爆炸箔起爆器作用机理研究进展

从金属桥箔电爆炸、电爆炸驱动飞片和飞片冲击起爆炸药三个方面,综述了爆炸箔起爆器作用机理的研究进展。认为:爆炸箔起爆器在分段式电阻率模型、先进飞片测速技术、基于能量转化系数的电爆炸驱动飞片速度计算模型和基于临界起爆判据的感度预测等方面取得了重要进展,获得了一些规律性认识,一定程度上促进了其低能化设计。指出:小尺寸条件下电爆炸驱动飞片过程中的能量耗散及飞片烧蚀的定量描述、飞片在飞行中的瞬时形态、爆炸箔起爆器小尺寸装药的非理性爆轰性能预测、波阵面后微流场观测技术将成为爆炸箔起爆器未来研究的重点。

HNS-Ⅳ炸药驱动飞片速度及形态的数值模拟

为指导基于冲击片雷管驱动飞片的起爆传爆序列设计,采用数值模拟方法计算获得了六硝基茋(HNS-Ⅳ)炸药驱动不同材料(不锈钢、钛合金、铝),不同厚度(0.1～0.5 mm)和不同直径(3,4,5 mm)飞片速度与形态。计算结果表明:在同一厚度下,铝飞片的速度最高,钛合金飞片其次,不锈钢飞片最低,这与其密度关系相对应;对于同种材料,随着飞片厚度的增加,飞片速度逐渐减小,并趋于一个极值;不同直径飞片被爆轰剪切后,其有效直径均有所减小,其中,Φ4 mm和Φ5 mm飞片的有效直径相当,分别为3.6 mm和3.4 mm,Φ3 mm飞片最小,仅为2.8 mm。在爆轰波作用下,HNS-Ⅳ炸药驱动不同直径、0.10 mm厚度钛合金飞片,Φ4 mm和Φ5 mm飞片略呈球面状,而Φ3 mm飞片形态较为平整,分析认为冲击波反射驱动是其形态平整的主要原因。

飞片初始形状对雷管起爆能力的影响

为了研究飞片初始形状对雷管输出能力的影响规律,采用数值模拟方法计算了HNS炸药驱动平面飞片、椭圆飞片和三角飞片起爆PBX-9404炸药的冲击起爆过程。计算结果表明:椭圆飞片着靶速度较其他两种飞片略高,起爆炸药在对称面上为汇聚的双波结构;平面飞片起爆炸药在对称面上为单波结构;三角飞片起爆炸药在对称面上为収散的双波结构,稳定爆轰波阵面平整性较平面飞片平整,较椭圆飞片弯曲,其起爆时的压力成长相对平面飞片缓慢。

微装药驱动飞片速度及形态研究

飞片速度和形态对其冲击起爆性能有重要影响,采用光子多普勒干涉激光测试技术(PDV)和数值模拟方法,研究了加速膛直径、飞片厚度和飞片材料对叠氮化铅微装药驱动飞片速度和形态的影响规律。试验结果表明:飞片厚度一定时,存在一个最优加速膛直径(1.4mm)使飞片的稳定速度最大(2050m·s^(-1));最优加速膛直径下,飞片的稳定速度随飞片厚度增加而降低;飞片厚度相同时,铝飞片的稳定速度最大,钛飞片其次,不锈钢飞片最低。仿真结果表明,飞片材料为不锈钢时,30μm厚的飞片平整度最好;飞片厚度相同时,钛飞片的平整度和完整性最好。

爆炸箔桥翼形状对电爆特性及飞片速度影响研究

利用磁控溅射和光刻工艺制备不同桥翼形状爆炸箔,开展桥翼形状对爆炸箔电爆特性及飞片速度的影响研究。研究表明:改变桥翼形状对电学特性影响较小,圆形桥翼获得电压/电流曲线与传统蝶形桥翼一致;飞片速度随着电压提高而增加,当电压为4.7k V时,圆形桥翼爆炸箔飞片速度为3251m/s,较蝶形桥翼爆炸箔飞片速度(3073m/s)有一定提升,但增幅较小;剪切后飞片形状表明圆形桥翼增加桥翼爆发临界值,电流更为有效地被利用于桥区的等离子体过程中。