凝聚炸药爆轰ppt课件

第6章 凝聚炸药爆轰理论
（Detonation of Condensed Explosives )
第6章 凝聚炸药爆轰理论
➢ 所谓凝聚炸药是指液态和固态炸药。 ➢ 与气体爆炸物相比，除形态不同外，凝聚炸
药还具有密度大、爆速高、爆轰压力大、所 形成的能量密度高等特点，因而爆炸的破坏 性强、威力大。 ➢ 此外，凝聚炸药的体态便于存储、运输、成 型加工和使用，因而在军事和民用上获得了 广泛的应用。
第6章 凝聚炸药爆轰理论
军事： ➢ 有关炸药的研究：（1）高能钝感炸药－配方
（单质炸药分子及晶体设计、混合炸药设计 与制备；（2）损伤、爆轰、安全性能；（3） 与目标的作用－能量输出结构。 ➢ 数字化技术：数码雷管 ➢ 弹药技术 军民共用： 反恐 民用： 爆炸加工、爆炸合成等
第6章 凝聚炸药爆轰理论
1
2 6
3 4
5
6.1.2 CJ压力的测量
➢ 典型信号
6.1.2 CJ压力的测量
p
40.4
R0.075 R
p
2.25
2.6
R R
1
5.9
R2
R
5.07 ~ 19 GPa 19 ~ 35 .6GPa
➢ 高速摄影机通常有两种：转鼓式和转镜式。 （1）转鼓式
6.1.1 爆速的测定
➢ 把感光胶片固定在摄影机内的转鼓上，它随 转鼓而转动，因此，在爆轰波沿药柱传播过 程反映在胶片上则为一条扫描曲线。
➢ 这种装置在转鼓上的胶片在高速转动时，因 受到离心力作用容易引起破坏，因此只能用 它测定低速过程。
6.1.1 爆速的测定 （2）转镜式
6.1.1 爆速的测定
➢ 基本原理：药柱引爆后，爆轰波由A经B传至 C，爆轰波阵面所发射出的光经过物镜到达 转镜上，再由转镜反射到固定的胶片上。
➢ 由于转镜以一定的角速度旋转，因此，当爆 轰波由A传至B时，反射到胶片上的光电就由 A’移动到B’。这样，在胶片上就得到一条扫 描曲线，这条扫描曲线与爆轰波沿炸药的传 播过程相对应的。
6.1 爆轰参数的实验测量方法
6.1.1 爆速的测定
6.1.1 爆速的测定
➢ 所谓爆速是指爆轰波沿爆炸物进行传播的速 度，炸药的爆速是衡量炸药爆炸性能的重要 标志量，也是爆轰波参数中当前能测量的最 准确的一个参数。
➢ 爆速的测试方法通常有两种： （1）测时法 （2）高速摄影法
6.1.1 爆速的测定
6.1.1 爆速的测定
2.高速摄影法（High-speed Photography）
➢ 原理：利用爆轰波阵面传播时的发光现象， 用高速摄影机将爆轰波沿药柱传播过程的轨 迹连续地拍摄下来，得到爆轰波传播的时间 －距离扫描曲线，而后用工具显微镜或光电 自动读数仪测量曲线上各点的瞬时传播速度。
6.1.1 爆速的测定
6.1.1 爆速的测定
➢ 当爆轰波沿药柱传播至A点时，因为爆轰波阵面 上的产物处于高温高压状态下，电离为正、负 离子，具有很好的导电性，因而使A点处相互绝 缘的一对探针接通，使电容C1放电，给示波器一 个脉冲信号。
➢ 当爆轰波传播至B、C、D点时，C2、C3、C4依 次放电，示波器记录不同位置的脉冲信号。即 可得到A、B、C、D各点间的时间间隔，算出相 应的平均速度值。
实验装置照片
6.1.1 爆速的测定
低速
6.1.1 爆速的测定
高速
二维冲击起爆
Φ160×30mm波形 Φ160×40mm波形
Φ160×50mm波形 Φ160×60mm波形
6.1.2 CJ压力的测量
6.1.2 CJ压力的测量
➢ 实验原理：利用锰铜材料在动态高压作用下 的压阻效应，也就是利用从实验得到 PR R 的关系确定压力值，测量CJ压力。
➢ 由（5）式可知，D的测量精度与 的测量精
度关系很大，因此在实验中应尽量通过调整
转速n使得 接近450。
【例】
6.1.1 爆速的测定
1——战斗部壳体组件；2——主装药；3——隔板垫； 4——沉头螺钉；5——隔板；6—— 纸垫(纸板)； 7—— 螺栓；8—— 垫圈；9—— 盖板(45钢)
6.1.1 爆速的测定
6.1.1 爆速的测定 图6－2 The typical pulse signals
6.1.1 爆速的测定
➢ 目前采用电子探针－高精度波形存储器（或 瞬态记录示波器）系统测量爆速的精度已相 当高，误差一般小于0.1％。
➢ 需要指出的是，为了避免引爆端爆速不稳定 对测量精度的影响，A点应离开起爆端一定 距离，以使爆轰波传播速度达到稳定值，这 个距离一般取为装药直径的3～4倍。
6.1.1 爆速的测定
➢ 转镜式高速摄影机克服了上述缺点，它的特 点是胶片固定不动，而以高速旋转的平面转 镜代替转鼓，故称为转镜式高速摄影机。
➢ 转镜式高速摄影机广泛地用来研究高速过程。 其扫描线速度高达每秒数千米乃至每秒数万 米。若装上分幅装置进行分幅照像，其拍摄 速度可达每秒数百万幅到数千万幅。
爆轰合成UFD过程的物理模型
P ,T
压力 P 温度 T
碳 液 滴 直 径 D U F D 得 率 Y ie
D
Y ie
0 爆轰 化学 反应 区
碳液滴聚结
1
2
3
金刚石稳定区
爆轰产物膨胀区
4
Байду номын сангаас
t(μ s)
石墨稳定区
UFD 生 成
石 墨 化 亚 稳 态 UFD
本章内容
➢ 6.1爆轰参数的实验测量方法 ➢ 6.2凝聚炸药爆轰参数的理论计算及工程计算 ➢ 6.3凝聚炸药爆轰波的传播 ➢ 6.4DDT，XDT问题 ➢ 6.5爆轰波的波形及其控制
1、测时法
原理：利用各种类型的测时仪器或装置
测定爆轰波从一点传到另一点所经历的时间
间隔 t ，然后去除两点间的距离 S ，这样
就可得到爆轰波在两点间的传播平均速
度 D ，即
D S t
…… (1)
6.1.1 爆速的测定
图6－1 探针法测爆速装置图 ➢ 实验装置如图6－1所示，探针用的是直径为
10～30um的细镍丝或铜丝，两根针的间隙为 1mm左右。
6.1.1 爆速的测定
➢ 设摄影机的放大系数为 （一般 <1），
则：
物 像体 的的 尺＝ 尺 寸 v寸 D tg
……(2)
因此
D vtg
由物理光学原理可知：v4nR
……(3) ……(4)
6.1.1 爆速的测定
Dvtg 4nRtg
……(5)
➢ 国产GSJ型高速摄影机的平均扫描半径R＝ 238.6mm。