Corner Turning Rib Tests on LX-17

Abstract

A circularly curved piece of LX-17 of square cross section was detonated at one end with a plane-wave lens. Detonation velocities along the inner and outer edge were measured with pins and a streak camera measured the detonation front curvature on the end face. A steady state “shadow” or inner curve velocity of 7.13 mm/μs was measured for rib radii of 89 mm and 114 mm. Time constants for the change to steady state on the curve were derived. The outer time constant is set by the time for the energy to flow across the explosive, not by the reaction zone length, and this results in a considerable tilt of the front. The tilt causes the leading point of the front to move far inward, close to the inner edge. A simple theory for reaction zone lengths is used first on slabs and then on the rib. Because the tilt directs the front away from the inner edge, the inner edge of the rib can sustain a shadow velocity lower than the failure velocity of the cylinder or slab. The rib has been modeled with Ignition and Growth in DYNA2D, producing a smooth set of detonation velocities that are slightly low. The production beta/program burn package in VHEMP produces a less smooth set of velocities that are too high. Ein im Viertelkreis gekrümmter Probenkörper aus der Sprengstoffmischung LX-17 mit quadratischem Querschnitt wurde an einem Ende mit einem Planwellengenerator zur Detonation gebracht. Die Detonationsgeschwindigkeit entlang der inneren und äußeren Krümmungsradien, sowie die Neigung der Detonationswelle an der Endfläche wurde mit Sonden und einer Streak-Kamera vermessen. Für die Krümmungsradien von 89 mm und 114 mm wurde eine konstante innere Kurvengeschwindigkeit oder sogenannte Schattengeschwindigkeit von 7,13 mm/μs gemessen Die Zeitkonstanten für das Erreichen des konstanten Zustandes an der Kurve wurden ermittelt. Die äußere Zeitkonstante wurde durch die Zeit für die Energie um über die Sprengladung hinwegzufließen und nicht durch die Reaktionszonenlänge bestimmt. Dies resultiert in einer beträchtlichen Neigung der Detonationsfront. Diese Neigung bewirkt, daß der erste Durchstoßpunkt der Detonationsfront sich weit nach innen bewegt und nahe an der inneren Fläche liegt. Eine einfache Theorie für die Reaktionszonenlängen wurde zuerst an Stäben und dann für diesen Testkörper (rib) benützt. Da die Krümmung die Detonationsfront von der inneren Fläche weghält, weist die innere Fläche des Testkörpers eine Schattengeschwindigkeit auf, die kleiner als die Grenzgeschwindigkeit des Zylinders oder des Stabes ist. Das Detonationsverhalten der Testkörper wurde mit dem Initiier-bzw. Detonationsmodell “Ignition and Growth” im DYNA2D-Code berechnet, welches einen glatten Verlauf der Detonationsgeschwindigkeiten ergibt, die etwas zu niedrig sind. Das Betaprogramm ergibt ein Abbrand-Paket im VHEMP-Code mit einem weniger glatten Verlauf der Geschwindigkeiten, die zu hoch ausfallen. On a fait détoner à une extrémité un échantillon de composition explosive LX-17 incurvé circulairement à section carrée à l’aide d’un générateur d’ondes planes. La vitesse de détonation le long des rayons de courbure intérieurs et extérieurs ainsi que l’inclinaison de l’onde de détonation à la surface terminale ont été mesurées à l’aide de sondes et d’une caméra à fente. Pour les rayons de courbure de 89 mm et de 114 mm, on a mesuré une vitesse de courbe intérieure constante ou une “vitesse d’ombre” de 7,13 mm/μs. On a déterminé les constantes de temps pour l’obtention de l’état constant sur la courbe. La constante de temps extérieure a été déterminée par le temps que met l’énergie à s’écouler en dehors de la charge explosive et non pas par la longueur de la zone de réaction. Il en résulte une forte inclinaison du front de détonation. Cette inclinaison fait que le premier point de percée du front de détonation se déplace loin à l’intérieur et se situe près de la surface intérieure. Une théorie simple pour la longueur de la zone de réaction a d’abord été utilisée sur des barreaux, puis sur ces corps testés (rib). Etant donné que la courbure du front de détonation éloigne le front de détonation de la surface intérieure, la surface intérieure du corps testé possède une vitesse d’ombre inférieure à la vitesse limite du cylindre ou du barreau. Le mode de détonation du corps testé a été calculé avec le modèle d’initiation/de détonation “Ignition and Growth” en DYNA2D, qui donne un profil de vitesses de détonation lisse, ces vitesses sont un peu trop faibles. Le programme BETA donne un paquet combustion en code VHEMP avec un profil un peu moins lisse de vitesses, qui sont trop élevées.