爆轰波

摘要： 为了分析梯形截面装药结构对聚能射流成型特性的影响,在Φ56 mm基准聚能装药药型罩及装药结构基础上,获得了梯形截面聚能装药。运用ANSYS/LS-dyna有限元软件对Φ56 mm基准聚能装药和所设计的梯形截面聚能装药的射流成型过程进行数值模拟,比较分析了聚能射流的形态特征及稳定性特性。结果表明:梯形截面装药结构起爆过程中由于爆轰波非对称性以及稀疏波的共同作用,导致所形成的聚能射流产生分叉,整体形态及稳定性较差。

摘要： 炸药对金属壳体加速能力是弹药毁伤威力及安全性评估的重要参数。简要分析了炸药爆轰时金属壳体加速过程,包括爆轰波加载、爆轰气体产物加载、壳体破裂后气体产物持续加载3个阶段,介绍了金属壳体加速能力的评价指标,指出格尼速度是目前应用广泛且准确性高的指标参数。总结了以Hardesty&Kennedy为代表的Φ法、以Roth为代表的γ法、以Keshavarz为代表的组分法3类格尼速度计算方法,分析比较了各种方法的优缺点、计算精度及适用范围。从炸药组分及性能、壳体材质及厚度两个方面分析了炸药格尼速度的影响因素。指出建立非理想含铝炸药的格尼速度经验公式是未来的研究方向,采用格尼速度作为格尼方程参数计算弹药破片初速时应考虑壳体材质的影响。

摘要： 针对爆轰波在浓度梯度作用下衍射、熄爆到再起爆过程,基于开源软件OpenFOAM研究了两种不同混合气在3种不同浓度梯度下流场特征.结果表明:随着浓度梯度增大,横向爆轰波强度会减弱,爆轰波更易解耦.前导激波与浓度梯度相互作用会使爆轰波面发生弯曲,并且改变横向爆轰波和马赫杆的传播过程.对于稳定气体(H_(2)/O_(2)/Ar),爆轰波在管长范围内没有成功起爆;对于不稳定气体(C_(2)H_(4)/O_(2)),爆轰波成功起爆.

摘要： 为获得炸药多点起爆的爆轰波传播过程精细细节,研究相适应的超高速光电分幅摄影技术,采用自主研制的超高速光电分幅相机,结合有机玻璃光快门,拍摄到以HMX和以TATB为基的塑料粘结炸药在三点同步起爆条件下纳秒时间分辨爆轰波发展高清晰序列图像,成功观察到爆轰波的整个传播及相互作用过程,捕获到内聚相互作用、马赫杆等波形细节结构。实验结果表明:超高速光电分幅摄影技术基于独立曝光模式,且具有曝光时间短、幅间隔连续可调、空间分辨高等优势,可精细观察到爆轰波传播、相互作用细节信息,该实验方法及其结果对于爆轰波相互作用及爆轰波马赫反射等问题研究具有一定的参考价值。

摘要： 为了研究结构参数对复合装药战斗部破片特性的影响,采用AUTODYN-3D有限元计算软件,比较分析了复合装药战斗部在中心单点和内外同时两种起爆方式下爆轰波传播与壳体破碎过程,获得了壳体壁厚与中心装药直径对复合装药战斗部破片平均质量、破片速度等参数的影响规律。计算结果表明,随着壳体壁厚的增加或者中心装药直径的减小,单点起爆下破片平均质量相对于内外同时起爆下提高的倍数越来越大,战斗部在不同起爆方式下威力输出差异越来越明显;静爆试验结果表明,内外同时起爆下的破片平均速度、冲击波超压和验证靶冲孔数较单点起爆下分别提高了27.1%、31.4%和39.3%,试验结果与仿真计算结果吻合较好。

摘要： 运用LS-DYNA软件对中心点起爆、环形起爆方式下聚能射流成形及引爆覆盖一定厚度平面钢壳装药过程进行数值仿真,研究表明起爆方式对聚能射流性能具有较大影响。底部中心点起爆时,爆轰波周向传播至壳体后反射形成新的波系并向装药轴线方向汇聚碰撞,压力比值是稳定爆轰时的2.6倍,属于正碰撞问题。环形起爆方式的起爆环半径从4 mm增至20 mm过程中,爆轰波碰撞和反射形成的爆压呈增大趋势。装药起爆环半径为20 mm时发生马赫反射现象,爆轰能量高度集中于狭小空间形成局部高压区,压力比值是稳定爆轰时的3.5倍,聚能射流头部速度是中心点起爆的1.28倍,能够冲击引爆覆盖100 mm厚平面钢壳装药。

摘要： 爆轰波在静止气体或定常来流中的传播得到了广泛研究,然而在扰动来流中的传播研究较少。这方面的研究不仅是爆轰传播机制的重要组成部分,还可为爆轰发动机的应用提供参考。文章基于两步诱导-放热总包反应模型,开展了一维爆轰波在正弦密度扰动来流中的传播数值模拟。通过对数值结果分析,获得了放热反应控制参数与爆轰波内在不稳定性的关系,并在此基础上研究了扰动波长和幅值对一维爆轰波动力学过程的影响。研究发现,在波前施加连续扰动会诱导爆轰波表现出更复杂的动力学行为,且影响过程与爆轰波的内在不稳定性相关。对于稳定爆轰波,扰动只在特定波长范围内引起前导激波后的压力振荡。对于不稳定爆轰波,扰动会进一步强化其内在不稳定性。扰动幅值越大,对爆轰波动力学过程的影响越显著。

摘要： 引信殉爆的研究是安全性常规实验之一。它以利用装填JH-14C的引信传爆序列为对象,研究冲击波作用下引信传爆序列的殉爆特性。结果表明:引信殉爆中,保持引信材料、厚度等参数不变,冲击波作用下殉爆临界距离为9.5~11.0 mm;爆轰波从被发传爆药左上端向右下约45°方向传播到右下端面处发生爆炸,向左上约45°方向继续传播,进而引爆引信。

摘要： 为了探究同轴双元装药的爆轰波传播特性,采用C-J爆速差为1.81mm/μs的两种含铝炸药制备了两种典型结构的同轴双元装药,通过高速扫描法和电测法分别获取了其爆轰波形演变过程、滑移爆速,并分析了波形特征、法向爆速等参量的分布规律。结果表明,爆轰波形的演变主要发生在低爆速炸药中,波形稳定后,低爆速炸药(DNAN基含铝炸药DRLU)的轴向爆速等于高爆速炸药(DNTF基含铝炸药DOL);当低爆速炸药位于内层时,其波形为聚心状,根据其法向爆速逐渐增大的趋势,可将其划分为初始区域、强爆轰区域、汇聚区域,其中,初始区域的法向爆速低于C-J爆速,其药量约占36%,汇聚区域药量最小,仅占5%,但其爆轰强度最高;当低爆速炸药位于外层时,其波形为散心状,仅可将其划分为初始区域、强爆轰区域,其中,初始区域的药量约占77%,且强爆轰区域的法向爆速仅略高于其C-J爆速。

摘要： 为了研究气相爆轰波冲击气固界面过程中透射波和反射波的相关特性,建立爆轰波冲击气固界面的一维理论模型,对不同初始压力条件下爆轰波到达气固界面后的界面两侧的压力和界面速度变化进行分析。利用时空守恒元求解元方法对气相爆轰波冲击气固界面过程进行数值模拟,分析气体部分反射波的压力分布和速度变化规律及透射入固体中应力波的波形和波速特征,并搭建气相爆轰波冲击活塞实验装置进行进一步验证。结果表明:气体爆轰波到达气固界面后,在固体中透射指数形式的弹性波,并在界面处向气体区反射一道激波。爆轰波后的稀疏波与反射激波相交,削弱反射激波,最终形成稳定激波回传。气固界面在稀疏波和反射稀疏波的作用下,压力和速度逐渐下降,最终也形成稳定状态。在不同混气初始压力情况下,爆轰波冲击过程中产生的最高压力和爆压的比值基本保持不变。理论模型对特征点相关物理量的计算值和实验数据符合的较好。

摘要： 本文使用考虑详细化学反应的数值模拟研究了二甲醚/氧气/二氧化碳混合气体的一维爆轰波特性.研究结果表明,增加二氧化碳浓度可降低爆轰波强度,降低激波后的温度和压强.当二氧化碳浓度处于一定范围时,二甲醚/氧气在激波后会经历包含低温化学反应和高温化学反应的多阶段着火过程,因此其一维ZND爆轰波结构会有多个诱导长度.随着初始压强增大,一维ZND爆轰波结构的多个诱导长度仍旧可能存在,但诱导长度会迅速下降.另外,随着二氧化碳稀释比、初始压强以及当量比的变化,ZND爆轰波结构中温度上升阶段的位置和数量都会发生相应变化.

摘要： 基于爆轰波碰撞理论分析,得出爆轰波在正碰撞、斜碰撞和马赫反射三种条件下的爆压变化,确定了马赫反射发生的条件,并绘制入射角、偏离角和反射角间的关系曲线.应用LS-DYNA数值软件对爆轰波碰撞产生马赫反射的过程进行模拟.对模拟结果和理论计算进行对比知:对于多方指数为2.4的铵油炸药,马赫反射发生在斜爆轰波入射角为46.4°时,此时马赫波后压强达到最大值13.2GPa,并在马赫波后形成高压区域.研究结果对爆轰波传播及碰撞形成马赫反射的理论和实践研究具有较好的指导意义.

摘要： 采用伪弧长方法和两步化学反应模型,对H2-O2-Hr混合气体在二维管道中的传播进行数值模拟.首先模拟直管道中爆轰波的传播现象,分析三波结构的演化规律,并得到爆轰胞格结构.然后研究爆轰波在扩张管道中的传播现象,特定尺寸下爆轰波会由于稀疏波的作用最终衰减成爆燃波.数值结果显示网格在强间断处自动加密,伪弧长算法能够较好地捕捉到爆轰波阵面.

摘要： 基于带化学反应的三维Euler方程,采用五阶精度的WENO格式捕捉激波,结合并行技术,对环形管道中爆轰波的传播进行了数值模拟.结果表明,环形管道的外壁为收敛壁面,其对流场具有压缩效应,因而外壁面及附近的胞格较小,且较均匀.而内壁为发散壁面,其对流场具有稀疏效应,内壁面及附近的胞格较大,且呈周期性变化.同时,在壁面的胞格结构中均出现了拍波(slapping wave),其形状呈弯曲的折线.

摘要： 本文采用直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法对一维爆轰波进行了数值模拟研究,在不同化学反应释热量、不同起爆方式下均实现了C-J爆轰波形态,波面峰值和爆轰波传播速度与C-J理论值吻合度较好.本文还通过大幅度减小化学反应激活能得到快速化学反应驱动下的超快爆轰形态,爆轰波面峰值温度比C-J理论值低15.1％,而其传播速度比C-J爆轰速度大13.8％.该爆轰结构与经典ZND模型不同,其原因在于该爆轰前导冲击波与化学反应区完全重叠,而在该重叠区域内C-J理论和ZND理论不再适用.此外,本文采用量子-动力学(Q-K)化学反应模型对H2/O2零维点火进行了DSMC数值模拟,从点火延迟时间和平衡态终态上与ONERA燃烧机理结果吻合较好,这为今后氢氧爆轰问题DSMC数值研究提供了坚实的数值基础.

摘要： 激波管实验被广泛用来测量着火延迟时间,为发展和验证化学反应机理提供了重要数据.本文利用考虑详细化学反应机理的数值模拟,研究了氢气/氧气/氩气混合物在一维反射激波管中的自着火与爆轰波发展过程,揭示了空间非均匀着火和爆轰波发展对着火延迟时间测量的影响.计算时采用化学当量比的氢气和氧气,用氩气进行不同程度的稀释.结果表明,随着与反射壁面的距离的增加,混合气体的着火延迟时间呈现线性下降趋势.随着氩气稀释程度的增加,空间非均匀着火对着火延迟时间测量的影响减弱.另外,本文提出了能够准确预测着火延迟时间测量偏差的理论模型.

摘要： 超新星的爆发是天体物理学领域重要的研究课题之一.在超新星火焰中,由于Rayleigh-Taylor不稳定性和湍流的影响,会产生未燃烧的球形小泡.根据Zel'dovich爆轰理论,当反应梯度较小,火焰自发传播速度接近或大于声速时,压力波与反应区紧密耦合,最终发展形成爆轰波.本文运用Zel'dovich爆轰理论探究Ia型超新星碳-氧两级球形内聚火焰的加速效应,推导出氧火焰自发传播速度与火焰半径的关系.通过数值计算发现对于密度为3.5×107g/cm3,Reynolds数5.8×1013,积分尺度100km,湍流速度629m/s的碳-氧白矮星湍流火焰,氧火焰传播到火焰半径为1.5倍碳火焰厚度时自发传播速度达到声速,之后以超声速传播.其产生的激波与主火焰面相互作用,将为主火焰爆轰的形成提供有利条件.

摘要： 使用模拟系统的简化模型研究带一般损失的一维爆轰.它只有一个单独的偏微分方程,但能定性地反映爆轰波的许多性能.通过解析方法研究曲率对爆轰性能的影响,可以看到拐点特性.通过对简化模型的数值模拟来观察爆轰传播的情况,发现曲率对爆轰波传播的失效有决定性影响.

摘要： 通过自制的石蜡压导探针,对同一个炮孔中的爆轰波和冲击波进行连续测量,得到了炸药爆轰波和冲击波的时间历程演化曲线.由此计算出炸药爆速、石蜡中冲击波速度随时间的变化曲线;进一步由石蜡的冲击雨果尼奥关系式和动量定理,计算得到了炸药爆压、石蜡近场冲击波速度变化曲线.结果表明,在距离炸药-石蜡界面一定范围内,冲击波是匀速传播的,传播长度超出范围后,冲击波就会发生衰减,速度变慢.

摘要： 依据激波动力学提出一种新的实验方案,通过开展相关实验,由激波管破膜产生的平面激波生成圆柱面激波并实现圆柱面激波均匀汇聚诱导点火,借助高速纹影、烟迹等实验手段对流场进行观察记录.实验结果显示,对于圆柱面激波汇聚点火,当选取一定汇聚扇角(8°),可以观察到点火在汇聚激波波后一定距离处发生.点火发生后火焰在往汇聚激波运动相反方向传播一段时间后其前缘出现前导激波.在前导激波形成后,横向声学振荡与能量释放同步致使火焰横波波系开始发展,化学反应加剧,火焰与前导激波耦合形成激波-火焰复合结构,最终,激波-火焰复合结构加速发展演变为爆轰波.

摘要： 本发明公开了一种改善HMX基浇注传爆药爆轰波增长速度的方法，在聚氨酯粘结剂预聚物中，加入HMX填料和石油醚，进行常温捏合包覆处理；通过真空旋转浇注，改善HMX和粘结剂的组分分布，在径向分布较多粘结剂，提高药柱的安全性；HMX在轴向密实排列，提高药柱的起传爆性能。本发明起爆阈值压力低，传爆药爆轰波增长速度快，易损性与PBXN‑110炸药相当，通过快速烤燃和子弹撞击试验考核，主要用于浇注型不敏感传爆药制备，用于改善浇注传爆药爆轰波增长速度和传爆稳定性。

摘要： 本发明提供了一种将爆轰波集中于燃烧室内侧的旋转爆轰发动机，属于吸气式发动机研究领域，包括端盖、燃料盘、壳体和点火装置，端盖上分布有燃料进气口和空气进气口，燃料盘上分布有圆柱孔，壳体内无中心柱，底部内侧为中空的楔形结构，壳体和燃料盘之间形成收敛扩张环缝，空气从收敛扩张环缝径向喷注，与圆柱孔轴向喷注的燃料进行正交掺混，通过壳体内侧与燃料盘顶端凸台之间4.2mm的通道进入燃烧室，主要集中于燃烧室内侧，点火装置切向焊接在壳体上，本发明将爆轰波集中于燃烧室内侧，能够降低燃烧室外壁面的温度和压力，同时结合无内柱的燃烧室结构，能够减小燃烧室的所面临的严重烧蚀问题，保证旋转爆轰发动机可以长时间稳定工作。

摘要： 本发明涉及定容燃烧弹，具体涉及一种实现爆轰波破坏活塞材料的定容爆轰燃烧弹系统及方法。一种实现爆轰波破坏活塞材料的定容爆轰燃烧弹系统，该系统包括：定容爆轰燃烧弹弹体，位于定容爆轰燃烧弹弹体内的金属隔板3，进排气系统，高能点火系统。本发明的定容爆轰燃烧弹系统通过将活塞的替代件—金属隔板放在容弹燃烧室内，对金属隔板进行爆轰破坏试验。试件结构简单，容易加工。

摘要： 本发明涉及定容燃烧弹，具体涉及一种实现爆轰波破坏活塞材料的定容爆轰燃烧弹系统及方法。一种实现爆轰波破坏活塞材料的定容爆轰燃烧弹系统，该系统包括：定容爆轰燃烧弹弹体，位于定容爆轰燃烧弹弹体内的金属隔板3，进排气系统，高能点火系统。本发明的定容爆轰燃烧弹系统通过将活塞的替代件—金属隔板放在容弹燃烧室内，对金属隔板进行爆轰破坏试验。试件结构简单，容易加工。

摘要： 本发明提出一种吸气式旋转爆轰波引射多模态冲压爆轰耦合循环推进系统，是一种应用于空天飞机动力系统的冲压爆轰发动机。推进系统在爆轰过程中，具有引射模态(Ma＝0-2)、正冲波模态(Ma＝2-6)、斜冲波模态(Ma＝6-12)。推进系统的环形相位爆轰波控制系统，可同时控制爆轰燃烧室各模态和模态间进行的调整与转换及尾喷管的推力全矢量调节。以爆轰波控制爆轰流场，在增加推力的同时控制推进系统的推力。将旋转爆轰热力循环与冲压动力循环在结构与功能上耦合成一种冲压爆轰动力循环的推进系统。

摘要： 本发明公开了一种将导爆管爆轰波转化为电流形式表达的装置，包括：1#固定装置、2#固定装置、透明玻璃框、大气连通孔、高精度热敏电阻、电源、灵敏电流仪、处理电流电脑、导线、毫米刻度尺、柱形孔松紧控制器、锡箔纸，所述锡箔纸紧贴在1#固定装置柱形孔内侧，所述透明玻璃框固定在2#固定装置的右端，所述大气连通孔提供氧气，所述导线是将高精度热敏电阻、电源和灵敏电流仪构成一个闭合回路，所述处理电流电脑是将灵敏电流仪中流入的电流显示成电流随时间关系的曲线。揭开了导爆管爆轰波衰减过程的神秘面纱，使人们对爆轰波衰减的研究进入连续的曲线图化，还能对导爆管中导爆药中断距离进行检测，得到进一步精确值。

摘要： 本发明公开了一种改善HMX基浇注传爆药爆轰波增长速度的方法，在聚氨酯粘结剂预聚物中，加入HMX填料和石油醚，进行常温捏合包覆处理；通过真空旋转浇注，改善HMX和粘结剂的组分分布，在径向分布较多粘结剂，提高药柱的安全性；HMX在轴向密实排列，提高药柱的起传爆性能。本发明起爆阈值压力低，传爆药爆轰波增长速度快，易损性与PBXN‑110炸药相当，通过快速烤燃和子弹撞击试验考核，主要用于浇注型不敏感传爆药制备，用于改善浇注传爆药爆轰波增长速度和传爆稳定性。

摘要： 本实用新型涉及定容燃烧弹，具体涉及一种实现爆轰波破坏活塞材料的定容爆轰燃烧弹系统。一种实现爆轰波破坏活塞材料的定容爆轰燃烧弹系统，该系统包括：定容爆轰燃烧弹弹体，位于定容爆轰燃烧弹弹体内的金属隔板3，进排气系统，高能点火系统。本实用新型的定容爆轰燃烧弹系统通过将活塞的替代件—金属隔板放在容弹燃烧室内，对金属隔板进行爆轰破坏试验。试件结构简单，容易加工。

摘要： 本实用新型提出的一种杜绝爆轰波传播的隔爆器，其特征在于，所述隔爆器，由分别固联于隔爆管(3)两端的分流器(1)和聚流器(2)组成，所述分流器由与同径管(9)相连的变径管(6)和与变径管相连的同径分叉管(5)组成，所述聚流器由与同径分叉管相连的变径管和与同径管相连的合流管(10)组成。本实用新型结构简单、安装方便、隔爆效果好，安全系数高，能有效地阻止爆轰波传播。当输送管道或工房发生燃爆时，爆轰波经分流器或聚流器的变径管部分后，爆轰波的传播被分流，冲击波被大幅减弱，以致难以进行传播；另一方面冲击波传播至隔爆管，由于膨胀波的作用，隔爆管一定会发生断裂，阻止爆轰波沿输送管道进行传播，避免了输送管道与工房连接的安全隐患。

摘要： 本实用新型涉及燃气管道中使用的安全设备。它包括现有技术中的盘状阻火芯,置有盘状阻火芯的小扩张管腔轴线与燃气管道垂直,在小扩张管腔入口端与燃气管道间设有一个同轴双套管式爆轰波衰减装置,该装置由同轴的内、外套管及包容二者的大扩张管腔构成,内、外套管与小扩张管腔同轴线,内、外套管上设有位置错开的通气口。本阻爆器能使高速高强度运动的爆轰波逐级被衰减,以至最后在阻火芯中被成功淬熄,确保燃气管道的安全。