AP对RDX基含铝炸药爆轰性能影响研究

为了研究氧化剂高氯酸铵(AP)对RDX基含铝炸药爆轰性能的影响，利用含铝复合炸药的金属飞片加速试验和冲击起爆试验，结合含铝复合炸药的爆炸参数，分析了RDX基含AP复合炸药和RDX基无AP含铝炸药的爆轰性能。金属飞片加速试验表明，与后者相比，RDX基含AP复合炸药由于较低的爆炸反应速率，金属加速能力降低约11.5%。冲击起爆试验表明，RDX基含AP复合炸药的爆轰距离较长，在23.72~34.00 mm范围爆轰持续稳定，并且能保持较长时间的稳定爆轰。     

铝粉粒度对RDX基含铝炸药水中爆炸近场特性的影响

为研究铝粉粒度对RDX基含铝炸药水中爆炸近场特性的影响,采用转镜式高速扫描相机对含30％(质量分数)微米铝粉、20％(质量分数)微米铝粉与10％(质量分数)亚微米铝粉的2种RDX基含铝炸药水下近场爆炸过程进行了观察记录,获得了沿装药径向的爆炸冲击波传播轨迹扫描底片。通过对2种含铝炸药水中近场爆炸扫描底片进行判读分析,获取了沿装药径向的爆炸冲击波传播迹线与爆轰产物膨胀迹线,由此分析得出2种含铝炸药爆炸冲击波传播速度、波阵面压力和爆轰产物气泡的膨胀位移等参数的变化规律,并对2种含铝炸药相关参数进行了对比分析。结果表明,在10％(质量分数)微米铝粉替换为亚微米铝粉后,含铝炸药冲击波的初始传播速度及波阵面压力减小且能量衰减速率也降低,冲击波传播距离为40 mm左右时,2种炸药的阵面压力便较为相近,并且在爆轰产物气泡膨胀阶段,由于亚微米铝粉反应较快,其释放的能量导致气泡膨胀速率增长较快。     

CL-20基薄膜炸药的爆轰特性研究

采用重结晶方法细化的CL-20炸药进行CL-20基薄膜炸药制备。研究了CL-20基薄膜炸药的爆轰性能、熄爆厚度和拐角效应,并与HMX基薄膜炸药进行对比。研究结果表明:在装药相对密度为85%时,CL-20基和HMX基薄膜炸药的爆速分别为8 393 m/s和8 069 m/s;CL-20基和HMX基薄膜炸药的熄爆厚度分别为0.23 mm和0.41 mm;相比HMX基薄膜炸药,CL-20基薄膜炸药的熄爆厚度更小,传爆能力更强。     

HMX基推进剂临界起爆压力的研究

为了研究HMX含量、粒径和形貌对复合推进剂临界起爆压力的影响,对设计出的7组配方开展了临界起爆条件试验,计算了相应的冲击波临界起爆压力。结果表明,HMX质量分数分别为5%、10%、15%时,推进剂的临界起爆压力分别是15.40、 7.99、 7.55 GPa;HMX质量分数相同,中位粒径分别为5.432、 6.482、 9.121、 136.800 μm时,推进剂的临界起爆压力分别是7.99、 7.99、 9.42 ~15.40、 9.04 ~15.40 GPa;当HMX的颗粒分布跨度较大时,临界起爆压力为7.99 GPa。随着HMX的含量在一定范围内增高,复合推进剂的临界起爆压力减小;随着HMX的中位粒径增大,复合推进剂的临界起爆压力增大;颗粒的类球形结构能大幅提高临界起爆压力。     

FOX-7与RDX混合比例对压装炸药慢速烤燃及冲击波感度的影响

利用慢速烤燃试验和冲击波感度试验研究了FOX-7与 RDX不同混合比例对炸药响应特性的影响。试验表明:当FOX-7的混入量（质量分数）低于72%时，炸药在慢速烤燃试验中的响应剧烈程度表现为爆轰反应，其临界起爆压力接近6.62 GPa；当FOX-7的混入量（质量分数）等于72%时，炸药在慢速烤燃试验中的响应剧烈程度由爆轰降至爆燃，其临界起爆压力升至7.27 GPa；当配方中完全采用FOX-7时，炸药在慢速烤燃试验中的响应剧烈程度由爆燃降至燃烧，临界起爆压力升至8.24 GPa。造成上述试验结果的原因可能是压装炸药在成型过程中因颗粒的破碎、重排作用使FOX-7对RDX形成包覆，进而改善了RDX材料点火增长速度快的本质特点。     

冲击载荷作用下导弹战斗部装药起爆特性研究

针对远程导弹在攻击地下目标过程当中时常发生对战斗部PBX炸药装药起爆毁伤效应估计不足情况,进而对导弹战斗部PBX炸药装药在高过载冲击载荷作用下的起爆响应特性进行研究。基于二级轻气炮,对导弹战斗部PBX炸药装药跨声速冲击载荷起爆特性进行一系列试验研究,结合试验结果、数值模拟、以及相关理论分析,探索能量释放行为与冲击载荷之间的相互关联,并建立相互影响机制模型。结果表明,PBX炸药装药的临界起爆压力为5.34 GPa,完全起爆压力为12.39 GPa;建立的能量释放量和相对反应率与冲击载荷之间的相互关系与试验数据基本吻合,研究结果可为国防防御技术研究提供一定的参考价值。     

高速撞击下温压炸药的响应敏感性

采用自行设计的动态加载装置对HMX基、HMX/NTO基和HMX/FOX-7基3种温压炸药撞击响应规律进行了研究,获得炸药的临界点火速度,并通过密闭燃烧罐分析撞击后回收试样的燃烧特性。结果表明:3种温压炸药药柱在高速撞击下均经历了冲击、塑性变形、破碎飞散和点火反应阶段;HMX基、HMX/NTO基和HMX/FOX-7基温压炸药的临界点火速度分别为302.9、312.3 m/s和315.3 m/s,NTO和FOX-7能够提高温压炸药的临界点火速度;分析撞击后回收试样的燃烧特性发现,与HMX基温压炸药相比,HMX/NTO基和HMX/FOX-7基温压炸药升压时间分别增加了103.6%和103.3%,升压速率分别降低了17.3%和21.1%,且撞击后的燃烧速率显著降低。     

高低温循环及对称冲击耦合加载下 炸药的安全性研究

基于一级轻气炮加载装置，研究了高低温循环及对称冲击耦合加载下某黑索今(RDX)基含Al炸药的安全性，计算了缺陷处的内能等参数。结果表明:高低温循环后，炸药试样出现可见的孔隙。对称碰撞加载后，不经高低温循环的试样未发生点火，应力加载峰值为835 MPa，加载时间为35 μs；而经历高低温循环的试样出现点火，点火前应力为242 MPa，加载时间11 μs。高低温循环所产生的缺陷是导致炸药点火的重要原因。     

HMX基推进剂临界起爆压力的研究

为了研究HMX含量、粒径和形貌对复合推进剂临界起爆压力的影响,对设计出的7组配方开展了临界起爆条件试验,计算了相应的冲击波临界起爆压力。结果表明,HMX质量分数分别为5%、10%、15%时,推进剂的临界起爆压力分别是15.40、7.99、7.55 GPa;HMX质量分数相同,中位粒径分别为5.432、6.482、9.121、136.800μm时,推进剂的临界起爆压力分别是7.99、7.99、9.42~15.40、9.04~15.40 GPa;当HMX的颗粒分布跨度较大时,临界起爆压力为7.99 GPa。随着HMX的含量在一定范围内增高,复合推进剂的临界起爆压力减小;随着HMX的中位粒径增大,复合推进剂的临界起爆压力增大;颗粒的类球形结构能大幅提高临界起爆压力。     

累积损伤对B炸药冲击起爆影响的仿真研究

采用LS-DYNA软件进行数值仿真,通过改变炸药撞击速度以改变损伤程度,探究损伤和垫层材料对B炸药起爆行为的影响。计算结果表明,当第2次撞击速度一定时,起爆时间t与第1次撞击速度v₁的关系为：t=-0.02v₁+C₁,冲击起爆的距离也随之减小。主要因为第1次撞击速度增大,导致B炸药发生轻微变形,内部的损伤程度随之增大,第2次撞击时更容易被起爆。3种不同垫层中,波阻抗较大的材料抗撞击能力强,B炸药内部不易产生损伤,冲击起爆的时间和距离较长;而B炸药的临界起爆压力差别不大,临界起爆压力的范围在31.48³2.98 GPa之间。表明不同垫层材料会影响损伤后B炸药冲击起爆的时间和距离,而不会影响临界起爆压力。     

RDX/Al含铝炸药水下爆炸实验研究

铝粉含量和周围介质的可压缩性对含铝炸药的爆炸效应有很大影响.通过水下爆炸实验,研究了铝粉含量对RDX/Al含铝炸药水下爆炸冲击波能量的影响以及冲击波特征参数随传播距离的变化关系.结果表明,铝粉在爆轰产物中的二次燃烧反应明显地减缓了水中冲击波后压力的衰减,提高了冲击波的能量和冲量,当铝粉含量为20%时,RDX/Al含铝炸药的冲击波能量达到最大值.确定组分的含铝炸药仍然符合爆炸相似律,无量纲冲击波特征参数与对比距离的函数关系可以拟合为幂函数形式.     

两种含铝炸药水中近场冲击波传播规律研究

为揭示 RS211和 GUHL 两种含铝炸药水中爆炸近场冲击波的传播特性,采用高速扫描相机和阴影照相技术记录了近场冲击波沿柱形装药轴向的传播轨迹,结合 Rankine-Hugoniot 关系推算出了近场冲击波传播速度及阵面压力随传播距离的衰减规律,并与 TNT 炸药的结果进行了对比。同时,还结合近场冲击波的初始参数和Goranson 关系式计算出了炸药的爆压值。结果表明,初始冲击波阵面压力由大到小的顺序为 RS211、TNT、GUHL,在压力的衰减过程中,铝粉的反应使得冲击波的压力衰减速率得到降低,且 GUHL 炸药近场冲击波阵面压力的衰减最为平缓。     

乳化炸药冲击起爆的实验研究

采用激励器和轻气炮装置对乳化炸药的冲击起爆进行了实验研究。结果表明，由气泡敏化的乳化作药临界起爆能量最低，其ｐ￣２τ值在（１３～３５）×１０￣（１２）ｐａ￣２·ｓ之间，由玻璃微球敏化的乳化炸药稍高一些，而乳化基质则更难以起爆。在本研究的实验压力和时间范围内，乳化作药的冲击起爆临界能量值并不完全符合非均相炸药的冲击起爆判据Ｐ￣２τ＝ｃｏｎｓｔ。乳化炸药的实测爆轰压力为１６．６８６Ｐａ，爆轰波成长时间大约在２．３～２．５μｓ之间。     

乳化炸药冲击起爆的实验研究

采用激励器和轻气炮装置对乳化炸药的冲击起爆进行了实验研究。结果表明,由气泡敏化的乳化作药临界起爆能量最低,其ｐ￣２τ值在（１３～３５）×１０￣（１２）ｐａ￣２·ｓ之间,由玻璃微球敏化的乳化炸药稍高一些,而乳化基质则更难以起爆。在本研究的实验压力和时间范围内,乳化作药的冲击起爆临界能量值并不完全符合非均相炸药的冲击起爆判据Ｐ￣２τ＝ｃｏｎｓｔ。乳化炸药的实测爆轰压力为１６．６８６Ｐａ,爆轰波成长时间大约在２．３～２．５μｓ之间。     

含铝炸药近场水下爆炸冲击波的实验及数值模拟

含铝炸药能改善能量的输出结构,增强爆轰产物的做功能力,将其应用于水下爆炸,能显著提高水中兵器的爆炸威力和毁伤能力。基于电测法采用PVDF压力传感器开展含铝炸药RL-F和TNT近场水下爆炸冲击波实验,并采用耦合欧拉-拉格朗日(CEL)法对其进行模拟;通过将仿真结果与实验值及经验值对比,结果表明采用合理的边界条件、计算参数和有限元模型,CEL方法能准确地模拟含铝炸药和TNT近场水下爆炸冲击波的传播过程;含铝炸药近场水下爆炸冲击波压力衰减速率相对于TNT较缓慢。在验证数值模型合理性的基础上,将数值结果拟合得到TNT近场水下爆炸冲击波峰值压力在6倍装药半径内以及含铝炸药峰值压力在一定比例距离范围内的近似回归公式。