В Новосибирской области прошла успешные испытания камера СКИФ для исследования взрыва

Ученые Института гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН совместно с инженерами Конструкторско-технологического филиала ИГиЛ СО РАН провели успешные вакуумные и взрывные испытания стальной камеры, изготовленной для исследований в центре коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов». В ходе тестовых экспериментов в камере произведены взрывы мощностью до 2,5 килограммов в тротиловом эквиваленте. Результаты испытаний показали стабильность и безопасность работы камеры.

В ходе испытаний камеры было проведено три этапа. На первом этапе ученые проверили автоматическую систему, которая запирает и открывает корпус и крышку камеры, чтобы обеспечить герметичность и безопасность эксперимента. На втором этапе были проведены вакуумные испытания, в результате которых были достигнуты необходимые параметры вакуума — 0,001 атм. После того как параметры вакуума были подтверждены, были проведены взрывные испытания. Специалисты провели четыре серии взрывов мощностью от 1 до 2,5 килограммов в тротиловом эквиваленте.

«Мы впервые в мире будем работать с источником синхротронного излучения, используя взрывную камеру такого объёма — 5 кубических метров, которая рассчитана на взрыв мощностью два килограмма в тротиловом эквиваленте. Взрывные испытания — это важный этап, который показал, что камера стабильна, безопасна для экспериментов и готова к использованию», — рассказал координатор разработки и создания станции «Быстропротекающие процессы», ученый секретарь ЦКП СКИФ, кандидат физико-математических наук Иван Рубцов.

В ходе эксперимента ученые применили четыре различные методики. «Первая — тензометрическая. Мы установили по всему корпусу камеры тензометрические датчики, которые позволяют определить, каким механическим деформациям она подвергается во время взрыва. Исходя из этих данных, можно впоследствии восстановить напряжения, испытываемые корпусом камеры во время эксперимента. Вторая методика — пьезорезистивная — позволяет проанализировать, как глушится ударная волна на выходе из глушителя камеры. Третья — оптическая — для измерения колебаний глушителей камеры относительно неподвижного репера. Скоростная оптическая камера снимает 10 тысяч кадров в секунду. Наконец, четвертая методика — вибрационная. Виброметр определяет колебания грунта, вызванные взрывом, это важно учитывать для работы в помещениях с большим количеством чувствительного оборудования», — прокомментировал младший научный сотрудник ИГиЛ СО РАН Алексей Студенников.

Для управления экспериментом сотрудники Института автоматики и электрометрии СО РАН разработали автоматизированную систему управления (АСУ) — программное обеспечение, которое обеспечивает полный цикл управления экспериментом.«Совместно с коллегами мы создали алгоритм управления экспериментом, который позволяет контролировать ход всего технологического процесса и безопасно эксплуатировать оборудование в режиме реального времени. Оператору не нужно знать всю технологию. АСУ сама контролирует все параметры и знает последовательность действий при каждом процессе, а в случае нарушения может вывести ошибки на экран и отправить протокол», — пояснил Алексей Студенников.

В условиях взрыва в режиме реального времени изучаются процессы, характерное время протекания которых достигает миллионной доли секунды. Такие исследования необходимы для моделирования свойств авиационных и космических материалов, испытывающих экстремальные нагрузки, уточнения параметров взрывчатых веществ, а также решения задач фундаментальной физики.

Взрывные эксперименты будут проводиться на экспериментальной станции 1-3 «Быстропротекающие процессы» ЦКП СКИФ. Интегратором создания оборудования станции выступает ИГиЛ СО РАН. Стальная взрывная камера разработана учёными КТФ ИГиЛ СО РАН, изготовлена с участием специалистов Научно-производственного предприятия «Сибэлектротерм».