CN109100072B - 水下接触爆炸驱动能量的测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水下接触爆炸驱动能量的测量装置，属于试验与测试技术领域。该测量装置包括预制飞片圆筒测量装置和预制飞片平板测量装置；预制飞片圆筒测量装置包括上过渡圆筒、下过渡圆筒、预制飞片圆环、垫板、药包定位装置、电雷管、药包；预制飞片圆环上设置有刻槽，刻槽将预制飞片圆环划分为若干块轴向飞片和若干块环向飞片；预制飞片平板测量装置包括预制飞片平板、安装框架、水箱、电雷管、药包和药包定位装置；预制飞片平板上的刻槽将预制飞片平板划分为若干块飞片；在难以直接测量1～6倍药包半径范围内的自由场压力的情况下，以预制飞片作为效应物测量水下接触爆炸驱动能量，为水下接触爆炸载荷特性的研究提供了技术基础。

Description

水下接触爆炸驱动能量的测量装置
技术领域
本发明实施例涉及试验与测试技术领域，特别涉及一种水下接触爆炸驱动能量的测量装置。
背景技术
水下接触爆炸的范围是指药包中心到结构物的距离为1～6倍药包半径。在1～6倍药包半径的范围内，由于涉及复杂的物质交换、热交换、液固汽相互作用等问题，对水下接触爆炸能量的研究一直是难点，目前常见的研究大多采用理论分析和数值仿真的方式。
对于水下接触爆炸能量的试验测试，较为理想的方式是直接测量自由场压力时程，然后将其积分得到能量。然而，目前仅能测得6倍药包半径以外的压力时程，1～6倍药包半径范围内的自由场压力的测量难以有效解决，故直接测量方式难以实现水下接触爆炸能量的测量。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种水下接触爆炸驱动能量的测量装置。该技术方案如下：
第一方面，提供了一种水下接触爆炸驱动能量的测量装置，该测量装置包括预制飞片圆筒测量装置和预制飞片平板测量装置；
预制飞片圆筒测量装置用于测量水下接触爆炸驱动能量的一维分布，预制飞片平板测量装置用于测量水下接触爆炸驱动能量的二维分布；
预制飞片圆筒测量装置包括上过渡圆筒、下过渡圆筒、预制飞片圆环、垫板、第一药包定位装置、第一电雷管、第一药包；
预制飞片圆环上设置有若干条刻槽，刻槽将预制飞片圆环划分为若干块环向飞片；
垫板的上方依次设置有下过渡圆筒、预制飞片圆环、上过渡圆筒，上过渡圆筒与第一药包定位装置连接，第一药包紧贴第一药包定位装置的圆管下端，第一电雷管设置在第一药包定位装置的圆管内部且插入第一药包内；
预制飞片平板测量装置包括预制飞片平板、安装框架、水箱、第二电雷管、第二药包和第二药包定位装置；
预制飞片平板上设置有若干条刻槽，刻槽将预制飞片平板划分为若干块飞片；
预制飞片平板和水箱依次固定在安装框架上，第二药包定位装置设置在水箱的底部，第二药包紧贴第二药包定位装置的圆管上端，第二电雷管插入第二药包内。
可选的，第一药包位于预制飞片圆筒测量装置的中心。
可选的，第一药包定位装置与上过渡筒通过台阶定位。
可选的，上过渡圆筒、下过渡圆筒和预制飞片圆环同轴设置；
在测量水下接触爆炸驱动能量时，预制飞片圆筒测量装置的内部注水。
可选的，第二药包在预制飞片平板上的投影为预制飞片平板的中心；
在测量水下接触爆炸驱动能量时，预制飞片平板测量装置的水箱内注水。
可选的，药包上设置有雷管孔，电雷管插入雷管孔内。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过预制飞片圆筒测量装置和预制飞片平板测量装置，预制飞片圆筒测量装置包括预制飞片圆环，预制飞片平板测量装置包括预制飞片平板，预制飞片平板和预制飞片圆环上通过刻槽预先制作出飞片的形状，以预制飞片作为效应物实现水下爆炸驱动能的测量，可以用于不同炸药水下接触爆炸能量的横向比较，在难以直接测量1～6倍药包半径范围内的自由场压力的情况下，以预制飞片作为效应物测量水下接触爆炸驱动能量，达到了为水下接触爆炸载荷特性的研究提供了技术基础的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据一示例性实施例示出的一种预制飞片圆筒测量装置的示意图；
图2是根据一示例性实施例示出的一种预制飞片圆筒测量装置的剖视图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种预制飞片平板测量装置的主视图；
图4是根据一示例性实施例示出的一种预制飞片平板测量装置的左视剖视图；
图5是根据一示例性实施例示出的一种预制飞片平板测量装置的俯视图；
图6是根据一示例性实施例示出的一种水下接触爆炸驱动能量的一维分布规律的示意图；
图7是根据一示例性实施例示出的一种水下接触爆炸驱动能量的二维分布规律的示意图；
图8是根据另一示例性实施例示出的一种水下接触爆炸驱动能量的二维分布规律的示意图；
图9是根据又一示例性实施例示出的一种水下接触爆炸驱动能量的二维分布规律的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
需要说明的是，在本发明实施例中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
本发明实施例提供了一种水下接触爆炸驱动能量的测量装置，该测量装置包括预制飞片圆筒测量装置和预制飞片平板测量装置。
预制飞片圆筒测量装置用于测量水下接触爆炸驱动能量的一维分布，预制飞片平板测量装置用于测量水下接触爆炸驱动能量的二维分布。
如图1所示，预制飞片圆筒测量装置包括上过渡圆筒1、预制飞片圆环2、下过渡圆筒3、垫板4、第一药包定位装置5、第一电雷管6、第一药包7。
其中，上过渡圆筒1、预制飞片圆环2和下过渡圆筒3同轴设置。
预制飞片圆筒测量装置包括的预制飞片圆环的个数根据实际的测试需求情况确定，当预制飞片圆筒测量装置包括多个预制飞片圆环时，每个预制飞片圆环的规格相同。在一个例子中，如图1所示，预制飞片圆筒测量装置上包括3个预制飞片圆环2。
预制飞片圆环2上设置有若干条环向刻槽，这些刻槽将预制飞片圆环2划分为若干块环向飞片。在测量水下接触爆炸驱动能量之前，环向飞片相互连接，共同构成预制飞片圆环2；在测量水下接触爆炸驱动能量时，预制飞片圆环2在爆炸产生的动能及刻槽的作用下，裂开成若干块分离的飞片。
在进行水下接触爆炸驱动能量的测量之前，垫板4的上方依次设置有下过渡圆筒3、预制飞片圆环2、上过渡圆筒1。
上过渡圆筒1与第一药包定位装置5连接，第一药包定位装置5在上过渡圆筒1的上方。
第一药包定位装置5上具有圆管。
第一药包7紧贴第一药包定位装置5的圆管下端，第一电雷管6设置在第一药包定位装置5的圆管内部且插入第一药包7内。
可选的，第一药包7上设置有雷管孔，第一电雷管6插入第一药包7上的雷管孔内。
第一药包7位于预制飞片圆筒测量装置的中心，如图2所示。
可选的，第一药包定位装置5与上过渡圆筒1通过台阶定位；有利于保证第一药包7位于预制飞片圆筒测量装置的中心。
需要说明的是，在测量水下接触爆炸驱动能量的一维分布时，需要先将上过渡圆筒1、预制飞片圆筒2、下过渡圆筒3和垫板4组装为预制飞片圆筒，并进行水密处理，然后向预制飞片圆筒的内部注入水8；然后组装第一电雷管6、第一药包7和第一药包定位装置5，再将组装有第一药包7和第一电雷管6的第一药包定位装置5固定在上过渡圆筒1上，完成预制飞片圆筒测量装置的组装。
如图3、图4和图5所示，预制飞片平板测量装置包括预制飞片平板9、安装框架10、水箱11、第二电雷管13、第二药包14和第二药包定位装置15。预制飞片平板9和水箱10依次固定在安装框架上，第二药包定位装置15设置在水箱10的底部。
第二药包定位装置15具有圆管；第二药包14紧贴第二药包定位装置15的圆管上端，第二电雷管13插入第二药包14内。
可选的，第二药包14上设置有雷管孔，第二电雷管13插入第二药包14上的雷管孔内。
预制飞片平板上设置有若干条横向刻槽和纵向刻槽，刻槽将预制飞片平板划分为若干块飞片。
在测量水下接触爆炸驱动能量之前，任意相邻的两个飞片相互连接，共同构成预制飞片平板；在测量水下接触爆炸驱动能量时，预制飞片平板在爆炸产生的动能及刻槽的作用下，裂开成若干块分离的飞片。
第二药包14在预制飞片平板上的投影为预制飞片平板9的中心。
在测量水下接触爆炸驱动能量的二维分布时，预制飞片平板测量装置的水箱11内注入水12。
需要说明的是，在测量水下接触爆炸驱动能量的二维分布时，需要先将预制飞片平板9和水箱11依次与安装框架10焊接，保证不漏水；然后将组装第二电雷管13、第二药包14和第二药包定位装置15，再将组装有第二电雷管13和第二药包14的第二药包定位装置15放置在水箱11的底部，保证第二药包14在预制飞片平板9上的投影是预制飞片平板9的中心，完成预制飞片平板测量装置的组装。
本发明实施例提供的水下接触爆炸驱动能量测量装置的工作原理为：
一、利用预制飞片圆筒测量装置测量水下接触爆炸驱动能量的一维分布。
引爆药包，预制飞片圆环在水下接触爆炸驱动能量的作用下分裂为若干块飞片，采用光学或电学方法测量各工况条件下飞片的速度时程，取速度最大值，计算得到飞片的最大动能，再根据飞片的尺寸得到能流密度，从而得到水下接触爆炸驱动能量的一维分布。
通过调整药包与预制飞片圆筒测量装置的内壁之间的距离，可以得到水下接触爆炸驱动能量的一维分布规律。
在一个例子中，假设第一药包为半径35mm的球形TNT药包，预制飞片圆环的材料为Q235，预制飞片圆筒测量装置的工况条件表一所示,其中，R为第一药包与预制飞片圆筒测量装置的内壁之间的距离，R0为第一药包的药包半径；测量得到的水下接触爆炸驱动能量的一维分布规律如图6所示。
表一
Figure BDA0001771805520000061
二、利用预制飞片平板测量装置测量水下接触爆炸驱动能量的二维分布。
引爆药包，预制飞片平板在水下接触爆炸驱动能量的作用下分裂为若干块飞片，在某一工况条件下，采用光学或电学方法测量在若干典型位置处飞片的速度时程，取速度最大值，计算得到飞片的最大动能，再根据飞片的尺寸得到能流密度，从而得到水下接触爆炸驱动能量的二维分布。
通过改变药包与预制飞片平板之间的距离，利用上述方法可以获取水下接触爆炸驱动能量的二维分布规律。
在另一个例子中，假设第二药包为半径26.5mm的球形TNT药包，预制飞片平板的材料为Q235，具体参数如表二所示。
表二
Figure BDA0001771805520000062
以D为第二药包与预制飞片平板的中心的距离，R0为第二药包的药包半径，分别测量在D/R0＝1、D/R0＝2、D/R0＝4时，在某一工况条件下的水下接触爆炸驱动能量的二维分布规律。
图7示出了当D/R0＝1时，在工况A条件下水下接触爆炸驱动能量的二维分布规律；图8示出了当D/R0＝2时，在工况A条件下水下接触爆炸驱动能量的二维分布规律；图8示出了当D/R0＝4时，在工况A条件下水下接触爆炸驱动能量的二维分布规律。
本发明实施例提供的水下接触爆炸驱动能量的测量装置包括预制飞片圆筒测量装置和预制飞片平板测量装置，预制飞片圆筒测量装置包括预制飞片圆环，预制飞片平板测量装置包括预制飞片平板，预制飞片平板和预制飞片圆环上通过刻槽预先制作出飞片的形状，以预制飞片作为效应物实现水下爆炸驱动能的测量，可以用于不同炸药水下接触爆炸能量的横向比较，解决了现在难以直接测量1～6倍药包半径范围内的自由场压力的问题；达到了直接测量水下接触爆炸能量，为水下接触爆炸载荷特性的研究提供了技术基础的效果。
需要说明的是：上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种水下接触爆炸驱动能量的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括预制飞片圆筒测量装置和预制飞片平板测量装置；
所述预制飞片圆筒测量装置用于测量水下接触爆炸驱动能量的一维分布，所述预制飞片平板测量装置用于测量水下接触爆炸驱动能量的二维分布；
所述预制飞片圆筒测量装置包括上过渡圆筒、下过渡圆筒、预制飞片圆环、垫板、第一药包定位装置、第一电雷管、第一药包；
所述预制飞片圆环上设置有若干条刻槽，所述刻槽将所述预制飞片圆环划分为若干块环向飞片；
所述垫板的上方依次设置有所述下过渡圆筒、所述预制飞片圆环、所述上过渡圆筒，所述上过渡圆筒与所述第一药包定位装置连接，所述第一药包紧贴所述第一药包定位装置的圆管下端，所述第一电雷管设置在所述第一药包定位装置的圆管内部且插入所述第一药包内；
所述预制飞片平板测量装置包括预制飞片平板、安装框架、水箱、第二电雷管、第二药包和第二药包定位装置；
所述预制飞片平板上设置有若干条刻槽，所述刻槽将所述预制飞片平板划分为若干块飞片；
所述预制飞片平板和所述水箱依次固定在所述安装框架上，所述第二药包定位装置设置在所述水箱的底部，所述第二药包紧贴所述第二药包定位装置的圆管上端，所述第二电雷管插入所述第二药包内；
所述预制飞片平板在水下接触爆炸驱动能量的作用下分裂为若干块飞片，在某一工况条件下，采用光学或电学方法测量在若干典型位置处飞片的速度时程，取速度最大值，计算得到飞片的最大动能，再根据飞片的尺寸得到能流密度，从而得到水下接触爆炸驱动能量的二维分布。
2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述第一药包位于所述预制飞片圆筒测量装置的中心。
3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述第一药包定位装置与所述上过渡筒通过台阶定位。
4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述上过渡圆筒、所述下过渡圆筒和所述预制飞片圆环同轴设置；
在测量水下接触爆炸驱动能量时，所述预制飞片圆筒测量装置的内部注水。
5.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述第二药包在所述预制飞片平板上的投影为所述预制飞片平板的中心；
在测量水下接触爆炸驱动能量时，所述预制飞片平板测量装置的水箱内注水。
6.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，药包上设置有雷管孔，电雷管插入所述雷管孔内。
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