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。     

液体与固体比例对燃料-空气混合物爆炸特性和热效应的影响

为分析不同比例液体与固体燃料云雾爆炸特性和热效应,采用爆炸驱动的方式将燃料分散在空气中形成无约束爆炸性混合物,利用二次起爆药柱引爆云雾.通过高速录像系统、压力测试系统以及红外热成像仪研究乙醚/铝粉/空气混合物的爆炸冲击波压力、火球表面温度、高温持续时间等参数.实验结果表明:乙醚与铝粉的质量比为1:1时,爆炸火焰在云雾中的传播速度最快,形成的爆炸冲击波压力最高;与纯液体燃料相比,加入铝粉可以有效提高燃料云雾爆炸的热效应.该结果可以为化工爆炸事故的预防以及燃料空气炸药配方的选择提供参考依据.     

爆炸抛撒方式对FAE云雾爆轰特性及威力影响的实验研究

为探讨中心药管和径向药管爆炸抛撒对FAE爆轰特性及威力影响,通过高速录像、压电传感器和红外热像仪记录FAE静爆实验。获得两发50kg PO、1.5kg抛撒装药、两种爆炸抛撒作用下的云雾扩散、火球温度、冲击波超压数据。结果表明,采用中心药管和径向药管爆炸抛撒形成的云雾覆盖面积和起爆形态相差不大;后者在云雾和破片均匀性方面优于前者,火球温度比前者增益约12%,冲击波超压比前者增益约20%~35%。     

非圆截面云雾爆炸超压场数值模拟

为研究非圆截面云雾爆炸超压场的分布特性,用LS-DYNA程序对云雾爆炸超压过程进行了数值模拟,将数值模拟超压值与试验超压结果进行了对比,得到了0°、90°、135°和180°共4个方向的峰值超压随距离的变化规律,以及不同起爆高度对超压场分布的影响。结果表明,试验中起爆云雾呈椭球形爆轰火球。4个方向在距离爆炸中心5 m处的峰值超压为2.9~5.2 MPa。在距离爆炸中心5~50 m范围内,地面冲击波轨迹呈椭圆形。冲击波在90°方向的传播速率最小。当起爆高度由0.5 m增加至2.5 m时,5~15 m范围内的地面峰值超压平均提高了8%。     

非对称云雾爆炸超压场数值模拟

针对非对称云雾爆炸超压场的分布特性问题,利用LS-DYNA程序对非对称云雾爆炸超压过程进行数值模拟。将数值模拟超压值与空投试验超压结果进行对比,得到了0°、90°和180°共3个方 向的峰值超压随距离的变化规律以及不同云雾倾角对超压场分布的影响。研究结果表明：非对称云雾与地面存在一定的倾斜角度,在起爆后地面冲击波轨迹呈现倾斜的椭球形,且各个方向上的超压衰减特性不同,在0°方向冲击波峰值超压较大,且衰减速率最大,在180°方向冲击波峰值超压较低,且衰减速率较小;当云雾倾角由0°增加到8.27°时,传播距离在13~30 m范围内的0°方向上,峰值超压平均提高了7%,在90°方向上,超压值基本无变化,而在180°方向上,峰值超压平均降低了8%,因此增加云雾倾角使得峰值超压强度降低。     

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.     

一次引爆型燃料空气炸药装置结构的实验研究

本文介绍一次引爆燃料空气炸药（FAE）装置四种不同结构爆炸作用的实验结果。其结果表明,燃料分散的均匀性是影响一次爆燃料空气炸药爆炸效果的主要因素。非中心对称装药爆炸分散造成云雾分布的非均匀性,爆炸效果较差;中心对称装药有利于形成环向均匀分布的云雾区,改善爆炸作用效果。     

爆炸冲击波与逃逸飞行器间的追踪分析

在对某运载火箭爆炸时逃逸飞行过程仿真的基础上,分析了逃逸飞行器和爆炸冲击波的追踪关系,计算了作用在逃逸飞行器上的峰值超压和比冲量,发现火箭在发射台上爆炸和在最大动压区爆炸是威胁逃逸飞行器安全的两种最不利情况.所得结果对于研究爆炸冲击波作用下逃逸飞行器的破坏机理具有重要意义.     

FAE爆炸场参数分布

通过对云雾爆炸场实验数据的分析,建立了超压和冲量的数学模型;基于遗传算法拟合了云雾爆炸场的超压和冲量计算公式,获得了爆炸场威力参数分布规律.计算结果与实验数据符合较好,且能实现对云雾爆炸场空间的连续计算.     

炸药爆炸事故的综合后果模型

讨论爆炸冲击波对建筑物的破坏作用，比较冲击波破坏半径和爆炸火球引燃木材半径的相对大小，提出炸药地面爆炸后果预测模型。该模型同时考虑爆炸冲击波、火球热辐射、房屋倒塌、爆源间面积、爆源间防爆程度、人员和财产分布状部等因素对事故后果的影响。模拟计算结果与事故的实际损伤情况基本相符。     

基于超声阵列的云爆燃料浓度分布评估试验方法

云爆燃料爆炸抛撒具有高动态性、冲击波湍流和瞬态特性,其燃料浓度分布是燃料空气炸药(FAE）战斗部设计与引信起爆设计的基础。基于脉冲超声在燃料云雾中的衰减特性,建立FAE爆炸抛撒的多点阵列式动态燃料浓度分布评估试验系统。通过获得的燃料云雾中不同位置的超声衰减曲线,对燃料浓度在时间/空间的变化规律进行评估。研究结果表明：FAE静态爆炸抛撒下,中心区燃料云雾浓度由低至高、再由高减低;偏离中心区越远,浓度低的分布特点。该评估方法可以有效表征云爆燃料抛撒过程的浓度分布,为FAE引信系统的最佳起爆时间与位置提供了试验方法与数据支撑。     

燃料空气炸药武器对人员毁伤的研究

根据冲击波超压－时间的毁伤原则和失去战斗力比率的伤亡准则，采用最小二乘法推导了冲击伤亡等级方程；利用FAE静爆试验爆炸场的实测数据拟合出爆炸场特征方程，进而预估出FAE对人员毁伤的伤亡等级范围（威力圈）。     

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。     

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。     

基于靶板毁伤效应的燃料空气炸药威力评价方法探讨

从冲击波超压－冲量毁伤准则出发,提出一种以靶板毁伤效应评价燃料空气炸药威力的方法,并就实施评价方法的技术途径进行了探讨。     

反辐射导弹战斗部多元毁伤效能研究

采用固体云爆剂驱动破片的方法,设计了一种反辐射战斗部,通过对目标的易损性分析,给出了冲击波及破片对目标毁伤的理论计算公式,分析对比了FAE与RDX装药对目标的高温毁伤情况。地面静爆试验结果表明战斗部在破片、冲击波及高温等多元毁伤方面具有理想的毁伤效果。     

Research on the Explosion Temperature Response of Fuel Air Explosive Measured by Colorimetric Pyrometer

An infrared colorimetric radiation thermometrical system was established based on the theory of optical radiation. The dynamic temperature history of fuel air explosive (FAE) was measured to obtain the temperature responses of primary initiation FAE and secondary initiation FAE in real time. And the characteristics of their temperature history curves were compared and analyzed. The results show that the primary initiation FAE has higher explosion temperature and longer duration compared to the secondary initiation FAE.     

FAE武器在约束空间内爆炸效应的数值模拟研究

为研究FAE战斗部在约束空间内的爆炸效应．文中应用爆炸动力学程序Object MMIC对约束空间内FAE爆炸压力场分布特点的相关问题进行了数值模拟，计算结果与试验结果吻合，为FAE威力性能及相关问题的深入研究奠定了基础。     

云爆装置初始作用过程数值模拟

为了研究云爆装置结构对云雾形状的影响,应用流固耦合算法对其初始的作用过程进行了模拟计算;得到了壳体的变形速度分布规律、壳体最初破裂位置、时间及破裂形状等.模拟结果与试验得到的云雾初期形状相吻合,通过模拟计算能够预示该结构产生的云雾形状,可为云爆武器的结构设计提供参考依据.