小尺寸传爆药爆轰反应区厚度研究

利用双灵敏度VISAR测试了小尺寸传爆药装药的爆轰反应区厚度.试验采用JO-9C和HNS传爆药,装药直径为6mm和4mm,约束条件为45~#钢和有机玻璃,利用4μm厚的铝箔作为粒子速度载体,得到了装药与LiF窗口界面粒子速度的全过程.结果表明:JO-9C小尺寸装药的反应时间约为40ns,相应的反应区厚度约为0.22mm和0.23mm;HNS小尺寸装药的反应时间约为120ns,相应的反应区厚度约为0.60mm.     

装药密度及尺寸对RDX基含铝炸药爆压爆速的影响

利用锰铜压力传感器和测时仪测量了不同装药密度和尺寸下的RDX基含铝炸药的爆压和爆速,拟合出了爆压、爆速与装药密度的关系式,研究了装药密度和尺寸对RDX基含铝炸药爆压、爆速的影响。结果表明,随着密度的增加,RDX基含铝炸药的爆压和爆速均增加;当装药直径和装药长度分别达到20 mm和40 mm时,RDX基含铝炸药已经达到稳定爆轰,装药直径和装药长度再增加,爆压和爆速基本不变。     

小尺寸装药爆轰在有机玻璃隔板中的衰减规律

利用锰铜压阻传感器法测量了某聚奥传爆药在不同直径下的小尺寸装药爆轰输出冲击波经不同厚度有机玻璃隔板衰减后的冲击波压力,通过对实验数据进行拟合,得到了有机玻璃介质中冲击波衰减系数与装药直径的指数型关系.实验中传爆药装药密度为90%的理论密度,约束条件分45#钢和有机玻璃两种,装药直径为1.5 mm、3 mm、5 mm和8 mm.结果表明: 衰减系数随装药直径增大而减小,装药的约束条件越弱,这种变化越明显.     

有机玻璃法测试硝铵炸药的爆压

为更好地理解硝铵炸药状态对爆轰性能的影响,采用有机玻璃法测试硝铵炸药的爆速和爆压。简要介绍了有机玻璃法测炸药爆压的原理和实验装置,采用该法测试了普通硝铵炸药及3种膨化硝铵炸药的爆速、爆压。结果表明,硝铵炸药具有低爆速和低爆压的非理想爆轰特征,膨化硝铵炸药较普通硝铵炸药具有更高的爆速和爆压,颗粒粒度减小有利于提高膨化硝铵炸药的爆压性能。有机玻璃法是同时获得硝铵炸药爆速和爆压数据的简便方法。     

传爆药柱直径对主装药爆轰成长特性的影响

为了更好地研究传爆序列中主装药在传爆药作用下的爆轰成长特性,采用高速扫描相机,捕捉主装药柱中爆轰波沿侧面轴线的传播轨迹,结合数值模拟计算分析了起爆传爆过程。研究表明,与奥克托今（HMX）基理想炸药相对比,传爆药的尺寸变化对TATB基非理想炸药爆轰波的发展过程影响更明显,特别是当传爆药柱尺寸减小至Φ10 mm×5 mm时,TATB基炸药爆轰波的成长距离更长,爆轰波发展至40 mm位置处才趋于稳定爆轰。与一维冲击起爆过程不同的是,小尺寸传爆药柱冲击起爆作用下,主装药柱中爆轰成长过程表现为二维效应,因此沿轴向和径向化学反应速率的明显差异对爆轰传递的可靠性起重要作用。     

炸药装药爆炸反应演化过程和约束影响的数值模拟

为分析弱刺激条件下炸药装药反应演化问题和约束条件对炸药爆炸反应的影响,构建了炸药爆炸反应速率增长的唯像模型,采用多介质任意拉式欧拉和流固耦合算法,实现了约束装药局部点火后缓慢燃烧反应到剧烈爆炸反应增长及其与壳体相互作用的数值模拟.基于强约束球形装药中心点火实验,数值模拟分析了约束条件对压装PBX-2炸药爆炸反应压力增长过程的影响,结果表明壳体强度或厚度增加,装药内反应压力的峰值也增大;随着钢壳厚度从5 mm增加到20 mm,压力峰值从163 MPa增大到1357 MPa,而且压力增长过程存在很大的差异,但随着壳体破裂解体,抑制了爆炸向爆轰反应的转变.     

低当量无铅液体炸药透镜的研制

以聚四氟乙烯作为整形板,设计了一种低当量的硝基甲烷液体炸药透镜。通过不同装药参数的动态实验和数值模拟计算分析发现,除惰性材料整形板对爆轰冲击波的衰减外,传爆药柱与硝基甲烷的爆速差以及由此形成的强爆轰也是影响透镜波形及波形不稳定性的主要因素,通过减小传爆药柱厚度可以削弱强爆轰及其影响的程度。     

球形装药水下爆炸近场测量的连续探针法研究

为了在水下爆炸的单次试验中连续获得炸药爆轰波和近场冲击波的时程曲线,研制了一种压导式连续电阻丝探针,并基于此设计了球形装药水下爆炸测试系统。采用粉状黑索今（RDX）炸药进行120 mm直径的球形装药水下爆炸试验,测量获得了多组爆轰波-冲击波时程曲线。通过对爆轰波段数据进行拟合得到了待测RDX炸药的爆速,利用冲击波段数据计算得到了炸药爆压、绝热指数以及水中冲击波的衰减规律,并与康姆莱特半经验公式和数值模拟结果进行了对比。结果表明：运用新型电阻丝探针测得的RDX炸药参数与理论值相比,爆速、爆压和绝热指数的相对误差分别小于3%、5%和2%;模拟得到的近场冲击波峰压和速度曲线与试验结果基本吻合,最大误差不超过10%.     

带壳炸药穿而不爆数值模拟与分析

基于采用低密度射流侵彻带壳炸药,使其穿而不爆,从而为后级主射流侵彻主目标清除障碍的设想,提出了用低密度材料作为成型装药药型罩材料.利用有限元AUTODYN-2D程序对该药型罩形成聚能射流进行了数值模拟,并对射流侵彻不同面板、背板以及夹层炸药厚度的带壳炸药时,夹层炸药是否起爆进行了对比分析,得到了不同面板、背板以及夹层炸药厚度下夹层炸药的峰值压力曲线和反应度曲线.结果表明:该低密度药型罩能够形成聚能射流,对于特定的带壳炸药,当面板、背板厚度小于2mm,夹层炸药厚度小于3.5mm时,射流侵彻带壳炸药能够实现穿而不爆;夹层炸药穿而不爆的压力阈值为7.09GPa,冲击起爆的压力阈值为8.02GPa;炸药压力对时间的积累效应以及炸药受压缩程度将会影响夹层炸药是否被射流冲击起爆.     

两种DNAN基含铝炸药的爆轰性能

为研究2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)基含铝炸药的爆轰性能,采用全光纤激光干涉测速仪(DISAR),测量了两种含铝炸药——RBOL-2(DNAN/HMX/Al/添加剂)和RMOE-2(DNAN/HMX/NTO/Al/添加剂)爆轰端面与窗口界面粒子速度以及驱动金属平板自由表面速度,得到两种炸药的爆轰反应区宽度分别为(1.073±0.111)mm和(1.559±0.094)mm,CJ压力分别为(25.42±0.44)GPa和(20.99±0.15)GPa,冯·诺依曼峰值压力分别为41.27 GPa和27.69 GPa等爆轰波结构参数。金属平板自由表面速度结果表明:RBOL-2炸药的做功能力强于RMOE-2炸药;含铝炸药达到的稳定爆轰状态与起爆加载条件有关,加载压力越高,含铝炸药的做功能力越强,在较高的加载压力(21 GPa)下,加载压力越高,参与爆轰反应区反应的铝粉越多,含铝炸药达到的爆轰状态越强。     

高密度压装炸药燃烧转爆轰研究

为了给高密度炸药装药的安全性分析提供更准确的依据,在不同约束条件下(DDT管长420 mm,壁厚分别为10,20 mm),进行了PBXC03压装炸药燃烧转爆轰实验,采用电离探针测量了炸药中反应波速度,通过观测管体和反应波速度变化,判断炸药燃烧转爆轰(DDT)的情况.根据高密度炸药状态,建立了炸药燃烧转爆轰计算模型,采用...     

低温下HMX混合炸药小尺寸传爆的可靠设计

通过采用精密压装装药技术,对以细颗粒 HMX 为主体的混合炸药在低温-40℃条件下的爆轰波传播特性进行了试验研究,确定了该炸药的爆轰波侧向三通传播的临界尺寸为 SP 0.999 =0.56mm2;采用方形沟槽装药时,可以设计沟槽尺寸在0.79mm×0.79mm～0.89mm×0.89mm 之间。研究结果表明,该炸药低温下爆轰波侧向三通传播的临界尺寸较小,可用于爆炸逻辑网络装药。     

平面冲击波在有机玻璃中的衰减测试及数值模拟

针对冲击波在材料中的衰减规律研究,利用平面波透镜驱动炸药加载,采用聚偏氟乙烯（PVDF）薄膜压力传感器获得了冲击波在有机玻璃中的冲击压力数据。通过对平面波透镜高低爆速炸药的合理建模,以及对大变形炸药网格溢出柱壳翻转造成计算终止现象进行了简化处理,对该实验进行了数值模拟。数值模拟计算和实验结果对比分析表明,经过50 mm厚的有机玻璃后,冲击波从7.4 GPa衰减到4.02 GPa,衰减了45.7%. 研究结果为冲击波在有机玻璃内的衰减提供了实验数据;同时给出了PVDF薄膜压力传感器安装过程中的注意事项。     

RDX基金属化炸药的爆轰反应区参数测量

为了研究RDX基金属化炸药组分对爆轰过程的影响,采用光子多普勒测速技术(PDV)测试界面粒子速度法对两种RDX基金属化炸药的爆轰反应区参数进行了实验研究.利用造粒法制备了含铝(RDX/AP/Al)与含储氢合金(RDX/AP/Al/B/MgH2)两种金属化炸药,利用爆轰波加载起爆被测金属化炸药,并与钝化RDX炸药的爆轰反应区参数进行对比分析.结果表明AP/Al组分的加入使RDX的CJ爆轰压力从25.8 GPa降低到20.1 GPa,此外金属化炸药的爆轰反应区时间(53.6 ns)和长度(0.29 mm)均高于钝化RDX的爆轰反应区时间(24.3 ns)和长度(0.15 mm).B/MgH2的加入进一步升高了炸药的爆轰反应区时间(58.0 ns)和长度(0.30 mm).高能金属燃料组分的加入降低了炸药的输出压力,提高了炸药的爆轰反应区时间和反应区长度.     

“原位”合成铜叠氮化物的爆速测试

为了测试铜叠氮化物的爆速,采用多层叠片装药方式制成长药柱,将镀在约束壳体表面的细金属线用作特殊的探针,测试了两种装药直径(0.8mm、1.0mm)下的爆速。测试结果表明:采用该特殊探针测试铜叠氮化物装药爆速的结果一致性好;当装药厚度达到0.9mm时,铜叠氮化物已经达到稳定爆轰状态;装药直径为1.0mm时的平均爆轰速度为5 317 m·s~(-1),大于装药直径为0.8mm时的平均爆轰速度5 229 m·s~(-1)。     

小尺寸下装药直径对JO-9C爆压影响实验

实验采用锰铜压阻法对JO-9C在小尺寸装药条件下的爆压值进行测定,得出了各装药直径下的爆压值,并进行了相关理论研究.实验结果表明:小尺寸下装药直径对爆压影响显著,且装药直径越接近临界直径这种影响越大.理论分析得出:这些影响是由小尺寸条件下产生非理想爆轰引起的.最后用ORIGIN软件建立了1.5～5 mm爆压随装药直径的增长模型.     

一种可实现水下爆炸参数连续测量的新型电测方法

为解决传统商用探针的测试波形易出现间断跳跃等振荡问题,通过对外界杂电、超前空气冲击波和金属射流的抑制和消除,自行研制了一种新型连续电阻丝探针,并设计了一种可在单次试验中对炸药爆速和水下爆炸近场参数进行连续测量的方法。运用该方法测量得到了密度为0.927 g/cm3铵油炸药的爆速为3 406 m/s,爆压为3.418 GPa,绝热指数γ值为2.146,爆轰产物-水界面夹角为7.422°,同时获得了柱状装药的斜冲击波波阵面。实验结果表明,该方法准确可靠,为炸药状态方程的反演计算提供了一种新的实验测量手段。     

24-二硝基苯甲醚基高爆速熔铸炸药爆轰性能表征

为了揭示2,4-二硝基苯甲醚 (DNAN)基不敏感熔铸炸药的爆轰特性,加快DNAN基熔铸炸药的应用,采用Fortran BKW代码计算了Octol炸药和不同组分DNAN基熔铸炸药的爆轰参数(爆速、爆压)。采用电测法、爆炸概率法和激光干涉测速技术分别对DNAN基配方DNAN 20/奥克托今80和Octol炸药的爆速、爆压、机械感度以及金属板驱动能力进行了试验测试。试验结果表明：该DNAN基炸药的爆速为8 436 m/s,爆压为31.23 GPa,爆轰性能优于Octol炸药;撞击感度为33%,摩擦感度为57%,机械感度低于Octol炸药;驱动金属板速度达到3 045 m/s,优于Octol炸药。该DNAN基高爆速熔铸炸药综合性能优于Octol炸药,可替代Octol炸药用于防空反导和大口径爆炸成型弹丸战斗部。     

一种测量工业炸药临界直径和临界厚度的连续电阻丝探针法

为了定量判定工业炸药的临界直径和临界厚度,自行研制了一种可连续测量爆轰波和冲击波速度的电阻丝探针,并以粉状铵油炸药(ANFO)为测试对象,设计了无约束锥形和半约束楔形两种装药形式,利用单发实验便可分别测得粉状ANFO炸药在两种约束条件下的爆速变化曲线,从而计算出相应的临界直径和临界厚度。结果表明:粉状ANFO炸药的临界直径随炸药密度的增大而增大;所测炸药在0.67 g·cm~(-3)密度下无约束条件时的平均临界直径为16.75 mm,底部钢板约束时的平均临界厚度为7.06 mm,两者的比值为2.37。     

爆轰测量技术

整个爆轰测量技术基本上分为三个部分,即光学方法、闪光 X 射线技术和电子测量技术。本文介绍目前最常用的一些测量仪器和方法,并指出一些发展动向。光学方法民用炸药的爆速为3000—5000米/秒,军用炸药装药的爆速为6000—9000米/秒。这就是说,爆轰传播的距离每百万分之一秒为3—5毫米,或6—9毫米。摄影记录时,如果允