CN104034859B - 炸药爆炸驱动金属能力的测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种炸药爆炸驱动金属能力的测量装置，主要由爆炸室、金属飞片、测速靶和测速靶支架等部件组成。该测量装置利用速度测量原理进行设计，将被测炸药柱装入到由装药套筒和爆炸防护体组成的爆炸室内，将金属飞片粘接在与装药套筒和爆炸防护体齐平的炸药柱的一端面，从另一端面引爆炸药加速金属飞片运动，采用时间间隔记录仪采集金属飞片通过不同距离处的测速靶时产生脉冲电流的时间，通过数据处理，得到金属飞片运动的距离与时间的关系曲线，对该曲线进行一阶求导，即可得到金属飞片在不同时刻或不同距离处的速度，以此衡量炸药爆炸加速金属的能力。

Description

炸药爆炸驱动金属能力的测量装置

技术领域

本发明属于火炸药爆炸性能评估技术领域，涉及一种炸药爆炸加速金属能力的测量装置。

背景技术

炸药爆炸对金属的加速能力是指导通用爆破型炸药及金属加速型炸药配方设计的依据，也是破片杀伤战斗部设计及毁伤性能预估时必须明确的一项关键性参数。炸药爆炸对金属加速作用的能量主要由炸药爆轰时形成的爆轰波压力和爆轰产物的膨胀提供。为了提高炸药爆炸对金属的加速能力，最主要的技术途径是向炸药配方中添加一定量的金属燃料，以形成高爆炸能量的混合炸药，由于这类混合炸药具有明显的非理想爆轰特性，爆炸反应能量释放时间较长，产物膨胀较慢，因此对金属具有很强且持续时间较长的加速能力。

目前主要利用圆筒试验系统来测量和评价炸药爆炸对金属的加速能力，由于该试验系统存在以下不足，致使其无法获得广泛的使用，更无法在炸药配方研究阶段进行应用，以指导炸药配方的优化设计。一是该试验系统非常复杂，主要由高速相机、同步光源、底片冲洗装置、底片数字化判读装置等构成，因此构建一套圆筒试验系统费用非常高昂；二是圆筒试验药量大、周期长，在炸药配方设计阶段，由于配方种类较多，每种配方的药量又很少，因此无法通过圆筒试验在较短的时间内完成配方的筛选和优化设计。鉴于上述两项不足，当前在炸药配方设计阶段一直不能准确的测量和评价不同炸药配方及配方中不同的组分和状态对金属加速能力的影响，这就给通用爆破型炸药配方和金属加速型炸药配方的设计及科学应用等带来了很大的困难。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种简易的、可快速准确地测量和评价炸药爆炸加速金属能力的试验装置。

为了实现上述任务，本发明提供的炸药爆炸驱动金属能力的测量装置，包括爆炸室、金属飞片、测速靶和测速靶支架，其中爆炸室由爆炸防护体和装药套筒组成，爆炸防护体为水平圆筒形，中心有圆形通孔，装药套筒为圆筒形，放置在所述爆炸防护体的中心圆形通孔内，装药套筒与爆炸防护体的右端面齐平，装药套筒用陶瓷或水泥等脆性材料制成。金属飞片为圆柱形薄片，与所述装药套筒的右端面紧密接触。测速靶为正方形面板靶面基材，四个边有绝缘镶边，在其平面上印制有一系列水平排列的等间距导电银线，相邻两根导电银线互不导通，相隔两根导电银线相连导通。测速靶支架为长方形立式支架，在支架的上端面沿长方形的长边等间距的固定有测速靶卡槽，测速靶紧密的卡入到卡槽内。

测量时，将圆柱形炸药柱水平装入装药套筒内，使药柱一端面与装药套筒的右端面齐平，将金属飞片利用双面胶粘接在药柱与装药套筒齐平的药柱右端面，将装药套筒及炸药柱嵌入到爆炸防护体的中心圆形通孔内，在沿金属飞片运动方向的不同距离处放置测速靶，使金属飞片中心与测速靶中心同轴；将测速靶与时间间隔记录仪连接，起爆炸药驱动金属飞片，当金属飞片接触到测速靶时，产生脉冲电流，通过时间间隔记录仪采集金属飞片通过不同距离处的测速靶时产生脉冲电流的时间，通过数据处理，可以得到金属飞片运动的距离与时间的关系曲线，对该曲线进行一阶求导，即可得到金属飞片在不同时刻或不同距离处的速度。

本发明的优点：本发明不受试验药量的限制，可以进行不同药量的炸药爆炸加速金属能力的测量与评价，完全满足炸药配方设计和破片杀伤战斗部设计及毁伤性能预估的参数要求。本发明系统构成简单，费用低、试验周期短，便于推广应用。

附图说明

图1是本发明的炸药爆炸加速金属能力测量装置总装配主视图。

图2是爆炸室结构图。1-1爆炸防护体，1-2装药套筒

图3是金属飞片结构图。

图4是测速靶结构图。3-1靶面基材，3-2镶边，3-3导电银线

图5是测速靶支架俯视结构图。4-1连接杆，4-2底座，4-3卡槽

图6是测速靶支架正视结构图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1：

参照图1至图6，本实施例给出一种炸药爆炸加速金属能力测量装置的具体结构以及制造和装配实例。该炸药爆炸加速金属能力测量装置至少包括有爆炸室1、金属飞片2和测速靶3和测速靶支架4。

参见图2，爆炸室1由爆炸防护体1-1和装药套筒1-2组成。爆炸防护体1-1用不锈钢制成，为带有中心通孔的圆筒形，外径为300mm～400mm,内径为30mm～70mm，长度为150mm～250mm，水平放置。装药套筒1-2用陶瓷或水泥等脆性材料制成，为带有中心通孔的圆筒形，外径为25mm～70mm，内径为15mm～60mm，长度为15mm～60mm，通过紧密配合嵌入到爆炸防护体1-1的中心孔中，装药套筒1-2的一端面要与爆炸防护体1-1的右端面平整，无锈渍。

参见图3，金属飞片2用45#钢加工而成，直径为15mm～60mm，厚度为3mm～5mm，上下端面光滑齐平。

参见图4，测速靶3由靶面基材3-1、镶边3-2和导线3-3组成。靶面基材3-1用聚乙烯薄膜制成，为正方形，边长为320mm～350mm，厚度为0.1mm～0.2mm。镶边3-2用聚四氟乙烯板制成，为长方形，长度为320mm～350mm，宽度为10mm～15mm，厚度为0.5mm～2mm，共4根，利用高分子胶将镶边3-2黏结在靶面基材3-1的四个边的上下表面，形成固定边框。导线3-3用银浆制成，含银量大于75％，以木梳状对插印制在靶面基材3-1上，每根导线宽度为0.5mm～1mm,导线间距为0.5mm～1mm，导线覆盖范围为正方形，边长尺寸为300mm～330mm，相邻两根导电银线互不导通，相隔两根导电银线相连导通。

参见图5和图6，测速靶支架4由连接杆4-1、底座4-2和卡槽4-3组成。连接杆4-1用不锈钢加工而成，为长方体形，长度为260mm～280mm，宽度为30mm～50mm,厚度为5mm～10mm，共2根。底座4-2用标准槽钢加工而成，长度为150mm～250mm，共2根，通过焊接方式用2根连接杆4-1与2个平行的底座4-2垂直连接成长方形支架。卡槽4-3用不锈钢长方体片制成，每两个长方体片之间的间隔形成卡槽4-3，每个长方体片的高度为50mm～100mm,宽度为20mm～30mm，厚度为2mm～4mm，将每个长方体片沿宽度方向垂直焊接在底座4-2的上表面，每两个长方体之间的间距为1mm～4mm,卡槽4-3的数量通常为5个，也可根据试验进行增减。

本发明装配时，将装药套筒1-2嵌入到水平放置的爆炸防护体1-1中，使装药套筒1-2的一端面与爆炸防护体1-1的右端面齐平；将测速靶3嵌入到测速靶支架4的卡槽4-3中；将被测炸药试样水平装入到装药套筒1-2中，使炸药柱右端面与装药套筒1-2及爆炸防护体1-1的右端面齐平，利用双面胶将金属飞片2粘接在与防护体1-1的右端面齐平的试样右端面；将测速靶支架4沿金属飞片运动方向放置在距金属飞片2一定距离处，放置时确保金属飞片2的中心与测速靶3的中心同轴；将测速靶3的数据线与时间间隔记录仪进行连接。完成装配。

实施例2：

本实施例给出利用实施例1制造的炸药爆炸加速金属能力测量装置进行某种含铝炸药爆炸加速金属能力测量的实例。

本实施例所用含铝炸药的配方为76RDX/20Al/4粘，采用压制成型工艺，制备成直径为40mm,高度为50mm的圆柱形炸药柱。

将含铝炸药柱装入到装药套筒1-2中，使含铝炸药试样的一端面与装药套筒1-2的右端面齐平，用双面胶将金属飞片2粘接在与装药套筒1-2的右端面齐平的炸药柱端面上；将装药套筒1-2嵌入到爆炸防护体1-1中，使装药套筒1-2的右端面与爆炸防护体1-1的右端面齐平；将5片测速靶3逐次嵌入到测速靶支架4的卡槽4-3中；将测速靶支架4沿金属飞片3运动方向放置在距金属飞片2一定的距离处，使不同测速靶3距金属飞片2的距离分别为25mm、35mm、45mm、55mm和65mm，放置时确保金属飞片2的中心与5片测速靶3的中心同轴；将5片测速靶3的数据线分别与时间间隔记录仪进行连接；起爆被测含铝炸药，当金属飞片2穿过每一个测速靶3时，会产生一个电流脉冲，通过时间间隔记录仪记录到金属飞片通过5个测速靶3时产生电流脉冲的时间分别为9.964μs、12.324μs、15.895μs、21.895μs和37.172μs，由此可以得到金属飞片运动的距离与时间的关系曲线，对该曲线进行一阶求导，即可得到金属飞片在不同距离处的速度分别为2509m/s、2840m/s、2831m/s、2512m/s和1641m/s，以此衡量炸药爆炸加速金属的能力。

Claims (4)

1.一种炸药爆炸驱动金属能力的测量装置，其特征在于，包括爆炸室(1)、金属飞片(2)、测速靶(3)和测速靶支架(4)，其中：

所述爆炸室(1)由爆炸防护体和装药套筒组成，水平放置；爆炸防护体(1-1)为水平圆筒形，中心有圆形通孔；装药套筒(1-2)为圆筒形，放置在所述爆炸防护体的中心圆形通孔内，装药套筒与爆炸防护体的右端面齐平；

所述金属飞片(2)为薄圆柱形，粘接在被测炸药柱端面，与所述装药套筒(1-2)的右端面紧密接触；

所述测速靶(3)为正方形面板靶面基材(3-1)，基材四个边有绝缘镶边(3-2)，在其平面上印制有一系列水平排列的等间距导电银线(3-3)，相邻两根导电银线互不导通，相隔两根导电银线相连导通；

所述测速靶支架(4)为长方形立式支架，在支架的上端面沿长方形的长边等间距的固定有测速靶卡槽(4-3)，所述测速靶(3)卡入到卡槽内。

2.如权利要求1所述的炸药爆炸驱动金属能力的测量装置，其特征在于，所述爆炸防护体(1-1)用不锈钢加工成，所述装药套筒(1-2)用脆性材料制成。

3.如权利要求1所述的炸药爆炸驱动金属能力的测量装置，其特征在于，所述测速靶(3)和测速靶支架(4)中卡槽的数量及测量距离点数，根据试验要求进行调整。

4.如权利要求1所述的炸药爆炸驱动金属能力的测量装置，其特征在于，采用时间间隔记录仪测量金属飞片(2)通过测速靶(3)时产生的电流脉冲时间，得到金属飞片运动的距离与时间的关系曲线，对该曲线进行一阶求导，即可得金属飞片(2)在不同时间或距离处产生的速度。