爆炸与冲击第卷第期尹编众卜卜梦嘴甲｝』座｝讲』｝,｛｝炸药爆轰参数的测吴国栋月青。爆轰学的发展是随着实验测量技术的不断发展而发展的从实验观察结果与理论假设之间的偏。差中促进了爆轰学研究的不断创新,’自。。等人发玫曝轰现象已有一百多年的历史一个多世纪以来测量技术有了很大的提,。,人们只能用简单的电探针技木四爆轰波阵面的传播速度而现在已发展到用狈量高当初,。测氢十量压力剖面和粒子速度剖面在光测技术方面最初只能用高速转镜相机观察爆轰波阵面的,。传播以后又发展到用纹影技术观察气体爆轰波结构目前又发展到用激光干涉仪等技术观察凝聚,。炸药内反应区特性。炸药的爆轰现象是一个复杂的化学反应动力学过程无论是模型还是模型都是,,。。基于一维平面定常运动的假设对炸药爆轰参数的许多测量都是在这一假设的基础上建立起来的。目前除了在气体爆轰中观察到三维胞裸占还在凝聚炸药中观察至似的现象近年来已清,,构外唉。晰地观察到固体炸药中的非稳态爆轰现氛因此实测的某些爆轰参数仅是一种宏观平均参数尽管。如此这些参数的确定在工程使用中又是」重要的通过这些参数能使工程设计人员清楚地了,,汾。。解炸药的性能和作功能力等信息本文将简要地介绍炸药常用的爆轰参如勺量技术及最新进展测、二炸药稳态爆轰波参数测扭。爆压爆速爆轰波阵面后粒子速度“等参数都是基于模型的假设下侧定的,,,’。模型认为化学反应在爆压的测在工程使用和理论计算中面处结束并达到平衡态,爆压是很重要,,的一个参量以下将较详细地介绍有关对它的。。测量方法测量方法大致可以分成两大类间接法所谓间接法就是通过测量与炸药札介,梆。质内的冲击波参数来反推炸药的爆轰波参数这类方法是基于把炸药爆轰过程视为符合炸药惰性介质,模型即把爆轰波阵面看成是由前沿冲击波和紧跟其后的化学反应区所组成见图纵坐标。图模型的压力剖面在相邻情性介质的左侧所示如果紧贴着炸药表面放置刊央惰,,内冲击波阵面辐度衰减曲线性物质则当爆轰波垂直入射于惰性物质时如,。本文于年月日收到年月日收到改岁稿通爆炸与冲第卷惰性介质的冲击阻抗低于爆轰产物的阻抗这时有一稀疏波反射到爆轰产物中反之有一个冲击,,。波反射到爆轰产物内惰性介质内的击波幅度衰减曲线和炸药内爆轰波剖面之间有对应关系见图。’纵坐标的右侧所示图中点参数与炸药点参数有对应关系可以采用以下关系式进行计算,,在反射冲击波时有,二一斌乙甲二二二二二二二二二二二二二二’斌万一二一甲二二二二二二二二二二二二二二一斌之万、夕“二气尸份一丁州人一,,刀。刀勺二匆,厂二,十只“二,,万〔‘。、。、“为爆速点处的粒子速度几,分别为冲击波速度和压力,式中州为惰性介质的线,,。。性关系的常数在反射稀疏波时有为爆轰产物状态方程中的多方指数为隋性介质初始密度「“二十,「一华与一一门户华十,,,。只要测得,因此点处的冲击波速度或粒子速度就能确定这种炸药的爆压图绘出了测量’。。爆压的装置图侧性材料自由面速度这种装置可利用多根电探针或光导索一次侧出几个厚度白青,。“,随板厚的变化关系绘于图用最小二乘法分段线性拟合这些实验点确定出,点的诸参数,再。近似认为值的一半等于利用测得的爆速和代入《,交点处的式中点处的,,,,、。乙》,式,川式反射稀疏波时代入经过几次迭代即能确定爆压和多方指数,七。召谊砚划圈扭,生玉动系统效｝材料’之尤’、竞“’‘“干’“咦犷自由面速度法侧爆压装置汤三悄性材乖沐度‘斗,卜硬铝肠一的自由面速度随板厚的变化关系图图〔’」首先提出了利用测量不同厚度惰性金属板自由正度来确定拐点。处谜,在年。‘’改进了这种方法。‘’的粒子速度以后尽提出了用水箱法测定爆轰波在水中衰减过‘〔口〕“程来确定爆压等人,徐康等人在水箱法上做了许多工作,氏利用空气作为惰性,,。、介质其原理都是利用了介质的透明性用高速相机直接观察冲击波的衰减过程另一种较简便的‘古老的方法是板痕法这种方法早在一百多年前就提出来了其原理是测量炸药在标准钢板上的,,。〔,’用台阶式有玻璃块测量图机爆轰凹痕,然后由预先标定的曲线来推算爆压董海山等人中惰性。材料的自由速度确定了多种炸药的爆轰参数法是测量炸药与各种冲击阻抗惰性材料的界,,一“。面仄力与粒户度速在图上画出二次冲击稀疏线它与以斜率为并通过原点的直线,。的交点坐标即是该炸药的爆轰压力与粒子速度法的结果精度较高但是确定一种,。〔‘“炸药的爆压而进行乡人实验和本作者〔」自独立地提出了用楔形有机玻瑞法确定炸药各第期吴国栋炸药爆轰参数的测量,旧嗓轰性能池利用楔形有机脚离作惰性材料块拜外光源照相的方法确定冲击波有机玻璃内。。传播轨迹这种方法的优点是仅需一发实验就能确定炸药爆轰参数这种方法能较清晰地观察反应。区内的特性并能较清楚地确定出点的位置,直接法。所谓直接法就是通过直接测量炸药内的压力剖面或粒子速度剖面术确定炸药的爆压目前已,、、成功地用锰铜压力计电磁粒子速度计脉冲射线阴影摄影法和激光干涉仪等方法测盆了许多,。〔”。的种炯芍爆压图绘出了锰铜压力计测量爆压的装置图压力计可用某些压力敏感材料如锰、、〔’〕”〕‘,铜镜软生力有关这种压力计一般在高温高压作用下这些材料的电阻率仅和,碳制成。用聚四氟乙烯等绝缘材料作为绝缘基板在恒电流激励下压力计活性区,妞力敏感材料。电阻。。。犷戊厂犷。,的相对变化近似正比于电压相对变化即因此由实验侧得活。‘性区两端的电压域能由下式换算成压力剖面」,了气一不一一,几?。。”‘可由实验标定我们对锰铜压力计标定的结果为?‘‘??’一’入,黝,普即能获得如图所示的炸药爆轰波的压把封装好的锰铜压力计嵌入如图所示的待测炸药内。。厂。值及拐点犷,阻讯号示波图由图中处的值代入式即能确定这种炸药的爆压波透镜炸药药卒了了炸药寺则山电流取厂号’阻法测七仄装改爆冬口’、冬则佘波冬小灼药’勺,冬‘。〔’〕脉冲射线法是利用光照相记录被测炸药爆轰产物拉格朗日质点位咒随时间变化的函数其原理是在被测炸药中平行地嵌入多片薄钮箔由光照相测定不同时刻这些担箔的位锐来确定爆,。轰产物的粒子速度‘。”自年提出了激光干涉仪以后利用它研究了固体炸药的爆轰特性,。他在炸药表面上一个溶凝的石英窗口并在石英窗口和炸药之间加一极薄层反射镜面然后杆咭,。用激光干涉仪测量炸药与石英之间的界面运动用实测结果并面或换算后即能确定炸药,一。爆轰的粒子速度剖面因此只要窗口材料选择合适就能真实地测量药吩轰的粒子速度剖面我,。国田清政等人对此也有较多的研究‘,家买验室苏联八‘美国洛斯阿拉莫斯国家实验室和弗摩不,等人对许多炸药的爆压进。。表仅列出了我国爆轰研究人员测得的部分炸药的爆压数据从已发表的国内外大量数据来看,即使对同一种炸药用不同方法测定的爆压值均有比,行了测量然而表仅列出了我国爆轰研究人员测得的部分炸药的爆压数据从已发表的国内外大量数据来看爆炸与冲击第卷。较大的差别其原因目前尚未得到比较满意的解释,表石蜡部分炸药娜压数据一,沫泡沫炸药〕」〕〕〔。。。。。。。?。密度砚、李自,。。。。。。。。。爆速聋戮吕。。。。。。。。爆压氏。。。。值、粒子速度娜速的测,,爆速值的测定一般都用电探针技术用于测,。量它在某一厚度内的平均值但是在爆轰波平面,度比书子情况下独的也可以用楔形炸药的光测技术,。,。用这样光测技术可确定爆速的瞬时值炸药爆轰的粒子速度剖面除了可用上一稚量进于吐目前、节溺丈的激光干涉仪法射线法测量外还,脉冲。。”‘〔’”’可以采用电磁法进行测量其原理见图该法把〕形传感器埋入炸药内由于爆轰产物的粒子,运动驱动形传感器在磁场中切割磁力线,如果该磁场为恒定磁场则电磁传感器的输出电动势为,,运动方向图电磁法原理图乙口。式中一门形传感器的框底长度磁感应强度测出就能由,,式算得粒子速度‘」曹世勤最近研制的二维粒子速度计既能用于大,。直径药柱的测量也能用于二维系统的粒子速度的测量该,、。方法具有装置简单适用性强的优点、三炸药关系测在研究炸药冲击引爆机理及对爆轰波数值模拟时,炸。曲线是必不可少的目前在国外主要用楔透镜炸药‘电或卜药宁衰咸退,药的、’、〔”’山面速廷系统〔”’”〔“〔’’等方法进行形炸药样品法隔板法电磁法。测量图所示的楔形法是把炸药样品制成楔形状并和衰。减层紧贴楔形炸药表面贴上镀铝的塑料薄膜作为镜面此,?图楔形法装置图第期吴国栋炸药爆轰参数的测量。镜面在冲击波的作用下其反射特性受到破坏利用高速转镜相机能得到截止光的轨迹此轨迹即可,。描绘出由冲击波增长为爆轰波的过程用最小二乘法分段拟合这一轨迹线就能确定进入炸药的初始。。冲击波速度测量衰减层的自由面速度并利用阻抗匹配法就能确定界面上的压力及粒子速度调节不同的入射压力衰减层中压力就可得到炸药中不同的点参数这些参数点的集合就,,,。、”〕‘压力刊比法川等方法测量或多种炸药的是炸药的线国内用锰铜压力计法。〔”〕“曾用高速转铐目测量炸药薄片内的冲击波速度和撞击飞片的速度衍龄机,川关系作者,,,,同时还用锰铜压力计测量飞片撞击炸药界面处的压力用衍,三个量中的任意两个量组合,。都可以求出炸药的线这样又便于对所得结果进行互相比较压力对比法,压力计同时测量飞片撞击标准材料及待测炸药表面的压力妙术确定炸药的〔‘礴都可以求出炸药的线这样又便于对所得结果进行互相比较,压力计同时测量飞片撞击标准材料及待测炸药表面的压力是同锰铜关系这,。。种方法的精度与楔形法相近给出几种典型炸药的流匀‘,“甲,数据,表表中的波。走。二“又关系中的两个系数式中为炸药中冲击波速度为粒子速度,?。表炸药冲击关系,加’。炸药密度又注。。’铸装,。。。沙。。一一‘?。一’。。。。」、四爆轰产物状态方程。尹爆轰产物状态方程研究一直比较活跃,因为它在爆轰波的数值模拟中起着重要作用律状态夕即是方程的测量经常是和爆压测量一起进行此处方程中的值的即在侧定爆压的同,。时也确定了值图列出了确定示意凰对于理想炸药状态方程的圆筒试验一般都采用内径为‘下雌药住专占管,。厘米的标准叫筒试验筒壁由含铜量上的无氧铜管精加工而成其长为,以厘米壁,透镜炸药电探钊堪专药材。厚厘米内装炸药样品试验时一端用平面,波透乍装药起爆,兑用氢气弹作外光源然后用狭,厚厘米内装炸药样品,波透乍装药起爆兑氮气弹玉。图中的电探针用利用以卜试验测得涉仪缝相机记录圆筒壁的膨胀过程。于测量壁膨胀到该点的时间宙管,的铜套膨胀轨迹确定下述再通过二维计算程序,状态方程中的六个系数就可以图圆防试验装代示总划一月,一虎,一甲川、、、、。式中一爆轰产物压力一产物比容与初始比容之比和甲为六个待定系数,,〔殷致远等川用二维程序计算得到了部分炸药的〔’较妹花平环则利用实测的勿等参数,,,,,参数训结果与实侧结果符合得,算并通过以下关系,爆炸与冲击第卷注尺。一‘?兰一月“一‘甲’二“奋一聂影一、、一爆轰产物内能,联立一式中一多方指数就得到了含有六个未知数的三,,式一。,二、、个方程解题时首先用,价附,,附的经验值,解出,。附的值使其结果与圆筒试验的测量结果符合为止这种方法比三个数值然后再调节,,,。而且只需要小型计算机即能完成上述计算他求得’钟你约的六较简使精度也基本满足要求,,。方程的系数值列于表表方程系数‘、炸药密度津。。。。。,?。。,。,。。。。一〔。。、。一川《’”’最近,提出了另一种测定方程中系数的新技术他用对称平面结构代替,。了原来的圆柱形结构并用激光干涉仪钡叮平板速度随时间变化的过程从测墩时间长达微秒,,这种方法的优点是装锐简单并能由一发实验确定爆轰产物的所有特性参数、、目前常用的爆轰产物状态方程有律方程方程方程和方程等方川杜程具、,有形式简单使用方便的优点尤其是采用此方程可得到针对某些工程问题的近似解析解但是用,,,律方程估算爆压及爆轰作功等问题时它的精度不如状态方程的好方程“’。势等方程都是从理沦上推导得到的它们可以用于估炸药的,预‘’一,方程的指数。。〔我国吴雄川对爆衣特性方程有较多的研究、五爆温测爆轰温度对了解炸药的爆轰特性是一个很重要的参数盆检它还能用于验爆轰产物状态方程选取,。、的协丈否合理的问题爆温侧量比爆速爆是。‘”压测量的难度大首先报导了爆。温测偏结果目前常用的爆温测量方法是撇、,、’。飞,,,,佼水塑料仁飞性,,,川,,‘?辐射测量法七是纂于热辐射原理根据黑,州‘、龙广索一‘体或灰体术测得。,辐射公式通过光电测量技七”,图是何贤储等报导的一种爆温测。绒装置他把一根光导索直接插入待测炸药中光导索的另一端接到一个分光计中将,气专药杭爆‘卜、之悴图爆温测址装仪第期吴国栋炸药爆轰参数的测量‘、接收到光幅射分成两个不同频率的丫带宽的光,示波器上测得的对应于两频带光的讯号电压分别是。并通过光电倍增管和快速示波器记录下来犷‘和厂,则可用下式,如果,二下二厂了口二,,砚。、。计算爆温式中为测量系统的两个常数可用通过事先的标定得到他的测量结果列于表,。‘‘’〕钡量也报导过用四色高温训四爆轰波阵面温度的技术和结果。等「”表炸药的爆温炸药。。。。。’《密度寸结温引参考文献小,〔〕鲍姆等著众智译爆炸物理学科学出版社,,》,吴〕闷杨‘,一〕炸药稳态爆一川二的确定一咨月全卜药爆轰饭力专题讨论会论文集州奋《’少、二一,‘,〔〕二之一‘,。、,〕?一‘,徐康等爆炸与冲击一,一,」价七、川衬」邵敦信估炸爆压的板痕实验一,口,」战海山爆炸与冲击一,汇奄门、一,砂一全闷炸药爆轰压力专题讨论会论文集,℃一」价七、衬」邵敦信口,」战海山汇奄门、一“门、‘全闷第二届物理力学会议论文染,〔吴栋等豁在次引爆过程中炸药作毛态爆轰特性的研究,朋’一刀〔爆炸与冲击一〕池家春动一吕‘川‘,吴闷栋,‘、‘二‘…川重,一人,,二一丁,,二,衡一,〔」匆?一〕赵衡斗等人爆炸与冲击,,,〕曹上勤爆炸与冲击,【一,,,〔氏,‘一一,一”日从‘”日一”曰〔〕八月曰旧曰灿。,、‘手了,〕一,公。?‘丁‘,】。、二、,一,一了。一,一…,斤,,,,?吴国栋张振宇爆炸与冲击,,,〕池家春压力对比法测量炸药的关系一〕启珍等人,陈炸药的平面冲击引爆届全国爆轰会议论文集第私人通信,,〔〔,,,?胡栋等人爆炸与冲击,爆炸与冲击第卷、一一〕致远股封加波等人炸药的状态方程私人通信岛,,,’〔〕’花环戒、川小尺寸回简试验测定炸药爆轰性能第二届全目爆轰会议论文集,,,、二,玉,,二一,〕,似,,旧,沙,,〕肠彻川,、,〕二电磁法侧爆压,〕王〔〕圣平等人,全国灯爆轰压力专题讨论会议论文集药,,,,‘二炸药爆轰参数的侧定全国炸药爆轰压力专题讨论会议论文集,光电冲击波速度法测烟五,全国炸药爆轰压力专题讨论会议论文集,〔〕春培王,铸装〔〕贤储等人何,,,、正、污、气、、、、、卜二二一、‘‘一、、叭

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