俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院拉夫連季耶夫流體動(dòng)力學(xué)研究所(IHD SB RAS)的科學(xué)家設(shè)計(jì)并制造出一款緊湊型爆炸槍，用于研究極端載荷下材料和結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度與特性，重點(diǎn)解決航空航天和能源工業(yè)中的相關(guān)問題。

克恩。圖片來源：PAO Gazprom Neft

這款爆炸槍口徑為20毫米，能將由任何材料制成的彈丸以高達(dá)2公里/秒的速度拋射到安裝在同步輻射(SR)源上的載樣上。在技術(shù)快速發(fā)展、生產(chǎn)性能改進(jìn)的結(jié)構(gòu)材料新方法不斷引入的背景下，設(shè)計(jì)能源和航空航天工業(yè)產(chǎn)品與結(jié)構(gòu)時(shí)，需控制其動(dòng)態(tài)性能。

俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院地質(zhì)與語言學(xué)研究所研究員維亞切斯拉夫·哈列緬丘克表示，爆炸加載、累積過程和高速碰撞過程中會(huì)出現(xiàn)高變形率，如衛(wèi)星體與太空物體碰撞速度可達(dá)16公里/秒，累積射流撞擊障礙物速度同樣如此。在高速過程研究中，僅了解材料靜態(tài)強(qiáng)度或進(jìn)行數(shù)值建模是不夠的。

目前，人們使用爆炸裝置或彈道槍(氣動(dòng)、火藥、兩級(jí))重現(xiàn)極端載荷，可將撞擊器拋射到高達(dá)4公里/秒的速度，但這些裝置體積龐大(4至20米)、使用成本高昂，且在SI源上操作困難。而此次研制的緊湊型爆炸槍，可成為更經(jīng)濟(jì)、便捷的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)替代方案。

該爆炸槍是緊湊型槍管，長(zhǎng)40毫米，外徑40毫米，配備20毫米口徑撞針。在炸藥作用下，撞針飛出槍管，沖擊波陣面在幾分之一秒內(nèi)(距離僅5毫米)將其加速到最大速度。安裝在SI梁上的樣品會(huì)被撞針碰撞產(chǎn)生的沖擊波破壞，診斷系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)分析材料在負(fù)載下的升溫、壓縮和破壞情況。

實(shí)驗(yàn)計(jì)劃在“西伯利亞環(huán)狀光子源”集體使用中心(CCU“SKIF”)1 - 3“快速過程”站的爆炸室或子彈陷阱內(nèi)進(jìn)行。由于采用通用外殼，可同時(shí)使用同步輻射、干涉系統(tǒng)、高速照片記錄方法和接觸方法四種不同方法開展研究。

為將實(shí)驗(yàn)組件相對(duì)于爆炸室內(nèi)的同步輻射束進(jìn)行定位，俄羅斯科學(xué)院西伯利亞原子能研究所(IGiL SB RAS)的工作人員開發(fā)并制造了一種調(diào)節(jié)裝置，該裝置可承受100毫米距離處50克炸藥的爆炸，威力堪比手榴彈爆炸。目前，爆炸槍和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的樣品已在俄羅斯科學(xué)院西伯利亞原子能研究所布德克爾核物理研究所VEPP - 4綜合設(shè)施的同步輻射源上完成測(cè)試。