一种适用于大型弹药坑道静爆威力评估的抗爆坑道

摘要

本发明公开一种适用于大型弹药坑道静爆威力评估的抗爆坑道，包括半入土式埋入土地中的采用高强度混凝土和钢筋浇筑而成的三段式结构的坑道主体，坑道主体的爆心处厚度最高，近爆心处厚度次之，其余部分厚度最低；坑道主体入口端设置钢混插入门；坑道主体在入口端与爆心处之间的底面预埋用于运装试验件及固定支架的预埋钢轨，坑道主体的爆心处顶部有用于对试验件及固定支架提升的提升装置；坑道主体爆心处的底部开槽中下沉式布置U型的护块，坑道主体爆心处的侧壁上布置增加爆心处坑道强度的预埋钢板；坑道主体侧壁上预定位置预埋传感器管路以保护装入其中的超压传感器。本发明能有效强化坑道爆心处的强度，便于坑道内部试验件运装。

说明书

技术领域

本发明涉及抗爆坑道评估技术领域，特别是涉及一种适用于大型弹药坑道静爆威力评估的抗爆坑道。

背景技术

随着精确制导武器的快速发展，对于地下防御工事的精确打击要求也日益提高，精确制导武器和钻地武器等常规武器在坑道入口附近爆炸的现象极有可能发生，越来越多的大型武器弹药需要对其在坑道内的爆炸威力进行实弹实爆评估。不同于仿真计算和小当量弹药的坑道静爆威力评估试验，大型弹药坑道静爆威力评估试验成本极高、坑道设计复杂、测量系统要求高、安全防护等级高、试验周期长和试验重复性差，必须对其关键环节进行详细设计和验证。

坑道的抗爆性是大型弹药坑道静爆威力评估试验的一项关键难点，需要解决坑道爆心强度薄弱和坑道近爆心端部密封难度大的问题，以确保爆心处的坑道强度能够抗住大型弹药爆炸，而不会产生泄压，爆炸产生的冲击波才能完全朝向泄压端，进而准确评估弹药的威力特性和毁伤效应。

当前，对弹药的坑道静爆威力评估的相关文献主要集中于冲击波超压研究，对于实弹实爆的坑道防爆性研究不多，对超过1吨重大型弹药的实弹实爆研究则更少。基于此，需要设计一套抗爆性好的抗爆坑道系统，以满足大型弹药坑道静爆威力评估的需要。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种适用于大型弹药坑道静爆威力评估的抗爆坑道，该坑道能够实现大型弹药的抗爆性要求，其密封结构简单，坑道内部弹药运装方便，同时坑道成本较低，能够应用于大型弹药的坑道静爆威力评估试验。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种适用于大型弹药坑道静爆威力评估的抗爆坑道，包括：

采用高强度混凝土和钢筋浇筑而成的三段式结构的坑道主体，坑道主体的爆心处的厚度最高，近爆心处的厚度次之，其余部分的厚度最低；所述坑道主体采用半入土式埋入土地中；

所述坑道主体的入口端设置有钢混插入门，用于对坑道主体的入口端密封，以防止弹药爆轰引起的破坏导致超压泄漏；

所述坑道主体在密封入口端与爆心处之间的底面预埋用于运装试验件及固定支架的预埋钢轨，所述坑道主体的爆心处顶部设有用于对试验件及其固定支架提升到预定高度悬挂的提升装置；

所述坑道主体的爆心处的底部开槽中下沉式布置U型的底部护块，用于防止试验件底部损伤；

所述坑道主体的爆心处的侧壁上布置增加爆心处坑道强度的预埋钢板；

所述坑道主体的侧壁上预定位置预埋传感器管路，用于保护装入其中的超压传感器，所述超压传感器用于采集试验件爆炸时产生的冲击波超压，作为大型弹药坑道静爆威力评估的数据。

本发明的适用于大型弹药坑道静爆威力评估的抗爆坑道，结合冲击波超压在坑道内的传播规律，基于分段式坑道设计、插入式钢混门密封、滑轨式运装工具和分体式传感器预埋等试验系统技术集成与创新，使得该抗爆坑道具有安全稳定、抗爆性强和成本可控的优点，可应用于大当量和高重量弹药坑道静爆威力评估试验；本发明的适用于大型弹药坑道静爆威力评估的抗爆坑道，能有效强化坑道爆心处的强度，同时入口端的密封也较为简易，且便于坑道内部试验件运装，同时坑道成本较低。

附图说明

图1是本发明的适用于大型弹药坑道静爆威力评估的抗爆坑道的示意图。

图2是本发明的适用于大型弹药坑道静爆威力评估的抗爆坑道的截面上超压传感器以及预埋钢板的安装示意图。

图3是本发明的适用于大型弹药坑道静爆威力评估的抗爆坑道的试验效果图。

附图标记：

1为坑道主体；2为钢混插入门；3为手拉葫芦；4为固定支架；

5为试验件；6为底部护块；7为土地；8为预埋钢轨；

9为预埋钢板；10为预埋的传感器管路；11为超压传感器；12为超压传感器布置的截面位置。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的适用于大型弹药坑道静爆威力评估的抗爆坑道，用于对大型弹药的坑道静爆威力评估，针对大型弹药的大当量和高重量特性，该坑道系统不仅能有效在爆心处抗住弹药爆炸威力，同时整个坑道系统的端部密封简单，大型弹药运装方便，超压测试线缆有效防护。整个坑道系统，采用三段阶梯结构，并半入土地，不仅能增强坑道强度之外，同时亦能有效降低成本。

如图1至图2所示，本发明实施例的适用于大型弹药坑道静爆威力评估的抗爆坑道，其坑道主体1采用三段阶梯结构并埋入土地7中，以最大限度的提高坑道抗爆性，在坑道主体的爆心处的厚度最高，近爆心处的厚度次之，其余部分的厚度最低，在坑道主体1的侧壁预埋加固有预埋钢板9，其厚度至少为20mm，预埋钢板9可以是仅位于爆心处，或是在坑道主体的整体侧壁上均预埋布置，整个坑道主体1采用C40高强度混凝土和HRB400级钢筋浇筑而成，以强化爆心处强度，防止大型弹药爆炸时，坑道强度不够导致损伤泄压。

需要说明的是，在本发明中，所述的坑道主体1为半密封型式，能较为真实地模拟地下工事。为了最大限度让弹药的冲击波超压朝向出口端，在坑道的入口端采用钢混插入门2密封，用以抵抗弹药爆炸的威力。

需要说明的是，大型弹药的吨位重，爆炸威力强，必须时刻注意弹药的安全性防护。在本发明中，在坑道主体1上布置了手拉葫芦3、预埋钢轨8、底部护块6和固定支架4，可以保证运装过程的安全性考虑。

其中，当试验件5，如大型炸弹，被运装至爆心处，通过手拉葫芦3提升至预定的高度位置，并在爆心处的底部开槽中下沉式布置U形状的底部护块6，底部护块6可以采用木质材质制造。

需要说明的是，在本发明实施例中，最终目的是要准确获取坑道内弹药静爆产生的冲击波超压，以便准确评估其威力特性。因此，除了预埋的传感器管路10和超压传感器11，还需要匹配超压数据采集系统和摄影系统（未示出）。

其中，所述预埋的传感器管路10中布置所述超压传感器11，超压传感器11贯穿所在坑道主体的截面侧边厚度，超压传感器11可以设置一个或多个。

其中，超压传感器布置的截面位置12，如图1所示，可以是远离爆心的位置，如近出口端、远离入口端的坑道主体的截面位置。

本发明的适用于大型弹药坑道静爆威力评估的抗爆坑道，用于评估弹药在坑道内的静爆威力。当大型弹药在坑道内产生爆炸冲击波时，由于坑道墙壁和地面的阻挡，造成产生的高压高温空气无法通过正常路径向四周扩散，冲击波与墙壁和地面之间多次相互作用和反射，使坑道内部各点超压与爆心距和时间关系变化极为复杂，空气冲击波会在反射后逐渐被整流为平面波沿坑道方向传播，严重毁伤坑道内的试验系统及作战人员。经研究，坑道中冲击波相较自由空间内的冲击波传播有发射超压大、衰减速度慢和超压作用时间长等特点。

抗爆坑道内冲击波传播可分为三个过程：

（1）自由传播。在爆炸产生的冲击波尚未接触到坑道内壁时，其传播规律符合自由空间内冲击波的传播规律，计算经验公式可套用自由空间内的冲击波超压的计算方法。

（2）反射叠加原理。此过程为冲击波接触到墙壁与地面相互作用叠加的过程，此过程冲击波传播情况十分复杂，有着较大的强度波动，尚未形成稳定的波阵面。

（3）平面波传播。随着传播距离的增加，逐渐被坑道整流定向，形成稳定的平面波沿坑道方向传播。

本发明的适用于大型弹药坑道静爆威力评估的抗爆坑道，便是基于坑道内冲击波传播三个过程进行坑道抗爆设计。本发明的实施效果见图3。

为了更加清楚理解本发明，下面就本发明的工作方式进行说明：

首先，按照坑道设计，架构钢筋框架，并在相应的位置预埋轨道、手拉葫芦和传感器管路，在爆心处坑道两侧布置厚钢板；其次，浇筑混凝土和钢混插入门并按期养护，等待其强度达到规定要求；安装冲击波超压传感器，连接冲击波超压采集系统，构建冲击波超压测量系统；布置摄像监控系统并对其进行调试；然后进行小当量弹药的预试验，确认冲击波超压测量系统的稳定性和摄像监控系统的稳定性；然后，将试验件布置于固定支架上，并通过吊车将试验件及固定支架吊装至坑道主体的入口端，通过预埋轨道滑移至爆心处；然后，在爆心处底部放置底部护块，并通过手拉葫芦将试验件及固定支架吊装至指定高度冲击波超压测量系统和摄像监控系统启动；试验现场撤离无关人员，在试验区域实行全方位安全警戒；具有火工品资质操作人员布置雷管，并牵引至起爆位置；确认安全后，启动雷管，待试验件完全爆炸，接到安全指令后，相关人员方可进入试验现场。

本发明提供的适用于大型弹药坑道静爆威力评估的防爆坑道，基于冲击波超压在坑道内的三个传递过程进行坑道设计，可以有效应用于大型弹药坑道静爆威力评估试验。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；

因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。