提高FAE威力的研究（Ⅱ）—云雾起爆与爆轰的讨论

云雾起爆和爆轰与点火延滞期、起爆能、爆轰极限、起爆方式和位置等因素有关。该文分析了这些因素对云雾爆轰的影响，并从燃料和敏化剂选择，云雾的寝状态和起爆技术等方面提出了提高ＦＡＥ威力的措施。     

工业碳氢燃料爆轰特性的实验研究

在立式激波管中对烯烃(C5H8.68)云雾的爆轰参数进行实验测定，与其它碳氢燃料云雾爆轰进行比较，分析影响爆轰性能的因素。结果表明，该燃料云雾的临界当量起爆能与量浓度比的关系为“U”型曲线，在量浓度比为1．17处，其云雾的临界起爆能最小，在富燃料一侧，量浓度比在一定范围内，爆压为2．6MPa左右，用该燃料代替环氧丙烷(PO)可以相应增加FAE(Fuel—Air-Explosive)武器的威力。     

无梯粉状硝铵炸药的敏化研究

本文在分折工业炸药爆轰反应和起爆机理的基础上,提出了敏化无梯粉状硝铵炸药的基本方法,并进行了实验验证.     

固体炸药反应速率方程与状态方程的相容性研究

炸药与产物的状态方程、反应速率方程和混合法则构成描述固体炸药起爆和爆轰过程的本构方程．由于反应速率方程和状态方程都有多种形式，而且都有独立的标定方式，它们通过一个假定的混合法则联系起来，其相容性没有确认．用这样一组方程去描述炸药起爆起和爆轰时反应区中高温、高压和高速的化学非平衡状态，其有效性也没有保证．本文提出了一种利用拉格朗日实验及其分析方法来确定上述本构方程相容性的方法．文中标定了三种TNT炸药的本构方程．将标定的本构方程用于一维数值模拟计算中，较好地模拟了这些炸药的拉格朗日实验结果和楔形实验结果．     

准等熵加载下PBXC03炸药起爆响应特性实验研究

为了探寻在准等熵加载下炸药的起爆响应特性和爆轰成长规律问题,利用磁驱动加载设备CQ-4装置和多路光子多普勒测速技术PDV,建立了炸药1维准等熵加载起爆响应试验测试系统.在1次准等熵加载下获得5个不同厚度的高聚物粘结炸药PBXC03响应背面粒子速度时间历史,得到炸药准等熵加载起爆爆轰成长特性.实验结果表明,获取的各个厚度炸药样品背面的粒子速度波形干净,细节清楚.准等熵加载进入炸药后,在传播的过程中首先由于波的追赶作用而形成前导冲击波.而且,准等熵加载下起爆机制与冲击起爆机制存在明显的差异,准等熵加载在较强冲击波形成前,热点形成较少,炸药几乎不发生反应;形成较强冲击波后,炸药响应表现为由热点机制主导的冲击起爆爆轰成长特性.      

微秒级延期传扩爆装置研究

该文试验研究了以钝感耐热猛炸药HNS制成的金属导爆索作为传递爆轰的微秒级延期通道 ,利用HNS和A5 炸药作为主要装药 ,扩大爆轰能量 ,满足起爆战斗部要求。试验的爆炸传递和特性表明 , 0 85mm的导爆索爆轰速度传递为5.2 2 2km/s ,装药直径为 6mm ,爆炸装置输出能量为 :在 3mm厚度铅板上爆炸 ,炸孔直径大于 1 0mm。该装置因采用了HNS和A5 许用传爆药 ,可用于直列式微秒传爆序列 ,实现串联或多路微秒延期起爆 ,无须隔爆装置 ,简化了弹药结构     

细化粉体炸药飞片起爆感度的实验研究

运用设计的飞片起爆试验装置对HMX、PETN、HNS三种细化粉体炸药的飞片起爆特性进行了试验研究.研究表明细化粉体炸药的飞片起爆感度明显高于普通炸药,并且得出在炸药的飞片起爆过程中,爆轰成长阶段起着决定作用.     

爆炸驱动作用下固体燃料分散过程的计算分析

在分析FAE燃料分散物理过程的基础上,利用爆轰产物分段等熵膨胀原理估算了中心装药爆生气体产物膨胀范围,建立了固体燃料颗粒抛撒的二相流运动模型,获得了抛撒距离的计算方法.固体燃料颗粒尺寸、形状等影响其抛撒距离,且决定燃料云雾区内固体燃料分布的均匀性.与实验结果的对比表明了理论预测的正确性,可以为FAE燃料设计及其云雾范围控制提供依据.     

某些碳氢燃料和空气混合物临界起爆能的实验研究

该文在矩形激波管内采用布鲁塞顿法测定了丁烷、石脑油、戊烯、乙烯、ＪＣ５等碳氢燃料与挖混合物形成爆轰时所需的临界起爆能，并根据所测定的监蚧起爆能的大小，分析比较了这几种碳氢燃料的相对爆聂敏感度及相应的安全性能，最后讨论了分子量，分子中键的饱和度和分子结构等因素对碳氢燃料监蚧起爆能及相应的安全性能的影响。     

多元炸药装药冲击起爆的数值模拟

对多元炸药装药的冲击起爆过程进行了数值模拟研究,得到了改变炸药装药层叠顺序后的压力时程曲线．通过分析比较发现：当起爆过程从高爆速炸药传入低爆速炸药时,压力波形过渡平稳,在低爆速炸药到达CJ点时会出现短暂的超压爆轰现象;当起爆过程从低爆速炸药传入高爆速炸药时,会出现回爆现象,压力波形出现双峰,这对于被驱动系统的二次加载是有价值的．     

Gordon-McBride程序在FAE燃料选择中的应用

本文借助于Gordon-Mc Bride计算程序计算了三十多种可能的FAE燃料在空气中的CJ爆轰参数,并结合它们的起爆能、爆轰极限等参数的实验数据,分三类对其进行了讨论,结果表明:乙炔、MAPP及其它不饱和性强、沸点适当的化合物或混合物是较好的碳氢燃料;氢化铝、铝、二硼烷是较好的高能燃料;环氧乙烷、硝酸丙酯、偏二甲肼、二硼烷是较好的敏化燃料。     

超细颗粒低密度硝基胍（NQ）的爆炸性能研究

研究了两种晶型的超细颗粒低密基胍的成形工艺起爆和传爆性肾以及它们的爆轰性能，得到了两种晶型在密度在０．５－０．８ｇ．ｃｍ＾－３时有约束装药条件爆速和爆压随密度的变化规律，为硝基胍的应用提供了可靠的依据。     

气相规则胞格爆轰波起爆与传播统一框架的几个关键基础问题研究

本文综述并分析了气相规则胞格爆轰在起爆与传播方面的研究进展,结合高温气体动力学国家重点实验室在爆轰物理方面的研究工作,进一步研究了气相规则胞格爆轰波起爆的几个关键基础问题．这些基础问题由一个机制：非线性波传播／化学反应过程相互作用机制;两个基本过程：热点起爆和化学反应带加速过程;三个关键物理状态：平衡传播状态、临界起爆状态和稳定胞格尺度等六个关键要素组成,是统一框架的主要基本元素．通过六个典型的物理算例,本文研究了这些关键物理要素的内在机制、表现特征及其客观存在性．应用气相规则爆轰起爆与传播的统一框架,我们成功地解释了目前已有的经典爆轰理论、应用CFD技术获得的多维爆轰波计算结果和实验研究观察到的胞格爆轰图像的合理性及其依据的关键物理要素．     

凝聚相炸药爆轰波冲击空穴塌陷过程的高精度数值模拟

利用高精度数值格式对凝聚相炸药爆轰波冲击空穴塌陷过程进行了研究. 采用RGFM和Level-set相结合的物质界面处理方法,克服了爆炸流场中高密度比、高压强比的物质界面容易引起数值振荡这一问题. 采用5阶WENO高精度有限差分格式进行空间离散,采用3阶TVD Runger-Kutta法进行时间离散,开发了高精度动态并行程序,并运用该程序对凝聚相炸药爆轰波冲击空穴后的塌陷过程进行了数值模拟,给出了PBX-9404炸药在不同入射压力下的起爆距离及冲击起爆过程中的压力历史曲线图,并分别与实验结果对比后进行了验证. 对凝聚相炸药中的空穴塌陷过程进行了高精度数值计算,给出了不同时刻的密度、压力和粒子速度云图,研究结果表明由于空穴的存在,爆轰波的传播过程中会在空穴处形成射流现象以及密度和能量的汇聚,进一步产生高温高压的热点.      

改性双基推进剂冲击波响应过程的研究

研究了改性双基推进剂冲击波响应过程,其中包括冲击波起爆、爆轰、冲击波成长及化学反应等,并与高能炸药进行了比较。结果表明,改性双基推进剂具有与非均质炸药相似的冲击波起爆、爆轰及冲击波成长过程;临界起爆压力为1.1 GPa具有较大的危险性。     

用爆炸波起爆癸烷云雾的两种模式

用垂直激波管研究了400μm癸烷液滴与空气混合物的爆炸波起爆。每种混合物有两个极限起爆能值,即高值Ecu,和低值Ecl。当起爆能的值高于Ecu时,观察到100%发生爆轰;而当其低于Ecl时,就不会发生爆轰。有趣的是,当起爆能水平在Ecu和Ecl之间时观察到对应于不同的起爆能水平有不同的起爆行为。如实验结果所表明的,爆轰的激发不仅是由于直接起爆,而且也由于“爆燃”到爆轰的转变。     

起爆方式对聚能射流性能影响的数值分析

应用LS-DYNA有限元程序,采用ALE方法对聚能装药在点起爆、面起爆、正向环形起爆和逆向环形起爆等不同起爆方式下的射流形成过程进行了三维数值模拟.计算结果表明,起爆方式对射流性能有着重要的影响;不同的起爆方式在装药中产生不同的爆轰波形,当爆轰波波形与药型罩外表面越接近时,罩微元的压垮速度越高,导致射流头部速度越高;环形起爆形成的射流头部速度高于面起爆的,面起爆高于点起爆的,并且随着起爆直径的增大,面起爆与环形起爆所形成的射流头部速度逐渐增大.     

炸药殉爆实验和数值模拟

为解决炸药殉爆实验可以给出炸药殉爆条件,但不能得到炸药爆炸过程细节的问题,进行了固黑铝(GHL)炸药殉爆实验,通过观测残留炸药和见证板变形,判断被发炸药爆炸情况. 并采用非线性有限元计算方法对炸药殉爆实验进行了数值模拟计算. 计算模型中主要考虑了主发炸药爆炸冲击波在空气中的传播及其对被发炸药的冲击起爆. 用欧拉法描述主发炸药及周围空气介质,用拉格朗日法描述被发炸药和见证板. 通过数值模拟计算,分析了炸药殉爆过程中,被发炸药爆轰波的成长历程. 结果表明:被发炸药起爆点位于药柱下端,爆轰波先向下传播,使底部炸药先爆炸,然后转为向上传播起爆整个炸药柱;炸药底端压力不高,远低于炸药C-J爆压,对见证板的破坏作用较小.     

发泡条件与09—Ⅱ浆状炸药爆轰感度的关系研究

０９－Ⅱ浆状炸药是一种利用废火药作敏化剂和含能添加剂的浆状炸药，这类炸药爆轰感度较低。该文以实验为基础，研究了发泡条件与０９－Ⅱ浆状炸药中敏化气泡数、爆轰感度之间的关系，这些条件包括发泡剂含量、发泡剂及交联剂的加入次序和发泡温度。文中提出了有利于提高这种浆状炸药爆轰感度的发泡条件是，（１）发泡剂含量为外加０．２％－０．３％；（２）泡剂与交联剂同时加入到炸药体系中；（３）发泡温度在４５℃左右。     

发泡条件与09－Ⅱ浆状炸药爆轰感度的关系研究

０９－Ⅱ浆状炸药是一种利用废火药作敏化剂和含能添加剂的浆状炸药，这类炸药爆轰感度较低。该文以实验为基础，研究了发泡条件与０９－Ⅱ浆状炸药中敏化气泡数、爆轰感度之间的关系，这些条件包括发泡剂含量、发泡剂及交联剂的加入次序和发泡温度。文中提出了有利于提高这种浆状炸药爆轰感度的发泡条件是，（１）发泡剂含量为外加０．２％～０．３％；（２）泡剂与交联剂同时加入到炸药体系中；（３）发泡温度在４５℃左右。