Стальная взрывная камера для проведения экспериментов со взрывом на источнике синхротронного излучения (СИ) изготовлена для экспериментальной станции 1-3 «Быстропротекающие процессы» ЦКП «СКИФ». Изучение процессов, характерное время протекания которых достигает миллионной доли секунды, необходимы для моделирования свойств авиационных и космических материалов, испытывающих экстремальные нагрузки, уточнения параметров взрывчатых веществ, а также решения задач фундаментальной физики.

Станция 1-3 «Быстропротекающие процессы» — одна из шести станций первой очереди ЦКП «СКИФ». Интегратором создания оборудования станции выступает Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН. Стальная взрывная камера разработана в Конструкторско-технологическом филиале ИГиЛ СО РАН, изготовлена при участии специалистов научно-производственного предприятия «Сибэлектротерм» (якорный резидент промплощадки ОАО «Сибэлектротерм», находящейся под управлением АО «РИД Групп – Новосибирск», актив РАТМ Холдинга).

Камера рассчитана на взрыв мощностью два килограмма в тротиловом эквиваленте (способен уничтожить, к примеру, грузовой автомобиль). Синхротронные исследования взрыва такой мощности в мире никогда не проводились. На сегодняшний день существуют две исследовательские установки, где проводятся взрывные эксперименты: на источниках ВЭПП-3 и ВЭПП-4 в Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН, где максимальная мощность подрыва не превышает 200 граммов в тротиловом эквиваленте, и в Лос-Аламосской национальной лаборатории США (20 граммов в тротиловом эквиваленте).

Для взрывной камеры учёные КТФ ИГиЛ СО РАН разработали ряд элементов и систем, не имеющих мировых аналогов. В частности, для автоматизации управления экспериментом созданы системы открывания/запирания и контроля положения движущих механизмов, управления атмосферой внутри экспериментального объёма — от форвакуума до высоких давлений — и высокоточный механизм по выравниванию конструкций для позиционирования экспериментальных сборок внутри камеры. Также в КТФ ИГиЛ СО РАН впервые для взрывных камер реализована «плавающая» опора с поворотной осью для лёгкой настройки 25-тонной конструкции на пучке СИ.

Кроме того, изготовлены уникальные глушители, которые, несмотря на свою массивность (вес каждого — 250 кг), позволяют не только безопасно вводить и выводить излучение и гасить ударную волну, но и легко заменяются и разбираются в процессе эксплуатации, что имеет большое значение для исследователей. Для проведения взрывных экспериментов предназначено отдельное здание станции «Быстропротекающие процессы», пучок СИ будет доставляться туда по отдельному каналу, обеспечивающему стабильность и необходимые параметры пучка. Общая длина станции от точки излучения СИ до отдельного здания — более 120 м.

«В физике взрыва нас в первую очередь интересует вопрос безопасности. Это мирные задачи — чтобы взрыв всегда происходил в контролируемых условиях. Одно из применений связано с задачами авиации. Когда самолёт взлетает, в турбокомпрессор попадает пыль, камни, может залететь птица, по своим параметрам этот процесс очень близок ко взрыву. Кроме того, сейчас появляются новые материалы для авиации, и важно изучать, как они поведут себя во время возможной катастрофы — каков их ресурс прочности», — рассказал Эдуард Прууэл, заместитель директора по научной работе ИГиЛ СО РАН, руководитель проекта по созданию оборудования станции «Быстропротекающие процессы» ЦКП «СКИФ». Научные центры и крупные промышленные корпорации проявляют большой интерес к созданию нового исследовательского инструмента.

«Основными пользователями станции станут ядерные центры — Российский федеральный ядерный центр ВНИИТФ в Снежинске и Российский федеральный ядерный центр ВНИИЭФ в Сарове. Благодаря их активной научной и технической поддержке будут проводиться самые современные и актуальные исследования в области физики экстремальных состояний веществ. Вместе с тем запуск станции позволит решать и задачи реального сектора экономики, в частности, таких компаний, как Объединённая двигателестроительная корпорация (ОДК)», — добавил Алексей Студенников, младший научный сотрудник ИГиЛ СО РАН.

На станции «Быстропротекающие процессы» будут также проводиться эксперименты с пневматическими пушками. Исследования будут проходить в стальных пулеулавливателях, представляющих собой стальные цилиндрические «бочки», где разогнанный до большой скорости ударник врезается в исследуемый материал. Это позволит изучать широкую линейку конструкционных материалов (полимеры, стекло, лёгкие металлы — до алюминия) для задач автомобилестроения, авиастроения и космоса. Пулеулавливатель для большой пушки, оснащённый автоматизированной системой открывания и запирания, изготовлен в КТФ ИГиЛ СО РАН.

Две пушки калибром 50 мм и 20 мм и длиной 12 м и 3 м изготовлены производственной компанией «Дефорт» в Санкт-Петербурге под руководством конструкторов из Российского федерального ядерного центра ВНИИТФ (Снежинск). Скорость ударника на выходе из ствола будет достигать более километра в секунду.

Источник: СКИФ.