炸药爆轰时的能量释放

炸药的一个重要特征就是在一定的外界作用下能发生爆轰化学反应,在极短的时间内放出巨大的能量,使爆轰产物达到极高的温度和压力而完成破坏或抛掷作用。单位质量炸药在爆轰时放出的能量叫爆轰能(E_d),这一能量如用热量的单位表示就叫作爆轰热(Q_d)。目前已经能够用实验的方法,测定炸药爆轰后产物在一定条件下冷却到室温时放出的热量。为了和前面所讲的爆轰热相区别,习惯上把这一实验测定的热值称之为爆热(或爆炸热、爆破热)(Q_e)。     

爆炸热作用所致的铝粉颗粒温度响应

采用高速运动分析系统研究了硝基甲烷爆轰产物在空气中的膨胀飞散过程,并利用热渗透理论计算了硝基甲烷爆炸热作用下铝粉颗粒温度响应。结果表明,硝基甲烷液体炸药爆轰产物膨胀初期阶段对铝粉颗粒的热作用明显优于其爆轰区阶段的热作用;而在许多研究中往往忽略了爆轰区对铝粉热作用的影响,小尺寸铝粉颗粒在炸药爆轰区也能够迅速被加热至活化温度而可能参与化学反应。     

炸药加速刚体金属片速度的计算

一、前言近年来利用炸药爆轰释放的能量来加速一定质量的金属片,已普遍地被视为炸药在特定条件下能量衡量手段之一。炸药研究工作者在设计新炸药时,最关心并期望能预估新炸药的能量,以便作为论证的依据。一维的金属片加速的经验计算较式多,但他们只注意于对个别实测数据的近似拟合,无法反映加速过程,及流动场诸参数的变化。虽然波动计算加速是复杂的,但确能全面地反映加速过程及流动场诸参数,从而可加深对炸药爆轰时释放能量的认识。     

炸药加速刚体金属片速度的计算

近年来利用炸药爆轰释放的能量来加速一定质量的金属片,已普遍地被视为炸药在特定条件下能量衡量手段之一。炸药研究工作者在设计新炸药时,最关心并期望能预估新炸药的能量,以便作为论证的依据。一维的金属片加速的经验计算较式多,但他们只注意于对个别实测数据的近似拟合,无     

金属柱壳约束对非理想炸药驱动效率的影响

通过分析金属柱壳在内部炸药滑移爆轰作用下的动力学响应,建立了爆轰产物压力与壳体径向膨胀位移、材料动态屈服强度之间的关系式。基于Taylor假定确定了壳体完全破裂时爆轰产物压力的阈值。以两种具有相近格尼系数的RDX基含铝炸药为例,对该模型的适用性进行了验证。结果表明,相同壳体下,与无硝酸酯的RDX基含铝炸药相比,含硝酸酯的RDX基含铝炸药的驱动能量利用率具有明显优势。当壳体材料动态屈服强度从0.2GPa增至0.8GPa时,其有效作功能的相对增量约从7.5%迅速增大至15.2%,符合战斗部实际应用中的趋势,表明该分析模型可用于非理想炸药驱动作功性能的综合评价。     

爆轰化学:非理想炸药中的扩散控制

炸药的性能既是爆轰波阵面附近所释放的峰值能量的函数,又是泰勒(Taylor)波期间释放的余能的函数。爆轰波阵面和膨胀之间能量的相对分配以及膨胀中能量释放的速率可能受化学动力学过程或扩散过程的支配。爆轰量热法已是研究这些过程所用的主要实验方法。对硝铵(AN)和梯恩梯(TNT)的一些配方,确定了总的能量释放;也确定了膨胀等熵线上一点或一个区域爆轰产物的定量分析。在这些配方中,组份和AN的颗粒大小都是变化的。为进一步洞察反应区中或其附近发生的反应,对选用的炸药也应用了同位素示踪法。在一种理想均质炸药中,做了类似的实验。     

爆轰化学:非理想炸药中的扩散控制

炸药的性能既是爆轰波阵面附近所释放的峰值能量的函数,又是泰勒(Taylor)波期间释放的余能的函数。爆轰波阵面和膨胀之间能量的相对分配以及膨胀中能量释放的速率可能受化学动力学过程或扩散过程的支配。爆轰量热法已是研究这些过程所用的主要实验方法。对硝铵(AN)和梯恩梯(TNT)的一些配方,确定了总的能量释放;也确定了膨胀等熵线上一点或一个区域爆轰产物的定量分析。在这些配方中,组份和AN的颗粒大小都是变化的。为进一步洞察反应区中或其附近发生的反应,对选用的炸药也应用了同位素示踪法。在一种理想均质炸药中,做了类似的实验。     

炸药爆压的测量方法及存在问题

一、引言爆压是炸药爆轰波阵面上的重要参数。在研究炸药的爆轰过程中,需要了解爆轰波的结构及产物的状态方程;在研究炸药对周围介质的作用时,需要准确计算炸药做功的能力。进行这些工作,都需要爆压的数值。因此,如何用实验方法准确测定炸药的爆压,具有重要的理论意义和实际意义。     

炸药爆轰性能的评价

长期以来,爆速一直是人们衡量炸药爆轰性能的主要依据。近年来自爆速很高而实际爆轰效能并非甚佳之炸药相继问世以后,于是就动摇了这个主要依据,用什么来衡量炸药爆轰性能呢?这就成了人们研究的课题。二次大战期间Gurney为了计算炮弹的飞片速度,曾经应用炸药爆轰产物推动金属的特性,建立了所谓Gurney模型其中:V为金属体速度 E_g为炸药特征能量或称Gurney能量((2E_g)~(1/2)为炸药特征速度或称Gurney速度) M/C为金属体的质量与炸药的质量之比,对于一般不对称的金属平板与炸药系统有     

环境氧含量对含铝炸药爆热的影响

利用恒温式量热计测定了3种含铝炸药在不同环境中的爆热,研究了其能量释放规律。结果表明,含铝炸药在真空、空气和纯氧环境中的爆热逐渐增高,固体爆轰产物存在一定差异。3种含铝炸药在纯氧中的爆热基本相当,说明发生了完全燃烧反应。在真空和空气环境中,含细铝粉(中位径12.43μm)的含铝炸药爆热均低于含粗铝粉(中位径74.14μm)的炸药。两种粒度铝粉级配后的含铝炸药,在真空和空气环境中的爆热处于铝粉未级配的炸药爆热之间,原因是没有达到细铝粉先反应、粗铝粉后反应的理想状态。     

基于BKW状态方程的爆轰产物及参数的改进算法

为了降低爆轰产物及爆轰参数的求解难度,通过对质量守恒方程的基本可行解进行线性组合,得到了爆轰产物的平衡组成,并在此基础上进一步获得了爆轰参数。其主要实现方法为:由最小自由能原理对基本可行解进行筛选,然后根据最大放热原则确定初始解,并在最小自由能原则的引导下,由初始解和基本可行解的线性组合获得爆轰产物的平衡组成,以上操作步骤均由自编程序完成。应用支持向量机(SVM)线性模型对BKW状态方程参数进行了调整,并详细介绍了其主要步骤。使用此方法预测了PETN、CL-20和含铝炸药的爆轰产物及爆轰参数,经参数调整后,发现预测结果与实验值吻合良好;通过与单质炸药爆轰实验数据对比,发现调整BKW状态方程参数时,应当尽可能使用爆轰产物中气体含量相近的含能材料对SVM模型进行训练;若预测含铝炸药,应当使用铝氧比接近待测炸药的样品来训练SVM模型。     

固体炸药爆轰产物的状态

多方方程连同爆轰波关系式一起,提供了表征固体高能炸药爆轰产物除温度以外的所有参数的实用值。但是,多方方程的应用被限于描述处在绝对零度的材料,即被限于纯粹具有位能的各种固体。因此,虽然多方爆轰产物的聚集状态是气体,但是它们具有固体的特性。事实上,多方方程可以通过假定固体在内部膨胀压力足够破坏所有的原子键的条件下推导出来。根据德拜(Debye)理论,多方方程是近似的,在不考虑原子振动的热能贡献时是正确的。密度足够高的固体炸药的爆轰产物满足这个要求,因为炸药的爆轰热被完全吸收来破坏所有的原子键或使原子晶格升华。在反应期间,由升华过程中两相之间的平衡,可以确定爆轰产物的C-J温度。另外,断裂理论提供的材料数据,表明爆轰产物具有金属的特性,并指出它们形成一种导电等离子体。     

VLW爆轰产物状态方程的发展及应用

以国际公认理论完美的维里(VIRIAL)状态方程为基础,建立了VLW炸药爆轰产物状态方程,简述了VLW炸药爆轰产物状态方程的形成背景,呈现了VLW方程的推导过程;应用VLW方程计算了军用高能炸药、民用工业炸药、凝聚相炸药、气相燃料空气炸药的爆轰性能参数,以及火箭推进燃烧性能参数,推导了爆轰产物的热力学函数(内能、熵、化学位等)。结果表明,应用VLW方程计算的参数结果准确合理;成功解决了高温下(T*>20)高级维里系数计算难题,准确表达了爆轰条件下的维里方程属性。     

固体炸药爆轰产物的状态

多方方程连同爆轰波关系式一起,提供了表征固体高能炸药爆轰产物除温度以外的所有参数的实用值。但是,多方方程的应用被限于描述处在绝对零度的材料,即被限于纯粹具有位能的各种固体。因此,虽然多方爆轰产物的聚集状态是气体,但是它们具有固体的特性。事实上,多方方程可以通过假定固体在内部膨胀压力足够破坏所有的原子键的条件下推导出来。根据德拜(Debye)理论,多方方程是近似的,在不考虑原子振动的热能贡献时是正确的。密度足够高的固体炸药的爆轰产物满足这个要求,因为炸药的爆轰热被完全吸收来破坏所有的原子键或使原子晶格升华。在反应期间,由升华过程中两相之间的平衡,可以确定爆轰产物的c-J温度。另外,断裂理论提供的材料数据,表明爆轰产物具有金属的特性,并指出它们形成一种导电等离子体。     

含铝炸药圆筒试验及爆轰产物JWL状态方程研究

为分析含铝炸药在强约束条件下的爆轰性能,对含铝炸药进行了50mm圆筒试验。使用了电探讨测量炸药爆速,用高速相机记录圆筒膨胀过程,使要用了计算机图像技术对高速摄影照片进行分析处理,通过对圆筒试验二维爆轰数值模拟,标定了含铝炸药爆轰产物JWL状态方程参数。     

JO-9159炸药强爆轰雨贡纽实验及产物的状态方程研究

采用高速扫描相机测量冲击波在JO-9159炸药试样和铝试样中的传播速度,用对比法得到JO-9159炸药强爆轰产物的雨贡纽关系。采用JWL与γ的联合方程描述炸药强爆轰产物的状态,基于实验结果确定了其状态方程的参数值。结果表明,该状态方程的p-V曲线与实验结果吻合较好。用JWL与γ律联合方程可较准确地描述JO-9159炸药强爆轰产物的状态。     

共振爆轰

一、引言共振爆轰也称同步爆轰(Sympathetic Detonation),它是国际爆轰学界近年提出的一种新概念,也是混合炸药基础理论研究的新发现,应用共振爆轰原理,国外成功地研制出了低爆压而能量输出过程长的新型混合炸药。 TNT炸药在密度为1.63克/厘米~3时爆轰C-J压力为190千巴。但近代许多武器和尖端     

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。     

炸药非理想爆轰能量释放与能量利用的关系

通过对C-J模型条件下多方状态方程的修正,得到炸药非理想爆轰过程的p-υ关系.通过典型炸药算例,讨论了在不同释能速率快慢指数(n)和释能(q)条件下,非理想爆轰膨胀功(W)的相对能量利用趋势,得出W-q与W-n的关系曲线,可为高能常规毁伤技术和战斗部设计中装药非理想爆轰的能量利用效率优化提供理论依据.     

共振爆轰

一、引言共振爆轰也称同步爆轰(Sympathetic Detonation),它是国际爆轰学界近年提出的一种新概念,也是混合炸药基础理论研究的新发现,应用共振爆轰原理,国外成功地研制出了低爆压而能量输出过程长的新型混合炸药。 TNT炸药在密度为1.63克/厘米~3时爆轰C-J压力为190千巴。但近代许多武器和尖端技术需用低输出压力的混合炸药作能源,其爆压要求5～10千巴,甚至小于1千巴,因而引起了“低密度炸药”的研制。