含硼金属炸药水下能量的实验研究

通过水下试验测试了含硼铝、硼镁、硼镁铝合金、硼钛、硼锆等混合金属粉炸药的水下能量,并与相应含铝炸药的水下能量进行了对比.结果发现,以HMX为基金属粉的质量分数20%时,镁粉、镁铝合金与硼粉混合后水下(总能量)比单独使用硼粉时约提高40%;含硼铝质量分数20%的炸药的水下总能量比含铝质量分数20%炸药高约7%;以RDX为基,含硼铝、硼镁、硼镁铝合金质量分数20%炸药的水下总能量比含铝20%的炸药均有提高,其中硼镁达到9%.随着硼铝金属粉含量的增加,水下总能量不断提高,均高于相应含铝炸药,当硼铝金属粉质量分数为35%时达到最高,比含铝35%炸药约高7%,含量40%后开始降低.硼粉与铝粉混合使用,可提高硼粉氧化效率和炸药水下总能量.     

RDX基铝纤维炸药水下爆炸的能量分析

将RDX基铝纤维炸药和RDX基含铝炸药进行水下爆炸实验,得到两种炸药在不同位置的压力-时程曲线,经过计算得到两种炸药水下爆炸的能量,并以含铝炸药的能量为铝纤维炸药的参考能量,分析两者的差异及造成差异的原因。结果表明,与含铝炸药相比,铝纤维炸药的压力峰值与冲量降低,铝纤维炸药的比冲击波能降低11%～22%,比气泡能降低11%～15%,比爆炸能降低11%～18%。铝纤维炸药的比爆炸能占爆热的73%～82%,低于含铝粉炸药比爆炸能与爆热的比值(89%～94%)。铝纤维炸药能量未达到其参考能量的主要原因是铝纤维直径较大导致反应不充分以及熔喷法制成的铝纤维中Al2O3含量较高。     

DNTF基含硼和含铝炸药的水下能量

理论计算了DNTF基含硼和含铝炸药的爆炸性能参数,通过水下能量及爆热测试研究了它们的能量特性。结果表明,含硼质量分数15%的DNTF基炸药水下能量可达到2.1倍TNT当量,并出现最大值。含铝质量分数10%-50%的DNTF基炸药的水下能量随铝含量的增加呈上升趋势,其最大值可达到2.67倍TNT当量。当铅或硼的质量分数低于18%时,含硼DNTF炸药的能量高于含铝炸药。硼铝联用,也可获得较好的能量特性。     

铝含量对RDX基含铝炸药爆压和爆速的影响

利用锰铜压力传感器和测时仪测量了不同铝含量的RDX基含铝炸药的爆压和爆速。拟合出爆压、爆速与铝含量的关系式,分析了铝含量对RDX基含铝炸药爆压、爆速的影响因素。结果表明,随着铝含量的增加,RDX基含铝炸药的爆压和爆速呈线性减小。计算了铝粉的质量分数在0~40%时所对应的PC-J=A(x)0ρD2中的A(x)值,拟合出A(x)值与铝含量的关系式,得到RDX基含铝炸药爆压与爆速之间的关系式。     

DNTF基含硼和含铝炸药的水下能量

理论计算了DNTF基含硼和含铝炸药的爆炸性能参数,通过水下能量及爆热测试研究了它们的能量特性.结果表明,含硼质量分数15%的DNTF基炸药水下能量可达到2.1倍TNT当量,并出现最大值.含铝质量分数10%～50%的DNTF基炸药的水下能量随铝含量的增加呈上升趋势,其最大值可达到2.67倍TNT当量.当铅或硼的质量分数低于18%时,含硼DNTF炸药的能量高于含铝炸药.硼铝联用,也可获得较好的能量特性.     

RDX基含硼炸药的能量特性

为了研究RDX基含硼炸药的能量特性,按照GJB772A-1997701.1方法和705.1方法分别测试了不同硼含量的RDX基含硼炸药的爆热和作功能力,通过传感器测得RDX基含硼炸药超压和时间的关系曲线,并计算了水下能量。结果表明,在RDX中添加硼粉可以提高炸药的爆热、水下能量和作功能力。当硼的质量分数为20%时,爆热达到最大值7 162kJ/kg;当硼的质量分数低于20%时,水下总能量与硼含量呈线性相关。当硼的质量分数为10%时,作功能力达到最大,为1.649倍TNT当量。     

Al粉对炸药爆炸加速能力的影响

采用电探针法测量了RDX基含铝炸药爆炸驱动金属薄片的速度变化,分析了铝粉含量对炸药爆炸加速能力的影响。结果表明,炸药爆炸对金属薄片的加速能力受配方中铝粉的反应比例影响;金属薄片的加速过程分速度增长和速度减小两个阶段;金属薄片达到最大速度的距离与铝粉的含量有关,随着铝粉含量的增加,达到最大速度的距离有所增加,该距离在40~60mm。铝粉含量对炸药爆炸加速能力的贡献有一最佳值,对于RDX基含铝炸药,其值约为15%。     

RDX基铝薄膜炸药与铝粉炸药水下爆炸性能比较

为了减少铝粉炸药在生产过程中因铝粉对环境污染,降低铝粉炸药的撞击感度,提高含铝炸药的成型性及力学性能,将RDX用铝薄膜分层包裹得到新型的铝薄膜混合炸药。将铝薄膜混合炸药与铝粉炸药进行水下爆炸实验与爆速实验,得到两种炸药的爆速与压力时程曲线,经过分析计算得到两种炸药的压力峰值、冲量、冲击波能、气泡脉动周期与气泡能。结果表明：铝薄膜炸药药柱的轴向为RDX与铝薄膜独立贯通的结构,有利于降低混合炸药中添加物对基体炸药爆轰波传播的影响,从而使铝薄膜混合炸药的爆速高于铝粉炸药,导致铝薄膜炸药的冲击波损失系数高于铝粉炸药,使铝薄膜混合炸药的总能量、比气泡能与铝粉炸药相当情况下,其比冲击波能却降低了10.16%～10.33%,计算过程说明铝薄膜混合炸药的C-J压力计算公式具有合理性。     

微/纳米粒度级配对炸药爆轰波阵面D_n(κ)关系的影响

为了研究微/纳米铝粉/RDX粒度级配对含铝炸药爆轰波阵面曲率效应的影响,采用光学波形扫描及电探针测速法测量了不同微/纳米铝粉/RDX粒度级配的含铝炸药在常温环境下的拟定态爆轰波形及爆速,并基于实验结果分析了炸药爆轰波阵面法向速度D_n与当地曲率κ之间的函数关系。结果表明,采用微/纳米铝粉/RDX粒度级配时,波阵面弯曲程度明显变小,且法向爆速受曲率效应的影响减弱,其中,微/纳米RDX颗粒质量比为50∶25或微/纳米铝粉颗粒质量比为15∶5时波形较为平坦,其最大曲率分别约为0.013和0.014mm~(-1),法向爆速较拟定态爆速的最大降幅分别约为0.03和0.04mm/μs,相当于常规微米试样的56%和61%,反映出波阵面能量因侧向流动而发生的损耗较小。     

铝粉粒度对乳化炸药能量输出特性及热安定性的影响

为了研究铝粉粒度对乳化炸药水下爆炸能量输出的影响，在相同乳化炸药中分别添加3种不同粒度的铝粉制得含铝乳化炸药。利用水下爆炸实验，获得冲击波压力时程曲线，经分析计算得到峰值压力、冲击波冲量、比冲击波能、比气泡能、总能量等水下爆炸能量参数。并运用DSC-TG联用技术测试添加不同粒度铝粉的乳化炸药在不同升温速率下的热安定性。结果表明：铝粉粒度对乳化炸药水下爆炸的能量有较大的影响，添加了中粒度（平均粒度为177.2 μm）铝粉的乳化炸药各能量参数均达到最大值，而3组样品的热安定性则随着铝粉粒度的减小而降低，活化能的最大降幅达3.7%。     

Effect of Properties of the Source on the Action of Explosions in Air and Water

Results of an experimental study of parameters of the shock wave and explosion products in the near zone of explosions in air and water with a wide range of variation of explosion heat and charge density of high explosives are presented. It is shown that the influence of these characteristics on the action of explosions in the near zone can be characterized by one parameter: volume concentration of energy in the source. A change in this parameter involves a significant redistribution of energy between the explosion products and the shock wave, which can affect brisance and violate the energy similarity of explosions.     

炸药水中爆炸规律的研究进展

通过对比炸药空中爆炸的特性，阐述了水中爆炸的显著特点，分析和总结了炸药水中爆炸规律的研究现状，包括水中爆炸冲击波理论研究、气泡脉动和目标对炸药水中爆炸的动态响应等，并根据已有的研究现状，提出了目前炸药水中爆炸机理的两大类研究热点和发展培势，即应重点进行炸药水中爆炸毁伤作用及水中爆炸载荷的能量输出结构研究，深入研究目标对于炸药水中爆炸近场能量输出结构的动态响应过程。附参考文献31篇。     

室内可燃气体-空气预混爆炸特性的数值模拟

采用CFD软件AutoReaGas建立典型的物理模型及数值模型来模拟室内可燃气体泄漏后与空气预混爆炸场的特性。结果表明,点火位置、泄爆压力的改变会对爆炸场内的超温、超压产生巨大影响。泄爆压力越大,产生的超压就越大,而其对温度无明显影响;测点温度对点火位置的改变反应灵敏,同一测点,不同点火位置,距离越近,测点的最大超压越大。这项研究为室内可燃气体爆炸特性及规律的进一步研究提供了理论依据,对于有效预防和控制事故的发生,降低事故中的人员伤亡和减少财产损失具有重要的指导意义。     

硝酸铵生产过程爆炸危险性评估

根据Semenov模型和Frank-Kamenetskii模型对热爆炸理论进行了阐述，将含有杂质的某硝酸铵溶液体系爆炸临界温度的计算值和实验值进行了比较，并对2起爆炸事故进行了评估。结果表明，用此方法评估硝酸铵溶液热爆炸发生的临界值得合理的。     

Hydroacoustic Disturbances in Nuclear Explosions

Measurement techniques and some results obtained in underwater, abovewater, and underground nuclear explosions at the north test site are described. Parameters of hydroacoustic signals in a nuclear explosion in the Chernaya bay and in coastal underground nuclear explosions are described.     

Action of the Coastal 1000‐Ton Surface Explosion on the Environment

Results of experimental investigations of the action of a coastal surface explosion of a 1000ton TNT charge on the environment are presented. Available databases were used, which are generally utilized for predicting ecological consequences of natural and maninduced explosive catastrophes, development of new methods of monitoring and identification of phenomena under consideration, their experimental and mathematical modeling, and testing of the models being developed.     

AP对炸药空中爆炸参数的影响

为研究AP对炸药空中爆炸性能的影响,在RDX和HMX基混合炸药和含铝炸药中添加AP,并进行了空中爆炸性能试验.从冲击波超压、爆炸火球的最大半径及火球持续时间、爆炸场温度等方面分析了AP对炸药空中爆炸性能的影响.结果表明,AP对空中爆炸冲击波超压的影响与主炸药的种类有关,加入AP后,混合炸药的冲击波超压降低,含铝炸药的冲击波超压增大;随着AP含量的增加,最大火球半径和火球持续时间及爆炸场温度都减小.     

水平管道内障碍物对气体爆炸压力影响的研究

随着煤矿机械化生产水平的提升,煤矿巷道内机械设备已经其它固定设备的增多,在瓦斯爆炸的传播过程中障碍物的影响研究越来越被人们所重视。本论文利用管道式气体爆炸测试装置,分别在光环管道内和放有障碍物的水平管道内充入当量浓度的甲烷气体对其爆炸过程进行了较深入的实验研究。结果表明：随着障碍物的阻塞率增大,管道内气体爆炸的最大爆炸...     

Craters of Large‐Scale Surface Explosions

Results of experimental studies of craters of chemical and nuclear surface explosions with commensurable heights of the center of mass and TNT equivalents on soils of different types are presented. Available databases were used, which are generally utilized for predicting ecological consequences of natural and maninduced explosive catastrophes, development of new methods of monitoring and identification of phenomena under consideration, and their experimental and mathematical modeling.     

非密闭条件下过氧化氢爆炸原因分析

为分析非密闭条件下高浓度过氧化氢的爆炸原因，设计了两种试验条件对爆炸发生的可能性进行模拟。第一种试验的条件是使高浓度过氧化氢处于完全敞开体系，第二种试验的条件是使高浓度过氧化氢与管件形成相对密闭区间。试验表明，爆炸只在第二种类型中发生。据此，建立了分析和解释爆炸发生原因的数值算法。