3 m và 5 m ............ 71 Hình 3.18. Giá trị XLTC của các m u ở các khoảng cách 3 m và 5 m .......... 72 Hình 3.19. Giá trị Pmax của các m u ở các khoảng cách 3 m và 5 m ............ 73 Hình 3.20. Giá trị Itc của các m u ở các khoảng cách khác nhau ................... 74 Hình 3.21. Giao di n của phần mềm REAL ................................................... 79 Hình 3.22. Trạng thái hỗn hợp sau khi trộn .................................................... 80 Hình 3.23. Sự thay đổi của độ nhớt động lực theo thời gian .......................... 82 Hình 3.2 . Đồ thị sự phụ thuộc của nhi t lƣợng nổ vào mật độ khối thuốc ... 92 Hình 3.25. Đồ thị T(t) của vụ nổ thuốc nổ TNT ............................................ 94 Hình 3. . Đồ thị T(t) của vụ nổ thuốc nổ hỗn hợp TNT+hexogen ............... 94 Hình 3.27. Đồ thị T(t) của vụ nổ TBE (lấy toàn bộ quá trình nổ) .................. 95 Hình 3.28. Hình ảnh khối cầu lửa của vụ nổ m u TBE .................................. 96 xiii Hình 3.29. Kết quả x c định độ bền nén của các m u TBE ........................... 97 Hình 3.3 . Đồ thị P(t) trong phƣơng ph p VST ............................................. 99 Hình 3.31. Nguyên lý phƣơng ph p nhồi đúc ................................................ 104 Hình 3.32. Bầu đúc........................................................................................ 106 Hình 3.33. Bản vẽ lắp thiết bị nhồi đúc T Hình 3.34. Thiết bị nhồi đúc T ................................................................. 107 Hình 3.35. Tiến trình công ngh nhồi đúc T Hình 3.36. Đầu đạn chƣa nhồi T vào đầu đạn ĐNA-7V ........... 106 vào đầu đạn ĐNA-7V ....... 108 (a) và đã nhồi, tổng lắp hoàn chỉnh (b)109 Hình 3.37. Phổ EDX-Mapping của m u TBE .............................................. 110 Hình 3.38. Phân bố các nguyên tố trong m u TBE ...................................... 111 Hình 3.39. Quả cầu lửa của vụ nổ ĐNA-7V ................................................. 112 Hình 3.40. Hình ảnh lô cốt mục tiêu trƣớc và sau khi thử nghi m. .............. 113 1 MỞ ĐẦU……. T nh c p thi t c a t i uận án Trong điều ki n t c chiến hi n đại, vi c nghiên cứu ph t triển c c loại vũ kh trang bị công ngh cao là yêu cầu cấp thiết. C c nƣớc có nền công nghi p Quốc phòng ph t triển đã đầu tƣ nghiên cứu và đã thành công, đƣa vào trang bị một số loại vũ kh mới dựa trên nền tảng là thuốc nổ hỗn hợp mới, ƣu vi t hơn so với c c loại thuốc nổ đã có. Một trong số đó là vũ kh nhi t p (VKNA). Sự ra đời của vũ kh này là một thành tựu lớn của kỹ thuật quân sự thế giới những năm cuối thế k XX. VKNA đã đƣợc trang bị trong biên chế quân đội một số nƣớc. Trong thời gian gần đây, nhu cầu sở hữu sản phẩm này đã tăng nhanh chóng ở nhiều quốc gia kh c. Điều đó cho thấy vũ kh này rất hi u quả, đặc bi t khi t c chiến trong môi trƣờng đô thị và các địa hình phức tạp. Với ƣu điểm vƣợt trội, VKNA giúp cho ngƣời chỉ huy trên chiến trƣờng có lựa chọn tốt khi cần bảo v lực lƣợng, đồng thời đây cũng là một vũ kh tấn công hi u quả. Các loại VKNA điển hình đã đƣợc trang bị cho quân đội một số nƣớc trên thế giới, bao gồm [21], [27], [40], [74]: - Ở Liên Xô (cũ) và Nga: Có c c loại đạn nhi t p nhƣ RPO-A bắn trên súng Shmel, RPO-M bắn trên súng Shmel-M, T G- V bắn trên súng RPGV , T G- V bắn trên súng RPG- , đạn nhi t p bắn trên súng phóng lựu RShG-2, đạn phản lực phóng loạt nhi t p TOS-1 cỡ 220 mm . - Ở ungari: Đạn nhi t p GT - G bắn trên súng RPG- V , loại này có chiều dài đạn dài hơn so với đạn T G- V của Nga. - Tại Mỹ: om nhi t p LU-118/B. - Tại Anh: Tên lửa nhi t p AGM-114N Hellfire Nhận thấy những t nh năng vƣợt trội của loại vũ kh này, Quân đội ta đã nhập về một cơ số đạn nhi t p T G- V và bắt đầu tìm hiểu, nghiên cứu tiến tới chế tạo và làm chủ loại vũ kh này. Trong nhi m vụ mới này thì vi c nghiên 2 cứu chế tạo thành công thuốc nổ nhi t p (TBE) là đóng vai trò quan trọng nhất, quyết định đến khả năng nghiên cứu, chế tạo VKNA ở trong nƣớc. Đây là một hƣớng nghiên cứu hoàn toàn mới ở trong nƣớc và đ p ứng đƣợc yêu cầu thực ti n cấp b ch. o đó, TBE đƣợc x c định là đối tƣợng nghiên cứu của đề tài luận n. Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu lựa chọn phƣơng ph p đ nh gi khả năng sinh công của TBE và c c yếu tố ảnh hƣởng đến khả năng sinh công của TBE; - Nghiên cứu lựa chọn đƣợc đơn thành phần phù hợp của TBE và x c lập c c yếu tố công ngh chế tạo TBE và nhồi đúc vào đầu đạn ĐNA-7V; - X c định đƣợc một số đặc trƣng năng lƣợng và kỹ thuật của TBE. Phạm vi nghiên cứu C c vấn đề liên quan đến thành phần, công ngh chế tạo TBE, các thông số suất dƣ trên bề mặt sóng xung k ch, xung lƣợng riêng pha t ch cực, nhi t lƣợng nổ, nhi t độ nổ, k ch thƣớc khối cầu lửa của TBE. ố cục c a uận án: luận n bao gồm c c nội dung ch nh sau: u u Trình bày tổng quan về T : đặc điểm chung, thành phần, khả năng sinh công, các nội dung cần giải quyết của luận án. 2. Đối t ợ và p p áp iê cứu Trình bày về đối tƣợng nghiên cứu, hóa chất và trang thiết bị, c c phƣơng ph p nghiên cứu kỹ thuật sử dụng. t u và t u Nghiên cứu, giải quyết c c vấn đề ch nh đặt ra của luận n: - Lựa chọn phƣơng n đ nh gi khả năng sinh công của TBE; - Nghiên cứu lựa chọn thành phần TBE; - Nghiên cứu ảnh hƣởng của một số yếu tố đến khả năng sinh công của TBE; 3 - Nghiên cứu c c đặc trƣng năng lƣợng và đặc trƣng kỹ thuật của TBE; - Nghiên cứu chế tạo và thử nghi m đạn ĐNA-7V. t u c các c ài i u t t c c ố 4 1. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN----1.1. Đặc iểm chung c a thuốc nổ nhiệt áp 1.1.1. Khái ni m thuốc n nhi t áp 1.1.1.1. Sự ra đời của thuốc nổ nhiệt áp Vụ nổ bụi đầu tiên đƣợc ghi nhận xảy ra tại một kho b nh mỳ ở thành phố Turin, Italia năm 1 8 đƣợc coi nhƣ là vụ nổ nhi t p do phản ứng hóa học tạo ra p suất lớn và tỏa nhi t rất nhanh. Vào những năm đầu thập k của thế k XX, c c nhà khoa học bắt đầu thử nghi m với mong muốn tạo ra một loại vũ kh mới với nguyên tắc nổ tƣơng tự nhƣng sử dụng c c kh d bay hơi và thuốc nổ dạng bột mịn [21]. Hai thập k cuối của thế k XX đã xuất hi n nhiều h vũ kh kh c nhau. Hầu hết c c đầu nổ sử dụng t c dụng phân mảnh kim loại hoặc dòng xuyên để ph hủy mục tiêu. Cho đến thời gian gần đây, rất t đầu nổ hoạt động nhờ t c dụng nổ ph của thuốc nổ nhƣ là t c dụng ch nh của chúng. Nhiều công ngh mới hi n nay đã đƣợc ph t triển cho phép c c đầu nổ sở hữu t c dụng nổ tăng cƣờng [68]. Vũ kh nhi t p là một loại vũ kh thuộc dòng vũ kh thể t ch. Vũ kh thể t ch bao gồm thuốc nổ nhi t p và thuốc nổ chất ch y - không khí (FAE, bom son kh trong tiếng Đức). Kh i ni m nhi t p là sự kết hợp của hai từ trong tiếng Hi Lạp: “therme” và “baros” có nghĩa là nhi t và p suất (nhấn mạnh vào ảnh hƣởng của nhi t độ và p suất lên mục tiêu). Đặc trƣng ch nh của loại vũ kh này là tạo ra quả cầu lửa lớn và t c dụng nổ tốt [27], [61], [77]. Nga là quốc gia sớm nhất ph t triển loại vũ kh này với sản phẩm thành công đầu tiên là đạn phản lực cháy RPO-A Schmel vào năm 1 8 . Trong vũ kh này, hỗn hợp nhi t p có d ch y gồm kim loại Mg và isopropyl nitrat (IPN). Một số cuộc chiến tranh xảy ra gần đây đã chứng kiến vi c sử dụng vũ kh nhi t áp ngày càng nhiều. Nga đã sử dụng trong chiến tranh Afghanistan và Chechnya. Tuy nhiên, loại vũ kh này đã không nhận đƣợc sự quan tâm cần thiết trƣớc thời điểm ngày .3. 3, khi không quân Mỹ ném bom xuống khu vực núi Garde, 5 ph a tây của Afghanistan. Sự ki n này đƣợc c c phƣơng ti n truyền thông thế giới ghi nhận và kh i ni m “bom nhi t p” đã đƣợc sử dụng rộng rãi [73]. 1.1.1.2. Khái niệm về thuốc nổ nhiệt áp Khoảng trên hai thập k trở lại đây (t nh đến năm 3), Nga ph t triển một họ vũ kh mới dựa trên t c dụng đốt ch y và nổ ph . Đặc trƣng của loại vũ kh này là tạo ra quả cầu lửa lớn và hoạt động nổ ph tốt. Loại vũ kh này đặc bi t hi u quả trong không gian k n nhƣ đƣờng hầm, tòa nhà và công sự kiên cố. Quả cầu lửa và hi u ứng nổ ph có thể di chuyển vào c c vùng mà mảnh văng của bom không thể vào đƣợc. Sóng xung k ch đƣợc tập trung và phản xạ bởi c c bức tƣờng và c c bề mặt kh c [ ]. Thuốc nổ nhi t p là thuốc nổ hỗn hợp nhằm nâng cao t c dụng đốt ch y và nổ ph khi so s nh với thuốc nổ ph thông thƣờng [ ], [ 1]. TBE thực chất là một loại thuốc nổ P X, thuộc nhóm vật li u năng lƣợng. TBE có thể là ở dạng lỏng hoặc rắn. Nhóm vũ kh sử dụng thuốc nổ nhi t p còn có tên là vũ kh nhi t p xung lƣợng cao, vũ kh thể t ch, bom chân không, thuốc nổ nhiên li u-không kh , thuốc nổ rắn nhiên li u không kh [63], [83], [84]. Nhƣ vậy qua c c tài li u có thể đƣa ra kh i ni m về T : Thuốc nổ nhiệt áp là một loại thuốc nổ hỗn hợp được thiết kế để nâng cao tác dụng nhiệt và áp suất khi so sánh với thuốc nổ phá thông thường. 1.1.1.3. Cơ chế sát thương trong vụ nổ TBE Cơ chế s t thƣơng ch nh của vũ kh nhi t p là t c dụng nhi t và nổ ph . Cơ chế s t thƣơng thứ hai là mảnh văng đƣợc tạo ra bởi va chạm của vụ nổ với c c công trình, cấu trúc (v dụ c c mảnh vỡ của gạch, k nh và kim loại) và gây ngạt thở do khói và kh độc sinh ra [74]. Mức độ s t thƣơng và ph hủy gây ra bởi nổ ph phụ thuộc vào p suất dƣ, xung lƣợng riêng pha t ch cực, hình dạng cuối của đƣờng cong p suất theo thời gian, phụ thuộc vào độ bền cũng nhƣ chu kỳ dao động của vật li u làm công trình. Đối với cơ thể con ngƣời, sóng xung k ch t c dụng lên nhiều