Local velocities of hot-spot combustion front in HMX

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The mechanism of HMX combustion at pressures of 0.05–5.0 MPa is investigated. Itis shown that HMX burns in the focal (hot-spot) mode. In the article “HMX combustion mechanism” byV. N. Marshakov, V. G. Krupkin, and S. A. Rashkovsky (2020. Russ. J. Phys. Chem. B 14(6):934–939. doi: 10.1134/S1990793120060111), the scale of inhomogeneity of the combustion surface — the characteristic size of hot spots is determined. The dependence of the size of the hot spots on the average burning rate of the sample is obtained. In the present article, the temperature distributions in the combustion wave obtained using thermocouples are analyzed. The local burning rates are obtained from the analysis of temperature distributions in the condensed phase (close to the Mikchelson distribution). It is shown that the scatter of the burning rate values is explained by the registration of the velocity at different points of the transverse wave front. The values of the local burning rates exceeding the average burning rate are caused by the elevated initial temperature of the sample ahead of the flame front and the smaller values are explained by the curvature of the flame front and by the buckling mode of combustion.

About the authors

Vladimir N. Marshakov

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: marsh_35@mail.ru

Doctor of Science in Physics and Mathematics, Chief Researcher

Russian Federation, 4, Kosygin St., Moscow, 119991

Georgy V. Melik-Gaykazov

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: marsh@chph.ras.ru

Candidate of Science in Physics and Mathematics, Senior Engineer

Russian Federation, 4, Kosygin St., Moscow, 119991

References

  1. Puchkov, V. M. 1978. Struktura zon goreniya TRT v statsionarnykh rezhimakh i pri pogasanii [The structure of the combustion zones of SRP in the stationary modes and with the extinction]. Moscow: IChF AN SSSR. PhD Diss. 211 p.
  2. Price, C. F., T. L. Boggs, and R. L. Derr. 1979. The steadystate combustion behavior of ammonium perchlorate and HMX. AIAA Paper No. 79-0164. 14p.
  3. Shchemelin, Yu. A., and S. B. Umblia. 1983. Experimental’noe issledovanie mekhanizma goreniya oktogena [Experimental study of the mechanism of octogen combustion]. Voprosy vosplameneniya i goreniya raketnykh topliv [Problems of ignition and combustion of rocket fuels]. Tomsk: TGU. 105–111.
  4. Korobeinichev, O. P., L.V. Kuibida, and V. Zh. Hadirbaev. 1984. Investigation of the chemical structure of the HMX flame. Combust. Explo. Shock Waves 20(3):282–285.
  5. Glazkova, A. P., G. T. Aphanasyev, and S. I. Postnov. 1991. Deflagration and high-temperature ignition of RDX and HMX. 2nd Beijing Symposium (International) on Pyrotechnics and Explosive combined with 17th Pyrotechnics Seminar (International). Beijing, People’s Repablic of China. 1:636.
  6. Kubota, N. 1992. Flame structure of modern solid propellants. Nonsteady burning and combustion stability of solid propellants. Eds. L. De Luca, E. W. Price, and M. Summerfield. Progress in astronautics and aeronautics ser. Washington, D.C.: AIAA. 143:233–259.
  7. Zenin, A. A. 1995. HMX and RDX. Combustion mechanism and influence on modern double-base propellant combustion. J. Propul. Power 11(4):752–758.
  8. Simonenko, V. N., A. B. Kiskin, V. E. Zarko, and A. G. Svit. 1997. Specific features of nitramine combustion at atmospheric pressure. Combust. Explo. Shock Waves 33(6):685–687.
  9. Zenin, A. A., V. M. Puchkov, and S. V. Finyakov. 1998. Characteristics of HMX combustion waves at various pressures and initial temperatures. Combust. Explo. Shock Waves 34(2):170–176.
  10. Atwood, A. L., T. L. Boggs, P. O. Curran, and D. M. Hanson-Parr. 1999. Burning rate of solid propellant ingredients, part 1: Pressure and initial temperature effects. J. Propul. Power 15(6):740–742.
  11. Zenin, A. A., and S.V. Finjakov. 2006. Characteristics of octogen and hexogen combustion: A comparison. Prog. 37th Annual Conference (International) of ICT. Karlsruhe. Paper 118. 18 p.
  12. Sinditskii, V. P., V. Yu. Egorshev, M. V. Berezin, and V. V. Serushkin. 2009. Mechanism of HMX combustion in a wide range of pressures. Combust. Explo. Shock Waves 45(4):461–477.
  13. Marshakov, V. N., V. G. Krupkin, and S. A. Rashkovsky. 2020. HMX Combustion Mechanism. Russ. J. Phys. Chem. B 14(6):934–939. doi: 10.1134/ S1990793120060111.
  14. Zel’dovich, Ya. B. 1942. K teorii goreniya porokhov i vzryvchatykh veshchestv [On the theory of combustion of gunpowder and explosives]. JETF 12(11-12):498–524.
  15. Novozhilov, B. V. 1973. Nestatsionarnoe gorenie tverdykh raketnykh topliv [Nonstationary combustion of solid rocket propellants]. Moscow: Nauka. 176 p.
  16. Kondrikov, B. N., and B. V. Novozhilov. 1974. Critical combustion diameter of condensed substances. Combust. Explo. Shock Waves 10(5):580–587.
  17. Romanov, O. Ya. 2007. Critical combustion diameter. Combust. Explo. Shock Waves 43(1):25–33.
  18. Rashkovskiy, S.А. 2011. Effect of the curvature of the burning surface of condensed energetic materials on the burning rate. Combust. Explo. Shock Waves 47(6):687– 696. doi: 10.1134/s0010508211060104.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».