以HMX为基的两种压装高密度炸药的燃烧转爆轰实验研究

 为研究以HMX为基的固体高能炸药的燃烧转爆轰性能,采用同轴电探针和压力传感器测试技术对常用的A、B两种压装高密度高能炸药开展燃烧转爆轰实验,研究装药组分和约束条件对压装高密度炸药燃烧转爆轰性能的影响。实验结果表明：这两种压装高密度炸药难以发生燃烧转爆轰;在强约束条件下（45号钢,内径25.4 mm、外径65 mm、长度600 mm）,A压装炸药（HMX质量分数为95%,密度为1.86 g/cm³）基本实现了燃烧转爆轰,爆轰诱导距离约为545 mm;在相同的实验条件下,A压装炸药比B压装炸药（HMX质量分数为87%,密度为1.84 g/cm³）更易于发生燃烧转爆轰,即A压装炸药的安定性相对较差。     

猛炸药RHT-901和钝感炸药IHE-2的爆轰波直角绕射

 采用高速转镜分幅相机和电探针技术研究了猛炸药RHT-901和钝感炸药IHE-2的爆轰波直角绕射图像和不同位置上的爆轰波传播时间。从研究得出，两种炸药都在拐角顶点附近绕射，爆轰波传播时间增长，爆速变小。但是两种炸药绕射爆轰波的状态不一样，钝感炸药IHE-2中爆轰波绕过直角时，在拐角顶点附近约10 mm范围内炸药未完全反应，猛炸药RHT-901中爆轰波绕过直角时未出现类似现象。两者相比，钝感炸药中绕射爆轰波速度变化大，波阵面曲率半径小，而猛炸药的绕射爆轰波速度变化小，波阵面曲率半径大。这说明炸药的爆轰波绕射与炸药的冲击感度、反应区宽度有关。     

一种以RDX为主炸药的低密度炸药

低密度炸药的特点就是密度低(一般都在0．08～0．8g／cm^3之间)，其爆速、爆压及威力均较低，有粉状、塑性、挠性和硬质等四种物理状态的制品。民用上广泛用于采矿及金属爆炸加工，军事上主要用于子母弹中心管抛撒药和其他抛撒器装药，也可用于装填普通水雷、浮雷和鱼雷等。研制这种炸药，一般可采取两种技术途径：(1)低密度泡沫炸药；(2)低密度塑料黏结炸药。低密度塑料黏结炸药具有成型工艺简单、操作安全，能在低比压下模压成型等优点，近几年已经做了大量的工作，已完成了以PETN为主炸药的JI-9016低密度炸药的研制，其密度为0．6g／cm^3，爆速为2390m/s，爆压为1．427MPa。     

弱点火条件下炸药燃烧转爆轰的数值模拟

考察颗粒炸药从传导燃烧到对流燃烧再到爆轰的过程.对装填密度为85%的HMX颗粒炸药的燃烧转爆轰过程进行数值模拟,分析传导燃烧、对流燃烧和爆轰的发展过程.点火早期燃烧速度很低,火焰面在8.16 ms之内只前进了不到0.2 mm;形成对流燃烧之后燃烧速度快速增加,只用了0.1 ms就形成了速度为8 165 m·s^-1的稳定爆轰.当炸药颗粒直径或点火压力减小时,形成稳定爆轰所需的时间增加.     

光电法研究JO-9159炸药反应区宽度

采用光电法研究炸药反应区结构的实验装置如图1所示，炸药装置用平面波透镜起爆。为了屏蔽炸药爆轰发光，在炸药样品和窗口材料氯仿之间用0．01mm厚的铜箔隔开。然后用硅油将铜箔紧紧地贴在被测样品的表面，其目的是避免炸药样品与铜箔之间有空气隙存在，以免其影响测试精度。为了防止氯仿的渗漏，在铝套筒和炸药样品之间用真空油脂密封。光纤一端直接插入装置之中，另一端和高温计的各通道相连。炸药爆轰后，在透明液体氯仿中产生冲击波，在冲击波作用下液体发光，光纤和光电倍增管将光信号转变为电信号，记录在示波器上，计算得到氯仿中的冲击波温度随时间的变化曲线。     

用光电法研究钝感炸药JB-9014反应区结构

 报道了用光电法研究炸药反应区结构的原理、实验方法和钝感炸药JB-9014的反应区结构。研究结果表明，密度为1.894 g/cm³的JB-9014炸药在平面一维定常爆轰时，其Neumann峰压力为36.5 GPa，反应区宽度为1.75 mm，反应过程时间为0.31 μs；装药密度减少时，Neumann峰压力、反应区宽度和反应过程时间均减小。     

光纤探针应用于爆速测试实验研究

为研究光纤探针应用于炸药爆速测试的可行性及其在冲击作用下的响应特性,开展了梯黑铝（THL）炸药和混合B炸药爆轰实验、冲击作用下光纤响应实验。分别采用直径0.063 5 mm、前端带聚光准直凸透镜的玻璃光纤探针和直径1 mm、前端不带聚光准直凸透镜的塑料光纤探针,测定爆轰过程化学反应阵面传播速度。结果表明:两者都能够准确测定约7 000 m/s的炸药爆轰速度,测量不确定度2%。另外,采用直径1 mm、前端不带聚光准直凸透镜的塑料光纤探针,记录强冲击波作用下光纤响应信号,验证了强冲击产生的高压高温作用下的黑体辐射现象。因此,光纤探针能够准确测定炸药爆轰速度,且在冲击作用下出现色温现象,即黑体辐射现象。     

高密度钨基合金部件超声检测技术

高密度钨基合金（p≈18g／cm^3）部件经粉末等静压成型、烧结后，机械加工成一端带法兰的圆筒形部件，在初加工后要求进行100％超声波检测，不得有大于φ1．2mm的缺陷。     

微波三探针等离子体阻抗测量系统

1引言在微波等离子体系统中，等离子体作为微波传输线的负载．它的物理和化学性质的变化在微波传输线中通过负载阻抗的变化体现出来[1]．我们自行研制的微波三探针等离子体阻抗测量系统具有结构简单、成本低、灵敏度高、对微波硬件要求低等优点，为我们了解等离子体内部性质的变化提供了又一诊断途径．2微波三探针等离子体阻抗测量系统的工作原理图1为我们自行设计的微波三探针等离子体阻抗测量系统的结构示意图．在长度为133mm的．BJ—22型矩形波导的宽边中心线上，三只微波电探针以间隔λg／6（λg为波导波长，在我们使用的2450MHZ微波…     

约束条件对注装TNT中拐角效应的影响

 利用电探针技术测量了注装TNT中主发药柱约束条件不同时，爆轰波绕射过程中在不同方向上传播的相对延迟时间。结果表明，缩短相对延迟时间可以通过以下两种方法：（1）利用约束材料提高主发药柱中爆轰波强度；（2）利用约束材料中冲击波的起爆能力。     

悬浮RDX炸药粉尘爆轰的数值模拟

用两相流模型对悬浮RDX炸药粉尘爆轰波进行了数值模拟。RDX炸药颗粒在爆轰波阵面后的高温高速气流中加速并升温,颗粒表面发生熔化。参考液滴在高速气流作用下剥离的效应,假设炸药熔化部分在高速气流的作用下发生剥离,破碎成极小的颗粒,瞬时发生分解反应,释放出能量支持爆轰波传播。数值模拟了在不同粒径和浓度的悬浮RDX炸药粉尘中爆轰波的发展与传播过程,得到了爆轰波流场中气-固两相的物理量分布,并确定了爆轰波参数。在较低的RDX粉尘浓度条件下,爆轰波阵面压力的峰值曲线出现振荡。当RDX粉尘浓度在80~150 g/m3时,数值模拟得到的爆轰波阵面压力峰值曲线的振荡是规则的;当RDX粉尘浓度为70 g/m3时,爆轰波阵面压力峰值曲线出现不规则振荡。     

多级气隙-光纤探针

 报道了外径为0.8 mm的多级气隙-光纤探针技术。探针接收的弱光信号用变象管相机记录、贮存及数字化处理。该探针嵌入固体炸药TNT/RDX=40/60（ρ₀＝1.70 g/cm³）和液体炸药硝基甲烷内部，测得爆速分别为8.02和6.27 km/s。对光信号的可靠性进行了实验验证。     

环形通道内爆轰波的起爆机制

旋转爆轰发动机环形燃烧室和预爆轰管的设计是影响发动机点火性能的关键因素。为了获得环形燃烧室中的起爆机制，使用多帧短时开快门摄像法，研究了不同含量氩气稀释的乙炔-氧气爆轰波经直管道沿切向进入环形通道中的传播过程和模式，重点关注爆轰波的失效和重新起爆机制。通过分析胞格模式发现环形通道内爆轰波的传播模式可以分为亚临界、临界和超临界3种状态。环形通道内爆轰波在顺时针和逆时针方向同时传播，根据初始压力和环形管道宽度的不同，会出现完全熄爆模式、熄爆-重新起爆模式和完全不熄爆模式，对应亚临界、临界和超临界3种状态。3种状态在顺时针和逆时针方向出现的顺序并不一致，相比较而言逆时针方向更易熄爆。研究同时也发现重新起爆通过两种方式实现：一种是通过解耦爆轰波与内壁面的反射以及其后的横向爆轰波，另外一种是通过燃烧转爆轰。通过分析直管的临界管径发现，随着环形通道宽度的增大，对于高浓度或低浓度氩气稀释的乙炔-氧气爆轰波，其临界管径均趋近于经典衍射问题中不稳定爆轰波的临界管径。实验研究结论将为旋转爆轰发动机燃烧室和预爆轰管的结构设计提供技术支持。     

新型钝感炸药1-氧-2，6-二氨基-3，5-二硝基吡嗪的合成及表征

美国LLNL1995年合成出的代号为LLM-105的高能量密度材料，其化学名称为1-氧-2，6-二氨基-3，5-二硝基吡嗪（2，6-diamino--3，5-dinitropyrazine-1-oxide），分子结构式C4H4N605，分子量216．04，密度为1．913g／cm^3，氧平衡为-37．03％，生成热为-3．1kcal／mole，外观为亮黄色的针状晶体，比TATB的能量约高25％，且有着良好的热安定性，特性落高Dh50=117cm（RDX和HMX的特性落高30-32cm），对静电火花的刺激也很钝感。由于综合性能优异，LLM-105已经引起了国际炸药界的极大兴趣。     

激波管内燃料两相云雾爆轰的实验研究

 在立式激波管中采用压力传感器和烟迹技术实测了6种碳氢燃料（环氧丙烷、硝酸异丙酯、C₅~C₆、己烷、庚烷和癸烷）与空气混合物的临界起爆能和爆轰波胞格尺寸。结果表明，燃料气液两相云雾爆轰的临界起爆能与当量比呈“U”形曲线关系，并且最敏感的起爆点在富燃料一侧，这与气相爆轰结论是一致的；由三波点运动的烟迹记录结果分析得出，雾滴的碎解、蒸发汽化过程以及燃烧区前导是控制气液两相云雾爆轰的作用机制。     

基于乙烯或氢气的吸气式旋转爆轰发动机实验

基于氢气的旋转爆轰发动机研究较多,而碳氢燃料与空气混合较为困难,导致基于乙烯的旋转爆轰发动机燃烧技术难度很高.使用宽视野范围的可视化燃烧室观察旋转爆轰波的研究在国内尚未开展.在同一燃烧室内进一步开展了乙烯或氢气的吸气式旋转爆轰实验,来流总温为283~284 K,燃烧室壁面有140°石英玻璃观察窗,便于观察旋转爆轰波运动过程.空筒燃烧室爆轰环腔外径为100 mm,轴向长度为151 mm.燃料通过150个直径0.8 mm圆柱孔进入燃烧室,空气通过喉部1 mm宽的收敛扩张环缝流入环腔.高速摄影和低高频压力传感器均验证了旋转爆轰波的存在和速度值.以氢气为燃料的旋转爆轰波速度最高可达理论值的101%,爆轰波增压效应可达40%左右,乙烯旋转爆轰波速度可达理论值的89%.旋转爆轰波结构容易发生变化,不规则.氢气旋转爆轰的维持对燃烧室的结构要求比碳氢燃料要低,比乙烯旋转爆轰波更加稳定.      

炸药爆轰驱动超高速击波管的数值摸拟

 高能炸药（HE）柱壳沿轴向传播的稳定态爆轰，在置于炸药柱壳内部的泡沫塑料（工作流体）中产生很强的轴向击波，达到极高的压力和能量密度。适当设计，可使工作流体的流动接近一稳定态，与炸药爆轰以相同的相速度前进。击波阵面后的工作流体可用Nozzle流动方程很好地描述^[1]，Nozzle收缩段中的流动不受散开段流动的影响。利用这一性质，可以设计出达到极高压力和能量密度的超高速击波管，并且不受管壁物质强度的限制。数值模拟计算给出了上述稳定态物理图象，并显示出开始阶段轴向击波的形成过程及其后对稳定态的逼近，计算结果及物理图象与理论分析符合得很好。     

环氧丙烷爆燃转爆轰过程的瞬态发射光谱

采用爆光时间最短可达 5ns ,且具有像增强功能的光谱探测仪器ICCD ,用自行研制的光电转换器将光触发信号转变为电脉冲去外触发DG5 35数字延迟发生器 ,由DG5 35在设定的延迟时间后开启探测器快门并控制其曝光时间 ,从而使被测光信号与快门的打开达到同步 ,用芯径 1mm的塑料光纤从爆炸激波管端窗引出被测光信号至光谱仪色散后到达ICCD ,直接对环氧丙烷爆燃转爆轰 (DDT)的动态变化过程进行了实时光谱测量 ,拍摄到了环氧丙烷DDT过程不同时刻的、曝光时间为微秒量级的瞬态发射光谱。结果显示 ,在DDT初始阶段光辐射很弱 ,主要是原子线状光谱 ;在DDT中间阶段辐射已比较强 ,既有原子线状光谱 ,也有分子带状光谱以及热辐射背景 ;达到爆轰时光辐射强度呈数量级增加 ,原子线状谱、分子带状谱叠加在热辐射背景之上。     

测量冲击温度的六通道瞬态光学高温计

 研制了一台测量冲击载荷下材料光谱辐射的瞬态光学高温计。在可见光和近红外光谱范围内，把光源的热辐射取出六个波段进行测量。每个波段信号通过各自的光线传输，光电倍增管探测和示波器记录。系统的时间分辨率约为20 ns。冲击温度测量范围为2 400~9 000 K，测量误差小于3%。给出了以空气和NaI警惕为样品的若干爆轰实验结果。     

质子、α粒子在水中的径迹结构

简述了一个模拟质子、α粒子的蒙特卡罗径迹结构模型，考虑了质子、α粒子在水中输运时的电离、激发等非弹性散射机制，模拟计算了质子、α粒子在水蒸气(密度为1g／cm^3)中的径迹，质子、α粒子的能量范围为0．3—5MeV／u．考虑了产生的大量低能电子(能量下限为1eV)在水介质中的输运．计算得到的射程、径向剂量等参数，与实验数据符合得较好．