ЖЭТФ, 2021, том 160, вып. 5 (11), стр. 621-630

ЭФФЕКТ УДАРНО-ИНДУЦИРОВАННОГО «ПЫЛЕНИЯ»

И СПОСОБЫ ЕГО ПОДАВЛЕНИЯ

В. А. Огородников^a,b, С. В. Ерунов^a,b, А. О. Бликов^a,b, Е. В. Кулаковa*,

Е. А. Чудаков^a,b, М. В. Антипов^a, К. Н. Панов^a, М. А. Сырунин^a,

В. Н. Князев^a, Н. Б. Давыдов^a, А. Б. Георгиевская^a,b, А. О. Яговкин^a,

И. В. Юртов^a, Д. Н. Замыслов^a,b, А. Е. Ковалев^a,

А. В. Котин^a, И. А. Блинов^a,b, М. Г. Новиков^a,b

^a Российский федеральный ядерный центр —

Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики

607188, Саров, Нижегородская обл., Россия

^b Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева

603155, Нижний Новгород, Россия

Поступила в редакцию 1 апреля 2021 г.,

после переработки 12 июля 2021 г.

Принята к публикации 14 июля 2021 г.

Приведены результаты исследований процесса выброса частиц со свободной поверхности металлических

лайнеров при их ускорении до скоростей 4-5 км/с с помощью энергии взрывчатых веществ. Экспери-

ментально показано, что подавление эффекта ударно-индуцированного «пыления» можно реализовать

путем квазиизэнтропического или изэнтропического нагружения лайнеров в процессе их ускорения.

DOI: 10.31857/S004445102111002X

индуцированного «пыления». Из природы самого

эффекта следует наиболее простой способ его по-

1. ВВЕДЕНИЕ

давления, связанный с высокой чистотой обработки

В физике ударных волн в последние десятилетия

СП лайнера, изготовленного из бездефектного ма-

подробно исследовался и широко обсуждался эф-

териала, или использования магнитного поля для

фект ударно-индуцированного «пыления», связан-

безударно-волнового разгона лайнера [24-26]. Одна-

ный с выбросом частиц материала со свободной по-

ко это не всегда реализуемо и эффективно.

верхности (СП) лайнера при выходе на нее ударной

волны (УВ) [1-20]. Главные источники выброса час-

Другой подход к решению данной проблемы свя-

тиц связаны с микронеровностями на СП и дефек-

зан с уменьшением интенсивности УВ, выходящей

тами структуры материала лайнера (поры, включе-

на СП, например, в задачах по высокоскоростному

ния и т. п.). Обсуждаемый эффект может привести

разгону лайнеров в виде пластин или оболочек с ис-

к экранировке СП «подушкой» из этих частиц, ко-

пользованием энергии взрыва химических веществ.

торая препятствует регистрации тонкой структуры

Так, в [27] этот подход реализован путем введения

динамики ее движения с использованием, например,

вакуумированного или воздушного зазора величи-

доплеровских методов [21]. В ряде случаев наличие

ной 6 мм между взрывчатым веществом (ВВ, high

частиц перед СП вообще недопустимо, например, в

explosive, HE) и лайнером из алюминия с крупно-

устройствах для сжатия плазмы при исследовании

масштабными возмущениями на СП (2a₀ = 0.5 мм,

термоядерного синтеза [22,23].

λ = 550 мкм) при его скорости движения 1.5 км/с.

В связи с этим возникает проблема подавле-

На приведенных в [27] спектрограммах наблюдается

ния или даже полного исключения эффекта ударно-

ступенчатый характер ускорения лайнера как при

вакуумированном, так и при воздушном зазорах,

^* E-mail: postmaster@ifv.vniief.ru

при этом утверждается, что «пылевые» потоки с СП

621

В. А. Огородников, С. В. Ерунов, А. О. Бликов и др.

ЖЭТФ, том 160, вып. 5 (11), 2021

датчиками PDV не регистрируются. При увеличе-

выходу на СП лайнера из меди УВ прямоугольного

нии зазора между ВВ и лайнером можно было бы

профиля с амплитудой 160 ГПа. Расстояние между

добиться более плавного ускорения лайнера за счет

ударником и лайнером составляло

мм. Это

реализации более изэнтропического нагружения.

пространство было заполнено разреженным возду-

Также уменьшение амплитуды УВ в лайнере ре-

хом при давлении 0.2-0.3 мм рт. ст. (технический

ализовано в двухкаскадных устройствах для иссле-

вакуум).

дования квазиизэнтропической сжимаемости ком-

При квазиизэнтропическом способе нагружения

понентов термоядерной смеси (дейтерий, гелий) в

(КИН) биметаллические лайнеры из алюминия тол-

работах [28, 29]. Ускорение сжимающих исследуе-

щиной 5.5 мм и меди толщиной 1.0 мм также име-

мый газ цилиндрической или сферической оболочек

ли чистоту обработки СП Ra 1.25 (опыт 3) и Rz 20

осуществлялось путем их нагружения оболочками

(опыт 4) на диаметре 60 мм. Их нагружали сталь-

первого каскада, разгоняемых продуктами взрыва

ным ударником диаметром 60 мм и толщиной 3.5 мм

мощного заряда ВВ, через зазор, заполненный га-

через слой аргона толщиной 30 мм, находящийся

зом под высоким давлением (250 атм). Такой способ

под давлением 60 атм, что соответствовало выхо-

приводит к тому, что разгон оболочек второго каска-

ду на СП лайнера серии УВ с амплитудой первой

да происходит серией УВ небольшой интенсивности,

волны 10 ГПа.

циркулирующих между оболочками двух каскадов,

При изэнтропическом способе нагружения (ИН)

квазиизэнтропически.

биметаллические лайнеры из алюминия толщиной

Чтобы продемонстрировать эффективность этих

2.0 мм и меди толщиной 1.0 мм имели чистоту обра-

подходов для подавления эффекта ударно-индуци-

ботки СП Ra 1.25 на диаметре 120 мм. Их нагружа-

рованного «пыления», в данной работе приведены

ли продуктами взрыва заряда ВВ через зазоры ве-

экспериментальные результаты по сравнению эф-

личиной Δ = 15 мм (опыт 5) и Δ = 10 мм (опыт 6),

фектов «пыления» при ударно-волновом, квазииз-

заполненные разреженным воздухом при давлении

энтропическом и изэнтропическом способах нагру-

6.7 (опыт 5) и 0.6 мм рт. ст. (опыт 6), что соответ-

жения лайнеров в виде пластин из меди марки М1.

ствовало плавному нагружению лайнера.

При этом опыты при ударно-волновом нагружении

На рис.

приведены характерные профило-

лайнера из меди проведены в аналогичной, по усло-

граммы СП лайнеров, имеющих чистоту обработки

виям нагружения, постановке опытов в [30], что-

Ra 1.25 и Rz 20, а в таблице приведены фактические

бы сопоставить полученные результаты. В отличие

характеристики рельефа СП в каждом опыте: 2a₀ —

от [30], в данной работе использовалась более широ-

расстояние между впадинами и горбами (амплитуда

кая диагностика, основанная на независимых физи-

возмущений), λ — расстояние между горбами (дли-

ческих принципах.

на волны возмущений), а также величина разреже-

ния воздуха в вакуумируемых пространствах, P₀, и

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

величина давления в аргоне, P_G.

И ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МЕТОДИКИ

Во всех опытах на расстоянии 30 мм от СП лай-

ДИАГНОСТИКИ

нера устанавливали одинаковые приемники с датчи-

Схемы проведения опытов с ударно-волновым,

ками для диагностики движения и определения па-

квазиизэнтропическим и изэнтропическим способа-

раметров «пылевых» потоков и СП, расположенны-

ми нагружения лайнеров при использовании заря-

ми на площади радиусом до 16 мм относительно гео-

дов ВВ на основе гексогена диаметром 120 мм и вы-

метрического центра лайнера. В пространстве меж-

сотой 220, 70 и 120 мм приведены на рис. 1. Исполь-

ду СП лайнеров из меди и датчиками в приемнике

зуемые габаритно-весовые характеристики зарядов

создавали разрежение P₀ (технический вакуум) (см.

ВВ были выбраны с целью обеспечения близких ко-

таблицу).

нечных скоростей ускоряемых лайнеров 5 км/с. С

В зависимости от вида применяемых методик ре-

каждым способом нагружения лайнера проведено

гистрации были использованы три группы датчиков

по два опыта.

PDV, два типа пьезодатчиков и два оптических во-

При ударно-волновом способе нагружения

локна пирометра:

(УВН) лайнеры из меди толщиной 3 мм имели

— открытые датчики PDV, предназначенные для

чистоту обработки СП Ra 1.25 (опыт 1) и Rz 20

измерения времени выхода УВ или волны сжатия на

(опыт 2) на диаметре 60 мм. Их нагружали сталь-

СП лайнера и непрерывной регистрации ее скорости

ным ударником диаметром

мм и толщиной

до подлета к приемнику, а также дисперсии скорос-

2.2 мм со скоростью 5.1 км/с, что соответствовало

ти частиц («пыли»), если они имеются;

622

ЖЭТФ, том 160, вып. 5 (11), 2021

Эффект ударно-индуцированного «пыления»...

Рис. 1. Схемы нагружения лайнеров, а — УВН, б — КИН, в — ИН

Рис. 2. Профилограммы СП лайнеров из меди, а — Ra 1.25, б — Rz 20

— датчики PDV, закрытые индикаторными экра-

ли» и оценки средней скорости (СП) лайнера и сре-

нами, предназначенные для измерения их скорости

ды, опережающей СП лайнера. Использовали по два

и оценки удельной на единицу поверхности массы

датчика с чувствительными элементами из пьезоке-

«пыли». Использовали по два датчика, закрытых

рамики (ЦТС-21) и кварца диаметром 4 мм и тол-

индикаторными экранами: из алюминия толщиной

щиной 0.5 мм;

200 и 30 мкм, из тантала толщиной 200 мкм и квар-

— два оптических волокна пирометра, предна-

цевого стекла толщиной 200 мкм;

значенные для определения яркостной температу-

— открытые угловые датчики PDV, установ-

ры. Измерения проводили двумя фотоэлектронны-

ленные под углом 30^◦ к оси приемника устрой-

ми умножителями через интерференционные филь-

ства, предназначенные для зондирования скорости

тры с максимумом пропускания на длинах волн 1500

по диаметру СП лайнера;

и 1600 нм с полосой пропускания на полувысоте

— пьезодатчики, предназначенные для определе-

12 нм. Перед опытами оптические линии с детекто-

ния удельной на единицу поверхности массы «пы- рами калибровали эталонным источником излуче-

623

В. А. Огородников, С. В. Ерунов, А. О. Бликов и др.

ЖЭТФ, том 160, вып. 5 (11), 2021

Таблица. Фактические характеристики рельефа СП и давления в полостях устройств

Способ нагружения

Ударно-волновой

Квазиизэнтропический

Изэнтропический

№ опыта

Измен. величина

Ra 1.25

Rz 20

Ra 1.25

Rz 20

Ra 1.25

2a₀, мкм

λ, мкм

130

890

P₀, Па (мм рт. ст.)

(0.24)

(0.30)

(0.47)

(0.48)

(6.7)

(0.6)

8.0 · 10

7.9 · 10²

P_G, Па (атм)

(60.9)

(60.3)

ния абсолютно черного тела с температурой 1600 К.

подверженную влиянию боковых разгрузок. Изме-

Наряду с описанной выше диагностикой движе-

рения скорости СП и параметров пыли методиками

ния СП во всех опытах применяли рентгенографи-

пьезоэлектрических и PDV-датчиков проводили в

ческую методику регистрации. В качестве источни-

области «плоского» участка СП. Расчет детона-

ка рентгеновского излучения использовали установ-

ции и условий нагружения лайнеров продуктами

ку 2 Эридан-3, граничная энергия излучения кото-

взрыва проводили с использованием уравнения

рой составляла 1 МэВ, а длительность импульса на

состояния в форме Зубарева [35]. Для металлов Fe,

полувысоте 100 нс. Коэффициент рентгенографиче-

Al, Cu использовали уравнения состояния в форме

ского увеличения в опытах составлял 1.2. Регистра-

РОСА [36]. Для аргона использовали уравнение

цию моментов рентгенографирования осуществляли

состояния в форме идеального газа с γ = 5/3. Для

с помощью цифрового осциллографа TDS3054 с по-

начального давления аргона

атм принимали

грешностью ±0.1 мкс. Регистрацию рентгеновских

плотность ρ = 0.107 г/см³. В расчетах устройств

изображений проводили с помощью пакета фото-

с изэнтропическим и квазиизэнтропическим на-

хромных экранов ADC-CR, расположенных друг за

гружениями для лайнера из меди учитывали

другом. Изображения, полученные на экранах, сум-

сдвиговую прочность по релаксационной модели

мировали по специальному алгоритму [31]. Погреш-

сдвиговой прочности

[37]. Геометрию этих схем

ность положения характерных границ на изображе-

нагружения выбирали с учетом предполагаемого

нии составляла 0.2 мм. Из-за большого веса заряда

отсутствия развития микрокумулятивных струй с

ВВ (5 кг ТЭ) в опытах для сохранения рентгенов-

микрорельефа СП. Начальная геометрия устройств,

ской установки и системы регистрации использова-

использованная в расчетах, приведена на рис. 1.

ли достаточно толстые защитные экраны из алю-

миниевого сплава (на броне каземата 5 мм, на бро-

некассете 10 мм). Такая постановка опытов позво-

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И

ляет зарегистрировать поток частиц меди средней

ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

плотностью 0.02 г/см³ (ступенька медного клина

100 мкм) и более.

На рис. 3 приведены рентгенографические сним-

Выбор физической схемы опытов проводили на

ки профилей СП лайнеров из меди с шероховато-

основании одномерных и двумерных численных рас-

стью СП Rz 20 (опыты 2, 4) и Ra 1.25 (опыт 6), по-

четов с использованием программного обеспечения

лученные при различных способах их нагружения

и вычислительных комплексов РФЯЦ-ВНИИЭФ

(УВН, КИН, ИН). Штриховыми линиями обозначе-

[32-34]. В одномерных расчетах определяли па-

но начальное положение СП лайнеров.

раметры нагружения импульсом давления P (t)

На снимках (рис. 3) приведены времена выхо-

медных образцов, рассчитывали зависимости X(t),

да УВ или возмущений на СП лайнера, t₀, и рент-

W (t), T (t) СП меди. В двумерных расчетах опре-

генографирования ее формы в процессе движения,

деляли область нагружения СП медных образцов

t_γ, относительно времени подачи высоковольтного

импульсом давления («плоский» участок СП), не

импульса на систему инициирования заряда ВВ. В

624

ЖЭТФ, том 160, вып. 5 (11), 2021

Эффект ударно-индуцированного «пыления»...

Рис. 3. Рентгенограммы опытов: а — УВН, Rz 20; б — КИН, Rz 20; в — ИН, Ra 1.25

Рис. 4. а) Рентгеноснимок опыта № 2 на момент времени tγ = 70.8 мкс в псевдоцветах. б) Распределение плотности

потока частиц перед СП

опытах 1, 3 получены аналогичные результаты при

таты численных расчетов динамики движения СП,

лучшей чистоте обработки СП (Ra 1.25), а в опыте

которые свидетельствуют об их хорошем согласии с

5 при большей величине зазора между зарядом ВВ

результатами экспериментов. На рис. 5а и 5г приве-

и лайнером (Δ = 15 мм). Результаты компьютерной

дены данные, полученные одним датчиком PDV, по

обработки рентгеноснимков показывают, что во всех

другим датчикам получены аналогичные результа-

опытах, за исключением опыта 2 (УВН, Rz 20), на

ты. Наблюдаемое «расщепление» на рис. 5а являет-

момент регистрации потока частиц перед СП лайне-

ся приборным «артефактом», связанным с исполь-

ра не наблюдается. В опыте 2 удалось зарегистриро-

зованием частотного уплотнения сигналов на одном

вать малоплотный поток частиц перед СП лайнера,

канале регистратора.

что видно в увеличенном масштабе и в псевдоцвете

Анализ спектрограмм свидетельствует о нали-

на рис. 4а. На рис. 4б для опыта 2 приведено рас-

чии заметных потоков частиц перед СП лайнеров

пределение плотности потока частиц в направлении

при их ударно-волновом нагружении в опытах 1 и

его движения, величина которой вблизи СП соста-

2, которые экранируют СП, поэтому PDV-датчики

вила 20 мг/см³, что соответствует примерно порогу

скорость ее движения не регистрируют (рис. 5а,г)

разрешения используемой рентгенографической ме-

за исключением начального участка длительностью

тодики. Участок ρ(x), связанный с СП, на рис. 4б

(0.1-0.2) мкс.

не выглядит «вертикальным» из-за размытия, свя-

занного с высокой скоростью движения лайнера, и

При квазиизэнтропическом нагружении лайне-

неидеальности обработки рентгеноснимка.

ров в опытах 3, 4 диаграммы скорости движения

На рис. 5 приведены спектрограммы скоростей

СП имеют ступенчатый вид (рис. 5б,д). Величины

движения СП лайнеров из меди, зарегистрирован-

первых ступенек скорости и скорости подлета СП

ные PDV-датчиками во всех шести опытах. Здесь

к приемнику с датчиками диагностики составляют

же жирными сплошными линиями нанесены резуль-

0.63 ± 0.03 и 4.25 ± 0.05 км/с (опыт 3) и 0.62 ± 0.02

625

ЖЭТФ, вып. 5 (11)

В. А. Огородников, С. В. Ерунов, А. О. Бликов и др.

ЖЭТФ, том 160, вып. 5 (11), 2021

Рис. 5. Оцифрованные спектрограммы скорости движения СП. а, г — УВН, Ra 1.25, Rz 20; б, д — КИН, Ra 1.25, Rz 20;

в, е — ИН, Ra 1.25. На рис. б,в,д,е штриховые линии — PDV (средняя по четырем датчикам), сплошные — расчет

Рис. 6. Спектрограммы скоростей движения индикаторных экранов, а, г — УВН; б, д — КИН; в, е — ИН; T1, T2 — подлет

к индикаторному экрану фронта потока частиц и СП соответственно, T′2 — время начала воздействия УВ в остаточном

газе

и 4.28 ± 0.01 км/с (опыт 4). На ступеньках оциф-

ют плавно возрастающий характер до величины ско-

рованных спектрограмм не наблюдается дисперсии

рости 5.2 км/с (рис. 5в,е). Потока частиц перед СП

скорости, связанной с выбросом частиц с СП.

не наблюдается.

При изэнтропическом нагружении лайнеров в

Отмеченные закономерности относительно нали-

опытах 5, 6 диаграммы скорости движения СП име- чия потоков частиц перед СП подтверждают ре-

626

ЖЭТФ, том 160, вып. 5 (11), 2021

Эффект ударно-индуцированного «пыления»...

Рис. 7. Распределения плотности и массы в потоках частиц перед СП; а, б — опыт 1 (Ra 1.25), в, г — опыт 2 (Rz 20);

WFS — скорость подлета СП к пьезодатчикам; T1, T2 — подлет к пьезодатчикам потока частиц и СП соответственно.

Штриховые кривые — кварц, сплошные — пьезокерамика

зультаты измерений скоростей индикаторных экра-

чем удельная на единицу поверхности масса потока

нов PDV-датчиками (рис. 6) и вычисленные, по ре-

частиц, оцененная с использованием закона сохра-

зультатам измерений давлений пьезоэлектрически-

нения импульса, в опыте 2 (m = 10 ± 2 мг/см²)

ми датчиками, распределения плотности и массы

больше, чем в опыте 1 (m = 3 ± 1 мг/см²), что

потоков частиц перед СП (рис. 7). На рис. 7а и

связано с худшей чистотой обработки СП лайнера

7б представлены зависимости, полученные двумя

(см. таблицу). В опытах 3, 4 (рис. 5б,д и 6б,д) и 5,

кварцевыми и двумя пьезокерамическими датчика-

6 (рис. 5в,е и 6в,е) при квазиизэнтропическом и из-

ми. На рис. 7в и 7г приведены зависимости, получен-

энтропическом нагружениях лайнеров поток частиц

ные одним кварцевым и одним пьезокерамическим

датчиками PDV не регистрируется ни перед СП, ни

датчиками, сигналы с других датчиков по техниче-

по движению индикаторных экранов. Наблюдаемое

ским причинам получены не были.

в момент времени T′2 небольшое увеличение скоро-

сти на индикаторном экране из алюминия толщиной

Так, в опытах 1, 2 при ударно-волновом нагру-

30 мкм (рис. 6в) связано с наличием остатков возду-

жении лайнеров PDV-датчики регистрируют скоро-

ха, что подтверждается расчетами с учетом началь-

сти движения потоков частиц (рис. 5а,г) и индика-

ных давлений воздуха в устройстве 6.7 мм рт. ст.

торных экранов (рис. 6а,г) под их действием. При-

(опыт 5) и 0.6 мм рт. ст. (опыт 6).

627

В. А. Огородников, С. В. Ерунов, А. О. Бликов и др.

ЖЭТФ, том 160, вып. 5 (11), 2021

неров. «Ненулевые» значения температур в отсут-

ствие полезного сигнала, например до выхода УВ

на СП, обусловлены теневым током ФЭУ и связаны

с особенностями обработки калибровочного и экс-

периментального сигналов. Значение температуры

«нулевой» линии не влияет на величину и интер-

претацию экспериментального сигнала при времени

t≥T_FS.

Полученные результаты свидетельствуют о том,

что при УВН в момент выхода УВ на СП регистри-

руется температура T ≈ 2100 К, близкая к темпе-

ратуре меди после изэнтропической разгрузки при

данных условиях нагружения [38]. При КИН и ИН

регистрируемые сигналы не превышают фоновых

значений.

Аналогичные качественные закономерности сле-

дуют из газодинамических расчетов. Так, расчет-

ные температуры СП лайнера составляют ≈ 1700 K,

≈ 900 K, ≈ 350 K соответственно при ударно-волно-

вом, квазиизэнтропическом и изэнтропическом ре-

жимах нагружения.

Следует отметить, что в опытах 1 и 2 при УВН

лайнеров как PDV-датчики, так и пьезодатчики ре-

гистрируют большой спектр скоростей частиц от 7

до 10 км/с, что не противоречит данным [30], полу-

ченным в аналогичных условиях нагружения лай-

неров из меди. Однако зарегистрированная в [30],

с использованием спектроскопического метода, тем-

пература плазмы меди 11000 К в данной работе, с

использованием пирометрической методики, не под-

тверждена.

На рис. 9 приведены расчетные x-t-диаграммы

Рис. 8. Результаты измерений яркостной температуры на

движения СП лайнеров из меди при различных спо-

длине волны 1500 нм: TF S, Tγ — времена выхода УВ или

собах их нагружения. Здесь же для сравнения на-

волны сжатия на СП и подачи рентгеновского импульса со-

несены результаты экспериментов с использовани-

ответственно, а — УВН (опыт 1); б — КИН (опыт 3), в —

ем рентгенографической, лазерно-оптической (гете-

ИН (опыт 5)

родин-интерферометра) и пьезоэлектрической мето-

дик, которые свидетельствуют о хорошем согласии

всех представленных результатов, полученных с ис-

Аналогичные выводы следуют из результатов из-

пользованием методик, основанных на независимых

мерений давлений с использованием пьезоэлектри-

физических принципах.

ческих датчиков. Так, в опытах 1, 2 при ударно-вол-

новом нагружении лайнеров оцененные удельные

на единицу поверхности массы потоков частиц пе-

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ред СП составляют m = 2.4 ± 0.5 мг/см² и m =

= 9.5 ± 1.5 мг/см² соответственно. В опытах 3, 4,

1. При исследовании ударно-индуцированного

5, 6 при квазиизэнтропическом и изэнтропическом

«пыления», связанного с выбросом частиц со свобод-

нагружениях лайнеров пьезоэлектрические датчики

ной поверхности лайнеров из меди (М1) при выходе

потоков частиц перед СП лайнеров не регистриру-

на нее ударной волны с давлением 160 ГПа (УВН),

ют.

определены параметры потоков частиц: удельные

На рис. 8 приведены результаты пирометриче-

массы m

2.8 ± 1.0 мг/см² и m

9.8 ±

ских измерений яркостной температуры СП лай-

± 2 мг/см², соотношения скоростей потока частиц

628

ЖЭТФ, том 160, вып. 5 (11), 2021

Эффект ударно-индуцированного «пыления»...

нагружения, к устранению потока частиц перед

СП лайнеров из меди (М1) с чистотой обработки

Ra 1.25 и Rz 20 при их ускорении до скоростей

4.3 и 5.2 км/с соответственно, по крайней мере в

пределах разрешающей способности используемых

методик (по массе ≥

0.5

мкг/см², по плотности

≥ 1.0 мкг/см³).

Благодарности. Авторы выражают благо-

дарность сотрудникам, принявшим участие в

организации, проведении экспериментов и обра-

ботке полученных результатов: А. В. Романову,

А. С. Пупкову, В. А. Баранову, Г. С. Яндубаеву,

В. В. Ковалдову, Д. М. Моисееву, В. В. Ерастову,

А. А. Утенкову, И. В. Юртову, А. В. Федосееву,

Д. А. Рыбальченко, Д. С. Миронову, С. А. Янкову,

И. В. Шмелеву, Д. А. Калашникову, А. П. Явтушен-

ко, А. М. Тарасову, С. И. Киршанову, А. В. Гущину,

В. В. Лосеву, А. Н. Чераеву, А. В. Зайцеву,

Р. В. Тилькунову, М. А. Каганову, В. Н. Филяеву,

М. О. Лебедевой, Д. Е. Зотову, В. А. Комракову,

Р. А. Воронкову, Т. А. Адигамовой, А. С. Соколо-

вой.

Финансирование. Работа выполнена при фи-

нансовой поддержке Минобрнауки России (в рам-

ках соглашения с ОИВТ РАН № 075-15-2020-785 и

программы по созданию молодежных лабораторий

(научная тема «Газодинамика и физика взрыва»)).

ЛИТЕРАТУРА

1. W. S. Vogan, W. W. Anderson, M. Grover et al., J.

Appl. Phys. 98, 113508 (2005).

2. Н. Д. Семкин, К. Е. Воронов, Л. С. Новиков и др.,

ПТЭ № 2, 123 (2005).

3. T. Resseguier, L. Signor, A. Dragon et al., J. Appl.

Phys. 101, 013506 (2007).

Рис. 9. x-t-диаграммы движения СП и пылевого потока,

а — УВН (опыт 1), б — КИН (опыт 3), в — ИН (опыт 5)

4. M. B. Zellner, M. Grover, J. E. Hammerberg et al.,

J. Appl. Phys. 102, 013522 (2007).

5. T. C. Germann, J. E. Hammerberg, and G. Dimonte,

и СП W_P /W_FS = 1.8 ± 0.2 и 1.7 ± 0.3 для лайнеров с

7th Biannual Int. Conf.: New Models and Hydrocodes

чистотой поверхности Ra 1.25 и Rz 20 соответствен-

for Shock Wave Processes in Condensed Matter, Por-

но.

tugal (2008), pp. 18-23.

2. Показано, что использование квазиизэнт-

6. В. А. Огородников, А. Л. Михайлов, В. В. Бурцев

ропического режима нагружения (серией УВ в

и др., ЖЭТФ 136, 615 (2009).

течение 2 мкс с амплитудой первой волны 10 ГПа)

и изэнтропического нагружения (серией волн сжа-

7. Н. В. Невмержицкий, А. Л. Михайлов, В. А. Раев-

тия в течение 8 мкс с амплитудой первой волны

ский и др., ВАНТ, сер. Теоретическая и приклад-

0.1 ГПа) приводит, в отличие от ударно-волнового

ная физика № 3, 3 (2010).

629

В. А. Огородников, С. В. Ерунов, А. О. Бликов и др.

ЖЭТФ, том 160, вып. 5 (11), 2021

G. Dimonte, G. Terrones, F. Cherne et al., Phys. Rev.

24.

R. W. Lemke, H. D. Knudson, and J. P. Davis, Int.

Lett. 107, 264502 (2011).

J. Impact End. 38, 480 (2011).

25.

R. W. Lemke, D. H. Dolan, D. G. Dalton et al., J.

Yongtao Chen, Haibo Hu, Tiegang Tang et al., J.

Appl Phys. 119, 015904 (2016).

Appl. Phys. 111, 053509 (2012).

26.

W. T. Buttler, D. M. Or’o, D. L. Preston et al., J.

10.

D. M. Or’o, J. E. Hammerberg, W. T. Buttler et al.,

Fluid Mech. 703, 60 (2012).

AIP Conf. Proc. 1426, 1351 (2012).

27.

W. Georges, J. Loiseau, A. Higgins et al., AIP Conf.

11.

D. S. Sorenson, R. M. Malone, G. A. Capelle et

Proc. 1793, 060026 (2017).

al., Proc. NEDPC 2013, Livermore, California, US,

LA-UR-14-23036 (2013).

28.

М. А. Мочалов, Р. И. Илькаев, В. Е. Фортов и др.,

ЖЭТФ 146, 169 (2014).

12.

М. В. Антипов, А. Б. Георгиевская, В. В. Игонин

29.

М. А. Мочалов, Р. И. Илькаев, В. Е. Фортов и др.,

и др., Международная конференция XV Харито-

ЖЭТФ 151, 592 (2017).

новские научно-тематические чтения, Сб. докла-

дов, Proc. Int. Conf. XV Khariton’s Topical Scientific

30.

М. И. Кулиш, В. Б. Минцев, С. В. Дудин и др.,

Readings, Саров (2013), с. 666.

Письма в ЖЭТФ 94, 105 (2011).

13.

S. K. Monfared, D. M. Or’o, M. Grover et al., J. Appl.

31.

В. А. Аринин, Б. И. Ткаченко, Цифровая обработ-

Phys. 116, 063504 (2014).

ка сигналов 2, 52 (2006) [V. A. Arinin and B. I. Tka-

chenko, Pattern Recognition and Image Analysis 19,

14.

А. Л. Михайлов, В. А. Огородников, В. С. Сасик

63 (2009)].

и др., ЖЭТФ 145, 892 (2014).

32.

Н. Ф. Гаврилов, Г. Г. Иванова, В. И. Селин,

15.

В. А. Огородников, А. Л. Михайлов, В. С. Сасик

В. Н. Софронов, ВАНТ, сер. Методики и програм-

и др., ЖЭТФ 150, 411 (2016).

мы численного решения задач математической

16.

В. А. Огородников, А. Л. Михайлов, С. В. Ерунов

физики, вып. 3, 11 (1982).

и др., ЖЭТФ 152, 1156 (2017).

33.

С. М. Бахрах, С. Ф. Спиридонов, А. А. Шанин,

17.

W. T. Buttler, S. K. Lamoreaux, R. K. Schubze et

ДАН СССР 276, 829 (1984).

al., J. Dynamic Behavior Mater. 3, 334 (2017).

34.

Ю. В. Янилкин, Т. А. Торопова, ВАНТ, сер. Мате-

18.

Н. В. Невмержицкий, В. А. Раевский, Е. А. Сотс-

матическое моделирование физических процессов,

ков и др., ФГВ 54, 82 (2018).

вып. 4, 58 (1994).

19.

М. В. Антипов, И. В. Юртов, А. А. Утенков и др.,

35.

В. Н. Зубарев, А. А. Евстигнеев, ФГВ 20, 114

ФГВ 54, 96 (2018).

(1984).

20.

В. А. Огородников, А. Л. Михайлов, С. В. Ерунов

36.

Б. Л. Глушак, Л. Ф. Гударенко, Ю. М. Стяжкин,

и др., ЖЭТФ 156, 474 (2019).

ВАНТ, сер. Математическое моделирование фи-

зических процессов, вып. 2, 57 (1991).

21.

J. R. Asay and L. M. Barker, J. Appl. Phys. 45, 2540

(1974).

37.

Б. Л. Глушак, О. Н. Игнатова, С. С. Надежин,

В. А. Раевский, ВАНТ, сер. Математическое

22.

А. С. Козырев, Газодинамический термоядерный

моделирование физических процессов, вып. 2, 25

синтез, РФЯЦ-ВНИИЭФ, Саров (2005).

(2012).

23.

С. Ф. Гаранин, Физические процессы в системах

38.

Ф. А. Баум, Л. П. Орленко, К. П. Станюкович и

МАГО MTF, РФЯЦ-ВНИИЭФ, Саров (2012).

др., Физика взрыва, Наука, Москва (1975).

630