环境温度对TATB/RDX传爆药起爆及驱动性能的影响

为了获得环境温度对TATB/RDX传爆药起传爆性能及驱动性能的影响特性,采用激光多普勒测速技术及瞬态太赫兹波多普勒干涉测速技术,对TATB/RDX传爆药在隔层起爆条件下的起爆、传播及驱动性能开展实验研究,获取了-45~70℃温度环境中TATB/RDX传爆药的到爆轰距离、爆轰反应区时间宽度、爆轰传播速度及驱动飞片的飞行速度曲线。结果表明:TATB/RDX传爆药的到爆轰距离及爆轰反应区时间宽度随环境温度的降低均近乎呈线性增长趋势;爆轰传播速度随环境温度的降低而逐渐提高;驱动飞片的速度随环境温度的变化特性在飞片主体-层裂层融合前后存在明显不同。

机械起爆引信改装方法及传爆能力分析

为解决机械起爆引信失效率高的问题,探索出一种保留传爆序列的起爆引信改装方法和解除保险方法。运用Autodyn软件仿真分析工业8号雷管在空气中爆炸的冲击波超压,发现在距离雷管端面2 mm内的空气冲击波超压大幅下降,要引爆不保留传爆序列(只含传爆药)的起爆引信,雷管端面与传爆药的理论最大允许间隙约为0.33 mm。分别对保留传爆序列和不保留传爆序列2种起爆引信进行钢凹试验,设置无间隙和有间隙2种起爆情形,试验结果表明:无间隙起爆时,2种起爆引信的传爆能力相当,钢凹深度分别为1.80 mm和2.08 mm。间隙2 mm起爆时,不保留传爆序列的起爆引信未完全作用,钢板表面无形变;带传爆序列的起爆引信完全作用,钢凹深度2.04 mm。试验结果既印证了仿真分析的准确性,也说明了带传爆序列的起爆引信对雷管端面间隙不敏感,具有很高的传爆可靠性,配合解除保险方法,将显著提高机械起爆引信的作用安全性和有效性。

传爆药装药不同过载环境的力学响应规律研究

由于传爆药在使用过程中所处的力学环境复杂,且对传爆药进行相关的力学性能测试试验成本高,环境条件难以控制,很难进行相关的规律性试验研究,因此通过ANSYS/LS-DYNA大型有限元软件进行仿真模拟计算,直接将加速度-时间曲线施加在药柱套所对应的节点上,药柱套内部装有传爆药药柱。药柱选用二次开发的粘弹塑性本构模型,通过给药柱套施加不同的加速度脉冲,开展传爆药药柱不同过载环境的力学响应规律研究。结果发现,传爆药药柱的直径和高度对其力学响应有影响,在相同的过载条件下,传爆药的直径越小,高度越高,其轴向长度变化率和密度变化率越大;在不同的过载环境下加速度脉冲的峰值和脉宽也对药柱的力学响应有直接影响。

带壳JH-14C传爆药烤燃实验及响应特性数值模拟

为了探究受外部不同温度影响下带壳JH-14C传爆药的响应特性,设计了一套慢速烤燃下可测量JH-14C传爆药温度变化和壳体应变的实验装置,获取了不同升温速率下弹体内部温度随时间变化曲线、慢烤响应过程中装药壳体径向应变历程曲线,揭示了带壳JH-14C传爆药的慢速烤燃响应特性,将烤燃实验中弹体径向应变测试结果和炸药反应烈度相关联,提出了一种弹药烤燃实验反应等级的判定方法;基于热力学和装药化学反应,建立了带壳装药烤燃热传导模型和Arrhenius模型,采用BP神经网络反演了JH-14C传爆药热的热反应参数,对不同升温速率下弹体内部的温度场进行了研究。结果表明:升温速率越低,装药的响应温度越高,响应越剧烈;随着升温速率的降低,炸药的点火区域从炸药两端外缘逐渐向炸药内部转移。

射孔传爆中断实验分析

根据射孔传爆序列组成部分,将传递爆轰波的导爆索、传爆管作为研究对象,对射孔传爆单元、传爆节点逐一进行分析,通过对导爆索爆速的测量,分析爆轰波在初始激发、有效传递和传爆中断等进程中受各种要素影响情况。实验分为三种方法:1、采用不同类型雷管作为起爆源;2、传爆序列中导爆索与传爆管、传爆管与传爆管设置不同间距;3、人为破损导爆索。通过对导爆索爆速的检测,针对传爆失败与正常传爆进行对比,对造成失败因素分析,结合射孔器的装配、现场施工等环节,为进一步提高质量控制提供依据。

薄层炸药传爆性能研究

研究了BTF和PETN薄层炸药的传爆性能 ,其临界传爆宽度、临界传爆厚度、拐角效应。

DNTF基炸药的起爆传爆特性研究

为了获得与DNTF基炸药匹配的传爆序列设计技术,通过试验和数值仿真方法开展了该炸药的起爆传爆特性研究,结果表明:试验和仿真得到该炸药的临界直径分别为4.96 mm和5.2 mm,二者基本吻合,误差仅为4.84%。起爆药长径比分别为0.25、0.5、0.75、1、1.25、1.5时,炸药的最小起爆药量分别为0.44、0.48、0.5、0.67、0.84、1 g,最小起爆药量随起爆药长径比的增加而逐渐增加。该研究成果可为该炸药的传爆序列设计提供基础数据。

传爆药超压峰值理论计算公式优化研究

为优化传爆药超压峰值理论计算方法,通过空中爆炸试验研究了不同密度的半球型及圆柱型钝化RDX及TATB传爆药的冲击波超压峰值,并在试验的基础上进行数值仿真研究,结果表明:TATB传爆药由于实际爆轰过程未能达到理想反应情况,导致密度/药量增加不足以抵消炸药未完全反应所带来的能量释放损失,使其在密度较大的装药条件下,超压峰值不增反减;钝化RDX传爆药随着密度/药量增加,其冲击波超压峰值逐渐增长。结合试验和经过可靠性验证的数值模拟,选取了多种现有经验公式作为超压峰值预测模型,通过对比研究发现,现有经验公式对传爆药的超压峰值评估不够准确:在评估钝化RDX传爆药时,理论计算结果整体偏高;对于TATB传爆药的估算结果则存在较大误差。最后拟合出了能较好描述两类传爆药爆炸超压峰值的优化经验公式,通过误差计算验证,该公式可以有效进行两类传爆药的超压峰值预测以及威力评估。

战斗部传爆时序的存储测试

针对毁伤测试中存在的问题,提出采用上电即采集的存储测试方法测量战斗部的传爆时序。通过解决输入信号抗干扰、测试装置状态反馈、在存储器中建立文件系统从而实现连续多次测量等关键技术,实现对各个爆炸点爆炸探针信号的可靠采集和记录;2个爆炸探针输出信号上升沿之间的时间间隔即为两级爆炸之间的延时时间。试验结果表明:该方法具有测试可靠、测试装置体积小、重量轻、携带方便、布设简单等优点,可以推广到试验过程中多个瞬态事件之间时间的采集存储。

一种直列式传爆序列的装药传爆性能试验研究

为了研究直列式传爆序列的传爆性能,设计了一种以冲击片雷管起爆Ⅱ型六硝基茋(HNS-Ⅱ)传爆药盒和聚黑苯-1(JHB-1)扩爆药柱的直列式传爆序列试验装置。对试验用冲击片雷管的输出能力进行了试验分析,并对直列式传爆序列在低温、常温下的传爆性能进行了试验验证。结果表明:在此试验装置条件下,冲击片雷管在≤8 mm的传爆间隙条件下,能可靠起爆裸装钝感JHB-1扩爆药柱;在-40℃低温、常温状态以及拉大传爆间隙的状态下,冲击片雷管能可靠起爆HNS-Ⅱ传爆药盒;直列式传爆序列冲击片雷管—HNS-Ⅱ传爆药盒—JHB-1扩爆药柱能够可靠传爆。

装药尺寸对传爆药传爆可靠性的影响

采用锰铜测压实验测定了强约束及弱约束条件下 ,不同装药直径的传爆药HMX/F2 64 1的爆压 ,实验混合炸药密度为 90 %的理论密度 ,研究的装药直径范围为 1.5～ 5 .0mm ,初步揭示出传爆序列小型化装药尺寸对传爆药传爆可靠性的影响。研究结果对传爆序列小型化装药尺寸的确定及其传爆可靠性的评价 。

传爆距离对传爆管输出威力影响的仿真研究

为分析不同传爆距离对传爆管轴向输出威力的影响,运用LS-DYNA分别仿真不同传爆距离下圆柱形传爆管、聚能凹穴结构传爆管爆炸威力钢凹试验、铝凹试验和铅板试验,得到了不同传爆距离下传爆管输出威力对应的钢凹深度、铝凹深度和铅板炸孔直径大小。结果表明:随着传爆距离的增大,两种结构传爆管轴向输出威力出现较大差异,聚能凹穴结构传爆管更适合远距离传爆,并且不同试验方法的仿真结果变化也不同。为提高传爆管轴向输出威力,在装配圆柱形传爆管时要严格控制轴向装配间隙,使其与战斗部装药尽可能紧密接触,而对于聚能凹穴结构的传爆管则不需要特别控制轴向装配间隙;相比于钢凹试验法和铅板试验法,铝凹试验法更适用于评定传爆距离不同时传爆管爆炸威力的差异。

非电传爆系统无起爆药传爆接头的性能研究

为提高非电传爆系统的安全性,将猛炸药HNS-Ⅱ应用于系统输出端,研究了装药密度和限制性导爆索(CDF)埋入长度对输出性能的影响。研究表明采用合理的设计,限制性导爆索可以起爆HNS-Ⅱ,柔性导爆索(MDF)埋入长度为3～4mm、炸药密度在1.50～1.70g/cm3时输出传爆接头具有稳定的爆轰输出。

膜状RDX/SiO_2传爆药的制备及表征

在SiO2溶胶向凝胶转变过程中,依次加入RDX的N,N-二甲基酰胺(DMF)溶液和聚乙烯醇(PVA)的水溶液,采用提拉法和手工旋转涂抹法制备了白色、半透明、膜状RDX/SiO2传爆药。扫描电镜(SEM)分析表明,复合粒子内RDX晶体呈球状、块状和条状,其三维尺寸在0.3～1.0μm,分散在纳米SiO2框架内;与相同条件机械掺杂的RDX-SiO2相比,撞击、摩擦感度均显著降低。爆速测试结果表明,在低密度时,膜的厚度和炸药粒径是影响传爆性能的主要因素。

微小型传爆序列装药研究

通过一种采用MEMS技术的微小型引信的传爆序列结构,研究了不同许用传爆药剂在微小型传爆序列中的起爆感度、最佳装药密度。研究结果表明:JO-9C(超细化)的起爆感度较高,传爆序列最佳装药密度为起爆端1.75g/cm3、输出端1.80g/cm3,试验结果对小型化传爆序列的设计具有一定的参考意义。

传爆序列长通道冲击起爆的工程计算

本文介绍了传爆序列长通道不同距离的冲击波入射压力和到达时间的工程计算方法 ,结合试验结果及数值模拟结果讨论了使继发雷管可靠起爆的主要因素 ,得到了使M5 5针刺雷管可靠起爆的冲击波入射压力为 8.0MPa。

爆炸逻辑网络四通道传爆序列的设计

进行了爆炸逻辑网络四通道传爆序列的可行性试验研究,并对小尺寸传爆序列作用过程进行了数值模拟,分析了爆炸逻辑网络组网设计中能量多通道传播结构的安全性与可靠性。数值模拟及试验表明,爆炸逻辑网络四通道传爆序列的结构设计可以满足其作用可靠性与安全性的要求。

JO-9CⅠ传爆药中HMX含量的测定

采用化学分析法对某一批JO-9C传爆药组分进行定量分析,并优化了分析方法。结果表明,乙酸乙酯的用量、氢氧化钠质量分数以及水解时间对分析结果有一定的影响。当乙酸乙酯与传爆药的质量比r为5-5.5,碱溶液的浓度一定且与传爆药的质量比R为90-100时,水解时间缩短至4 h。分析结果的平行性和数据的连续稳定性较好,比紫外/可见分光光度仪器分析法稳定准确,从宏观上可准确反映HM X的含量。

基于高速摄像技术的破孔导爆管传爆可靠性研究

采用高速摄像技术对单一、连续破孔特殊情况下的导爆管传爆町靠性进行了室内试验研究，试验采用的导爆管爆速平均为1750m／s。通过对高速摄像图的精细观察和测量分析，得出破孔导敛导爆管管道效应被破坏后，对于单一破孔，维持导爆管可靠传爆的半破槽长度最大为15mm；15～30mm之间可能传爆，传爆几率随着半破槽长度增加而减小；超过30mm传爆失败；20mm单一半破槽导致的传爆延迟时间至少为195μs。对于连续破孔，半破槽长度及密集度越大，传爆可靠度越低，连续3个5mm半破槽的导爆管整体传爆时间延迟255μs。试验结论可对爆破施工现场的网路连接提供防范参考。

短通道二级传爆序列导爆索组件输入端的设计及性能研究

以长通道三级传爆序列导爆索组件输入端的结构为基础,综合考虑了影响传爆可靠性的因素,设计了短通道二级传爆序列导爆索组件输入端。经过筛选试验,输入端装药选为PETN,药量为100mg,装药密度为1.55g·cm-3,电起爆器与输入端间隙为1.7mm,输入端与限制性导爆索直接接触(无隔层),传爆裕度试验结果表明,输入端结构设计合理,满足可靠传爆的要求。