燃烧转爆轰在工程方面也有广泛的应用。梁秀清、曾凡军等[4]在研究串联装药战斗部的主装药起爆延时计算模型中,为了避免反应装甲爆破过程对空射流的干扰,采用炸药燃烧转爆轰技术设计了主装药延迟起爆装置。燃烧转爆轰也可运用于火炸药配方设计、性能控制及安全防护措施的制定等领域[5-6]。同时利用燃料-空气炸药燃烧转爆轰过程中产生高温、高压燃气,来充当脉冲发动机的动力源,这项研究改善了传统发动机能量输出低的弊端,该动力源是具有应用前景的动力装置之一[5, 7-8]。
研究炸药种类及性质、点火强度、约束强度和装药密度对燃烧转爆轰的影响规律,对研究炸药爆炸的机理、新型含能材料的研制和人工控制火药推进剂燃烧性能等方面都具有重要的意义。此外燃烧转爆轰特性是评价炸药安全性的重要指标,对炸药的生产、储存和使用具有重要的理论和实际意义,并且能为炸药装药安全性分析评估提供更准确的依据[9]。
1。2 国内外研究现状
1。2。1 DDT实验装置和测试方法
1。2。2 DDT数学模型及应用
1。2。3 DDT过程的影响因素
1。2。4 DDT过程的作用机理
1。3 本课题研究内容
本课题采用DDT管对钝黑-5炸药在不同条件下的爆轰输出威力采用钢板凹痕法进行了测试。主要开展了以下几个方面的研究工作:
(1)研究点火强度对炸药燃烧转爆轰输出威力和发生DDT数目的影响;
(2)研究约束条件对炸药燃烧转爆轰输出威力和发生DDT数目的影响;
(3)研究炸药种类对燃烧转爆轰输输出威力和发生DDT数目的影响;
(4)研究炸药性质对燃烧转爆轰输出威力和发生DDT数目的影响;
(5)研究装药密度度对燃烧转爆轰输出威力和发生DDT数目的影响。
2 实验装置及流程
实验中炸药爆轰波是由炸药燃烧比达到一定值时,能量彻底爆发而产生的。爆轰总体能量包括在钢块上形成凹痕所需能量、爆裂DDT管所需能量、DDT管破片飞溅所需的能量和环境中逸散的能量。因为实验条件的限制,无法测定爆裂DDT管所需能量、DDT管破片飞溅所需的能量和环境中逸散的能量,实验中将这些能量假设为一个定值。实验采用钢板凹痕法,通过单一变量法对炸药燃烧转爆轰输出威力和发生DDT数目进行测定,研究该变量对炸药燃烧转爆轰的影响。测定凹痕的深度就能确定炸药燃烧转爆轰的输出威力大小,钢凹值越大表示输出威力越大,发生DDT数目值则反映了炸药发生DDT的稳定性。 论文网
2。1 实验装置
实验装置由三部分组成:DDT管、点火系统和实验炸药,结构图如图2。1所示。DDT管的作用是确定实验中的约束大小,其材料一般用45号钢。实验中为了研究DDT管材料对炸药燃烧转爆轰的影响规律,还准备了铝、45号(调制)和20CrMnTi制的DDT管作为对比试验。点火系统在分为点火药和引信两部分,研究点火强度对燃烧转爆轰的影响时, DDT管内点火药量的多少表示点火强度的大小。装置中压装钝黑-5炸药用作试验炸药,装置上端口安装开孔的螺栓,放置炸药燃烧转爆轰反向输出。实验时点燃引信,首先在DDT管中产生低速燃烧波,经过一系列的转变发展为爆轰波。研究不同因素对燃烧转爆轰的影响,可以通过该装置进行实验。
图2。1 实验装置结构示意图
DDT管是燃烧转爆轰的反应容器,DDT管的材料在实验中通常用45号钢,但在某些特定实验和工程中,需要挑选合适的材料车削加工成要求的DDT管。本次试验中还需要准备铝制、45号(调制)钢制和20CrMnTi制的DDT管,测定DDT管材料对燃烧转爆轰输出威力的影响。实验中还需要测定DDT管长度和厚度对燃烧转爆轰的影响,因此需要准备厚度为3mm和5mm的DDT管,同样需要准备长度梯度为70mm、90mm、110mm、130mm和150mm的DDT管,每组实验测试20发DDT管。图2。2为厚5mm、长90mm的45号钢制DDT管示意图。