冲击波的超压测试与威力计算

分析了冲击波超压测试及TNT的等效威力,计算了爆炸高度及距离对超压测试结果的影响,给出了马赫杆对测试结果的作用,而这在以往的测试中经常被忽略。通过试验验证了提出的计算方法,两者之间的平均误差为3.1%。根据该计算方法,通过超压测试数据可以很方便地得到爆炸的等效TNT当量,从而直接为工程技术人员使用。     

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.     

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。     

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%。     

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%。     

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.     

一次引爆型燃料-空气炸药的爆炸超压场及TNT比当量

介绍了爆炸超压场的测试方法,给出了几种一次引爆型燃料-空气炸药和对应高能炸药爆炸超压场超压峰值的试验结果并进行了比较;进一步计算了一次引爆型燃料-空气炸药的TNT比当量.     

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。     

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.     

FAE战斗部爆炸威力评价方法的分析

在对 FAE的爆炸威力评价方法分析和应用的基本上 ,提出对 FAE战斗部爆炸威力评价的观点 :超压 -冲量毁伤准则是毁伤威力普遍适用的评价依据 ,但在国内外目前冲量测试误差较大的情况下 ,用一定条件下的超压 TNT当量评价 FAE战斗部威力 ,实际证明是可靠和实用的方法 .     

云爆剂爆炸/冲击波参数研究

对一种新型云爆药剂及其试验装置进行了外场静爆试验,并对其爆炸/冲击波参数和后续燃烧现象进行研究。结果表明:总装药量为30 kg的试验弹其爆炸火球最大直径可达17.4 m,是原始装药直径的75.65倍。从所测爆炸场超压曲线发现存在前后两个正压作用区,第二个正压区呈现较好的规律性;二次冲击波在火球区外形成,火球区内是后续燃烧反应对爆炸波加载而引起的压缩波积累压力平台;二次冲击波峰值压力不小于第一个冲击波的40%,二次冲量占总冲量的12.5%~43.7%,其对爆炸/冲击波威力的贡献不可忽略。     

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。     

爆炸冲击波参数计算的普适公式

从理论上导出了适用于窜中不同距离的爆炸冲击参数计算的一个普适公式。以１０００ｔ当量爆炸为例，在３０００ｍ范围内，本文结果与严格的数值解比较，一般误差约为５％。     

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。     

燃料空气炸药威力的评价方法

燃料空气炸药（ＦＡＥ）对目标的毁伤作用，主要由爆炸场参数（超压－冲量）决定。本文分析了ＦＡＥ爆炸场参数特点与影响毁伤的因素，提出了评价ＦＡＥ爆炸威力的方法。     

FAE模拟装置温度场参数实验研究

通过外场实验,运用Mikroanscan7200V型红外热成像仪分别对TNT、SEFAE和DEFAE同量级的模拟装置爆炸火球的表面温度进行了测量,分析了同量级的TNT、LSEFAE、GSEFAE、DEFAE炸药的温度场的分布情况,结果表明,DEFAE表面温度最高,高温(≥1 000 ℃)持续的时间也最长;DEFAE的温度场效应要比SEFAE、TNT高;TNT、LSEFAE、GSEFAE和DEFAE在温度场接近最大温度时的火球平均直径的排序为DEFAE＞L-SEFAE＞G-SEFAE＞TNT.     

云雾爆炸场的工程计算

根据爆轰波和冲击波理论对国内外资料和野外试验结果做了分析，并且把云雾爆炸场划分成云雾区、云雾区界面和冲击波区。相应的爆炸超压和比冲量按有关的公式计算，其结果与实验测定值较接近。     

炮口冲击波的生物效应研究

初步探讨了炮口冲击波的超压场分布和生物效应 .实验结果表明炮口冲击波有二次激波形成 ,超压峰值以炮口前方 1 m附近最高 ;而炮尾处仅有一次激波形成 ,超压峰值较低 .生物效应主要为听器、肺、上呼吸道损伤 ,有时伴有胃肠道损伤 ,损伤程度与炮口冲击波超压明显有关 .二次焰可引起动物潦毛 .该结果为冲击波损伤的量效关系积累了基础数据 ,对火炮设计有一定的指导意义 .     

高速运动液体燃料爆炸抛撒模型的建立

高速运动液体燃料爆炸抛撒模型的建立对数值模拟高速运动液体燃料爆炸抛撒形成的云雾过程具有重要的意义。分析了高速运动的液体燃料爆炸抛撒过程,建立了包含液滴蒸发、破碎、碰撞聚合等作用的物理数学模型。用高速运动液体燃料爆炸抛撒建立的模型对初速为200m／s、0m／s的燃料空气炸药进行了数值计算。结果表明,静爆所得的云雾场的参数随时间及空间变化与实验数据吻合得很好,证明本模型能比较有效地反映云雾的形成过程。