炸药爆轰波的波形控制及应用

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1、才七老才之之老之之之矛才矛老老矛老老矛矛矛矛矛矛矛刀矛矛渔炸药爆轰波的波形控群细’,下亏‘名弓弓弓弓弓亏“呢州州《弓弓弓弓屯弓于寸弓弓七之亚孟考考七七寸七之矛之之之陈维波中国科学院力学研究所,控制炸药爆轰波的波形和提高炸药利用率已是许多学者研究的课题也是工程上提出的要,“”,求炸药爆轰波具有光学的特性在传播过程中碰到障碍物也会被反射与衍射,,,一些研究者应用这个规律性控制并得到各种类型波形如精确控制爆轰波的形状使它聚焦,,它就能引爆原子弹柱面收缩波能够得到很高的压力与温度用它合成新材料在常规武器弹药,,中插人一定形状的物体能够改变爆轰波的形状提高弹药效能导弹及宇宙飞船已大量使用炸、、药

2、开关电路启闭阀门切割与抛射物体等,,平面爆轰波在国内外已广泛做为动高压装置用它驱动金属板研究材料在动高压冲击下的性质同时也成功地应用这种装置将石墨转化为金刚石炸药的平面透镜也是研究炸药状态方程不可缺少的工具,综上所述爆轰波形状的控制无论在工程上或是在科学研究中都具有重要意义、一波形控制的方法,,,控制爆轰波的方法很多常用的方法有三种一种是电引爆法它是强电流脉冲通过细金属丝,,,时金属丝以极快的速度熔融汽化并向周围介质扩张出现冲击波与高温等离子体激发引爆炸药,已据文献报道得到几英尺的线源,,,一块金属膜被腐蚀成网状结构每平方英寸有二百多个节点与此同时将太安炸药溶解后喷,在这块金属膜上引爆

3、后能够得到几个平方尺的冲击荷载这种方法引爆炸药可以用来驱动金属板〔习,,第二种方法是光引爆法控制炸药波形固体激光器可以产生一种脉冲波经过开关可,,,产生强功率短时间脉冲波而炸药的直接起爆正需要一个强冲击波太安炸药对激光最敏感它的,,最小起爆能量为焦耳激光引爆所获得的爆轰速度更接近理论爆速目前只能获得较小面积平面波固,,最早指出一些敏感炸药能够用闪光引爆他与他的同事至少对种固体混合物试,验用光引爆闪光释放的能量快速地把薄层炸药表面加热至起爆温度人们就可以制造光敏起炸,,,药把它喷涂在平面或曲面上然后用闪光照射使它起爆能够得到不同的波形,用曾研究过一种光敏起爆药一定波长的光照射到英寸长的光

4、敏起爆药上达到同时爆震,,上述的两种方法由于技术比较复杂局限于某些领域中的应用我们暂不作详细的讨论本,、文重点介绍第三种方法即用单雷管起爆获得线状波平面波和柱面收缩波的方法,,炸药单点起爆后为了控制爆震波同时到达某一曲线或曲面上一般在靠近起爆点的地方插,,入某些形状物体延长波传播时间或增加传播路程的长度或用低速炸药减慢波传播速度来实现,、、这一目的用这些方法能够得到多种多样的波形如平面波曲面波方形波及星形波等,在第五届国际爆轰会议上对爆轰波的光学性质做了简单的介绍、二线状波,线状波是各类爆轰波中最简单的一种类型通常应用的有以下三种型线状波‘一它是从顶点起爆后最终扩展到近似直线的波形具体

5、的做法是在板状炸药上按等边三角形设计打了很多小圆孔详见图起爆点,高速炸药,夕、、、、、夕‘。,么匕一竺竺到口图才型线状波图型线伏波高速摄影照片图型线状波图,,,由于同一块板状炸药各处爆速相等与声角也一样那么在三角形的底线上爆轰波可以看,,,,作是同时到达孔数越多线状波更接近于直线图是用高速摄影拍摄的照片但孔数不能太多,孔径也不能太小否则炸药会在两孔之间直接传爆,,,实验条件塑料板状炸药厚度毫米孔径毫米孔心间距毫米高速摄影频率为万幅秒型线状波,,它是由两种不同的爆速组合来实现的高爆速炸药选用爆速为米秒塑料板状炸药低,爆速炸药爆速米秒高低爆速炸药组合线状波图,,汉,先是从点起爆高速炸药由传

6、播到低速炸药从传播到为了满足从同时到达,与两种炸药组合角度可按下式计算。一一、别式中几低速炸药爆速高速炸药爆速—,—我们任意取的途径通过路程所需要的时间应与至或至所需的时间一样用高速摄影拍照得到照片如图所示型线状波,,,这种线状波很简单它是在金属窄条上安放薄片炸药金属板与被撞击的炸药有一个夹角一见图。,,。,炸药从右上端起爆后沿着至方向爆轰假定爆轰是稳定的若角度选择正确底部炸药可以同时被撞击起爆角的大小可用下式来确定式中为飞板撞击速度米秒为驱动板炸药爆速米秒。被引思炸药图型线状波高速摄影照片图型线状波飞板撞击速度用下式计算口一一丛旦、十·勺—日,一。告,柳,,。,式中入刀二二丁丁为炸药

7、爆速厘米微秒为炸药厚度厘米艺八生。,,,为炸药质量克为飞板质量克为时间微秒,,竺与时间从公式中很容易推断相对撞击速度当炸药与板材选定后它只是质量比的函数,,。,,举例说明取炸药克厘米厘米微秒炸药厚度厘米,,一克铁飞片为克厘米厚度为厘米‘刀,一质量比代人上式计算结果如下厘米微秒、三平面波平面波透镜,平面波透镜广泛应用于炸药冲击波及爆轰波传播规律的研究也可以用它驱动金属板作为动高压手段,,,,关于平面波透镜的尺寸小的可以做到很灵巧仅有英寸直径大的可