CN109142668A - 一种爆轰波拐角性能测试方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种爆轰波拐角性能测试方法，该方法将薄膜压力传感器放置在主炸药内部，起爆后通过对比不同位置处的压力值来评价炸药的爆轰波拐角性能，所述的主炸药为多个药片叠加而成，薄膜压力传感器放置在药片之间不同径向位置处；主炸药、薄膜压力传感器、传爆药、雷管自下而上叠加在一起，并用试验支架进行固定定位。该方法适用于各种炸药药柱的爆轰波拐角效应测试，记录炸药内部不同深度以及不同径向位置处的压力时程曲线，确定药柱内不同径向位置处压力达到一致所需的距离，评价炸药的爆轰波拐角性能。
Description
技术领域
本申请属于火炸药评估技术领域，具体涉及一种爆轰波拐角性能测试方法，该方法能够测量炸药内部同一深度不同径向位置处压力达到一致所需的距离，对炸药的爆轰波拐角性能进行评估。
背景技术
在炸药装药的传播序列中，总是小尺寸装药起爆大尺寸装药，在爆炸逻辑网络和波形控制器中都存在爆轰波扩大和拐弯的过程，这些过程中爆轰波常常不按照几何光学原理传播，其传播方向偏离惠更斯原理而出现波阵面滞后或局部不爆轰现象，这种现象称为炸药爆轰波传播的拐角效应。拐角性能是炸药装药爆轰波的一个重要特性，是武器设计时必须考虑的重要参数之一，对于研究炸药性能、合理设计弹体、构型件以及设计爆炸逻辑网络等有着十分重要的意义。目前，主要通过Hill等建立的蘑菇(Mushroom)试验对炸药的爆轰波拐角性能进行测试，研究钝感高能炸药的传爆性能。
但是，现有技术存在一些问题：(1)蘑菇试验对试验设备要求较高，需要通过高速扫描相机获取图像；(2)蘑菇试验的被测主炸药装药为半球形，这种异性装药结构成型难度较高；(3)蘑菇试验结果需要通过显微镜及数据处理软件对底片进行处理计算，精度要求非常高，数据处理较为复杂。总之，现有方法对仪器要求高、试验操作复杂且成本昂贵。因此，有必要建立一种简便易行、成本低廉、适用性较强的爆轰波拐角性能测试方法。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种爆轰波拐角性能测试方法，该方法利用薄膜压力传感器记录炸药内部不同深度以及不同径向位置处的压力变化，确定药柱内不同径向位置处压力达到一致所需的距离，简便可靠的评价炸药的爆轰波拐角性能。
为了实现上述任务，本申请采取如下的技术解决方案：
一种爆轰波拐角性能测试方法，其特征在于，该方法将薄膜压力传感器放置在主炸药内部，对主炸药不同位置处的压力变化进行测量；雷管起爆传爆药，传爆药爆炸所产生的冲击波起爆主炸药，薄膜压力传感器连接数据采集仪记录主炸药不同位置的压力变化；触发探针位于传爆药的底部；主炸药为多个1mm～5mm厚的圆形药片叠加而成，薄膜压力传感器放置在药片之间不同径向位置处；主炸药、薄膜压力传感器、传爆药自下而上叠加在一起，通过试验支架固定定位；其中：
试验支架通过螺栓紧固，且试验支架上端固定板中间留有圆形通孔用于安装雷管；
具体按下列步骤进行：
步骤1，将主炸药放置在试验支架中心位置，保持所有药片同轴心，每两个药片端面之间不同径向位置处放置4～6个薄膜压力传感器，各层薄膜压力传感器之间需保持同样的径向位置；
步骤2，将传爆药放置在主炸药上端，并与其保持同轴心；
步骤3，将触发探针压在传爆药的底部；
步骤4，紧固试验支架的螺母，将各组件固定定位；
步骤5，薄膜压力传感器连接数据采集仪；
步骤6，将雷管安装在传爆药的雷管孔中；
步骤7，接通电源，开启数据采集仪；
步骤8，起爆雷管，数据采集仪记录并存储主炸药不同位置的压力变化。
步骤9，确定不同径向位置处压力值相对差小于3％时的药柱深度，即为爆轰波拐角效应消失的距离。
本申请的有益效果体现在以下几个方面：
(1)采用薄膜压力传感器测压简便易行，当炸药内部同一深度不同径向位置处压力达到一致时说明拐角效应消失，通过测量这一距离可表征炸药的爆轰波拐角性能，提供了一种新的爆轰波拐角性能测试方法，便于不同炸药爆轰波拐角性能的量化对比，且无需昂贵复杂的仪器设备，操作简单，适用性较强，便于推广应用；
(2)主炸药采用常规的圆柱形药柱，成型更为方便，降低试验成本；
(3)薄膜压力传感器能较方便地嵌入被测样品内部而不明显影响原有压力场的分布，通过数据采集仪记录得到压力变化曲线，读取峰值压力进行对比分析，数据处理较为简单。
附图说明
图1是试验各部件位置关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本申请作进一步的详述。
实施例1
本实施例是PBX-1炸药的爆轰波拐角性能测试，所用主炸药4为5个Φ40mm×3mm的药片叠加而成，传爆药2为Φ20mm×20mm带8号雷管孔的圆柱形药柱，雷管1为8号铜壳电雷管，其试验方法包括以下步骤：
(1)将PBX-1主炸药4放置在试验支架7中心位置，保持所有药片同轴心，每两个药片端面之间放置4个薄膜压力传感器5，传感器的敏感部位分别位于药柱端面中心、距中心1/3半径处、距中心2/3半径处及边缘位置；
(2)将传爆药2放置在主炸药4上端，并与其保持同轴心；
(3)将触发探针3压在传爆药2的底部；
(4)紧固试验支架7的螺母，将各组件固定定位；
(5)薄膜压力传感器5连接数据采集仪6；
(6)将雷管1安装在传爆药2的雷管孔中；
(7)接通电源，开启数据采集仪6；
(8)起爆雷管1，数据采集仪6记录并存储主炸药4不同位置的压力变化。
(9)得到PBX-1炸药内不同位置处测得的压力如表1所示，可以看出，深度为9mm时，不同径向位置处的压力值达到一致，说明9mm时PBX-1炸药的爆轰波拐角效应消失。
表1 PBX-1炸药内部压力
实施例2
本实施例是GHL-2炸药的爆轰波拐角性能测试，所用主炸药4为3个Φ40mm×5mm的药片和2个Φ40mm×1mm的药片自上而下叠加而成，传爆药2为Φ20mm×20mm带8号雷管孔的圆柱形药柱，雷管1为8号铜壳电雷管，其试验方法包括以下步骤：
(1)将GHL-2主炸药4放置在试验支架7中心位置，保持所有药片同轴心，每两个药片端面之间放置5个薄膜压力传感器5，传感器的敏感部位分别位于药柱端面中心、距中心1/4半径处、距中心2/4半径处、距中心3/4半径处及边缘位置；
(2)将传爆药2放置在主炸药4上端，并与其保持同轴心；
(3)将触发探针3压在传爆药2的底部；
(4)紧固试验支架7的螺母，将各组件固定定位；
(5)薄膜压力传感器5连接数据采集仪6；
(6)将雷管1安装在传爆药2的雷管孔中；
(7)接通电源，开启数据采集仪6；
(8)起爆雷管1，数据采集仪6记录并存储主炸药4不同位置的压力变化。
(9)得到GHL-2炸药内不同位置处测得的压力如表2所示，可以看出，深度为16mm时，不同径向位置处的压力值达到一致，说明16mm时GHL-2炸药的爆轰波拐角效应消失。
表2 GHL-2炸药内部压力
实施例3
本实施例是PBX-3炸药的爆轰波拐角性能测试，所用主炸药4为3个Φ40mm×3mm的药片和2个Φ40mm×2mm的药片自上而下叠加而成，传爆药2为Φ20mm×20mm带8号雷管孔的圆柱形药柱，雷管1为8号铜壳电雷管，其试验方法包括以下步骤：
(1)将PBX-3主炸药4放置在试验支架7中心位置，保持所有药片同轴心，每两个药片端面之间放置6个薄膜压力传感器5，传感器的敏感部位分别位于药柱端面中心、距中心1/5半径处、距中心2/5半径处、距中心3/5半径处、距中心4/5半径处及边缘位置；
(2)将传爆药2放置在主炸药4上端，并与其保持同轴心；
(3)将触发探针3压在传爆药2的底部；
(4)紧固试验支架7的螺母，将各组件固定定位；
(5)薄膜压力传感器5连接数据采集仪6；
(6)将雷管1安装在传爆药2的雷管孔中；
(7)接通电源，开启数据采集仪6；
(8)起爆雷管1，数据采集仪6记录并存储主炸药4不同位置的压力变化。
(9)得到PBX-3炸药内不同位置处测得的压力如表1所示，可以看出，深度为13mm时，不同径向位置处的压力值达到一致，说明13mm时PBX-3炸药的爆轰波拐角效应消失。
表3 PBX-3炸药内部压力
Claims (2)
1.一种爆轰波拐角性能测试方法，其特征在于，该方法将薄膜压力传感器(5)放置在主炸药(4)内部，对主炸药(4)不同位置处的压力变化进行测量；雷管(1)起爆传爆药(2)，传爆药(2)爆炸所产生的冲击波起爆主炸药(4)，薄膜压力传感器(5)连接数据采集仪(6)记录主炸药(4)不同位置的压力变化；触发探针(3)位于传爆药(2)的底部；主炸药(4)为多个1mm～5mm厚的圆形药片叠加而成，薄膜压力传感器(5)放置在药片之间不同径向位置处；主炸药(4)、薄膜压力传感器(5)、传爆药(2)自下而上叠加在一起，通过试验支架(7)固定定位；
具体按下列步骤进行：
步骤1，将主炸药(4)放置在试验支架(7)中心位置，保持所有药片同轴心，每两个药片端面之间不同径向位置处放置4～6个薄膜压力传感器(5)，各层薄膜压力传感器(5)之间需保持同样的径向位置；
步骤2，将传爆药(2)放置在主炸药(4)上端，并与其保持同轴心；
步骤3，将触发探针(3)压在传爆药(2)的底部；
步骤4，紧固试验支架(7)的螺母，将各组件固定定位；
步骤5，薄膜压力传感器(5)连接数据采集仪(6)；
步骤6，将雷管(1)安装在传爆药(2)的雷管孔中；
步骤7，接通电源，开启数据采集仪(6)；
步骤8，起爆雷管(1)，数据采集仪(6)记录并存储主炸药(4)不同位置的压力变化。
步骤9，确定不同径向位置处压力值相对差小于3％时的药柱深度，即为爆轰波拐角效应消失的距离。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的试验支架(7)通过螺栓紧固，且试验支架(7)上端固定板中间留有圆形通孔用于安装雷管。
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