PDF《炸药水中爆炸冲击波超高速同时 /》

第3 8卷第2期爆炸与冲击Vol.

38,N o .

2 2

0 1 8年3月EXPLOSION AN DS HO C K WAV E S M a r . ,2

0 1

8 D O I :

1 0.

1 1

8 8

3 / b z y c j -

2 0

1 6 -

0 2

4 1 文章编号:

1 0

0 1 -

1 4

5 5 (

2 0

1 8 )

0 2 -

0 4

3 7 -

0 6 炸药水中爆炸冲击波超高速同时 分幅 / 扫描摄影技术 * 畅里华, 何徽, 温伟峰, 李金河, 王旭, 冉茂杰 ( 中国工程物理研究院流体物理研究所, 四川 绵阳

6 2

1 9

9 9 ) 摘要:研究了超高速同时分幅/扫描摄影技术在炸药水中爆炸冲击波传播中的应用效果, 并采用自研的 同时分幅/扫描超高速光电摄影系统对炸药水中爆炸过程进行拍摄.结果表明, 该系统能够拍摄同一时基、 同 一空基且具有超高时空分辨的一维和二维图像, 进而成功观察到?6 0mm*6 6mm TN T 炸药在水中爆炸冲 击波传播过程, 获得该过程冲击波阵面平均传播速度及压力.这可为水中兵器战斗部的设计及毁伤效能评估 提供参考. 关键词:炸药;

水中爆炸;

超高速摄影;

同时分幅/扫描光电相机 中图分类号:O

3 8

4 国标学科代码:

1 3

0 3

5 文献标志码:A 在水下武器效应研究中, 炸药水下爆炸特性是非常重要的研究内容, 特别是爆炸所形成的冲击波, 它是形成损伤效应的最重要的因素之一.由于冲击波在水下扩散时能量损失迅速, 因此为提高爆炸损 伤能力, 需要使它尽可能在近场范围内发挥效果, 这就使得开展水下爆炸近场冲击波特性研究显得尤为 重要[ 1] .其中, 炸药水中爆炸冲击波阵面的形状、 发展过程及不同方向的传播速度是实验中最为基本、 关键的参数, 对于炸药水中爆炸实验的设计、 数值模拟及实验装置的改进, 都起着极为重要的作用.鉴 于炸药水中爆炸冲击波传播速度快的技术特点, 高速摄影就成为光学测试技术中一个不可或缺的测试 手段[

2 - 3] .目前, 在水中爆炸近场中采用的测试技术主要是用分幅或扫描摄影技术获得不同时刻冲击波 头数据, 从而推导出峰压衰减规律[

4 -

6 ] .在我国, 在水中爆炸近场光学测试方面做的工作较少, 赵继波 等[

7 - 8] 、 李金河等[ 9] 采用高速转镜扫描相机或分幅相机拍摄了炸药水中爆炸轴向冲击波传播一维时间或 二维空间像, 一维时间和二维空间、 光强度等信息不能在同一发实验中同时获得, 且不是同一时基、 同一 空基, 不具有可比性. 本文中, 采用自研的超高速同时分幅/扫描摄影系统首次拍摄炸药水中爆炸冲击波传播过程同一时 基、 同一空基且具有超高时空分辨的一维( 水平和垂直同时扫描) 和二维图像, 不仅能观察炸药水中爆炸 图1 炸药水中爆炸实验装置结构图 F i g .

1 E x p e r i m e n t a l c o n f i g u r a t i o n o fu n d e r w a t e re x p l o s i o n 冲击波阵面在传播过程中的形状变化, 而且可获得该过程径向和轴 向的冲击波传播速度及冲击波阵面压力.

1 实验1.

1 爆炸装置 爆炸装置主要由雷管、 传爆药、 主装药柱、 支撑架等组成.所用 主装药为 T NT, 尺寸约为?6 0mm*6 6mm, 密度为1.

5 8 0g / c m3 , 用支撑架将爆炸装置置于水箱中部处于悬空的状态, 悬空高度为水 箱高度的一半.雷管及其引脚与起爆电缆的结合部严格密封, 入水 电缆具有良好的水密性.炸药水中爆炸实验装置结构如图1所示. * 收稿日期: