复合式水中兵器战斗部设想

为了适应现代海战的发展,有效毁伤具有坚固防护结构和抗爆炸冲击能力强的舰艇,必须提高水中兵器战斗部的破坏威力。针对现代舰艇双层壳体和网格式密封舱的特点,本文提出了一种复合式水中兵器战斗部的设想,给出了该战斗部的结构及作用原理,该战斗部采用聚能装药和随进战斗部相结合的方式两次作用目标,极大地提高了它的作战效能,并从理论上分析了实现该战斗部的关键要素。     

基于不同状态方程的聚能装药爆轰波形对比及验证

为了对典型JO-9159聚能装药的爆轰波形进行分析,分别通过JWL状态方程、JWL与γ律联合方程表征JO-9159聚能装药的爆轰产物状态,计算得到了基于不同状态方程的爆轰波传播轨迹。采用高速扫描相机获得了该装药在特定位置处的爆轰波形随时间的变化规律,通过仿真与试验结果对比表明:通过JWL与γ律联合方程计算得到的爆轰波传播轨迹与试验结果更为接近,说明该方程可以更准确地描述JO-9159聚能装药的爆轰产物状态。研究结果可为聚能装药爆轰波形分析及破甲战斗部设计提供参考。     

狭缝内C2H4/O2预混气的起爆与速度亏损

受限通道内的预混气起爆与传播受外界因素影响较大,如初始压力、通道尺寸等。通过自制不同高度的狭缝通道,考察了狭缝高度和初始压力对C_2H_4/O_2可燃预混气起爆特性及传播过程的影响。结果发现:改变初压和狭缝高度确实对预混气起爆有较大影响,尤其是狭缝高度的不断降低可能获得不同于常规管道的DDT特性;爆轰波的速度亏损同时与初压和狭缝高度有关,其值正比于H~(-0.8)P_0~(-0.5)。考虑到实验结果的局限性,后续还需进行多次重复实验,以获得更加准确的实验数据。     

活性铝粉对RDX基含铝炸药驱动能力的影响

利用Φ50 mm标准圆筒试验研究了RDX/微米铝/活性铝/黏结剂质量比分别为75/20/0/5、75/15/5/5、75/10/10/5三种炸药对金属的驱动能力,并分析其冲击波驱动力及爆轰产物膨胀力对圆筒壁驱动特性的差异。结果表明,在添加5%、10%的活性铝粉后,冲击波的驱动能力分别降低了7.3%、5.2%,而爆轰产物的膨胀力分别提高了10.2%、5.5%,虽然对圆筒壁的驱动效果在整体上变化较小,但其能量释放特性发生了较大变化,从而有利于调整战斗部壳体的破裂时间,提高装药的能量利用率。     

T型管内爆轰流场演变的数值模拟

基于带化学反应的二维Euler方程,对2H_2/O_2/Ar系统在T型管内的传播进行了研究。用二阶附加半隐的RungeKutta法和五阶WENO格式分别离散欧拉方程的时间和空间导数项,采用9组分48步基元反应简化模型描述爆轰波分别在静止系统和流动系统中传播过程,得到了爆轰流场纹影、压力及数值胞格结构。结果表明:爆轰波进入水平管的爆轰波左右两侧发生衍射,导致爆轰波熄灭。诱导激波与上壁面碰撞反射诱导左右两侧爆轰波重新起爆,横向爆轰波阵面的小扰动进入马赫波,强度逐渐放大,最终波阵面上出现胞格结构。由于下壁面拐点附近出现爆轰"死区",下壁面爆轰波的产生比上壁面稍晚。     

钝感剂及装药工艺对炸药燃烧转爆轰的影响

分析了高密度成型炸药装药的燃烧转爆轰(DDT)过程及其特性,采用电探针法分别研究了钝感剂以及熔铸与压装两种装药工艺对炸药DDT的影响,对比了不同条件下炸药发生DDT的诱导爆轰距离。结果表明,高密度成型装药的DDT过程,主要是燃烧压缩波汇聚形成冲击波,并诱发爆轰的机制。由于钝感剂具有较大热容和较小导热系数,炸药中加入钝感剂,使炸药的诱导爆轰距离变大。熔铸炸药抗压强度低于压装炸药,且呈一定的脆性,在燃烧过程中易发生破碎,导致燃烧面增大,并进一步提高燃速,因此熔铸工艺可以减小炸药的诱导爆轰距离。     

近临界马赫数条件下楔形诱导斜爆轰数值模拟

在爆轰推进技术的有关研究中,形成稳定的爆轰波对于爆轰发动机产生稳定推力至关重要.通过理论推导确定了斜爆轰角与来流马赫数间的曲线关系,并给出临界马赫数.进一步采用一步总包反应模型,开展近临界马赫数条件下有、无黏性扩散的斜爆轰大尺度数值模拟.针对临界马赫数近CJ特征的斜爆轰,有、无黏性两种情况下的模拟结果表明,近临界马赫数条件下斜爆轰存在CJ爆轰上行现象,爆轰驻定后,具有全局波动特征.      

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。     

乳化粉状炸药燃烧转爆轰的敏感性

研究了含铝粉与不含铝粉的乳化粉状炸药DDT敏感性.发现没有足够、持续的外界热源,PEE不能自持燃烧,很难发生DDT现象.铝粉含量低(<4％)的PEE样品,燃烧比PEE强烈,但DDT敏感性很低.铝粉含量较高(>8％)的PEE样品,燃烧明显加快,DDT敏感性显著提高,约束条件、装填密度、药径及铝粉含量等因素都影响到乳化粉状炸药DDT的敏感性.     

激光支持等离子体爆轰波流场研究

采用高速纹影摄影法记录激光支持等离子体爆轰波流场的演化,得到流场冲击波阵面形状和尺寸随时间变化规律。建立激光支持等离子体爆轰波流场演化的物理模型,采用计算流体力学方法模拟计算激光击穿空气后,激光作用时间内及激光作用结束后等离子体流场演化过程。结果表明,纹影摄影法能有效观测到激光支持等离子体爆轰波的传播情况。等离子体爆轰波在激光作用初期为椭球形,随着时间的增加逐渐转变为球形。计算的等离子体爆轰波流场密度分布图与实验结果基本吻合。