抛撒结构对FAE燃料抛撒影响的试验研究

为探讨中心抛撒结构和复合抛撒结构对燃料抛撒的影响,通过80kg级FAE燃料抛撒试验,获取了两种抛撒结构下的燃料扩散特性及云雾参数。结果表明:与中心抛撒结构相比,采用复合抛撒结构时云雾形态更优,云雾直径较前者增益10.6%~14.6%,云雾厚度较前者减小18.8%~27.0%,云雾平均浓度与前者相当;复合抛撒结构端部抛撒药与中心抛撒药的质量比对抛撒产生一定影响,针对本文中的试验装置,其最佳质量比在18%左右。

Gordon-McBride程序在FAE燃料选择中的应用

本文借助于Gordon-Mc Bride计算程序计算了三十多种可能的FAE燃料在空气中的CJ爆轰参数,并结合它们的起爆能、爆轰极限等参数的实验数据,分三类对其进行了讨论,结果表明:乙炔、MAPP及其它不饱和性强、沸点适当的化合物或混合物是较好的碳氢燃料;氢化铝、铝、二硼烷是较好的高能燃料;环氧乙烷、硝酸丙酯、偏二甲肼、二硼烷是较好的敏化燃料。

复合分散药的性能及对FAE燃料分散的影响

设计了一种新型结构的复合分散药,用以取代常规燃料空气炸药(FAE)分散药,对复合分散药爆轰波传播模型、装药结构尺寸、芯药和外层炸药爆速、复合分散药占燃料质量分数对FAE爆炸云雾的形成和传播进行了分析研究。在此基础上,进行了以压装密度为1.72 g.cm-3、爆速为8400 m.s-1的8701炸药为芯药,以低密度硝基胍(NQ)为外层炸药,以环氧丙烷(PO)和宏观固态燃料为FAE燃料分散与引爆实验。结果表明,采用复合分散药,分散药燃料比超过1.3%,云雾未发生窜火,云雾形状基本为类草帽形,并可靠爆轰,这说明采取复合装药结构是完全可行的。

用单一非等温DSC曲线评价FAE复合燃料内相容性的研究

尝试了用炸药组分的单一非等温 DSC曲线来确定一次引爆型 FAE复合燃料的热分解动力学参数 ,并据此来评价该复合燃料的内相容性。通过对比可以发现 ,该方法处理的结果与传统的 Ozawa方法处理结果误差很小。实验结果也表明一次引爆型 FAE药剂具有良好的内相容性。

爆炸抛撒过程中FAE云雾的运动特性

为研究爆炸抛撒过程中燃料空气炸药（FAE）云雾的发展和变化特征,通过高速摄影观测了不同密度FAE的云雾形成和运动状态,用数值仿真计算了燃料圆柱外表面中心点处质点的速度变化,在距爆心2.5 m处利用光电探测方法测量了云雾相对浓度变化。结果表明：燃料在云雾形成之前的运动主要以射流为主,云雾形成后主要为扩散运动。燃料密度越大,相同时刻云雾扩展直径越大。燃料质点的速度在爆炸抛撒条件下经历先快速增大后缓慢降低的过程,最高速度达到377 m·s-1。在10~80 ms,燃料浓度的变化幅度表现出由大到小的变化,显示抛撒云雾内部的燃料颗粒空间分布具有非均匀性的特点,并且适当延长云雾运动时间,燃料颗粒分布的均匀性可得到有效改善。

爆炸驱动燃料抛散的非理想化特征

利用LS-DYNA对燃料空气炸药(FAE)装置中心装药不耦合系数(De)的最佳值、中心装药偏移和壳体单侧弱化所引起的燃料抛散的非对称性特征进行了研究。计算结果表明:中心装药的不耦合系数并非越大越好,在本研究中,De=2时最佳;中心装药负偏移2 mm时,燃料在正方向抛散速度增大6 m·s-1,在负方向的抛散速度减小13 m·s-1,负偏移量增大,负方向抛散速度减小和正方向抛散速度增大的趋势更加明显,说明中心装药的偏移对FAE燃料的抛散有同向抑制,反向促进作用;FAE装置壳体出现单侧弱化时,装置两侧燃料的抛散速度都降低,同等条件下,采用聚氯乙烯壳体的FAE装置两侧燃料抛散速度减小程度小于采用钢制壳体的FAE装置,这说明速度的减小在使用弱约束时表现轻微,使用强约束时表现显著。

FAE爆轰参数计算与性能设计探讨

采用 VLW状态方程及其程序计算环氧丙烷 /铝粉燃料的 FAE爆轰参数 ,研究了分散浓度 (氧平衡 )对 FAE战斗部威力性能的影响。结果表明 ,按照微负氧设计 ,有利于提高 FAE爆轰威力和燃料能量利用率 ;铝粉配比的增加能提高 FAE爆轰参数 ,但配比过高不利于燃料分散 ,导致 FAE氧平衡不好 ,反而影响

浅谈舰载燃料空气炸药武器抗击巡航导弹

通过对FAE武器的特种杀伤效果和对巡航导弹相关技战术性能分析,利用FAE武器(云爆弹)的爆轰、冲击波、破片、窒息和电磁电热效应等特种杀伤效果,剧烈改变导弹的工作环境和对巡航导弹的弹体、导引系统、控制系统和发动机等关键部件进行“软”、“硬”破坏,以期达到抗击巡航导弹的目的,同时阐述了装备水面舰艇的可行性。

中心装药对燃料抛散的影响及其空腔效应

中心装药对燃料空气炸药(FAE)装置有重要的影响。利用高速相机测定得到采用耦合装药的FAE装置的抛散速度的最大值为408.5 m·s-1,利用LS-DYNA软件计算得到采用耦合装药的FAE装置的抛散速度的最大值为412.5 m·s-1,误差不足1%,计算方法精确可靠。采用相同的方法对采用不同中心装药方式的FAE装置的燃料抛散速度、中心装药爆炸空腔、空腔内温度进行了计算。结果表明,采用不耦合装药的FAE装置不同位置的抛散速度相差小,约100 m·s-1,速度分布均匀,燃料利用率高;爆炸空腔半径在端部处缩小1/3左右,呈现出中间大,两端小的分布,使二次起爆药包的安装位置有更多选择。同时,与采用耦合中心装药的FAE装置相比,不耦合中心装药的FAE装置爆炸空腔内的温度衰减较快,安全性更好。

不同气体环境对液固混合燃料空气炸药爆炸能量的影响研究

为了研究不同气体环境对液固混合燃料空气炸药(FAE)爆炸能量的影响,利用爆热量热计和密闭爆炸容器,分别在真空、空气和纯氧三种条件下,测定了液固混合FAE的爆热和准静态压力。结果表明:爆热和准静态压力的大小符合如下顺序:纯氧>空气>真空,即随着环境中氧气含量的增加,试样的氧化完全性更高,且释放出更多的能量;同时,通过对试验数据进行分析,拟合得到了准静态压力与试样爆炸释放能量的关系,即:试样的能量与准静态压力近似呈现线性关系,并满足Δpqs=0.18+0.52ΔQ的关系式。

强氧化剂对FAE诱导作用的实验研究

就强氧化剂KClO4、NH4ClO4对一次起爆型燃料空气炸药(FAE)的诱导作用进行了实验研究,结果表明,一次起爆型FAE的云雾覆盖区内的氧含量充足,但对于原复合燃料,空气中氧气的利用率不高,致使燃料的潜能不能充分激发。在FAE总质量不变的情况下,用15%的NH4ClO4作强氧化剂和爆轰反应的诱导剂取代部分复合燃料,可有效提高一次起爆型FAE的爆轰威力和爆轰稳定性。

三元混合燃料一次引爆实验研究

基于离散爆轰思想,进行了小药量无约束空间三元混合燃料的一次引爆实验。实验结果表明,铝粉、环氧丙烷和TNT混合燃料的一次引爆过程可分为四个阶段,随距离的增加,其爆炸场超压呈增长→衰减的规律,且具有非常相似的压力场分布。铝粉、TNT混合燃料和TNT药包的爆炸场超压均随距离的增加而降低,但与等质量TNT药包炸药相比,前者的远场爆炸超压要高。铝粉、环氧丙烷和TNT混合燃料形成的云雾爆炸正压持续作用时间达10ms量级,比TNT药包爆炸的正压持续作用时间约高出100倍。

ANN在一次引爆FAE爆炸威力评价中的应用(英文)

在系统分析燃料空气炸药(FAE)爆炸威力主要影响因素的基础上,应用人工神经网络(ANN)理论及方法,建立了一次引爆FAE爆炸威力评价ANN模型,并利用该模型对不同配比环氧丙烷/铝粉混合燃料的爆轰参数及爆炸威力进行了模拟.结果表明,ANN模拟结果与一维多相爆轰模型计算值相当吻合,当铝粉含量处于50%～70%范围时,爆炸威力较为理想,当铝粉含量为65%时,爆炸威力指数达到最大.这一研究可为一次引爆FAE配方及战斗部设计与优化提供有益参考.

铝粉对FAE爆轰性能影响的研究

采用VLWR状态方程及其程序计算环氧丙烷/铝粉燃料的FAE爆轰参数.结果表明,铝粉配比的增加能提高FAE爆轰参数,但配比过高不利于燃料分散,导致单位质量的燃料在空气中覆盖范围的降低,反而影响FAE战斗部的威力性能.同时,铝粉颗粒的直径对燃料空气炸药作功能力和反应时间有一定的影响.

二次起爆条件对小型燃料空气炸药爆轰参数的影响

对装药主要由铝粉和环氧丙烷组成的3 kg级液固燃料空气炸药(FAE)进行静爆场试验,研究了不同二次起爆药(钝化黑索今)质量及多点起爆方式下FAE的爆炸情况,探讨了爆炸超压的变化规律。结果表明,在一定范围内增加二次起爆药质量能提高FAE爆炸超压,二次起爆方式的改变对FAE爆炸超压的影响较小。在二次起爆药质量较小的情况下,FAE抛散形成的云雾中,部分燃料在较低起爆能的激发下无法充分燃烧,甚至不能被点燃,存在爆炸不良效应。二次起爆药质量为120 g时,FAE的爆炸空中超压峰值是二次起爆药质量为60 g时的2.80~6.41倍,此时爆炸场超压趋于稳定。建议采用质量为120 g的起爆药柱作为二次起爆药来进行3 kg级液固型FAE的爆炸试验。研究结果有助于小型FAE试验中二次起爆药质量的选择,促进燃料的高效反应。

评价爆炸超压作用的一个新指标及其在一次型FAE中的应用

利用单自由度体系在爆炸载荷作用下的动力响应的数值解,提出了一个近似关系式,进而得到一个新评价指标ΔP0m7.42i0+.258。同时给出了一次型FAE的TNT比当量的计算方法,分别以超压峰值ΔPm和ΔP0m.742i0+.258为评价指标计算了某一次型FAE的TNT比当量,并进行了比较。结果表明,单纯以超压峰值为评价指标的TNT比当量结果低估了一次型FAE的超压作用。鉴于爆炸超压场测试仪器与技术已能够容易地准确测量超压峰值与比冲量,建议以ΔP0m.742i0.+258为一次型FAE的TNT比当量的评价指标。

爆炸载荷作用下水泥板破碎距离的工程计算

为客观、直观地评价战斗部的威力,提出了一种水泥板破碎距离评价法.在实验研究的基础上,根据结构动力学原理,对爆炸载荷作用下水泥板的结构动力响应问题进行了分析.给出了水泥板破碎距离的一般计算式以及冲量载荷、准静态载荷情况下的简化计算式,并与实验结果进行了比较.结果表明,计算值与试验结果基本一致,文中提出的计算方法正确且能够满足工程需要.