PDF《含铝炸药水中爆炸能量输出结构》

Propellan ts 第26 卷第

1 期2003年2月Ξ收稿日期: 2002- 10-

16 作者简介: 周霖(1962- ) , 男, 博士研究生, 从事爆炸理论及应用研究. 指数 n, 其关系如下: f (p , i, E , Η ;

Θ e, r0,Q v , R ;

pw , Θ w , n) =

0 (1) 图1水下爆炸实验装配示意图 根据爆炸相似律则有 pm = f (

3 w R ) (2) E s = 4Π R

2 (W Θ Cw ) ∫ 6. 7Η

0 p

2 (t) dt (3) 式中 E s ――冲击波能;

P (t) ――距爆心 R 处t时刻的冲击 波超压;

R ――离开爆心的距离;

W ――装药质量;

Θ ――装药 密度;

CW ――水的音速;

Η ――时间常数. 1.

2 试验结果 试验中使用的炸药为 TN T、 R S

211、

8701、 PW

40、 PW

30、 PW

25、PW

20、 PETN

80 A l20 等, 将炸药制成

1 kg 的球形装药. 系统装配图如图

1 所示. 使用的测试仪器 为Tektronix TD S3054B 数值示波器、 PCB138 M

131 传感器、 482A

22 信号适调仪等.

2 试验结果 表1水中爆炸的能量输出 炸药 Pm M Pa 时间常数 m s 冲击波能 (M J・kg-

1 ) 脉动周期 m s 气泡能 (M J・kg-

1 ) 冲击波能 TN T 当量 气泡能 TN T 当量 TN T 11.

00 0.

119 0.

97 212.

9 2.

11 1.

00 1.

00 RS211 12.

70 0.

126 1.

27 243.

4 3.

15 1.

31 1.

49 PW

40 11.

20 0.

150 1.

18 277.

1 4.

65 1.

22 2.

20 PW

30 12.

10 0.

149 1.

40 270.

4 4.

33 1.

44 2.

05 PW

25 12.

90 0.

150 1.

46 263.

8 4.

01 1.

51 1.

90 表2水中爆炸的能量输出 炸药 Pm M Pa 时间常数 m s 冲击波能 (M J・kg-

1 ) 冲击波能 TN T 当量 TN T 44.

01 0.

0573 1.

03 1.

00 PW

20 52.

49 0.

0656 1.

60 1.

55 8701 48.

19 0.

0568 1.

34 1.

30 PETN

80 A l20 49.

29 0.

0660 1.

56 1.

51 进行了两次系统 实验, 第1次试验的条 件是水深

10 m , 炸药 离水面深度

5 m , 炸药 与传感器之间的距离

4 m , 药量

1 kg, 试验结 果列表 1.第2次试验 条件为水深 4.

5 m , 炸 药离水面深度 1.

5 m , 炸药与传感器之间的 距离0.

98 m , 药量0.

5 kg, 试验结果如表

2 所示.典型炸药的冲 击波超压衰减情况如 图2和图

3 所示.含铝 炸药冲击波超压衰减明显慢于不含铝炸药, 而且它的超压峰值高于不含铝炸药. 图2TN T 与8701 冲击波 图3PW

20 与8701 冲击波 图4铝氧比对能量的影响 超压衰减波形 超压衰减波形

1 3 第26 卷第

1 期周霖等: 含铝炸药水中爆炸能量输出结构

3 冲击波能和气泡能的计算 图5RDX A l WAX 体系冲击波能的 计算结果与实验结果 对冲击波能、 气泡能进行了理论分析和计算, 图4是铝氧 比对冲击波能和气泡能的影响, 可以看出当铝氧比在0. 40左 右时冲击波能达到最大.对于 RDX、 TN T、 A l、 WA X 为主体 炸药的冲击波能和气泡能, 计算方法如公式 (4)、 (5) , 将计算 结果列于图

5 中, 曲线

1、

2 分别为冲击波能和气泡能的计算 值;

方块、 三角分别为冲击波能和气泡能的实测值. (WDd) PEN T = f

1 (A l O ) f

2 (WAX% ) f

3 (RDX% ) (4) (RBE) PEN T = F

1 (A l O ) F

2 (WA X% ) F

3 (RDX% ) (5) 式中 f

1 (A l O )、 F

1 (A l O ) ―― 铝氧 比与能量的关系;

f

2 (WA X% )、 F

2 (WA X% ) ――惰性添加物蜡与能量的关系;

f

3 (RDX% )、 F

3 (RDX% ) ――RDX 含量与能量的关系.

4 水下爆炸总膨胀功计算 炸药水下爆炸总膨胀功的计算结果见表 3. 单位质量炸药水下所作的总膨胀功A