传爆序列传爆可靠性的研究

本文运用飞片撞击起爆模型,对传爆序列的传爆可靠性进行了研究。并就某引信中的导爆管到传爆管一级的爆轰传递给出了与实际情形相同的计算结果。文中方法可运用到同类型的研究中。     

炸药爆炸产物组成的确定及其对爆热的影响

为探索不同方法得到的爆轰产物组成对爆热计算的影响,分别对不同炸药采用理论方法和经验方法得到的爆轰产物组成进行了分析,并对由此得到的爆热计算结果进行了比较与讨论。结果表明：对典型乳化炸药,采用以理论方法得到爆轰产物组成计算的爆热与以B-W经验方法得到爆轰产物组成计算的爆热差别不超过10%,说明能量优先的经验方法得到的爆炸产物组成用于计算乳化炸药爆热可满足工程需要;对于RDX、TNT、PETN等炸药,按经验方法得出爆轰产物组成计算的爆热明显与理论计算存在较大误差,理论得到爆轰产物组成计算的爆热与最大放热量经验规则得到的爆热相近,相差在5%左右。     

导爆管起爆与传爆过程的高速摄像研究*

结合高速摄像技术,对导爆管的正常起爆与传爆过程进行了研究,得到了导爆管的起爆与传爆过程的高速摄像图像。对高速摄像图像进行了分析与测算,得到1745 m/s爆速导爆管起爆过程的爆轰成长规律及其成长长度为18．5cm左右的结论,得到了稳定爆轰波结构模型及其有效反应区长度为7cm左右的结论。     

导爆索-导爆管起爆系统拒爆分析

针对导爆索-导爆管复式起爆系统中的盲炮问题,从导爆索-导爆管联接角度、导爆索能够安全起爆导爆管的安全距离、传爆方向等3个方面进行了分析。首先,根据导爆索-导爆管起爆系统的起爆特点,建立了正向、反向传爆的数学模型,获得了最佳起爆角度范围;接着根据能量起爆机理,计算了导爆索爆轰引起的冲击波可引爆导爆管的最大搭接半径;最后,进行了不同搭接角度、不同搭接半径的导爆索-导爆管复式起爆系统的起爆模拟试验。结果表明,当导爆索-导爆管搭接角度在70°~110°传爆较为可靠,最大搭接半径在6~8.4 mm内能够可靠引爆导爆管,这与理论分析基本吻合。     

激光对炸药体加热的研究

随着激光技术的发展，激光引爆成为炸药起爆的新方式。激光的能量呈高斯分布，激光的能流密度在不同的照射深度呈指数形式衰减。本文通过理论推导获得了激光能量在炸药体内的分布曲面方程，实验获得的爆坑形状验证了这一结果；爆坑的出现进一步说明热点成长为爆轰是分阶段进行的。炸药的颜色对爆坑形状参数的影响在一定程度上证明自由振荡式激光对炸药的引爆属于热起爆。通过对热穿透方程的分析可知炸药的激光引爆存在一个最佳能流密度，并用实验进行了验证。     

主成分分析法用于单质炸药爆轰性能评估的研究

炸药的爆轰性能是评价炸药综合毁伤能力的重要指标,是进行炸药装药设计、开发和优选工作的前提。为实现对炸药的综合爆轰性能进行合理评估,必须对炸药的5大爆轰参数（爆热、爆速、爆压、爆容、爆温）进行综合考虑和计算。尝试应用针对多元统计技术的主成分分析法,对TNT、RDX、HMX等常用单质炸药的所有爆轰参数开展了分析与评估。结果表明,炸药各爆轰参数的信息重叠度较大,主成分的贡献率可达到90.1%,在爆轰性能综合评估中可以只参考爆热和爆速。最后利用第一和第二主成分的贡献率为权数,构造了炸药爆轰性能综合评估函数;对常用炸药的强弱排序也与各自威力经验值相符,评估有效。     

导爆管传爆性能设计与参数分析

在导爆管传爆规律定性分析基础上,结合不同装药条件,对导爆管传爆速度、反应区长度等主要传爆性能参数进行简化计算,并与实验数据进行了对比。结果表明：在12—18mg／m的普通导爆管装药量区间内,利用爆轰反应区能量损耗一半的经验算式对导爆管传爆速度进行估算,结果精度较好且计算简便。通过数值计算进行导爆管装药设计指导值得推广。     

爆温控制合成γ型纳米氧化铝

本文旨在通过改变混合炸药的爆温来控制爆轰合成的纳米氧化铝的晶型.根据研究方案,采用600 g硝酸铝粉末和400 g炸药黑索金粉末为原材料,通过搅拌把两者均匀混合配制出混合炸药.经过计算该粉状混合炸药的理论爆温约为945℃,该温度接近于低温稳定的7型氧化铝生成和存在的温度区间,所以该混合炸药发生爆轰反应时应该产生γ型纳米氧化铝.为了验证理论分析,将该混合炸药放在直径为3 m的专用爆炸罐里面进行了爆轰反应实验.利用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对收集到的爆轰产物进行了检测.检测结果表明爆轰产物确实是y型纳米氧化铝,氧化铝颗粒为标准的球形,颗粒尺寸约为20 nm.因此,可以通过理论计算改变混合炸药的爆温来控制纳米氧化铝的晶型.     

新型传爆药柱起爆能力研究

为了适应钝感弹药对传爆序列提出的新要求,综合运用炸药冲击起爆理论、有效装药理论、聚能效应,设计了环形传爆药柱,并设计了适用于环形传爆药柱起爆的4点和8点同步起爆网路.利用主装药轴向钢凹法研究了环形传爆药柱的起爆能力,并与圆柱形传爆柱进行对比.实验结果表明:多点起爆条件下环形传爆药柱的起爆能力高于圆柱形传爆药柱,8点起爆效果优于4点起爆效果.     

起爆位置对台阶爆破爆堆形态影响的离散元分析

爆堆形态是评估台阶爆破效果的重要指标,为研究起爆位置对台阶爆破爆堆形态影响,采用3DEC离散元软件,建立岩体强度参数服从Weibull分布的台阶爆破三维模型,通过考虑爆轰传播方向的荷载施加方法,模拟不同起爆位置下台阶爆破的动态破碎和抛掷过程。研究结果表明:在台阶爆破爆堆形态数值模拟中,不能简单地将爆炸荷载简化为瞬态爆轰,需要考虑爆轰波的传播方向。不同起爆位置下的爆堆形态存在显著差异,起爆点位置会影响鼓包运动最先发生的位置,从而影响岩块的抛掷方向和速度,影响爆堆的最终形态。孔底起爆时,爆破开挖方量最大,抛掷距离最远,堆积高度适中,松散系数最高,具有最好的铲挖效率。     

两点起爆双槽聚能装药的模拟及实验研究

为了研究双槽聚能装药结构中采用两点起爆方式对聚能射流的影响,运用数值仿真及实验论证相结合的方法,进行了两点起爆下聚能射流的形成及侵彻研究。模拟结果表明:LS-DYNA 2D有限元软件可以较好模拟出一点和两点起爆爆轰波波形、爆轰波的碰撞、聚能射流的形成,验证了爆轰波碰撞引起爆轰压力的大幅增大,两点起爆形成聚能射流速度和长度均大于一点起爆。实验结果证明在工业炸药双槽聚能装药中采用两点起爆方式能起到增强爆轰强度、增大聚能射流侵彻能力的效果。     

含Fe2的乳化基质热感度测试

通过FCY—1A型发火点测定仪对含Fe2+的乳化基质爆发点进行测试,结果表明:Fe2+的加入对乳化基质的爆发点及其活化能有较为明显的降低作用,含Fe2+的乳化基质比普通乳化基质爆发点降低了12.91 K,活化能降低了28.52 kJ/mol。炸药爆炸所需的外界能量大幅降低,热感度上升,热安定性降低,在炸药生产过程中意外热爆炸的可能性明显呈上升趋势。     

震源药柱用低爆速炸药的研制

文章根据地震勘探震源药柱对低爆速炸药的要求 ,确定炸药的组分、配方及其混药工艺 ,产品经 2 3m井下传爆试验表明 ,该炸药爆速满足 16 0 0 m· s-1～ 2 30 0 m· s-1的要求 ,起爆和传爆性能可靠     

孔隙塌缩对工业炸药爆轰的多重作用

通过对工业炸药爆轰反应过程中微孔隙压溃的细观与宏观过程进行研究,提出炸药孔隙压溃不仅产生绝热压缩、射流冲击、摩擦剪切生热的"热点"因素;冲击射流产生的旋涡运动,还会起到搅拌混合作用,促进爆轰燃烧反应;同时旋涡运动的湍流能量还会通过粘性耗散转变为热能,供给爆轰波,与化学反应放热一起维持爆轰传播;即工业炸药爆轰中的微孔隙塌缩同时起到了"热点"、搅拌混合促燃和湍流释能的多重作用。炸药孔隙的搅拌混合作用决定了"化学反应区"和"湍流耗散区"的厚度大小,其中"化学反应区"的厚度与孔隙度成反比,"湍流耗散区"则与孔隙度成正比,两者的共同作用构成支持爆轰波的"释能区",这使得工业炸药存在能量利用率最高的最佳装药密度。基于爆轰波"释能区"的新观点,建立了工业炸药的最佳装药密度、极限直径、临界直径、高密度"压死"、炸药能量利用率等爆轰性能经典问题之间的内在联系。通过"孔隙混合效应"和乳化炸药粒径分析,基于敏化气泡与炸药粒径相匹配原则,提出对于粒径5～6μm的乳化炸药,敏化气泡以直径10～100μm为最佳。     

示踪剂的添加对导爆管传爆性能的影响

为了对导爆管进行溯源,在导爆管中添加一定量的惰性示踪剂,同时对添加不同示踪剂及同种示踪剂不同量的聚乙烯导爆管进行爆速、起爆感度以及传爆性能的测试。试验结果表明:温度为25℃时,示踪剂A与母体导爆药(RDX与Al粉)的比例在0.1/99.9～10/90范围内,爆速的变化范围为1745～1854 m/s,同时添加相同比例的示踪剂A、B、C混合物为总装药量的0.6%与1.5%,爆速分别为1852 m/s与1827 m/s,都符合工业导爆管爆速的要求;另外,添加示踪剂的导爆管均被可靠起爆,未见其感度降低和传爆不可靠。说明示踪剂的添加既满足了导爆管的溯源功能,又不影响导爆管的起爆与传爆性能。     

遥控导爆管起爆系统的设计与应用

利用PIC单片机与高可靠性的扩频无线控制技术,设计出包括无线遥控器、电子起爆器及配套电容式击发针的遥控导爆管起爆系统。现场试验结果表明,击发能量稳定性高,无线遥控起爆距离大于400 m。遥控起爆系统的应用不仅解决了现有导爆管起爆方式中存在的击发起爆可靠性差和导爆管消耗量大等问题,还丰富与优化了导爆管起爆系统,极大地增强了现场操作的便捷性以及起爆的安全性和可靠性,达到了节能减排和降本增效的效果。     

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。     

脉冲爆轰发动机中等离子体点火的数值计算

该文采用CE/SE方法对脉冲爆轰发动机(简称PDE)中等离子体射流点火和带化学反应的汽油/空气两相爆轰过程进行数值模拟。研究了不同的等离子体射流能量和射流时间对爆轰过程的影响。结果表明增加等离子体射流能量可以缩短燃烧转爆轰的时间和距离;在已经充分点燃射流处汽油/空气混合物的条件下继续增加射流时间对燃烧转爆轰过程几乎没有影响。计算结果与试验结果符合良好。研究工作可为PDE 点火结构的优化设计提供理论指导。