爆炸抛撒过程中FAE云雾的运动特性

为研究爆炸抛撒过程中燃料空气炸药(FAE)云雾的发展和变化特征,通过高速摄影观测了不同密度FAE的云雾形成和运动状态,用数值仿真计算了燃料圆柱外表面中心点处质点的速度变化,在距爆心2.5 m处利用光电探测方法测量了云雾相对浓度变化。结果表明:燃料在云雾形成之前的运动主要以射流为主,云雾形成后主要为扩散运动。燃料密度越大,相同时刻云雾扩展直径越大。燃料质点的速度在爆炸抛撒条件下经历先快速增大后缓慢降低的过程,最高速度达到377 m·s-1。在10~80 ms,燃料浓度的变化幅度表现出由大到小的变化,显示抛撒云雾内部的燃料颗粒空间分布具有非均匀性的特点,并且适当延长云雾运动时间,燃料颗粒分布的均匀性可得到有效改善。     

固液装药结构的FAE爆炸抛撒试验研究

针对一种FAE装药结构，对燃料进行了爆炸抛撒的试验研究，得到了装药结构参数对固液混合燃料抛撒和分散的影响规律，试验结果表明FAE装药结构可行，满足设计要求，为高威力FAE培设计提供了依据。     

基于量纲分析的FAE爆炸场云雾膨胀半径的计算

利用爆炸相似律和量纲分析法,导出FAE爆炸场云雾膨胀半径的函数关系式,通过实验数据分析,运用最小二乘法给出了较为精确的云雾半径拟合方程,为爆炸规律的进一步研究和爆炸威力的评价提供依据.     

近地面云雾爆轰地震波的幅频特性

为了更好地认识FAE爆炸作用的特点，适应该类爆炸现象综合评估的要求，文中通过实验研究了近地面FAE爆炸地震波的特征。研究表明：在一定的实验条件下，装药量相同的FAE爆炸地震波比TNT爆炸地震波具有更高的强度，其地面运动持续时间相当，而加速度频谱趋向于更高更宽的频率范围。     

非对称起爆云雾爆轰威力场分布特性研究

为获取起爆方式对云雾爆轰威力场的影响,采用TNT装药对抛撒云团进行了非对称单点起爆,通过高速摄影仪及压力传感器获取了云雾爆轰过程及不同距离、方向的超压值,分析了云雾爆轰波传播特性及超压随距离、方向的变化规律.结果表明,采用非对称偏心起爆时,云雾场内超压分布呈现明显的不均匀性,部分区域存在冲击波叠加效应,而随着距离的增大,超压分布逐渐趋于均匀,起爆方式对云雾爆轰威力场的影响主要体现在近场区域.     

云雾爆炸场超压的威力研究

为了研究FAE爆炸场超压规律，对FAE和TNT进行了静爆对比试验，获得了各自的爆炸场超压实测数据。分析得到了各自的拟合公式、曲线及TNT当量值。研究结果表明，FAE爆炸场超压规律与TNT有显著区别，可划分为云雾爆轰区和冲击波作用区，其中云雾爆轰区是强毁伤区。在云雾区(爆炸近场)，FAE超压值很低但近似相等，TNT具有高超压但衰减迅速的变化规律．在冲击波作用区(爆炸远场)，FAE和TNT超压分布具有某种“相似性”，均呈衰减趋势，其中尤以TNT衰减更为迅速。     

装置参数对FAE云雾状态的影响

本实验研究了壳体材料、比药量和长径比等装置参数对燃料空气炸药（FAE）云雾状态的影响。结果表明：钢质壳体更利于云雾的径向分散；适当的比药量可形成最优化的云雾尺寸和调节云雾内部浓度；长径比不是云雾最终状态的决定因素。     

燃料液滴云雾爆轰特性研究

借助立式爆轰管对燃料液滴云雾的爆轰参数进行实验测定,分析影响爆轰性能的因素.研究结果表明,燃料C5H8.68和环氧丙烷(PO)液滴云雾的临界当量起爆能与当量浓度比的关系为"U"型曲线,C5H8.68和PO在当量浓度比分别为1.17和1.05时,云雾的临界起爆能最小,在富燃料一侧,当量浓度比在一定范围内,C5H8.68和PO云雾爆轰力分别为2.6 Mpa和1.76 Mpa,用C5H8.68代替PO可以相应增加燃料空气炸药的威力.     

云雾爆轰效应的计算与分析

以典型一次起爆云爆剂为实例,根据爆炸相似律,对云雾爆轰后冲击波运行特点、超压变化规律等作了计算分析,与几种炸药的计算结果作了对比分析,得出相应的结论,对云雾爆轰效应有更全面的了解.     

含铝炸药与一次引爆FAE威力特性对比研究

为比较含铝炸药与一次引爆燃料空气炸药（FAE）威力特性,对JHL-2含铝炸药与一次引爆某燃料空气炸药公斤级爆炸冲击波参数进行了测试。结果表明,在相同装药体积情况下,距爆源水平距离为3m、5m和7m处,JHL-2冲击波峰值超压比一次引爆某燃料空气炸药分别提高了13．5％、39．0％和18．5％,正压区冲量提高了21．5％、22．7％和16．5％,正压作用时间略有下降,说明含铝炸药爆炸威力可以达到甚至超过一次引爆FAE。     

强氧化剂对FAE诱导作用的实验研究

就强氧化剂KClO4、NH4ClO4对一次起爆型燃料空气炸药(FAE)的诱导作用进行了实验研究,结果表明,一次起爆型FAE的云雾覆盖区内的氧含量充足,但对于原复合燃料,空气中氧气的利用率不高,致使燃料的潜能不能充分激发。在FAE总质量不变的情况下,用15%的NH4ClO4作强氧化剂和爆轰反应的诱导剂取代部分复合燃料,可有效提高一次起爆型FAE的爆轰威力和爆轰稳定性。     

短切碳纤维爆炸分散特征及云团参数变化规律实验研究

针对短切碳纤维爆炸分散过程设计了实验平台,根据爆炸分散不同时期的特点及要求,利用两台高速摄像机同时拍摄,分别以5万帧/s和2000帧/s的帧率记录了壳体破裂过程和云团宏观膨胀过程。通过对爆炸分散全过程序列图像的测量分析,获得了壳体破裂、云团分散成形特征,建立了爆炸分散云团直径、高度和膨胀速度随时间变化曲线。四种相似结构弹体在相同装填参数条件下爆炸分散的高速摄像记录与分析表明,短切碳纤维爆炸分散过程主要经历了壳体破裂、射流喷出、云团膨胀和湍流混合四个阶段,且分散过程遵循相似的规律,初始云团直径分别与弹体直径、碳纤维装填量的3次方根呈线性关系,初始云团高度与弹体高度呈二次多项式关系。     

复合分散药的性能及对FAE燃料分散的影响

设计了一种新型结构的复合分散药,用以取代常规燃料空气炸药(FAE)分散药,对复合分散药爆轰波传播模型、装药结构尺寸、芯药和外层炸药爆速、复合分散药占燃料质量分数对FAE爆炸云雾的形成和传播进行了分析研究。在此基础上,进行了以压装密度为1.72 g.cm-3、爆速为8400 m.s-1的8701炸药为芯药,以低密度硝基胍(NQ)为外层炸药,以环氧丙烷(PO)和宏观固态燃料为FAE燃料分散与引爆实验。结果表明,采用复合分散药,分散药燃料比超过1.3%,云雾未发生窜火,云雾形状基本为类草帽形,并可靠爆轰,这说明采取复合装药结构是完全可行的。     

中心装药对FAE燃料成雾特性影响的试验分析

为了优化燃料空气炸药(FAE)装置参数,采用高速运动分析系统,观测燃料云雾的分散过程,研究中心装药对燃料云雾体积的影响规律。试验结果表明,燃料空气炸药装置的中心装药起爆后,燃料开始分散,云雾体积逐渐增大。燃料云雾抛散过程和最终体积与中心装药有关,当中心装药能量较小时,燃料云雾最大体积随中心装药能量增大而增大,当中心装药能量达到临界值以后,燃料云雾的最大体积不再随能量增大而增大。     

整体型云爆战斗部静爆实验研究

在对整体型云爆战斗部结构设计和优化的基础上,制造了2发整体型主体战斗部原理样机,通过高速运动分析系统和爆炸场测试系统对静爆实验进行了测试.结果表明设计的原理样机结构较合理,具有良好的作用可靠性,云团覆盖面积大,爆炸威力可达6～8倍TNT当量.     

温压炸药内爆炸压力特性及威力试验研究

为研究温压炸药内爆炸压力特性和威力,基于爆炸相似律与理想气体状态方程分析建立了冲击波超压及准静态压力计算模型,并利用爆炸罐开展了温压炸药和梯恩梯（TNT）炸药裸药柱内爆炸试验。结果表明：内爆炸压力效应包括冲击波压力和准静态压力,准静态压力上升伴随着冲击波的多次反射,反射结束后准静态压力上升到峰值并维持较长时间;温压炸药内爆炸冲击波超压峰值和准静态压力峰值较TNT炸药分别提高了18.0%和62.9%,基于内爆炸冲击波超压和准静态压力计算得到的温压炸药TNT当量分别为1.18和1.63.     

受限空间内新型抑爆装置爆炸抛撒水雾形成过程的研究

讨论的抑爆装置是以爆炸抛撒为原理。在发生火灾或爆炸事故的场所,利用抑制装置内炸药的爆炸作用力,瞬时将抑爆剂抛撒出来,快速形成水雾来封闭整个火焰传播通道,达到衰减压力或抑制火焰传播的目的。该装置与传统的连续喷射水雾系统比较,具有水雾形成速度快,形成水雾体积大的特点。着重分析爆炸抛撒水雾的形成过程。为此,借助计算流体力学商业软件FLUENT,采取两相流理论中的Euler-Euler法（颗粒相拟流体模型）数值模拟了受限空间内,爆炸作用力下水被抛撒、水雾形成和扩散过程。讨论了两种布置方式下水雾的运动状态,给出永雾浓度随时间和空间的发展过程,为进一步提高该装置的抑爆效果提供理论指导。