Прогнозирование свойств высокоэнергетических композитов с использованием информационных технологий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.06, кандидат технических наук Передерин, Юрий Владимирович

• Передерин, Юрий Владимирович
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Передерин, Юрий Владимирович

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Информационно-аналитическое исследование факторов, влияющих на свойства компонентов и высокоэнергетических композитов на их основе. Объекты и методы исследований

1.1 Чувствительность к внешним воздействиям - характеристика, определяющая безопасность производства и эксплуатации взрывчатых материалов и изделий из них

1.1.1 Тепловой механизм инициирования взрывчатого превращения

1.1.2 Основные виды внешних воздействий, приводящие к возникновению аварийных ситуаций при производстве взрывчатых материалов

и изделий из них

1.1.2.1 Чувствительность взрывчатых материалов к тепловому воздействию

1.1.2.2 Чувствительность взрывчатых материалов к механическим воздействиям

1.1.2.3 Чувствительность взрывчатых материалов к электрическому заряду

1.1.3 Факторы, влияющие на чувствительность взрывчатых материалов к механическим воздействиям

1.1.3.1 Влияние химических свойств

1.1.3.2 Влияние физических свойств

1.1.3.3 Влияние условий проведения экспериментов

1.1.4 Методы классификации и принципы прогнозирования характеристик взрывчатых материалов

1.1.4.1 Краткий анализ существующих методов классификации взрывчатых материалов

1.2 Современные индуктивные методы анализа экспериментальных данных и прогноза свойств и характеристик ВЭК. Объекты и методология исследований

1.2.1 Кластерный анализ

1.2.2 Карты Кохонена

1.2.3 Восстановление пропущенных данных

1.2.4 Нейронные сети

1.2.4.1 Свойства и назначение нейронных сетей

1.2.4.2 Принцип функционирования нейронных сетей

1.2.4.3 Методы обучения нейронных сетей

1.2.4.4 Правило обратного распространения

1.2.4.5 Алгоритм исследований при помощи нейронных сетей

1.2.5 Объекты исследований

1.2.5.1 Легковоспламеняющиеся жидкости

1.2.5.2 Бризантные взрывчатые вещества

1.2.5.3 Полимеры

Выводы по главе 1

2 Аппроксимация свойств взрывчатых материалов при помощи кластерного анализа и дерева решений. Топологические индексы

2.1 Экспериментальная аппроксимация при помощи кластерного анализа

2.2 Применение молекулярных дескрипторов и дерева решений для прогнозирования свойств и параметров пожаровзрывоопасности

химических соединений

Выводы по главе 2

3 Моделирование и прогнозирование параметров работоспособности высокоэнергетических композитов и свойств их компонентов при помощи нейросетевых алгоритмов

3.1 Проверка работоспособности нейросетевых алгоритмов прогнозирования на примере свойств веществ, сопутствующих технологиям синтеза компонентов и создания высокоэнергетических композитов

3.2 Количественный анализ и прогнозирование свойств компонентов высокоэнергетических композитов - бризантных взрывчатых веществ

3.3 Моделирование и прогнозирование параметров работоспособности высокоэнергетических композитов на основе физико-химических свойств исходных компонентов, являющихся взрывчатыми

веществами

Выводы по главе 3

Основные результаты работы

Список использованных источников

Приложение А. Результаты моделирования чувствительности к

удару Н50 компонентов ВЭК с помощью линейной регрессии

Приложение Б. Результаты моделирования чувствительности к удару Н5о компонентов ВЭК с помощью нейронных сетей

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ПВОМ - пожаровзрывоопасные материалы;

ЛВЖ - легковоспламеняющиеся жидкости;

ВМ - взрывчатые материалы;

ВЭК - высокоэнергетические композиты;

ВВ - взрывчатые вещества;

ЭМ - энергетические материалы;

ВП - взрывчатое превращение;

с - теплоемкость;

р - плотность;

Q - тепловой эффект реакции;

Е - энергия активации ВМ;

R - универсальная газовая постоянная;

Qnk - выделение тепла при химической реакции;

Т - температура;

X - коэффициент теплопроводности;

V - оператор Лапласа;

п - число молекул в единице объема;

к - константа скорости химической реакции;

8 - параметр Франк-Каменецкого;

и - скорость горения вещества;

MB - механическое воздействие;

ЖВМ - жидкие взрывчатые материалы;

Ркр - критическое давление возбуждения взрыва;

dKp - критический диаметр детонации;

SOM - самоорганизующиеся карты (Self Organizing Maps);

НС - нейронная сеть;

ф - коэффициент Пирсона;

W - индекс Винера;

J - индекс Бончева;

М - молярная масса.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Прогнозирование свойств высокоэнергетических композитов с использованием информационных технологий»

ВВЕДЕНИЕ

Одной из центральных проблем обеспечения безопасности производства и применения пожаровзрывоопасных материалов, в числе которых легковоспламеняющиеся жидкости, высокоэнергетические композиты на полимерной основе и их взрывчатые компоненты, является их классификация по степени опасности и поиск схожего по физико-химическим свойствам аналога или прототипа, свойства которого достаточно изучены. Из-за неуниверсальности практически всех используемых критериев опасности ПВОМ и взрывчатых материалов (например, вещества, опасные по чувствительности к лучу огня, могут быть безопасными в условиях, исключающих такое внешнее воздействие), а также несовпадения результатов классификации по частным критериям широкое распространение получил метод сравнения свойств и характеристик вещества с аналогичными параметрами хорошо изученных и длительное время используемых ВМ. Эти взрывчатые материалы являются теми самыми аналогами или прототипами с достаточно четко определенными границами условий их опасного и безопасного производства и применения. Практический ряд чувствительности и опасности взрывчатых материалов является, с одной стороны, следствием обобщения практического опыта работы, а с другой - естественной интегральной характеристикой различий свойств ВМ, реализующихся в индивидуальных критериях чувствительности и опасности, в частных видах испытаний, которые, в большинстве своем, имеют сравнительный характер. Порядковая шкала, лежащая в основе практических рядов, не воспроизводится по частным критериям чувствительности, опасности или при обобщении последних на основе каких-то, на первый взгляд, «естественных физических моделей». Поэтому сравнение нового вещества с эталонными из практического ряда или оценка возможности использования известного в новых условиях не могут быть проведены на основе традиционных физических или математических подходов. Связано это с тем, что проблема классификации и сравнения взрывчатых материалов по степени чувствительности, опасности или другим критериям (в том числе качественным или количественным с неопределенностью,

превышающей допустимую, для использования статистических методов) является многомерной, многокритериальной и относится к классу задач с затрудненным моделированием и прогнозированием. На поведение материалов в испытательных устройствах в условиях производств и применения оказывает влияние такое количество факторов, процессов и условий, качественная и количественная трактовка результатов испытаний с использованием некоторых методов настолько произвольна, что данные разных авторов иногда кажутся совершенно не связанными между собой или даже противоречивыми. Кроме того, зачастую нет полной ясности в выделении из большого числа параметров различной физикой и химической природы тех, которые в данных конкретных условиях являются доминирующими в определении характера поведения испытываемого (исследуемого) материала. Перечисленное выше устанавливает те объективные и субъективные факторы, которые определяют повышенный интерес к поиску путей решения проблемы.

Актуальность темы. Высокоэнергетические композиты (ВЭК) находили и находят широкое применение во многих сферах деятельности человека, включая и военные технологии. В связи с этим актуальным становится создание новых и более эффективных энергетических систем, способных удовлетворять современным требованиям. В свою очередь, создание ВЭК связано с определением и прогнозированием как свойств их самих, так и свойств вновь создаваемых компонентов таких ЭС, а также свойств технологических пожаровзрывоопасных материалов, сопутствующих технологиям синтеза компонентов и создания ВЭК, например, легковоспламеняющихся жидкостей.

На стадиях проектирования, включающих в себя выбор ВЭК, их компонентов и технологических ПВОМ, технологий их получения и переработки, важной задачей является прогнозирование свойств материалов, технических условий с целью экспертной оценки корректности принимаемых решений, в том числе при синтезе перспективных соединений.

Большое количество экспериментальных данных по свойствам ВЭК и их компонентов (чувствительность к удару и трению, скорость детонации, химическая стойкость, энтальпии сгорания и образования и т.д.) являются базой для кон-

струирования ЭС, предварительный экспертный анализ которых позволяет предъявлять требования уже на стадии конструирования к технологиям их переработки. Создание подобных технологий тесно связано с определением свойств перерабатываемых материалов, в большинстве своем являющихся взрывчатыми веществами (ВВ). Определение опасных свойств (чувствительность к трению и удару, скорость детонации) ВВ, с учетом их относительно высокой стоимости и специфики проведения экспериментов, является весьма трудоемким и финансово затратным процессом, но без таких данных создание новых технологий может стать не только дорогим, но и потенциально опасным, как для людей, так и для экологии в целом.

Изложенное выше является основанием необходимости моделирования и аппроксимации свойств ВЭК, их компонентов и сопутствующих энергетических материалов (ЭМ) с целью оценки характеристик вновь создаваемых ВЭК, что, в свою очередь, связано с разработкой баз данных и необходимостью проведения экспериментов по определению рассматриваемых характеристик ВЭК, их компонентов и технологических ПВОМ. Поставленная задача является актуальной, а проблематика ее решения связана с определением влияния на целевые характеристики множества факторов, таких как параметры компонентов ВЭК (скорость детонации, молекулярная масса, чувствительность к удару и трению, плотность и т.д.), так и свойства самих ВЭК (плотность, соотношение компонентов, дисперсность и т.д.).

Цель диссертационной работы заключается в создании эффективного метода анализа и прогноза свойств ВЭК, включая полимерсодержащие, их компонентов и технологических ПВОМ с использованием информационных технологий.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- провести анализ факторов, оказывающих влияние на свойства и характеристики пожаровзрывоопасных материалов, таких как ВЭК, их компоненты и

технологические ПВОМ с выбором наиболее значимых для практического использования и разработки новых технологий;

- разработать метод моделирования свойств ВЭК, их компонентов и технологических ПВОМ с определением стадий анализа, моделирования, прогноза и аппроксимации с помощью информационных технологий, включая статистические, на основе разработанных баз данных с предварительным анализом, сравнением и выбором методов, позволяющих прогнозировать параметры безопасности и работоспособности ВЭК, их компонентов и технологических ПВОМ с точностью, соответствующей реализуемой существующими стандартными экспериментальными методами определения рассматриваемых характеристик, с проведением необходимых экспериментов по определению характеристик ВЭК и их компонентов с целью дополнения разработанных баз данных;

- разработать методическое обеспечение проектирования ВЭК данными по свойствам индивидуальных компонентов и штатных ВЭК с использованием разработанного метода анализа и прогноза свойств выбранных объектов исследования;

- протестировать метод и проведение параметрических расчетов по прогнозированию параметров опасности и работоспособности ВЭК, их компонентов и технологических ПВОМ с целью уточнения параметров компьютерного моделирования с оценкой точности и корректности их использования, в том числе применительно к новым ВЭК и их компонентам с проведением экспериментального определения их свойств.

Методология и методы исследования включают: анализ и моделирование свойств и характеристик ВЭК и их компонентов с помощью линейно-регрессионного анализа, деревьев решений, кластерного анализа и нейросетевых технологий; аппроксимацию и прогнозирование свойств и параметров ВЭК, включая полимерсодержащие, их компонентов (циклические нитрамины, нитро-триазолы, нитротетразолы и другие высокоэнергетические нитросоединения) и технологических ПВОМ с точностью, соответствующей реализуемой сущест-

вующими стандартными экспериментальными методами определения рассматриваемых характеристик.

Научная новизна. Впервые получены данные по свойствам высокоэнергетических композитов, включая полимерсодержащие, с использованием комплексного анализа данных на основе созданного высокоэффективного алгоритма индуктивного анализа, включающего предварительную систематизацию многопараметрической информации с использованием кластерного анализа и нейросетевого алгоритма и позволившего аппроксимировать параметры ВЭК с точностью, соответствующей реализуемой существующими стандартными экспериментальными методами определения рассматриваемых характеристик.

Теоретическая значимость работы заключается в том, что полученные результаты уточняют и развивают исходные теоретические положения о влиянии различных факторов на рассматриваемые характеристики ВЭК, могут быть использованы в качестве обоснования выбора высокоэнергетических композитов и их компонентов на всех стадиях проектирования технологий их создания и переработки. Материалы диссертации могут быть использованы при разработке учебно-методических материалов по различным техническим дисциплинам в высших учебных заведениях.

Практическая значимость работы. Разработанный комплексный подход к анализу, моделированию и прогнозу свойств и характеристик ВЭК, включая полимерсодержащие, их компонентов и сопутствующих технологиям их переработки позволяет повысить безопасность вновь создаваемых технологий и обеспечить прогнозирование характеристик и стадий проектирования и выбора ВЭК и их компонентов.

Личный вклад автора заключается в анализе литературных данных, отработке методик измерений, выбора теоретических и экспериментальных методов решения поставленных задач, разработке баз данных по свойствам ВЭК и их компонентов, личном участии в проведении экспериментальных исследований, анализе и интерпретации полученных данных, подготовке к публикации докладов и статей.

Достоверность полученных результатов работы обеспечивается применением современных методов экспериментальных измерений, сертифицированной измерительной аппаратуры, большим объёмом полученных экспериментальных данных, современной вычислительной техники и информационных технологий для проведения расчётов. Достоверность результатов моделирования подтверждается удовлетворительной сходимостью расчётных и экспериментальных данных. Полученные результаты обсуждены на ряде научных конференций и опубликованы в рецензируемых изданиях.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на международных и всероссийских конференциях: II Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых «Материалы и технологии XXI века» (Бийск, 2005); Межвузовская конференция «Измерения, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях» (Бийск, 2005); Всероссийская научная конференция молодых ученых «Наука.Технологии. Инновации» (Новосибирск, 2005); I Всероссийская научно-техническая конференция молодых ученых «Перспективы создания и применения конденсированных энергетических материалов» (Бийск, 2006); III Всероссийская конференция «Энергетические конденсированные системы» (Черноголовка-Москва, 2006); Международная научно-техническая и методическая конференция «Современные проблемы специальной технической химии» (Казань, 2006); III Всероссийская конференция молодых ученых «Физика и химия высокоэнергетических систем» (Томск, 2007); IV Международная конференция студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» (Томск, 2007); IV Всероссийская конференция молодых ученых «Физика и химия высокоэнергетических систем» (Томск, 2008); II Научно-техническая конференция молодых ученых «Перспективы создания и применения конденсированных энергетических материалов» (Бийск, 2008); III Научно-техническая конференция молодых ученых «Перспективы создания и применения конденсированных высокоэнергетических материа-лов»(Бийск, 2010).

На защиту выносятся:

- разработанный компьютерный метод прогнозирования свойств ВЭК, их компонентов и технологических ПВОМ, созданных на основе методов кластерного анализа и нейросетевых технологий, позволяющий прогнозировать свойства ВЭК, их компонентов и технологических ПВОМ с точностью, соответствующей реализуемой существующими стандартными экспериментальными методами определения рассматриваемых характеристик;

- результаты анализа и выбора методов аппроксимации свойств ВЭК, их компонентов и сопутствующих технологиям их создания пожаровзрывоопасных материалов, полученных на основе статистической обработки многопараметрических данных;

- обоснование и определение стадий комплексного анализа и прогноза свойств ВЭК, их компонентов и технологических ПВОМ с учетом специфики их применения, обеспечивающих точность прогнозирования, соответствующую реализуемой существующими стандартными экспериментальными методами определения рассматриваемых характеристик;

- обеспечение точности прогноза, соответствующей реализуемой существующими стандартными экспериментальными методами определения рассматриваемых характеристик ВЭК, их компонентов и технологических ПВОМ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 работ, в том числе 5 работ в изданиях, входящих в перечень рецензируемых журналов и изданий.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, основных результатов работы, списка литературы, включающего 135 источников, и 2 приложений. Работа изложена на 178 страницах машинописного текста, содержит 23 рисунка и 54 таблицы.

Необходимой частью исследований станет использование молекулярных дескрипторов для прогноза выбранных свойств высокоэнергетических композитов. Конечным итогом проводимых исследований станет наиболее эффективный алгоритм аппроксимации выбранных параметров ВЭК, включая полимерсодер-жащие.

1 ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА СВОЙСТВА КОМПОНЕНТОВ И ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОМПОЗИТОВ НА ИХ ОСНОВЕ.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В данной главе проанализированы факторы, оказывающие влияние на свойства и характеристики ВЭК (теплота взрывчатого превращения, тротиловый эквивалент, скорость детонации, бризантность, фугасность, чувствительность, химическая стойкость и др.), их компонентов и технологических ПВОМ с выбором наиболее значимых для практического использования и разработки новых технологий, а также определены объекты и методы исследований в соответствии с целью и задачами данной работы.

Мощность ВВ - это несколько абстрактное и общее понятие, так как составляют ее несколько факторов. О мощности бризантных ВВ можно судить, по выделяемой тепловой энергии (общая энергия взрыва), а также по скорости детонации. По ней можно судить о том «рывке», который совершит ВВ при взрыве, ясно, что чем этот показатель выше, тем взрыв «жестче», а значит мощнее. Тепловая энергия взрыва характеризует общую потенциальную работу, которую может совершить взрыв (подобно емкости аккумуляторов в ампер-часах).

Теплота взрывчатого превращения ВВ - это количество энергии, выделившейся при взрыве определенной массы ВВ.

Бризантность ВВ - это дробление среды, окружающей заряд. Бризантное действие проявляется на расстоянии примерно двух радиусов заряда. Во время взрыва импульс будет максимальным, естественно, в эпицентре, и как раз этот импульс (резкий перепад давления большой амплитуды) дробит (крошит) находящиеся по близости элементы среды. По этой самой причине бризантные ВВ не используют вместо пороха - заряд просто разорвет казенную часть ствола. Численной мерой бризантности является длина смятия свинцового цилиндра с радиусом 1 см взрывом 10 граммов взрывчатого вещества, расположенного у конца ци-

линдра (бризантность по Касту); и отклонение баллистического маятника взрывом заряда ВВ массой 1 грамм (бризантность по Гессу).

Фугасность ВВ - это работа взрыва по перемещению элементов среды. Так, если взрыв произошел на открытой поверхности, то фугасное действие будет минимальным, взрыв практически не произведет работы, то есть работа будет бесполезной (такой же, что от двигателя, работающего вхолостую), будет взрывная волна, которая быстро погаснет. Если же взрыв происходит в чем-то, например, в стенах здания, то фугасное действие может быть значительным, работа взрыва через взрывную волну может привести к разрушению (не дроблению!) стен и обрушению здания или его части. Максимальную опасность взрыв несет, именно происходя в чем-то. Именно поэтому заряды гранат облачают в корпус, причем, чем он будет массивней (до некоторого предела, разумеется), тем фугасное действие будет сильнее (такие припасы называют осколочно-фугасными). Для определения работоспособности немецкий исследователь Трауцль изобрел простой способ. Он взял цилиндрическую свинцовую чушку (высотой и диаметром двадцать сантиметров) и высверлил в ней углубление, в которое поместил десять граммов взрывчатки. Плотно забив заряд песком, он произвел взрыв. Внутри свинцовой чушки образовалась довольно большая полость. Налив туда из мензурки воды, Трауцль определил ее объем. Чем мощнее вещество, тем больше, естественно, получался объем полости, который Трауцль и предложил считать мерой работоспособности взрывчатого вещества. Этот нехитрый метод был рекомендован в качестве стандартного на V Международном съезде по прикладной химии в Берлине в 1903 году и с успехом применяется в наше время.

Бризантное и фугасное действие ВВ легко показать на примере: если взять кирпич и ударить по нему кувалдой, то он сначала расколется (бризантное действие), а обломки отлетят на некоторое расстояние (фугасное действие). Другой реальный пример: если положить заряд под бетонную плиту, то после взрыва она окажется на некотором расстоянии от места взрыва с дырой или выбоиной в ней: это и есть соответственно фугасное и бризантное действия.

Чувствительность ВВ к механическим воздействиям заставляет по иному использовать некоторые и не использовать другие вовсе (нитроглицерин (НГЦ), например, слишком чувствителен к механическим воздействиям и груз массой 2 кг, отпущенного с высоты 4 см, вполне хватит, чтобы нитроглицерин сдетони-ровал). Там, где необходимо инициировать основной заряд механическим ударом или пламенем, используют как раз такие ВВ (тетранитропентаэритрит (ТЭН), азид свинца, гексоген, тринитрорезорцинат свинца (ТНРС)). Как правило, чувствительные к механическим воздействиям ВВ, также не переносят огня, горение идет нестабильно, в конечном итоге переходя во взрыв. Для того чтобы получить заряд с приемлемыми характеристиками, подобные ВВ используют в сплавах (например, сплав гексогена с тротилом обладает меньшей чувствительностью к удару, чем гексоген, и большей мощностью, чем тротил), либо в них вводят «легирующие добавки» - флегматизаторы для уменьшения чувствительности.

Химическая стойкость предполагает устойчивость соединения во времени, т.е. взрывчатка попросту не должна со временем сгнить или разложиться, и, естественно, сама по себе взорваться. Поэтому найти вещество, отвечающее всем этим и некоторым другим требованиям, весьма непросто. Боеприпасы, оставшиеся со времен войны и взрывающиеся в наши дни, - пример ВВ отличного качества, отвечающего всем перечисленным требованиям. Химическая активность присуща некоторым ВВ, например, гремучей ртути, которая неплохо взаимодействует с некоторыми металлами, разъедая их и образуя, в некоторых случаях, гремучие соли (более чувствительные к механическим воздействиям, чем сама гремучая ртуть).

1.1 Чувствительность к внешним воздействиям - характеристика, определяющая безопасность производства и эксплуатации взрывчатых

материалов и изделий из них

Чувствительность ВЭК — характеристика взрывчатых веществ, обуславливающая вероятность возникновения взрыва при внешнем воздействии.

Чувствительность ВЭК и их компонентов к внешним воздействиям определяется их способностью реагировать на внешнее воздействие возникновением горения или взрыва (детонации). Она является одной из основных характеристик ВМ, используемой для определения безопасных условий в процессах производства и эксплуатации изделий на основе индивидуальных и смесевых ВМ [1-10].

Высокая стоимость изделий из ВМ, а также значительные материальные затраты на восстановление производства в случае аварии обусловливают необходимость проведения анализа существующих подходов и результатов экспериментов и дальнейших исследований чувствительности ВМ к внешним воздействиям. Знание уровня чувствительности ВМ к отдельным видам или комплексу внешних воздействий позволяет не только моделировать безопасные условия изготовления и эксплуатации ВМ, но и существенно облегчить выбор новых компонентов и индивидуальных ВМ для современных высокоэнергетических композиций.

Чувствительность ВМ к начальному импульсу является величиной непостоянной (относительной) и зависит от условий, в которых он действует, и от свойств материала. Как показывают многочисленные экспериментальные данные [1-6], ВМ обладают избирательной чувствительностью к различным видам начального импульса и к распределению энергии начального импульса во времени. Последнее связано с тем, что решающую роль при инициировании взрывчатого превращения играет не общее количество диссипируемой энергии, а распределение ее по объему ВМ и время, в течение которого действует внешний источник.

Избирательность чувствительности не является абсолютной и не дает оснований сделать заключение о принципиальном различии в механизме возбуждения ВП при различных воздействиях [4]. Основным механизмом возбуждения ВП является тепловой, который отличается лишь механизмом диссипации энергии на различных неоднородностях с образованием первичных очагов разложения («горячих точек»). Именно с этим связана избирательность чувствительности ВМ, а также с механизмом развития начального ВП.

1.1.1 Тепловой механизм инициирования взрывчатого превращения

В настоящее время общепринятой теорией инициирования В ЭК является локально-очаговая, в соответствии с которой внешняя энергия преобразуется в тепловую, образуя точечные очаги разогрева диаметром 10'5-10"3 см [7, 8].

Основными путями образования очагов разогрева в зависимости от состояния ВЭК, включая полимерсодержащие, и условий инициирования могут быть [7, 9, 10]:

- адиабатическое сжатие газовых включений;

- внешнее и внутреннее трение твердых компонентов;

- вязкостный разогрев.

Разложение всех ВМ сопровождается выделением большого количества тепловой энергии. Если скорость выделения тепла выше скорости отвода его в окружающую среду за счет конвекции и теплопроводности, то реакция ускоряется, и может возникнуть воспламенение и тепловой взрыв.

Условиями, необходимыми для возникновения теплового взрыва, являются: образование высокотемпературных локальных разогревов и временной характер теплового самовоспламенения, которые можно записать [7, 9]:

= . (1)

ЕЕ

где Ткр - критическая температура ВМ в момент установления равенства теплоот-

тг

вода и теплоприхода, ; Т0 - температура стенок сосуда К; Е - энергия активации взрывчатого превращения, Дж/кг; Я - универсальная газовая постоянная, Дж/(кгК).

Согласно [9], факторами, благоприятствующими распространению реакции ВП, являются большой тепловой эффект и малая энергия активации реакции разложения, а также малое число молекул продуктов распада.

В общем случае изменение температуры ВМ во времени и в пространстве описывается уравнением теплового баланса и при прочих равных условиях определяется как [8]:

Л'Т»

ср—=Х у2Т + 0пк, (2)

где с р--изменение теплосодержания единицы объема вещества в единицу вре-

о

мени (Дж/(м -с)); с - теплоемкость вещества, Дж/(кг К), р - плотность вещества, кг/м3; X У2Т - потери тепла за счет теплопроводности, Дж; С)пк - выделение тепла при химической реакции, Дж; Т - температура газа, К; X - коэффициент теплопроводности, Вт/(мК); V - оператор Лапласа; п - число молекул в единице объема; к - константа скорости химической реакции, с"1.

В соответствии с тепловой теорией [4] критическим условием возникновения теплового взрыва является 8 > 8кр. В этих условиях стационарное распределение температур становится невозможным.

( к ^

(3)

V КТо V

<5=---- г • п • А • ехр

А. ят02

где 8 - параметр Франк-Каменецкого; г - критический радиус сосуда, м; А - пре-

дэкспоненциальный множитель.

Критический параметр Франк-Каменецкого показывает, что кроме теплоты реакции и энергии активации на чувствительность ВМ влияют физические характеристики, в частности, размер кристаллов.

Для обеспечения технологической и эксплуатационной безопасности ВМ необходимо знать, какой вид внешнего воздействия является доминирующим при инициировании ВП конкретного перерабатываемого ВМ, то есть практически безопасное производство ВМ должно увязываться с чувствительностью к наиболее опасному виду внешнего воздействия.

1.1.2 Основные виды внешних воздействий, приводящие к возникновению аварийных ситуаций при производстве взрывчатых материалов

и изделий из них

На всех фазах технологического процесса изготовления ВМ все исходные компоненты, включая полимеры, их смеси и готовые изделия подвергаются внешним воздействиям, в результате чего происходит изменение физико-механических, физико-химических свойств и химической структуры материалов.

Для корректной оценки безопасности производства изделий из ВМ, прежде всего, необходимо выделить доминирующие виды внешнего воздействия, приводящие к инициированию ВП. В таблице 1 представлены данные по вероятным причинам возникновения аварийных ситуаций в процессах производства, хранения и транспортировки, с указанием частости реализации того или иного вида воздействия, а в таблице 2 представлены данные по распределению аварийных ситуаций по технологическим операциям [9, 10].

Таблица 1 - Вероятные причины аварий при технологических операциях с ВМ, %

Вероятная причина аварий Технологическая операция

Прессование Смешение Транспортировка Сушка Формование Рассев Механическая обработка Аварии на всех операциях

Трение 13 17 15 9 14 14 18 42

Удар 24 14 10 14 17 12 10 23

Адиабатическое сжатие 58 - 33 - - - 8 8

Электростатический разряд - 12 - 6 23 53 5 6

Нагревание 7 4 36 37 10 - 7 19

Столкновение - - 38 - 15 47 - 2

Таблица 2 - Распределение количества загораний и взрывов по технологическим операциям

Операция технологического процесса Количество загораний и взрывов Механизм рассеяния энергии

Общее Со значительным эффектом

Количество % Количество Общее, %

Подготовка окислителя 11 25 - - Электростатический разряд, трение, удар

Подготовка смеси порошков 8 13 - - Электростатический разряд, трение, удар

Смешение и формование 16 36 8 73 Трение

Отверждение 1 2 1 9 Нагревание

Распрессовка 4 9 1 9 Трение

Механическая обработка 6 13 1 9 Трение

Дефектоскопия 1 2 - - -

Итого 47 100 11 100

Как видно из таблицы 1, на каждой технологической стадии возможно сочетание различных внешних воздействий, что затрудняет анализ причин загораний и взрывов. Статистические данные свидетельствуют о том, что 3/4 общего количества аварийных ситуаций происходит на фазах смешения компонентов и переработки ВМ. Наиболее опасными видами внешних воздействий являются: механические воздействия (удар, трение), нагревание и электростатический разряд. На долю механических воздействий приходится до 90 % аварий, при этом доминирующий вклад оказывает трение. Это объясняется «естественной» локализацией тепловыделения на поверхностях трения. Большая часть технологических операций при производстве и эксплуатации изделий ВМ сопровождается трением промежуточных ВМ и готовых изделий с поверхностями технологического оборудования и приспособлений разной природы [5, 7, 8].

1.1.2.1 Чувствительность взрывчатых материалов к тепловому воздействию

Тепловое инициирование лежит в основе любого вида внешнего воздействия, вызывающего ВП материалов, и определяется скоростью тепловыделения, происходящего в результате химического превращения материала, и условиями теплоотвода из зоны химической реакции. Мерой чувствительности ВМ к тепловому импульсу, как правило, является температура вспышки.

Температура вспышки - это наименьшая температура, до которой необходимо нагреть образец, чтобы вызвать в нем химическое превращение со скоростью, достаточной для получения звукового эффекта и пламени [5]. Основными характеристиками ВМ, определяющими температуру вспышки, являются скорость реакции и тепловой эффект при ВП.

Температура вспышки не может дать полной информации о чувствительности ВМ к тепловому воздействию. Это связано с тем, что температура вспышки -величина непостоянная, определяемая целым рядом факторов, основными из которых являются масса ВМ, скорость нагревания, теплопроводность ВМ и стенок испытательных приборов. В связи с этим целесообразно использование дополни-

тельных критериев оценки чувствительности ВМ к тепловым воздействиям (способность к воспламенению, термостойкость).

Ответной реакцией на внешнее воздействие являются горение и взрыв. Однако в рамках обеспечения безопасности, сам факт воспламенения, как начальной стадии горения, является недопустимым. Под воспламенением ВМ понимается интенсивное тепловыделение экзотермических реакций в конденсированной или газовой фазе при локальном действии внешнего источника энергии. Упоминание о локальном характере нагрева подчеркивает отличие воспламенения от теплового взрыва (самовоспламенения), при котором ВМ равномерно прогревается по всему объему. Возможность инициирования экзотермических реакций в поверхностном слое ВМ или в продуктах его газификации зависит как от природы материала, так и от внешних условий. В частности, вспышка в газе будет облегчаться при наличии в нем «горячих» точек (частицы металлов, оксидов, катализаторов) и, напротив, будет ингибироваться в случае разбавления холодным газом при конвективном перемешивании [9].

Согласно [4], количество тепла необходимое для воспламенения поверхности ВМ, можно выразить соотношением:

(Тк-Т0)2Еср Я

ср и , (4)

где ср', ср" - теплоемкости вещества в газовой и конденсированной фазах соответственно, Дж/(кг-К); Т0 - начальная температура вещества, К; Тк - температура поверхности конденсированной фазы, принятая равной температуре кипения, К; Тг -температура горения при начальной температуре вещества Тк, К; и - скорость горения, м/с.

Величина С) зависит не только от температуры на поверхности взрывчатого материала, но и от его теплопроводности и скорости горения, которые для разных ВМ могут быть существенно различны. Поэтому нельзя за характеристику способности к воспламенению принимать температуру вспышки ВМ. Кроме того, для одного и того же взрывчатого материала (в порошкообразном состоянии) теплопроводность изменяется также в зависимости от плотности, причем с уменьшением плотности увеличивается, в соответствии с (4), скорость горения. По этим при-

чинам воспламеняемость черного пороха (иатм~100 м/с) значительно больше, чем бездымного пороха (иатм~10 м/с), хотя температура вспышки черного пороха (-300 °С) значительно выше, чем бездымного (-200 °С) [4]. Формула (4) показывает, что способность к воспламенению зависит от начальной температуры ВМ: с ее увеличением необходимый запас тепла линейно уменьшается. Воспламеняемость увеличивается с ростом давления. Это связано с тем, что скорость горения является функцией давления и с увеличением его возрастает, следовательно, запас тепла, необходимый для воспламенения уменьшается. Распространение реакции из очага воспламенения будет возможно при условии когда р > ркр.

Способность к воспламенению взрывчатого материала определяет механизм образования очагов разогрева: если она велика и ВМ способен гореть при небольшом давлении, то возникновение взрывчатого превращения возможно от разогретых газовых пузырьков, а если же низка, то пузырьковый механизм не реализуется, и взрывчатое превращение возникает лишь при высоких давлениях, когда наступает течение твердого взрывчатого материала [11].

Таким образом, способность к воспламенению у взрывчатых систем при внешних воздействиях различна, она зависит от природы ВМ; условий, в которых действует внешнее воздействие и определяется свойствами индивидуальных и композиционных взрывчатых материалов (гетерогенность, плотность, вязкость и т.д.) [12]. Способность к воспламенению является важной характеристикой ВМ не только при оценке чувствительности к тепловым воздействиям, но и в условиях возбуждения ВП ударом.

Другим критерием чувствительности взрывчатых материалов к тепловому инициированию является термостойкость - способность ВМ сохранять физико-химические свойства в широком температурном интервале. Термостойкость оценивается по температуре начала интенсивного разложения, которую определяют методом дифференциально-сканирующей калориметрии. Температуре начала интенсивного разложения соответствует точка перегиба на кривой термограммы, после чего происходит очень быстрое разложение взрывчатого материала, энерговыделение достигает максимума, а затем плавно снижается - этому состоянию

соответствует экзопик на термограмме, однако температура начала интенсивного разложения, как и температура вспышки, позволяет проследить поведение ВМ только на начальной стадии разложения. По ней нельзя в полной мере оценить чувствительность ВМ к тепловому воздействию, поскольку неизвестно как поведет себя материал на дальнейших стадиях разложения.

На долю аварий на производствах, связанных с переработкой ВМ и изделий из них, по причине теплового воздействия (нагревания) приходится примерно 2630 % взрывов.

1.1.2.2 Чувствительность взрывчатых материалов к механическим

воздействиям

Многолетний опыт работы с ВМ позволяет сделать вывод, что наиболее частыми причинами их загораний и взрывов являются механические воздействия (85-90 %), так как они лежат в основе технологического процесса изготовления взрывчатых материалов и присущи ряду стадий эксплуатационного цикла. В процессе переработки взрывчатые материалы перемешиваются в аппаратах, массо-проводах, шнеках, где происходит трение о стенки этих устройств. Одним из наиболее опасных узлов технологических аппаратов являются сальниковые уплотнения вращающихся деталей, при этом длительное и интенсивное механическое воздействие может привести к разогреву и воспламенению взрывчатой массы в зазоре с последующим распространением горения на весь объем аппарата [9]. Во время прессования или при других видах механической переработки ВМ имеет место сжатие материала в тонком слое, то есть при адиабатических условиях. Этот режим считается наиболее опасным [5].

Композиционные ВМ в процессе изготовления и в готовых изделиях находятся в контакте с различными технологическими поверхностями в различных температурно-временных режимах. В литературе имеются отрывочные данные о влиянии рассматриваемых условий на параметры чувствительности композиционных ВМ к внешним воздействиям [4, 11]. Это обусловлено методическим несо-

вершенством существующих способов испытаний, отсутствием механизма анализа влияния различных свойств ВМ и условий испытаний на их параметры чувствительности. Применительно к механическим воздействиям влияние контактирующих материалов обусловлено физико-механическими и теплофизическими характеристиками (твердостью, коэффициентом теплопроводности, температурой материала при ударных воздействиях, коэффициентами трения покоя и скольжения) взаимодействующих фаз. Для гетерогенных систем характерна неоднородность свойств, обусловленная компоновкой состава - зоны контакта эластичного связующего и зоны контакта твердого наполнителя, представляющего собой порошкообразный материал, что повышает возможность их воспламенения при механическом воздействии.

В процессе производства на разных фазах переработки взрывчатые материалы чаще всего находятся в пластическом или пастообразном состоянии, в ряде случаев - в жидком (пластификаторы, смеси их со связующим). Поэтому важным фактором, определяющим безопасные условия переработки, являются реологические характеристики материалов и их агрегатное состояние.

Ряд технологических операций и внешних воздействий сопровождается образованием диспергированного смесевого ВМ, при этом диспергирование может сопровождаться или быть следствием локальных разогревов при механическом воздействии. Рассматриваемые процессы наблюдаются при механической обработке изделий, нарушении адгезионного контакта композиционного ВМ с технологическими поверхностями. Однако, несмотря на важность данного вопроса, в литературе практически отсутствует комплексный анализ влияния состояния ВМ на его чувствительность к внешним воздействиям. В зависимости от вида воздействия, интенсивности и реализованных режимов инициирования диспергированные взрывчатые материалы могут быть как более, так и менее чувствительны, чем монолитные образцы. Вследствие этого при анализе условий безопасности технологических процессов необходимо детально учитывать отмеченные особенности инициирования ВМ в различных состояниях.

Для подтверждения вышесказанного в данной работе были проведены сравнительные испытания стружки и монолитных образцов композиционных ВМ при двух временах задержки вспышки.

Испытания показали, что при малых временах задержки (режим зажигания) диспергированный материал более чувствителен к нагреванию, чем монолитный (рисунок 1). При больших временах задержки (режим самовоспламенения) наблюдается обратная зависимость. Это объясняется условиями теплообмена в прогретых слоях образцов ВМ [13].

400 350 300 250 200 150 100 50 0

180 220 260 300 340 380 420 ^

1 - стружка; 2 - монолит Рисунок 1 - Зависимость времени задержки вспышки от температуры ВМ

Таким образом, на основании проведенного литературного анализа и экспериментальных данных можно отметить, что чувствительность к механическим воздействиям зависит от целого ряда свойств ВМ, условий воздействия, что неизбежно создает сложности при выборе способов управления параметрами чувствительности к внешним воздействиям.

1.1.2.3 Чувствительность взрывчатых материалов к электрическому заряду

1

ч<"2

Рассмотрению вопросов электростатической безопасности производства и эксплуатации ВМ и изделий из них посвящен ряд работ [13-16]. Применяемые

порошкообразные материалы обладают высокими диэлектрическими свойствами, которые способствуют повышению уровня электризации на фазе подготовки порошков или при их пневмотранспортировке. Диэлектрические характеристики и электризуемость самых распространенных взрывчатых материалов приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Диэлектрические характеристики и электризуемость ВМ

ВМ Влажность, % Удельное электрическое сопротивление Электризуемость, кВ

Объемное, Ом см Поверхностное, Ом

Гексоген 0,01 >1015 >1015 5-7

Тротил 0,01 2-1013 10" 4

Опасность электростатических разрядов заключается в их значительной пространственно-временной концентрации энергии: времена разряда составляют примерно 10"7-10"3 с, а объем, в котором выделяется энергия, не превышает 10"12 м3.

Высокоэнергетические и быстрогорящие современные смесевые композиты, содержащие новые высокоактивные компоненты, воспламеняются в некоторых случаях при энергии разряда около 1 Дж. Чувствительность отдельных компонентов таких композиций может быть еще выше, что существенно повышает опасность производства композиционных ВМ. Результаты измерений [9] показали, что на разных фазах производства потенциалы статического электричества имеют разные значения: от нескольких десятков вольт до 5-7 кВ и более. Наибольшее значение потенциалов фиксируется на операциях, где происходит интенсивное перемещение ВМ или элементов оборудования с целью гомогенизации технологической массы.

На долю аварий по причине электростатического воздействия приходится примерно 8-10 % взрывов [9], поэтому при работе с сухими порошкообразными ВМ необходимо принимать соответствующие меры безопасности.

Конкретные операции с индивидуальными, смесевыми ВМ и изделиями из них характеризуются, как правило, одним доминирующим видом внешнего воз-

действия, определяющим возможный механизм образования очагов разогрева: трение, удар, электризация, тепловое воздействие. Однако при оценке степени опасности технологических операций необходимо учитывать и сопутствующие механизмы инициирования, которые сопровождают доминирующий механизм (таблицы 1 и 2).

Наиболее опасными условиями при производстве, транспортировке, хранении и эксплуатации ВМ считаются условия, при которых отсутствует эффективный механизм рассеяния тепловой энергии на весь объем взрывчатого материала при ударе, и осуществляется «естественная» локализация энергии инициирования при трении на фактической площади контакта между компонентами в смеси, либо между ВМ и поверхностью испытательных приборов. Возможность реализации подобных условий инициирования взрывчатого превращения в поверхностном слое взрывчатого материала зависит от его природы, свойств и внешних условий [12]. Таким образом, управлять параметрами чувствительности ВМ можно, изменяя их реологические, физико-химические, физико-механические свойства, состояние поверхности и условия, в которых они подвергаются внешнему воздействию.

В результате проведения литературного обзора можно заключить, что избирательная способность ВМ к восприятию внешнего импульса определяется совокупным проявлением их химических и физических свойств, которые существенным образом влияют на условия диссипации энергии взрывчатого превращения и возбуждения в ВМ химических реакций под воздействием наиболее опасного инициирующего импульса, которым являются механические воздействия (удар, трение).

С учетом вышесказанного, в работе рассмотрено влияние на чувствительность ВМ к механическим воздействиям их химических, физических характеристик, а также взаимосвязь чувствительности с термохимическими параметрами. Важность рассмотрения этих вопросов состоит в том, что при синтезе мощных взрывчатых материалов и разработке высокоэнергетических композиций на их

основе возрастает необходимость прогнозирования чувствительности ВМ с целью обеспечения безопасности технологических операций.

1.1.3 Факторы, влияющие на чувствительность взрывчатых материалов к

механическим воздействиям

1.1.3.1 Влияние химических свойств

Попытки установить связь чувствительности ВМ с их составом и строением были предприняты в ряде работ [3, 4, 12-19], различных как по выбору параметров строения, по которым оценивалось влияние на инициирующую способность, так и по выбору классов исследуемых взрывчатых материалов. К факторам химического характера относятся, в первую очередь, состав и строение молекул ВМ.

Поскольку в одной молекуле ВМ содержатся горючие и окисляющие компоненты, то их соотношение должно обеспечить минимально необходимый для появления взрывчатых свойств кислородный баланс [12].

По Вант-Гоффу [20-26] неустойчивость соединений обусловлена наличием в их составе эксплозофорных группировок: -С=С-; -С=М; С-МЭг; 0-Ж>г; N-N02; -N=N-5 связи N-N1 в триазольном кольце.

Основная часть теплового эффекта при взрыве соединений, содержащих эти группы, выделяется за счет окисления углерода и водорода кислородом активных групп. Неустойчивость в ряду М^^О-МЭг^-ЫОг возрастает за счет уменьшения теплоты образования функциональных групп. При этом уменьшается энергия активации реакции, и увеличивается теплота сгорания ВМ.

При увеличении числа эксплозофорных групп в молекуле чувствительность ВМ увеличивается [27-30], однако такое положение не является однозначным. В некоторых случаях это может дать обратный эффект. Так, например, если ввести нитрогруппу в соединение с чувствительностью порядка инициирующего ВМ, то чувствительность соединения может понизиться [33—42].

В последние годы повысился интерес к соединениям класса азолов -триазолам и тетразолам [16, 43^5]. Они обладают широким спектром физико-химических, в том числе и взрывчатых, характеристик: среди них есть инициирующие ВМ и практически безопасные материалы. Таким образом, привлекательность ряда соединений этого класса объясняется тем, что благодаря своему строению они обладают высокими энергетическими характеристиками и чувствительностью к внешним воздействиям на уровне и ниже тротила [10, 16].

N02

N02

ы-

\\

N

N

N02

N02

ГЧ-

Н

\\

N

N «1

1 -алкил-3 -нитро-1,2,4-триазол

С-нитро-1,2,4-триазол М-нитро-1,2,4-триазол

Я= Н; РЬ; Ме; С1; Вг; ЫН2; Ш2

СН3; С2Н5; СН2ОСН2СН2С1; СН2-С=СН2; СН2СН=СН2

02N

N02

N1-

N

\\

N

К

3,5-динитро-1,2,4-триазол 4,5-динитро-1,2,3-триазол 3-нитро-1,2,4-триазолон-5

Ы= СНз; С2Н5; СН2СН=СН2; СН2=СЫ

N-N

// \

___N

N

/

N4

N

N1'

N

1

я

N

1Н-тетразол 2Н-тетразол

Ы-алкильные производные тетразола Я1= СН3

Изучение чувствительности к механическим воздействиям нитроароматиче-ских веществ, Ы-нитраминов, нитроэфиров, пикрилазолов, тетразолов [12] и тра-

диционных инициирующих ВМ [17] привело к выводу о едином для всех взрывчатых материалов механизме реагирования на внешнее воздействие на молекулярном уровне, заключающемся в изменении полярности слабой связи (ц) и последующем ее разрыве. Для самой слабой связи ц =100 % [16]; для нитроаромати-чеких соединений 15 % < < 30 %; для Ы-нитраминов 25 % < ц < 55 %; для нит-роэфиров 40 % < ц < 50 %; для пикрилазолов 10 % < (I < 65 %; для тетразолов 75 % < ц < 95 %. Таким образом, при наличии в молекуле слабых полярных связей ее прочность падает, а чувствительность - растет.

Кроме того, на чувствительность взрывчатого материала оказывает влияние взаимное расположение групп в молекуле [10]. Известно [7], что введение экспло-зофорных групп в молекулу ВМ и их взаимное расположение влияют на величину скорости горения соединений (она может возрастать в 2-3 раза), однако четкой корреляции между устойчивостью соединения и скоростью горения нет [12].

Существует концепция, связывающая число стадий медленного термораспада с инициирующей способностью ВМ. Считается, что чем меньше количество стадий, следующих за первичной фрагментацией, и чем она экзотермичнее, тем вероятнее, что горение легче перейдет в детонацию, то есть тем выше инициирующая способность ВМ [5].

Роль химических факторов возрастает при распространении реакции ВП на весь объем вещества.

Нельзя рассматривать взаимосвязь параметров чувствительности ВМ с химической структурой без учета комплекса его физических свойств (коэффициента внутреннего трения, температуры плавления, плотности, поверхностного натяжения, молярной массы и т.д.) и условий испытаний.

1.1.3.2 Влияние физических свойств

Физические характеристики взрывчатого материала и его состояние (однородный или диспергированный) влияют на механизм диссипации энергии, обра-

зование первичных очагов разложения («горячих» точек) и механизм развития начавшегося взрывчатого превращения.

К физическим характеристикам ВМ относятся: агрегатное состояние, коэффициент внутреннего трения (вязкость), размеры кристаллов, их твердость, теплопроводность, начальная температура, плотность, температура плавления, температура начала интенсивного разложения, поверхностное натяжение и т.д. Кроме того, на чувствительность ВМ к механическим воздействиям оказывают влияние твердые инертные примеси, которая, при значительном их содержании, определяется изменением вязкости ВМ. В зависимости от свойств материала и условий удара одна и та же примесь может как повышать, так и понижать его чувствительность. Влияние агрегатного состояния на чувствительность ВМ связано с образованием «горячих» точек в материале и с условиями передачи тепла от его слоя к слою (теплопроводность, конвекция) [4]. Однако это влияние неоднозначно, т.к. при переходе от твердого ВМ к жидкому чувствительность может повышаться или понижаться в зависимости от условий испытания.

В работах [7, 9] показано, что основными механизмами образования очагов разогрева для твердых взрывчатых материалов являются: адиабатическое сжатие газовых включений, имеющихся в материале, и внешнее трение на поверхностях, между которыми находится ВМ; частицах посторонних примесей; самих частицах ВМ при трении между его кристаллами.

Влияние размера кристаллов взрывчатых материалов на их чувствительность следует из условия Франк-Каменецкого (формула (3)). В очень мелких кристаллах реакция не будет развиваться до взрыва [7], т.к. вероятность взрыва определяется дефектностью кристаллов ВМ, то есть числом возможных центров инициирования. В крупных кристаллах их будет больше, чем в мелких. Так, например, авторами [17] было найдено, что кристаллы азида кадмия толщиной более 24 мкм взрываются при 320 °С, а кристаллы толщиной менее 24 мкм медленно разлагаются без взрыва. Из таблицы 4 видно, что критическая толщина слоя ВМ с повышением температуры уменьшается.

Таблица 4 - Значения критической толщины кристаллов азида кадмия

Температура, °С Критическая толщина, мкм

320 24

325 20

330 17

Поскольку максимальная температура очагов разогрева определяется точкой плавления инертных примесей [10], вероятность возникновения местных ра-зогревов в значительной степени зависит от их твердости (таблица 5).

Таблица 5 - Возбуждение взрыва ТЭН трением и ударом в присутствии примесей

Примесь Твердость по шкале Мооса Температура плавления, °С Частость взрыва, %

при трении при ударе

ТЭН (без примесей) 1,8 141 0 2

Бисульфат калия 3,0 210 0 3

Азотнокислый калий 2,0-3,0 334 0 0

Бура 3,0-4,0 560 100 30

Стекло 7,0 800 100 100

Медный блеск 3,0-3,5 1100 100 50

Видимая связь между частостью взрыва и твердостью частиц отсутствует, однако прослеживается определенная связь между температурой плавления и частостью взрывов: частицы, имеющие температуру плавления менее 500 °С, снижают чувствительность ВМ к механическим воздействиям, а частицы с температурой плавления выше 500 °С - повышают значения этой характеристики.

В работе [7] показано, что наибольшей чувствительностью обладают ВМ, имеющие более высокую температуру плавления и коэффициент внутреннего трения. Частость взрывов для ВМ с температурой плавления порядка 60-100 °С равна или близка к нулю. С повышением температуры плавления более 110 °С частость взрывов достигает 100 % для ВМ, температура плавления которых выше их температуры воспламенения.

Аналогичная зависимость характерна для результатов экспериментов по чувствительности к трению (без сенсибилизатора), определенных по стандартной методике (ГОСТ 4545-80). Чувствительность ВМ к трению снижается до определенного значения с понижением температуры плавления (рисунок 2). При температуре плавления меньше 100 °С наблюдается более сильное влияние других свойств ВМ: кислородного баланса, температуры вспышки, химического строения [5].

100 150 200 250 Т™ °С

Рисунок 2 - Влияние температуры плавления на чувствительность ВМ к трению

Существенным фактором, влияющим на зарождение очагов разогрева и дальнейшего развития взрывчатого превращения, является теплопроводность частиц ВМ: чем выше теплопроводность, тем ниже чувствительность материала. Именно высокой теплопроводностью объясняется относительно слабое сенсибилизирующее действие каменной соли, несмотря на то, что ее температура плавления 804 °С (таблица 5) [4].

Поскольку сжатие газовых включений играет важную роль при инициировании ВМ и развитии взрывчатого превращения, скорость реакции будет зависеть от плотности распределения пузырьков, их размеров, природы газа внутри сжимаемого пузырька и его начального давления [10].

Поведение твердых и жидких ВМ при механическом воздействии во многом схоже, однако существуют принципиальные отличия, связанные с тем, что твердые ВМ являются, изначально, механически неоднородными, а жидкие ВМ при-

обретают неоднородность в процессе инициирования и дальнейшего распространения взрывчатого превращения.

Способность жидкости терять неоднородность обусловлена ее фундаментальным свойством, которое заключается в том, что она не способна противостоять действию любых, даже незначительных, объемных растягивающих усилий и стремится к образованию полостей, занимаемых паром или газом [46].

В работах [10, 12, 46] показано, что главная причина инициирования низковязких жидких ВМ - схлопывание имеющихся в них воздушных пузырьков или кавитационных полостей, появляющихся в начале удара из-за многократного воздействия на жидкость системой нагружения. В случае высоковязких ЖВМ решающим механизмом возбуждения взрыва является вязкостный механизм.

Величина начального импульса, необходимого для инициирования взрыва ЖВМ, зависит от состояния жидкости и характера течения, вызванного ударом [3, 4, 9, 10, 12]. Для инициирования низковязких ЖВМ энергия удара составляет -0,1 Дж [7]. Вязкий разогрев при механических воздействиях с энергиями до 100 Дж оказывается малоэффективным для таких материалов [5]. Эффективность этого механизма возрастает при повышении скорости удара (со ~ 5-150 м/с) и увеличении вязкости жидкости, а также при снижении теплоотвода с контактных поверхностей испытательного прибора.

Для вязких ЖВМ инициирование за счет сжатия газовых полостей затруднено. Известно [13], что желатинизация НГЦ приводит к снижению его чувствительности, причем, тем в большей степени, чем больше вводится коллоксилина, что объясняется ликвидацией пузырькового механизма инициирования. Именно поэтому загущение ЖВМ является одним из эффективных способов управления параметрами чувствительности, который часто применяется на практике.

В условиях производства и эксплуатации чаще всего приходится иметь дело со сложными гетерогенными композициями, состоящими из жидких и твердых ВМ. При их производстве на стадиях приготовления и смешения индивидуальных ВМ образуются различные промежуточные смеси: окислитель с технологическими добавками; окислитель с полимерной основой; пластификатор с полимерной

основой. Опираясь на известные физические представления о протекании процессов возбуждения и развития взрыва в жидких и твердых ВМ [2, 5, 12], можно сделать вывод о том, что наиболее эффективные механизмы инициирования смесе-вых ВМ (окислитель + полимерная основа; окислитель + ВМ; ВМ + ВМ; ВМ + инертная добавка) аналогичны индивидуальным ВМ: подъем температуры в результате адиабатического сжатия газовых включений; внутреннее и внешнее трение твердых компонентов; вязкостный разогрев. Кроме того, для смесевых взрывчатых материалов возможный механизм инициирования может определяться химическим взаимодействием продуктов разложения смеси. При этом важную роль приобретают реакционная способность компонентов, их термостойкость и теплотворная способность [2, 5, 12]. На условия возбуждения ВП влияет размер частиц окислителя: возбуждение ВП при механическом воздействии с увеличением дисперсности облегчается [12] (рисунок 3).

Ркр-Ю4, МПа

10 8 6 4

0

к

\ ♦-4

^2

20

40

60

Содержание 20 окислителя, %

1 - размер частиц окислителя 4 мкм; 2 - размер частиц окислителя 250-315 мкм Рисунок 3 - Зависимость критического давления возбуждения взрывчатого превращения ВМ от содержания окислителя при разной его дисперсности

Доминирующий механизм возбуждения ВП смесей определяется по зависимости критического напряжения инициирования от процентного соотношения компонентов.

В широком диапазоне соотношений компонентов именно ВМ определяет условия возбуждения взрыва смесей (рисунок 4). Кроме того, на параметры ини-

циирования оказывает влияние тепловыделение в среде, окружающей очаг. Если ВМ разбавить инертным веществом, то это повысит значение критического напряжения, необходимого для возбуждения взрыва смеси по сравнению с составом «ВМ+окислитель» при одинаковом содержании ВМ. Однако рост значений этого параметра для смеси «ВМ+окислитель» ограничен критическим напряжением для окислителя, а для смеси «ВМ+инертная добавка» - не ограничен [2, 12].

Рк

кр'ИГ, МПа

10 8 6 4 2 0

Заключение диссертации по теме «Технология и переработка полимеров и композитов», Передерин, Юрий Владимирович

7 Результаты работы используются в ОАО «ФНПЦ «Алтай» в процессах разработки полимерсодержащих высокоэнергетических композитов (акт об использовании прилагается к диссертации).

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Передерин, Юрий Владимирович, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Холево, H.A. Чувствительность взрывчатых веществ к удару / H.A. Холево

- М.: Машиностроение, 1974. - 118 с.

2 Корсунский, Б.Л. Методологические проблемы определения термической стабильности взрывчатых материалов / Б.Л. Корсунский, Г.Б. Манелис, Г.М. На-зин // Российский химический журнал. - 1998. - № 4. - С. 49-53.

3 Страковский, Л.Г. О предельных условиях образования очага воспламенения за счет сжатия воздушных включений при инициировании / Л.Г. Страковский, A.A. Орлов // Физика горения и взрыва. - 1988. - № 2. - С. 78-83.

4 Андреев, К.К. Теория взрывчатых веществ / К.К. Андреев, А.Ф. Беляев -М.: Оборонгиз, 1960. - 572 с.

5 Дубнов, Л.В. Методы оценки усредненной чувствительности взрывчатых веществ / Л.В. Дубнов, О.Л. Жуковский // Физика горения и взрыва. - 1994. - № 6.

- С. 96-99.

6 Bayley, A. The handling and proceeding of explosives / A. Bayley, D. Chapman, M.R. Williams // Eighteenth International Pyrotechnics Seminar, Breckenridge, Colorado. - 1992. - P. 33-49.

7 Лисанов, M.B. Влияние прочности заряда на параметры воспламенения твердых веществ при ударе / М.В. Лисанов, A.B. Дубовик // Физика горения и взрыва. - 1991. -№ 4. - С. 99-104.

8 Wiener, H. Structural Determination of Paraffin Boiling Points / H. Wiener, J. Am // Chem. Soc. - 1947. - Vol. 69. - P. 17-20.

9 Пивина, T.C. Молекулярные критерии чувствительности взрывчатых веществ к удару / Т.С. Пивина, Э.А. Петров, Г.Х. Агранов и др. // Физика горения и взрыва.- 1991.-№2. -С. 123-127.

10 Белик, A.B. Прогнозирование чувствительности взрывчатых веществ к удару / A.B. Белик, В.А. Потемкин // Физика горения и взрыва. - 1988. - № 5. -С. 103-106.

11 Миркин, Б.Г. Об измерении близости между разбиениями конечного множества объектов / Б.Г. Миркин, Л.Б. Черный // Автоматика и телемеханика. -1970.-№5.-С. 120-127.

12 Ердакова, В.П. Прогноз взрывчатых свойств и классификация взрывчатых материалов / В.П. Ердакова, Н.И. Попок // Материалы и технологии XXI века: тез. докл. I Всероссийской научно-практической конференции, Бийск, 6-8 сентября 2000 г.-С. 123-135.

13 Поздняков, З.Г. Справочник по промышленным взрывчатым веществам и средствам взрывания / З.Г. Поздняков, Б.Д. Росси. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1977.-253 с.

14 Котомин, A.A. Эластичные ВМ / A.A. Котомин // Российский химический журнал. - 1997. -№ 4. - С. 89-101.

15 Lobbecke, S. Thermoanalytical Screening of Nitrogen-Rich Substances / S. Lobbecke, A. Pfeil // Propellants, Explosives, Pyrotechnics. - 1999. - № 24. -P. 168-175.

16 Островский, В.А., Колдобский Г.И. Энергоемкие тетразолы / В.А. Островский, Г.И. Колдобский // Российский химический журнал. - 1997. - № 2. -С. 84-98.

17 Багал, Л.И. Химия и технология инициирующих взрывчатых веществ / Л.И. Багал. - М.: Машиностроение, 1975. - 401 с.

18 Селиванов, В.В. Ударные и детонационные волны. Методы исследования / В.В. Селиванов, B.C. Соловьев, H.H. Сысоев. - М.: Изд-во МГУ, 1990. - 256 с.

19 Veelenturf, L.P.J. Analysis and applications of artificial neural networks / L.P.J. Veelenturf. - Prentice Hall, 1995. - 260 p.

20 Астафьева, H.M. Вейвлет-анализ: основы теории и примеры применения / Н.М. Астафьева // Успехи физических наук. - 1996. - Т. 166, № 11. - С. 11451170.

21 Дремин, И.М. Вейвлеты и их использование / И.М. Дремин, О.В. Иванов, В.А. Нечитайло // Успехи физических наук. - 2001. - Т. 171, № 5 - С. 465-501.

22 Chemoinformatics: A Textbook / Edited by Johann Gasteiger and Thomas Engel. - VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2003. - 649 p.

23 Андрианов, В.Г. Зависимость реакционной способности пятичленных ге-тероциклов от их строения / В.Г. Андрианов, М.А. Шохен, А.В. Еремеев // Химия гетероциклических соединений. - 1989. - № 4. - С. 508-511.

24 Kamlet, M.J. Chemistry of Detonations. I. A Simple Method for Calculating Detonation Properties of C-H-N-0 Explosives / M.J. Kamlet, S.J. Jacobs // The journal of chemical physics. - 1968. - V. 48, № 1. - p. 23-35.

25 Kamlet, M.J. Chemistry of Detonations. II. Buffered Equilibria / M.J. Kamlet, S.J. Jacobs // The journal of chemical physics. - 1968. - V. 48, № 1. - P. 36-42.

26 Kamlet, M.J. Chemistry of Detonations. III. Evaluation of Simplifies Calcula-tional Method for Chapman-Jouguet Detonation Pressures on the Basis of Available Experimental Information / M.J. Kamlet, S.J. Jacobs // The journal of chemical physics. - 1968.-V. 48, № l.-P. 43-50.

27 Rodgers, D.W. Computational chemistry using the PC / D.W. Rodgers. - John Wiley & Sons, Inc., 2003. - 349 p.

28 Leach, A.R. Molecular modeling principles and applications / A.R. Leach. -Henry Ling Ltd., 2001. - 759 p.

29 Mandic, D.P. Recurrent Neural Networks for Prediction: Learning Algorithms, Architectures and Stability / D.P. Mandic, J.A. Chambers. - John Wiley, 2001. - 285 p.

30 Мейдер, Ч. Численное моделирование детонации / Ч. Мейдер: пер. с англ. - М.: Мир, 1985.-384 с.

31 Henchliffe, A. Modeling molecular structures / A. Henchliffe. - Wiley, 2000. -336 р.

32 Ivanciuc, О. Design of Topological Indices. Part 10.1 Parameters Based on Electronegativity and Covalent Radius for the Computation of Molecular Graph Descriptors for Heteroatom-Containing Molecules / O. Ivanciuc, T. Ivanciuc, A.T. Balaban // J. Chem. Inf. Comput. Sci. - 1998. - № 38. - P. 395-401.

33 Бончев, Д.Г. Характеризация химических структур с помощью теории информации и теории графов / Д.Г. Бончев. - М.: Московский ун-т, 1984. - 48 с.

34 Татевский, В.М. Химическое строение углеводородов и закономерности в их физико-химических свойствах / В.М. Татаевский. - М.: Изд-во МГУ, 1953. -38 с.

35 Бородкин, Л.И. Многомерный статистический анализ в исторических исследованиях / Л.И. Бородкин. - М.: МГУ, 1986. - 188 с.

36 Winer, Н. Structural Determination of Paraffin Boiling Points / H/ Winner // J.Am.Chem.Soc. - 1947. - V. 19, № l.-P. 1189-1196.

37 Colmenarejo, G. Cheminformatic Models To Predict Binding Affinities to Human Serum Albumin / G. Colmenarejo, A. Alvarez-Pedraglio, J. Lavandera // J. Med. Chem. - 2001. - V. 44 - P. 4370-4378.

38 Todeschini, R. V. Handbook of Molecular Descriptors / R. Todeschini; V. Consonni // Wiley-VCH: Weinheim (Germany), 2000. - Vol. 11. - P. 667-672.

39 Урядов, В.Г. Взаимосвязь «структура -. свойство». Часть I. Топологический подход к описанию термодинамических свойств органических соединений, содержащих гетероатомы / В.Г. Урядов, Н.В. Аристова, А.И. Курдюков, Е.Н. Офицеров // Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. - 2000.-№ 3. - С. 67-71.

40 Pogliani, L. Modeling properties with higher-level molecular connectivity descriptors / L. Pogliani. - J.Chem. Inf. And Comput. Sci. - 1999. - Vol. 39, № 1. -P. 104-111.

41 Ivanciuc, O. Algorithms and Software for the Computation of Topological Indices and Structure-Property Models; in: Topological Indices and Related Descriptors in QSAR and QSPR / O. Ivanciuc, J. Devillers. - Gordon and Breach Science Publishers, 1999.-P. 779-804.

42 Keshavarz, M.H. Investigation of the Various Structure Parameters for Prediction Impact Sensitivity of Energetic Molecules via Artificial Neural Network / M.H. Keshavarz, M. Jaafari. - Propellants, Explosives, Pyrotechnics. - 2006. - № 3 -P. 216-221.

43 Тимнат, И. Ракетные двигатели на химическом топливе / И. Тимнат: пер. с англ. - М.: Мир, 1990. - 294 с.

44 Каплан, Г.И. Триазолы и их пестицидная активность / Г.И. Каплан, С.С. Кукаленко. -М.: НИИТЭХИМ, 1983.-40 с.

45 Джилкрист, Т. Химия гетероциклических соединений / Т. Джилкрист: пер. с англ. - М.: Мир, 1996. - 464 с.

46 Салем, Р.Р. Физическая химия. Термодинамика / Р.Р. Салем. - М.: ФИЗ-МАТЛИТ, 2004. - 352 с.

47 Гупал, А. М. Об одном методе индуктивного вывода с подрезанием деревьев решений / А.М. Гупал, А.А. Пономарев, А.М. Цветков // Кибернетика и системный анализ. - 1993. - № 5. - С. 174-178.

48 Морозов, А.Д. Введение в теорию фракталов / А.Д. Морозов. - Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2002. - 160 с.

49 Кинг, Р. Химическое приложение топологии и теории графов / Р. Кинг. -М.: Мир, 1987. -560 с.

50 Факторный, дискриминантный и кластерный анализ / Пер. с англ. Дж.-О. Ким, Ч.У. Мьюллер, У.Р. Клекка и др. - М.: Финансы и статистика, 1989. - 215 с.

51 Warshel, A. Computer modeling of chemical reactions in enzymes and solutions / A. Warshel. - Wiley Professional Paperback Edition, 1997. - 236 p.

52 Мандель, И.Д. Кластерный анализ / И.Д. Мандель. - М.: Финансы и статистика, 1988. - 176 с.

53 Сокал, Р.Р. Кластер-анализ и классификация: основные направления / Р.Р. Сокал // Классификация и кластер. - 1980. - С. 7-19.

54 Freman, J.A. Neural networks: algorithms, applications, and programming techniques / J.A. Freman, D.M. Skapura. - Addison-Wesley Publishing Company, 1991.-401 p.

55 Краснов, M.Л. Вариационные исчисления. Задачи и упражнения / М.Л. Краснов, Г.И. Макарченко, А.И. Киселев. - М.: Главная редакция физико-химической литературы издательства «Наука», 1973. - 191 с.

56 Геометрические идеи в физике: сб. статей / Пер с англ., под ред. Ю.И. Манина. - М.: Мир, 1983. - 240 с.

57 Петров, Ю.И. Кластеры и малые частицы / Ю.И. Петров. - М.: Наука, 1986.-368 с.

58 Прикладные нечеткие системы / Пер. с япон. К. Асаи, Д. Ватада, С. Иваи и др.; под ред. Т. Тэрано, К. Асаи, М. Сугэно. - М.: Мир, 1993. - 368 с.

59 Эделстейн, Г. Интеллектуальные средства анализа, интерпретации и представления данных в информационных хранилищах / Г. Эделстейн // ComputerWeek. - 1996. - № 16. - С. 32-33.

60 Чернова, Н.М. Математическая обработка экспериментальных данных. Часть 2 (введение в регрессионный и корреляционный анализ) / Н.М. Чернова: -Магадан.: Изд. МПУ, 1996. - 28 с.

61 Загоруйко, Н.Г. Прикладные методы анализа данных и знаний / Н.Г. За-горуйко. - Изд-во Ин-та математики, 1999. - 270 с.

62 Kohonen, Т. Self-organizing maps / T. Kohonen. - Springer-Verlag, 2001. -

501 p.

63 Вапник, В.Н. Восстановление зависимостей по эмпирическим данным / В.Н. Вапник. - М.: Главная редакция физико-химической литературы издательства «Наука», 1979. - 448 с.

64 Kecman, V. Learning and soft computing support vector machines, neural networks, and fuzzy logic models / V. Kecman. - MIT Press, 2001. - 541 p.

65 Куликов, Г.Г., Брейкин T.B., Арьков В.Ю. Интеллектуальные информационные системы / Г.Г. Куликов, Т.В. Брейкин, В.Ю. Арьков. - Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т, 1999. - 129 с.

66 Горбань, А.Н. Методы нейроинформатики / А.Н. Горбань. - КГТУ, 1998. -205 с.

67 Белашов, В.Ю. Эффективные алгоритмы и программы вычислительной математики / В.Ю. Белашов, Н.М. Чернова. - Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 1997. - 160 с.

68 Жуков, JI.A. Использование нейросетевых технологий для проведения учебно-исследовательских работ / JI.A. Жуков. - Красноярск: КГТУ, 1998. - 205 с.

69 Колмогоров, А.Н. О представлении непрерывных функций нескольких переменных в виде суперпозиции непрерывных функций одного переменного / А.Н. Колмогоров // Докл. АН СССР. - 1957. - Т. 114, № 5. - С. 953-956.

70 Wolkenhauer О. Data Engineering: Fuzzy Mathematics in Systems Theory and Data Analysis / O. Wolkenhauer. - John Wiley & Sons, Inc, 2003. - 263 p.

71 Ye, N. The handbook of datamining / N. Ye. - Lawrence Erlbaum associated Publishers, New Jersey, 2003. - 689 p.

72 Горбань, А. Нейроинформатика и ее приложения / А. Горбань // Открытые системы. - 1998. - № 4-5. - С. 36-41.

73 Хехт-Нильсен Р. Нейрокомпьютинг: история, состояние, перспективы / Р. Хехт-Нильсен // Открытые системы. - 1998. - № 4-5. - 1998. - С. 23-28.

74 Розенблатт, Ф. Принципы нейродинамики. Персептроны и теория механизмов мозга / Ф. Розенблатт. - М.: Мир, 1965. - 306 с.

75 Свешников, С.В. Нейротехнические системы обработки информации / С.В. Свешников, A.M. Шквар. - Киев: Наукова думка, 1983. - 222 с.

76 Зозуля Ю.И. Интеллектуальные системы обработки информации на основе нейросетевых технологий / Ю.И. Зозуля. - Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т, 2000.- 138 с.

77 Кречетов, Н. Продукты для интеллектуального анализа данных / Н. Кречетов // Рынок программных средств. - № 14-15. - 1997. - С. 32-39.

78 Kosko, В. Neural Networks and Fuzzy Systems: A Dynamical Systems Approach to Machine Intelligence / B. Kosko. - Prentice Hall, 1992. - 452 p.

79 Зозуля Ю.И. Интеллектуальные системы обработки информации на основе нейросетевых технологий / Ю.И. Зозуля. - Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т, 2000.- 138 с.

80 Кречетов, Н. Продукты для интеллектуального анализа данных / Н. Кречетов // Рынок программных средств. - № 14-15. - 1997. - С. 32-39.

81 Осипов, Г.С. Приобретение знаний интеллектуальными системами / Г.С. Осипов М. - М.: Наука, 1997. - 196 с.

82 Райков, А.Н. Интеллектуальные информационные технологии и системы / А.Н. Райков. - М.: МИРЭА, 1998. - 213 с.

83 Fyfe, С. Artificial Neural Networks / С. Fyfe - The University of Paisley, 1996.- 136 p.

84 Hristev, R.M. Artificial Neural Networks / R.M. Hristev. - The ANN Book, 1998.-392 p.

85 Konar, A. Artificial intelligence and soft computing: behavioral and cognitive modeling of the human brain / A. Konar. - Boca Raton: CRC Press, 2000. - 787 p.

86 Бутлеров, A.M. Избранные труды по органической химии / A.M. Бутлеров. - М.: Изд-во АН СССР, 1951. - 692 с.

87 Цветков, А. М. Разработка алгоритмов индуктивного вывода с использованием деревьев решений / A.M. Цветков // Кибернетика и системный анализ. -1993.-№ 1.-С. 174-178.

88 Bigus, J.P. Data mining with neural networks: solving business problems -from application development to decision support / J.P. Bigus. - McGraw-Hill Companies, 1996.-220 p.

89 Journal of computational and applied mathematics // 2001. - Vol. 128, № 1-2.

90 Artificial Intelligence Applications and Innovations // 18th IFIP World Computer Congress, WWC Toulouse. - 2004. - 484 p.

91 Айвазян, С.А. Прикладная статистика: классификация и снижение размерности / С.А. Айвазян, В.М. Бухштабер, И.С. Енюков, Л.Д. Мешалкин. -М.: Финансы и статистика, 1989. - 607 с.

92 Stuart, J.R. Artificial intelligence: a modern approach / J.R. Stuart. - Prentice Hall, 2009. - 932 p.

93 Галушкин, А.И. Теория нейронных сетей / А.И Галушкин. - М.: ИПРЖР, 2000.-416 с.

94 Fogelman, S.F. Neural networks, state of the art, neural computing / S.F. Fogelman. - IBC Technical Services, 1991. - 142 p.

95 Гордиенко, E.K. Искусственные нейронные сети. I. Основные определения и модели / Е.К. Гордиенко, A.A. Лукьяница // Изв. РАН. Техническая кибернетика. - 1994. - № 5. - С. 79-92.

96 Короткий, С.Г. Нейронные сети: алгоритм обратного распространения / С.Г. Короткий // BYTE. - 2000. - № 5. - С. 26-29.

97 Раевский, O.A. Дескрипторы молекулярной структуры в компьютерном дизайне биологически активных молекул / O.A. Раевский // Успехи химии. - 1999. -Т. 68, №6.-С. 555-575.

98 Короткий, С.Г. Нейронные сети: основные положения / С.Г. Короткий // BYTE.-2000.-№5.-С. 18-21.

99 Горбань, А.Н. Нейронные сети на персональном компьютере / А.Н. Гор-бань, Д.А. Россиев. - Новосибирск: Наука, 1996. - 144 с.

100 Горбань, А.Н. Обучение нейронных сетей / А.Н. Горбань. - М.: СП Параграф, 1990.-224 с.

101 Боровиков, В.П. Нейронные сети. STATISTICA Neural Networks / В.П. Боровиков. - М.: Горячая линия-Телеком, 2008. - 301 с.

102 Райков, А.Н. Интеллектуальные информационные технологии /

A.Н. Райков. - М.: МГИРЭА, 2000. - 96 с.

103 Овчинников, И.В. Динитродиазенофуроксан - новое сверхмощное взрывчатое вещество / И.В. Овчинников, H.H. Махова, Л.И. Хмельницкий,

B.C. Кузьмин, Л.Н. Акимова, В.И. Пипекин // Доклады академии наук. - 1998. -Т. 359, №4.-С. 499-502.

104 Abbass, H.A. Data mining: a heuristic approach / H.A. Abbass, R.A. Sarker,

C.S. Newton. - Idea Group Publishing, 2002. - 310 p.

105 Себер, Дж. Линейный регрессионный анализ / Дж. Себер. - М.: Мир, 1980.-456 с.

106 Кречетов, Н. Продукты для интеллектуального анализа данных / Н. Кречетов, П. Иванов // ComputerWeek. - 1997. - № 14-15. - С. 32-39.

107 Растригин, Л.А. Адаптация сложных систем / Л.А. Растригин. - Рига: Зинатне, 1981.-375 с.

108 Общая органическая химия / Под ред. Д. Бартона и У.Д. Оллиса. - Т. 7. Металлорганические соединения / Под ред. Д.Н. Джонса. - Пер. с англ., под ред. Н.К. Кочеткова и Ф.М. Стояновича. - М.: Химия, 1984. - 472 с.

109 Урядов, В.Г. Топологический подход к описанию некоторых свойств органических соединений, содержащих гетероатомы / В.Г. Урядов, Л.Ф. Урядова, Н.В. Аристова, А.И. Курдюков, П.И. Храмов // Казань: Казанский хим.-тех. ин-т. - 1989. - 22 с. - Деп. в ОНИИТЭХим 26.07.89, № 687-хп89.

110 Кристофидес, Н. Теория графов. Алгоритмический подход / Н. Кристо-фидес. - Москва: Мир, 1978. - 432 с.

111 Орлова, Е.Ю. Октоген - термостойкое взрывчатое вещество / Е.Ю. Орлова, H.A. Орлова, В.Ф. Жилин В.Ф. и др. - М.: Недра, 1975. - 128 с.

112 Раевский, O.A. Дескрипторы молекулярной структуры в компьютерном дизайне биологически активных молекул / O.A. Раевский // Успехи химии. - 1999. -Т. 68, №6.-С. 555-575.

113 Randic, М. On characterization of chemical structure / M. Randic // J. Chem. Inf. Comput. Sei. - 1997. - V. 37, № 4. - P. 672-672.

114 Livingstone, D.J. The characterization of chemical structure using molecular properties / D.J. Livingstone // J. Chem. Inf. Comput. Sei. - 2000. - V. 40, № 2. -P. 195-209.

115 Несмеянов, A.H. Химия ферроцена. Избранные труды / А.Н. Несмеянов. -М.: Наука, 1969.-606 с.

116 Станкевич, М.И., Станкевич И.В., Зефиров Н.С. Топологические индексы в органической химии / М.И. Станкевич, И.В. Станкевич, Н.С. Зефиров // Успехи химии. - 1988. - Т. 57, № 3. - С. 337-366.117 Несмеянов, А.Н. Ферроцен и родственные соединения. Избранные труды / А.Н. Несмеянов. - М.: Наука, 1982. -439 с.

118 Передерин, Ю.В. Использование информационных технологий DATA MINING для прогнозирования характеристик циклических соединений /Ю.В. Передерин // Вестник КГТУ. - 2006. - Т. 32, № 4. - С. 32-38.

119 Передерни, Ю.В. Использование информационных технологий DATA MINING применительно к прогнозированию параметров безопасности органических соединений / Ю.В. Передерин // Ползуновский вестник. - 2007. - № 3. -С. 87-90.

120 Передерин, Ю.В. Многофакторный анализ и прогноз свойств органических соединений / Ю.В. Передерин // Ползуновский вестник. - 2008. - № 3. -С. 61-62.

121 Передерин, Ю.В. Использование информационных технологий применительно к прогнозированию параметров безопасности взрывчатых веществ / Ю.В. Передерин // Измерения, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях: сб. материалов VI • Всероссийской научно-технической конференции, г. Бийск, БТИ АлтГТУ, 6-7 октября 2005 г. - Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. универ., 2005. - С. 32-37.

122 Передерин, Ю.В. Использование информационных технологий для прогнозирования параметров безопасности пожаровзрывоопасных материалов / Ю.В. Передерин // Материалы и технологии XXI века: сб. докладов II Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, г. Бийск, 7-9 сентября 2005 г. - М.:ЦЭИ «Химмаш», 2005. - С. 44-48.

123 Передерин, Ю.В. Прогнозирование параметров безопасности энергетических материалов / Ю.В. Передерин // Наука. Технологии. Инновации: материалы Всероссийской научной конференции молодых ученых в 7-ми частях, г. Новосибирск, НГТУ, 08-11 декабря 2005 г. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2005. - Часть 1.-С. 117-119.

124 Передерин, Ю.В. Исследование свойств различных энергетических структур для прогнозирования их чувствительности с помощью технологий DATA MINING / Ю.В. Передерин // Перспективы создания и применения конденсированных энергетических материалов: материалы I Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых г. Бийск, 27-29 сентября 2006 г. -Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. универ., 2006. - С. 57-62.

125 Передерни, Ю.В. Прогнозирование свойств энергетических конденсированных систем /Ю.В. Передерин // Энергетические конденсированные системы: материалы III Всероссийская конференции, Черноголовка-Москва, 31 октяб-ря-2 ноября 2006 г. - Черноголовка: Янус-К, 2006. - С. 56-58.

126 Передерин, Ю.В. Использование информационных технологий DATA MINING для прогнозирования характеристик циклических соединений / Ю.В. Передерин // Современные проблемы специальной технической химии: материалы докладов Международной научно-технической и методической конференции, г. Казань, КГТУ, 6-8 декабря 2006 г. - Казань: Изд-во КГТУ, 2006. - С. 78-83.

127 Передерин, Ю.В. Использование информационных технологий DATA MINING для прогнозирования теплоты сгорания циклических соединений / Ю.В. Передерин// Физика и химия высокоэнергетических систем: материалы III Всероссийской конференции молодых ученых, г. Томск, ТГУ, 24-27 апреля 2007 г. - Томск: ТМЛ-Пресс, 2007. - С. 134-136.

128 Передерин, Ю.В. Использование информационных технологий DATA MINING для прогнозирования свойств энергетических соединений / Ю.В. Передерин //Перспективы развития фундаментальных наук: труды IV Международной конференции студентов и молодых ученых, г. Томск, ТПУ, 15-18 мая 2007 г. -Томск: Изд. ТПУ, 2007. - С. 102-104.

129 Передерин, Ю.В. Прогнозирование свойств органических соединений универсальным методом аппроксимации / Ю.В. Передерин // Физика и химия высокоэнергетических систем: материалы VI Всероссийской конференции молодых ученых, г. Томск, ТГУ, 22-25 апреля 2008 г. - Томск: ТМЛ-Пресс, 2008. -С. 234-237.

130 Передерин, Ю.В., Тихонов Д.В. Колесников А.Ю. Анализ физико-химических свойств легковоспламеняющихся жидкостей на основе самоорганизующихся карт Кохонена / Ю.В. Передерин, Д.В. Тихонов, А.Ю. Колесников // Физика и химия высокоэнергетических систем: материалы III Всероссийской конференции молодых ученых, г. Томск, ТГУ, 24-27 апреля 2007 г. - Томск: ТМЛ-Пресс, 2007. - С. 156-158.

131 Передерни, Ю.В., Суханова А.Г. Прогнозирование свойств высокоэнергетических нитросоединений / Ю.В. Передерин, А.Г. Суханова // Перспективы создания и применения конденсированных энергетических материалов: материалы II Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых, г. Бийск, 25-26 сентября 2008 г. - Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. универ., 2008. - С. 155-156.

132 Передерин, Ю.В. Моделирование и прогнозирование параметров работоспособности энергетических конденсированных систем на основе физико-химических свойств исходных компонентов, являющихся взрывчатыми веществами / Ю.В. Передерин // Ползуновский вестник. - 2010. - № 3. - С. 295-298.

133 Передерин, Ю.В. Количественный анализ и прогнозирование свойств компонентов высокоэнергетических композитов - бризантных взрывчатых веществ /Ю.В. Передерин // Перспективы создания и применения конденсированных энергетических материалов: материалы V Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых, г. Бийск, 23-24 сентября 2010 г. -Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. универ., 2010. - С. 150-157.

134 Передерин, Ю.В. Моделирование и прогнозирование параметров работоспособности высокоэнергетических композитов на основе физико-химических свойств исходных компонентов, являющихся взрывчатыми веществами / Ю.В. Передерин // Перспективы создания и применения конденсированных энергетических материалов: материалы V Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых, г. Бийск, 23-24 сентября 2010 г. - Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. универ., 2010. - С. 158-165.

135 Передерин, Ю.В. Количественный анализ и прогнозирование свойств компонентов энергетических конденсированных систем - бризантных взрывчатых веществ / Ю.В. Передерин, Н.И. Попок // Ползуновский вестник. - 2010. -№4-1.-С. 126-130.

173