活性铝粉对RDX基含铝炸药驱动能力的影响

利用Φ50 mm标准圆筒试验研究了RDX/微米铝/活性铝/黏结剂质量比分别为75/20/0/5、75/15/5/5、75/10/10/5三种炸药对金属的驱动能力,并分析其冲击波驱动力及爆轰产物膨胀力对圆筒壁驱动特性的差异。结果表明,在添加5%、10%的活性铝粉后,冲击波的驱动能力分别降低了7.3%、5.2%,而爆轰产物的膨胀力分别提高了10.2%、5.5%,虽然对圆筒壁的驱动效果在整体上变化较小,但其能量释放特性发生了较大变化,从而有利于调整战斗部壳体的破裂时间,提高装药的能量利用率。     

α-AlH3对凝聚相炸药能量输出的影响

向凝聚相炸药中添加α-AlH_3会使爆轰产物中的氢气含量迅速增加,增加气态爆轰产物的量。为了研究α-AlH_3对凝聚相炸药能量输出的影响,制备了含α-AlH_3的HMX基炸药,研究了其能量输出规律。研究表明,与同质量分数的含铝炸药相比,含α-AlH_3炸药爆轰冲击波的加载能力和爆轰产物膨胀做功能力较弱,爆轰产物在膨胀后期做功较多,二者对外输出的总能量相当。     

CL20基含铝炸药驱动金属加速能力试验研究

研究新型CL20基含铝炸药驱动金属加速能力. 选用TNT、JH-16以及CL20基含铝炸药进行Φ50 mm标准圆筒试验,获得3种炸药加载条件下圆筒壁膨胀过程以及最大膨胀速度,分析给出3种炸药的Gurney系数. 结果表明:相同条件下,JH-16和CL20基含铝炸药与TNT相比,破片初速高23.0%和36.3%,Gurney系数分别高20.2%和24.5%.     

含铝炸药爆轰数值模拟研究

对含铝炸药25nm和50nm圆试验进行了二维爆轰数值模拟,标定了含铝炸药JWL状态方和反应速率方程参数,为检验含铝炸药爆轰模型及其相关参数的合理性,对含铝炸药驱动金属平板试验进行了二维爆轰数值模拟,得到了与实验值相符合的结果,分析了铝粉在炸药爆轰中的反应情况和约束条件对含铝炸药爆轰性能的影响。结果表明,铝粉主要在爆轰后期与炸药爆轰产物反应释放能量。     

有氧化剂(AP)含铝炸药水中爆炸数值模拟

为了实现含有氧化剂AP的含铝炸药(下称PBX—3炸药)的水中爆炸参数的预估,利用Φ50 mm圆筒试验确定了PBX—3炸药爆轰产物JWL状态方程参数;并在此基础上开展了PBX—3炸药水中爆炸数值模拟,计算得到了冲击波峰值压力、比冲击波能和气泡脉动周期,计算结果与试验结果吻合良好。研究结果表明,基于圆筒试验确定的爆轰产物JWL状态方程参数,可以准确计算有氧化剂含铝炸药的水中爆炸参数,对于该类炸药的能量评估有一定参考价值。     

奥克托今（HMX）基塑料粘结炸药（PBX）驱动不同金属圆筒试验及数值模拟

为研究某HMX基PBX炸药对不同材料金属壳体的驱动加速能力,参照25mm标准圆筒试验,研究了该炸药对无氧铜Cu、钛合金TC4和高强度钢G50三种壳体材料的做功能力,获得了圆筒壁的膨胀过程及最大膨胀速度,并与理论计算值和数值模拟结果进行了对比。研究表明：该炸药爆轰驱动不同壳体材料的膨胀破裂时间和破裂半径存在差异,且对低密度钛合金壳体材料的驱动能力最强;圆筒试验件破片初速理论计算值、数值模拟结果与试验值吻合较好,相对误差均在10%以内;相比标准圆筒试验只考虑炸药对单一金属铜管的驱动加速能力,研究结果可为该炸药与武器弹药壳体材料的匹配设计提供参考。     

基于爆轰产物膨胀驱动金属加速能力的评定方法

研究炸药爆轰驱动与加速金属能力的表征与评定方法,为炸药的选型与应用等提供理论和技术支撑。基于瞬时定容爆轰和产物等熵膨胀假定,分别采用多方指数型状态方程和JWL状态方程推导了爆轰驱动与加速金属的驱动压力模型和驱动能量模型;采用所得到的模型对6种典型炸药进行了计算,并分析了驱动压力和驱动能量随爆轰产物膨胀进程的变化规律;在此基础上,提出了表征与评定炸药爆轰驱动与加速金属能力的参数——驱动压力指数(Kp)和驱动能量指数(KE)。研究结果针对炸药爆轰驱动与加速金属的能力提供了定量表征与评定方法,为炸药爆轰性能和驱动与加速金属能力的关联性给出了理论依据。     

含铝炸药震源激发地震波能量的实验研究

为提高地震波能量,通过改变震源装药组分,选用硝酸铵/TNT/铝粉(ATL)和聚黑/铝粉(JHL)2种含铝炸药及TNT等5种非含铝炸药,在相同地质条件下,采用远场测震和近场测压的方法,对地震波能量的激发效果进行了测试和评价.单炮记录结果对比发现,在保证不降低信噪比的条件下,含铝炸药产生的地震波品质优于非含铝炸药,且ATL优于JHL;地震波能量分析结果表明,与非含铝炸药相比,含铝炸药产生的地震波能量在不同时域内均有所提高,且ATL激发的地震波能量最高.炸药土中爆炸的近场压力测试结果表明,ATL炸药爆炸产生的应力波峰值压力比TNT(56.21kPa)提高了约78.76%.分析了炸药土中爆炸能量输出结构对地震波能量的影响.     

基于KHT程序的RDX基含铝炸药JWL状态方程参数预测研究

为预测炸药的JWL状态方程参数,根据KHT状态方程编制了KHT程序,计算得到的RDX基含铝炸药的爆轰参数与实验值具有良好的一致性,证明了KHT程序的可信性.在此基础上,利用KHT程序计算的爆轰产物等熵膨胀数据,对RDX基含铝炸药的JWL状态方程参数进行了预测.将预测的JWL状态方程参数输入到AUTODYN软件中,对1 kg RDX基含铝炸药水下4.7 m爆炸试验进行了数值模拟仿真,对比了不同爆距处冲击波压力峰值的试验值与仿真值,两者符合较好. 研究结果表明,利用KHT程序计算的等熵膨胀数据对JWL状态方程参数进行预测是可行的,预测的参数是可用的.      

铝粉粒度对HMX基含铝浇注PBX炸药爆热的影响

利用恒温式量热计测定了不同粒度的HMX基含铝炸药的爆热值,对其能量释放规律研究结果表明：含粗铝粉的炸药爆热随铝粉含量增加呈递增趋势,当铝粉含量为35%时,爆热达到最大值;而细颗粒铝粉含量为25%时,含铝炸药爆热达到最大值,之后随铝粉含量的增加爆热值降低;铝含量低于13%左右时,含细颗粒铝粉的炸药爆热值较含粗颗粒铝粉的炸药爆热值高,高于此值后,爆热值较后者偏低。根据爆热结果分析,铝粉粒度对HMX基含铝浇注PBX炸药的反应机理和反应动力学有影响。     

爆速对纳米氧化铝尺度控制影响研究

将硝酸铝和黑索金按照不同的质量比均匀混合形成4种粉状的混合炸药,每一种炸药爆轰都得到了纳米氧化铝.对每次收集到的实验粉体分别进行了高分辨率透射电镜分析和X光衍射分析.分析结果表明4种混合炸药爆轰所得到的纳米氧化铝呈球形,颗粒尺寸分布比较均匀,尺寸范围为15～20 nm,晶型为γ型.另外由X光衍射数据利用Scherrer公式分别计算出每一种质量比的混合炸药爆轰所得到的纳米氧化铝的平均颗粒尺寸.利用BC-3型爆速仪测得4种混合炸药的实际爆速.研究发现爆速越高的混合炸药爆轰所得到的纳米氧化铝的颗粒就越细,同时绘出了爆速与颗粒尺寸的关系曲线.在一定的尺寸范围内,根据此曲线可以通过改变混合炸药的爆速来控制合成出的纳米氧化铝颗粒尺寸.     

ANN在一次引爆FAE爆炸威力评价中的应用

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。     

柔性导爆索在铝合金圆筒中能量输出特性实验研究

柔性导爆索（MDF）是线式爆炸分离装置的能量来源,其在圆筒结构中的能量输出特性在保护罩设计中具有重要意义.为评估柔性导爆索类小药量装药的能量输出效率,设计并开展了变形圆筒实验.将外径为2.94 mm的柔性导爆索,置于长为100 mm,内径为3.2 mm,外径分别为20.0,21.9和24.0 mm的3种铝合金圆筒中进行实验,测量了圆筒外表面的质点速度和回收试样的内外径.基于材料的全塑性变形假设,计算了铝合金圆筒在MDF内部爆炸加载下的塑性应变能,进一步计算了柔性导爆索转化为塑性应变能的能量输出效率,分别为62.3%、61.3%和60.9%.     

CL-20/HMX共晶含能材料研究进展

含能材料共晶化是获得高能低感含能材料的重要途径,不同含能材料形成共晶可以有效改善含能材料的氧平衡及感度,提高其爆热、作功能力及安全性等性能。CL-20/HMX共晶含能材料是高能低感共晶含能材料的代表,CL-20/HMX共晶既保留了CL-20的能量水平又降低了CL-20的感度,是解决CL-20应用问题的有效途径。本文通过对比CL-20/HMX共晶与CL-20及HMX性能上的差异,说明了CL-20/HMX共晶研究的必要性,并从CL-20/HMX共晶的制备方法、形成机制、性能及应用方面,综述了CL-20/HMX共晶研究的最新进展。重点对比了CL-20/HMX共晶制备方法的优劣,总结了CL-20/HMX共晶形成机制,分析了不同制备方法获得的CL-20/HMX共晶性能差异,评述了CL-20/HMX共晶的发展现状及应用前景。     

石墨对混合炸药爆轰流场影响数值模拟研究

为研究石墨颗粒对混合炸药爆轰性能及爆轰传播的影响,运用有限元分析软件建立了混合炸药二维平面细观结构模型,对不同石墨含量、粒度混合炸药的爆轰传播过程进行了数值模拟,结果表明,爆速的模拟计算结果与实验规律一致,沿着爆轰传播的方向,石墨颗粒内部压力逐渐提高,周围炸药的压力也逐渐升高,形成了特殊的爆轰流场压力分布.      

飞秒激光烧蚀炸药的冲击压力数值模拟

飞秒激光能够在极短时间内烧蚀炸药产生高温高压等离子体,飞秒激光烧蚀炸药技术可用于精密加工炸药元件和安全处理废旧弹药.为深入探讨飞秒激光烧蚀炸药作用规律,采用非线性有限元计算方法,建立了飞秒激光烧蚀炸药过程的起爆计算模型,对飞秒激光烧蚀LX-17和LX-10两种炸药过程进行了数值模拟计算,获得了不同飞秒激光能量作用下等离子体和炸药中的压力分布规律.计算结果表明,在飞秒激光烧蚀炸药的过程中,烧蚀产物等离子体和激光作用区外附近炸药的初始压力较高,但是由于激光烧蚀区域极小,炸药内冲击波压力迅速衰减,没有发生起爆现象.      

最大熵原理在钝感熔铸炸药配方设计中的应用

针对含HMX或RDX的熔铸炸药降低冲击感度、提高使用安全性的需要,以最大熵为评价准则提出了钝感熔铸炸药的配方设计方法,并以此方法获得了能量和安全性俱佳的钝感熔铸炸药配方.选取NQ/HMX/TNT-36.1/33.9/30.0和NQ/RDX/TNT-34.5/25.5/40.0配方制备熔铸装药试样并进行爆速和枪击感度测试,结果显示两试样分别相对Octol 70/30和Cyclotol 60/40爆速仅降低2%～4%,但枪击感度大幅度降低,说明两试样在能量损失较小的情况下安全性大幅度提高,使能量和安全性俱佳,证明了本配方设计方法的可行性.     

炸药性能对地震波品质影响的Hilbert-Huang变换分析

为检测爆炸地震波的品质(能量,主频),探寻激发高能量、高频率地震波的炸药震源,选用梯恩梯(TNT)、梯铝(TL)、8701,黑火药(BP)进行浅埋土中爆炸试验. 并利用Hilbert-Huang变换(HHT)对距离震源10～65 m处地面振动速度信号进行分析,结果表明:高能量高爆速炸药8701震源激发的地震波能量大,但频带较窄,主频较低,高频率段能量随传播距离衰减较快;低能量低爆速炸药BP激发的地震波频带较宽,主频也较高,但地震波能量过低;含铝炸药TL激发的地震波能量大,且随传播距离衰减速度较慢,主频介于黑火药BP与炸药8701之间.