高温下TATB基钝感炸药爆轰波波阵面曲率效应实验研究

为了研究高温环境对钝感炸药爆轰波波阵面曲率效应的影响,采用高速扫描照相技术及电探针测速技术获取了高温60℃环境下TATB基钝感炸药三种直径药柱爆轰波拟定态爆轰波形状及波速。结果表明,TATB基钝感炸药在高温60℃下的拟定态爆轰波波速随着炸药直径基本呈现线性增长趋势,且相同直径的高温结果均低于常温结果。三种直径TATB基钝感炸药在高温60℃下的拟定态波阵面形状较常温结果更为陡峭。采用遗传算法对三种直径炸药的实验结果进行拟合计算,获得了TATB基钝感炸药高温曲率效应D_n(κ)关系参数。采用DSD(Detonation Shock Dynamics)方法对三种直径炸药的爆轰波非理想传播过程进行了模拟,计算结果与实验结果吻合较好。

CL-20基含铝炸药爆轰波阵面法向速度与曲率的关系

采用高速扫描相机及电探针测速法测量了具有相同铝含量的CL-20基和RDX基含铝炸药的拟定态爆轰波形及爆速,分析了炸药波阵面法向速度Dn与曲率κ之间的函数关系。结果表明,CL-20基含铝炸药的爆轰波阵面较RDX基含铝炸药的平坦,其法向爆速受曲率效应的影响也较RDX基含铝炸药的小。当κ>0.005mm-1时,其法向爆速的下降速率明显小于RDX基含铝炸药;当κ<0.005mm-1时,其法向爆速的下降速率略高于RDX基含铝炸药。

对钝感炸药D_n(κ)关系式一种改进的探讨

在直径效应研究的基础上,测量了不同直径钝感炸药的拟定态爆速和波形,进一步探讨了拟定态波阵面上法向爆速Dn与当地曲率κ的关系(Dn不仅依赖于κ,还依赖于波阵面变化率κ′,在κ一定时,κ′越大,Dn越小),使该关系适用于整个波阵面范围内。同时,将改进后的Dn(κ)关系代入LS模型计算,与实验结果符合得较好。

微/纳米粒度级配对炸药爆轰波阵面D_n(κ)关系的影响

为了研究微/纳米铝粉/RDX粒度级配对含铝炸药爆轰波阵面曲率效应的影响,采用光学波形扫描及电探针测速法测量了不同微/纳米铝粉/RDX粒度级配的含铝炸药在常温环境下的拟定态爆轰波形及爆速,并基于实验结果分析了炸药爆轰波阵面法向速度D_n与当地曲率κ之间的函数关系。结果表明,采用微/纳米铝粉/RDX粒度级配时,波阵面弯曲程度明显变小,且法向爆速受曲率效应的影响减弱,其中,微/纳米RDX颗粒质量比为50∶25或微/纳米铝粉颗粒质量比为15∶5时波形较为平坦,其最大曲率分别约为0.013和0.014mm^(-1),法向爆速较拟定态爆速的最大降幅分别约为0.03和0.04mm/μs,相当于常规微米试样的56%和61%,反映出波阵面能量因侧向流动而发生的损耗较小。

宽温域环境JB-9014炸药爆轰波波阵面曲率效应实验

为了研究宽温域环境对钝感炸药爆轰波波阵面曲率效应的影响,采用高速扫描照相技术及电探针测速技术获取了-55,11℃及70℃环境下JB-9014炸药三种直径(10,15,30 mm)药柱的拟定态爆轰波波形及波速。结果表明,同一温度下,小直径药柱拟定态爆轰波波速随直径呈上凸型曲线增长,而大直径药柱则呈上凹形曲线增长趋势;同一药柱直径下,JB-9014炸药拟定态爆轰波波速随环境温度的升高呈线性降低趋势,降低斜率与药柱直径相关。当采用多项式对JB-9014炸药爆轰波波速随药柱直径及环境温度的变化规律进行拟合时,拟合结果与实验数据吻合较好。三种直径JB-9014炸药的拟定态爆轰波波阵面形状随环境温度的升高逐渐变得平坦。当采用遗传算法对三种直径药柱的实验结果进行拟合时,获得了JB-9014炸药在宽温域环境下的曲率效应Dn(κ)关系参数。在当地曲率κ<0.16时,Dn(κ)关系曲线随温度的升高而降低,而κ>0.26的结果则相反。当采用爆轰冲击动力学(Detonation Shock Dynamics,DSD)方法对三种直径炸药的爆轰波非理想传播过程进行了计算时,计算结果与实验值吻合较好。

JBO-9021炸药初始密度对爆轰波阵面曲率效应的影响

采用高速扫描相机及电探针,在室温环境下对不同初始密度(1.894~1.901g/cm3)、不同半径(5.0、7.5、15.0mm)的钝感炸药JBO-9021药柱开展了曲率效应实验,获取了拟定态爆轰波阵面形状及波速,分析了其随炸药柱密度及半径的变化。结果表明,随着炸药JBO-9021的初始密度由1.894g/cm3增至1.901g/cm3,3种不同半径JBO-9021药柱的爆轰波拟定态波速均增大,拟定态波阵面形状变得更为平坦,波阵面中心点与边界点之间的波到达时间差降低;在小曲率范围内(κ<0.2mm-1),JBO-9021药柱爆轰波波阵面法向波速Dn与当地曲率κ的关系(Dn(κ)关系)不受药柱半径及密度的影响,当曲率κ>0.2mm-1时,Dn(k)关系随药柱半径及炸药密度呈现离散趋势,药柱半径及初始密度共同影响爆轰波波阵面大曲率的Dn(κ)关系。