复合炸药在爆炸坑道内的冲击波效应研究

通过大型爆炸塔及坑道内爆炸试验,研究了TNT及两种典型高爆热复合炸药在不同距离测点处的冲击波超压的变化历程,对比分析了各类测点所获冲击波超压曲线的特征、超压峰值、比冲量的差异.结果表明,在爆炸塔及坑道环境中,地面测点所获压力曲线仅有一个峰值,D622和D343的超压峰值及比冲量均高于TNT,但随着爆心距的增加,其衰减速率也明显高于TNT;自由场测点所获压力曲线均呈两个峰值,且在坑道中由于多次反射叠加,使得第二个峰值明显高于第一个峰值,尤其是D343试样,其压力峰值及比冲量较TNT均呈现明显的优势.

坑道内爆炸条件下温压炸药的爆炸特性及其影响因素

温压炸药在坑道内爆炸时会产生多种毁伤元,对坑道内人员和设备造成严重威胁。基于不同药量的温压炸药爆炸试验,对坑道内爆炸条件下温压炸药的爆炸特性开展了研究,分析了爆炸热效应演化特征、冲击波传播规律和氧浓度降低情况,讨论了坑道对铝粉后燃的约束作用规律以及形成高烈度后燃效应的药量条件。研究表明:温压炸药火球辐射亮度高于TNT,且其火球温度峰值超过TNT温度峰值的1.3倍。在火球演化过程中,火球在后燃阶段的温度峰值较火球形态刚稳定时提升超过10%。在冲击波传播规律方面,超压峰值与正压时间的TNT当量系数分别约为1.4与1.65。另外,铝粉后燃产生的压缩波对冲击波能够形成多种补充效果,陡峭升压的压缩波能够使冲击波峰值升高,持续时间长但升压速率慢的压缩波能够限制冲击波的衰减,延长整体正压作用时间。受坑道约束作用,温压炸药爆炸火球将与坑道壁面发生相互作用,进而提高铝粉的燃烧烈度。当温压炸药质量立方根与坑道直径的比值大于0.28 kg^(1/3)/m时,将产生高烈度后燃效应。

TNT坑道内爆炸热作用规律的试验研究

为了研究TNT装药在坑道内爆炸的热效应,开展了1 kg和3 kg两种质量的TNT药柱在长直坑道内的爆炸试验,采用WRe 5/26热电偶获取了不同爆心距处的响应温度—时间曲线,分析了温度峰值和传播速度随距离变化的规律,以及装药质量对温度峰值和热作用持续时间的影响。结果表明,由于爆炸产物的二次反应,响应温度在上升过程中存在一个延迟台阶;温度峰值和火球传播速度随着爆心距的增加均呈“下降-上升-下降”趋势,上升段位于8~11倍坑道等效直径段,1 kg TNT装药坑道内爆炸火球传播速度在上升段达到最大值,为24.69 m/s,在最末段速度降至最低,为4.88 m/s;1 kg TNT和3 kg TNT药柱对应的响应温度峰值分别为406℃和575℃,响应温度平均持续时间分别为2.20 s和3.30 s;试验条件下,相同爆心距处的温度峰值之比和持续时间之比均近似等于两种装药质量的立方根之比。

直坑道内爆炸冲击波超压传播规律研究

为获得直坑道内爆炸冲击波的信号特征和传播规律,基于某基地已建成的爆炸坑道设施,通过进行多次TNT和温压药剂爆炸试验,并利用测试系统记录坑道内冲击波数据,分析了实测的冲击波数据和分类冲击波波形.得到了直坑道内爆炸冲击波传播的一般规律,和由实测数据拟合出的坑道内爆环境下不同药量的冲击波超压沿等截面直坑道传播的拟合方程,可为传感器选型及坑道内爆炸试验的威力评估提供依据.