HMX基PBX粒子速度测量的铝基组合电磁粒子速度计技术

为了精确测量奥克托今（HMX）基高聚物粘结炸药（PBX）冲击起爆过程的Lagrange粒子速度随时间的变化，采用与炸药阻抗匹配的铝基组合电磁粒子速度计实验技术，测量了3．07，4．14，7．81，8．12GPa入射压力下某HMX基PBX炸药样品中的Lagrange粒子速度随时间的变化。结果表明：铝基组合电磁粒子速度计时间响应快，感应单元冲击响应上升时间为20ns。不同起爆压力下获得HMX基PBX炸药样品中1～8mm深度处的Lagrange粒子速度随时间变化响应快、干扰小。

组合式电磁粒子速度计实验方法的研究及应用

设计了一种组合式电磁粒子速度计,用其研究了HMX为基和TATB为基炸药的冲击起爆过程。粒子速度计所测波形较好地反映了炸药在冲击波作用下向爆轰转变的过程。冲击波跟踪器测量结果表明,TATB为基炸药在14.9GPa冲击压力条件下转爆轰的距离约为5.05mm。

用电磁粒子速度计实验研究一种TATB基钝感炸药的冲击响应

针对一种新的TATB基钝感炸药(Tx),应用组合式电磁粒子速度计(EMV)测试技术,测量了炸药直接加载、增加有机玻璃隔板以及炸药驱动飞片3种加载状态下炸药内部的粒子速度历程和冲击波轨迹。根据测试结果,分析了不同加载压力下炸药的冲击响应过程。结果表明,炸药直接加载时,加载压力最高,Tx钝感炸药很快达到爆轰状态,到爆轰距离约为1.5mm;在增加有机玻璃隔板、加载压力为14.2GPa时,与直接加载时炸药粒子速度一致,Tx钝感炸药的到爆轰距离明显增加,约为5mm;在炸药驱动飞片、加载压力为9.5GPa时,Tx钝感炸药的粒子速度逐渐降低,存在一定钝化现象,到爆轰距离达到20mm以上。

2,4-二硝基苯甲醚基熔铸含铝炸药冲击起爆特性

为钝感高能炸药安全性设计和应用提供理论依据和物理基础,深入开展钝感熔铸含铝炸药冲击起爆特性实验研究。建立蓝宝石飞片平面撞击加载炸药一维拉格朗日分析组合式电磁粒子速度计实验测试系统,测量2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)基熔铸含铝炸药冲击起爆爆轰成长过程中不同拉格朗日位置的粒子速度-时间变化曲线,获得飞片撞击速度和固相炸药颗粒度等变化对其冲击起爆爆轰成长的影响规律,并确定了该熔铸含铝炸药的冲击Hugoniot关系(D=2.439+2.137u,D为冲击波传播速度,u为粒子速度)和未反应炸药状态方程参数。结果表明:DNAN基熔铸含铝炸药冲击起爆爆轰成长过程的典型粒子速度曲线呈驼峰状,冲击波阵面波后粒子速度明显上升并加速追赶前导波阵面,冲击起爆过程整体表现为加速反应特征;在该装药颗粒度级配范围和加载压力下,加载压力越高或固相炸药颗粒度越小,炸药冲击起爆爆轰成长越快,越早转为爆轰。

用组合式电磁粒子速度计研究一种活性材料的反应特性

针对一种密度为5.2g/cm^3的活性材料,用57mm口径火药炮发射飞片撞击活性材料产生平面冲击波的加载方式,首次采用组合式电磁粒子速度计测量了活性材料的粒子速度历程,同时获得了活性材料内部冲击波的传播轨迹。研究表明,在高速飞片撞击情况下活性材料可以发生反应,但是反应速率较慢,释能过程较长,反应无法自持。将活性材料与PBX 9502炸药以及惰性材料的粒子速度历程进行对比发现,活性材料的反应发展过程介于炸药与惰性材料之间。该研究方法可以用于研究其他活性材料反应特性,相应的研究结果可以为活性破片战斗部的活性材料选择以及活性破片设计提供参考。

TATB基钝感炸药JB-9014的冲击起爆反应增长规律

采用铝基组合式电磁粒子速度计技术,通过一维平面冲击实验研究了JB-9014炸药的冲击起爆反应增长规律,获得了11.33～14.18 GPa不同初始入射冲击压力下JB-9014炸药撞击界面及其内部不同深度处冲击前沿的波后粒子速度,进而得到粒子速度-时间波剖面图,并拟合得到未反应JB-9014炸药的Hugoniot关系。此外,根据冲击波跟踪器所测波形获得了不同冲击压力下的到爆轰时间及距离。

利用电磁法研究HMX与TATB混合钝感炸药的冲击起爆特性

为研究含有少量奥克托金(HMX)且以三氨基三硝基苯(TATB)为基的高能钝感炸药PBX-3的冲击起爆反应增长规律,采用火炮驱动蓝宝石飞片的方法和铝基组合式电磁粒子速度计技术进行了一维平面冲击实验。通过实验测量撞击表面及内部不同深度处的冲击波后粒子速度,得到PBX-3炸药的Hugoniot关系。根据冲击波示踪器所测数据绘制了炸药到爆轰的时间-距离(x-t)图,获得了反映炸药冲击起爆性能的Pop关系。将入射压力为12.964 GPa时达到爆轰的6条速度曲线修整成相同零点,通过读取6条曲线的分离点即反应区末端的C-J点,计算出化学反应区时间和宽度。

钝感炸药冲击起爆反应过程的 PDV 技术

为研究A型钝感炸药冲击起爆反应演化过程,进行了火炮驱动蓝宝石飞片的一维平面冲击实验。实验中采用光子多普勒测速仪(Photonic Doppler velocimetry,PDV)技术测量冲击起爆后台阶型炸药的粒子速度。在炸药不同厚度台阶的后界面固定镀铝膜的楔形氟化锂(LiF)窗口,利用阻抗匹配将PDV测量的LiF窗口波后粒子速度转化为炸药样品波后粒子速度。比较组合式电磁粒子速度计和PDV两种测速技术,结果表明,相较于组合式电磁粒子速度计,PDV测量的粒子精度更高。简要分析了PDV测速探头角度、探头孔径、窗口折射率等影响,得到PDV测速的相对不确定度小于1%。

冲击加载下梯度密度飞片系统产生准等熵压缩过程的实验技术

为研究固体炸药准等熵压缩过程,采用"钉床"形梯度密度飞片,通过改变飞片尖峰高度并结合火炮加载技术和铝基组合式电磁粒子速度计技术,测试并捕捉了飞片尖峰撞击缓冲层后缓冲层继而冲击固体炸药时炸药前表面及内部产生的准等熵压缩过程,用组合式电磁粒子速度计测试了炸药前表面及内部不同深度处的粒子速度,用冲击波示踪器捕捉了冲击波到达炸药内部各深度处的时刻,进行了不同尖峰高度的对比实验。结果表明,2.5mm飞片尖峰高度下JB-9014靶和聚四氟乙烯(PTEF)靶前表面准等熵压缩时间分别为0.37μs和0.22μs。发现靶前表面有完整的准等熵压缩过程,靶内已经完成准等熵压缩到冲击的过程。冲击波x-t图显示靶内冲击波速度前期稳定,后期衰减。发现当"钉床"(BON)飞片尖峰高度和缓冲层厚度合理配置时,才会在靶样品内部产生较宽时间的准等熵压缩过程。

一种研究炸药反应阈值的新方法

应用火药炮发射飞片产生低冲击压力的加载方法,采用组合式电磁粒子速度计测量不同加载压力情况下的炸药内部粒子速度,发展了一种用粒子速度与加载压力关系分析炸药反应阈值的新方法,获得了低冲击作用下JOB-9003炸药的反应阈值。研究表明,JOB-9003炸药的化学反应阈值和点火阈值分别为1.33GPa和1.87GPa,炸药的反应阈值与厚度无关。该研究方法为炸药安全性的研究提供了一些新的思路,研究结果可以为炸药安全性评估提供有益的参考。