Page 40 - 《含能材料》火工品技术合集 2015~2019
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激 光 驱 动 飞 片 飞 行 特 征 研 究 进 展                                                                       255

            文章编号：1006‑9941（2019）03‑0255‑10

            激光驱动飞片飞行特征研究进展


            王志昊，李 勇，覃文志，高 原，蒋小华，王 亮，何 碧

           （中国工程物理研究院化工材料研究所，四川 绵阳 621999）

            摘  要： 激光驱动飞片是高效的冲击加载方法，作为激光起爆炸药的一种方式，具有本质安全性。激光驱动飞片起爆炸药的可靠
            度与飞片的飞行特性密切相关，飞片的飞行速度和表观形貌（平面度和完整性）是成功起爆的两个重要参数。因此，从飞片的飞行特
            性的表征手段与影响因素两方面出发，综述了激光驱动飞片技术的研究进展。针对单层飞片，介绍了观测、表征和接收方法，分析讨
            论了飞片性能影响因素作用规律的近年研究成果，梳理归纳了现有研究中存在的不足，指出了今后的发展方向，包括激光驱动飞片
            飞行过程的系统物理模型和激光驱动飞片的平面度和完整性定量参数。
            关键词：冲击起爆；激光驱动飞片；飞片速度；飞片形貌
            中图分类号：TJ45                        文献标志码：A                                    DOI：10.11943/CJEM2018235







                                                                别与飞片速度和质量相关，即飞片速度越高、质量越
            1   引 言                                             大，越有利于起爆炸药。同时，飞片的平面度与完整性

                                                                决定了飞片冲击能量的利用率，直接影响冲击起爆的
                激光驱动飞片是重要的动高压加载手段，其广泛
                                                                可靠性。飞片的平面度确保冲击的一维性，而飞片越
            应用于状态方程研究 、快速成型工艺 、空间碎片模
                                              ［2］
                               ［1］
                                                                完整，携带的能量就越充分，碰撞产生的平面波也越完
            拟 以及点火起爆 等领域。作为激光起爆方式的一
                            ［4］
              ［3］
                                                                整。由于飞片速度快、尺寸小、成形过程复杂，所以如
                                                         ［5］
            种，因具有安全性高、同步性好、响应速度快等优点 ，
                                                                何表征平面度与完整性，并得到激光与飞片结构参数
            自 20 世纪 70 年代   ［6］ 起，激光驱动飞片起爆技术得到
                                                                对激光驱动飞片的影响规律就成了颇具争议的问题与
            了广泛关注。
                                                                研究的焦点。
                激光驱动飞片起爆炸药的基本原理是：较高功率
            密度的激光烧蚀金属靶材，靶材先后经历熔化、气化、                                 众所周知，激光驱动飞片装置一般包括两种：一种
            电离过程并产生高温高压等离子体，随后，未被烧蚀的                            是在烧蚀靶材前有光学玻璃制成的光窗作为约束层，
                                                                能够一定程度上增强烧蚀产物的推动效果；另一种则
            靶材部分在等离子体作用下沿激光入射方向快速运
            动，形成高速飞片撞击炸药，引起炸药快速化学反应实                            不含光窗，激光直接照射靶材。事实上，除激光核聚变
            现爆轰输出。判定是否稳定输出爆轰是激光驱动飞片                             领域外，一般激光驱动飞片装置都含光窗                    ［9-10］ ，因此，
            起 爆 技 术 的 重 点 。 一 般 地 ，应 用 较 为 成 熟 的 是 F. E.        本研究针对含光窗的激光驱动飞片装置，从试验规律
            Walker 的一维冲击起爆判据          ［7-8］ ：起爆阈值与飞片冲           与理论推导两方面出发，简述了激光驱动飞片速度、平
            击压力和持续时间呈正比，而冲击压力和持续时间分                             面度与完整性，即飞片飞行特征的国内外研究现状。


            收稿日期：2018⁃08⁃28；修回日期：2018‑11⁃17                     2   激光驱动飞片平面度与完整性研究现状
            网络出版日期：2018‑12‑27
            基金项目：国家自然科学基金资助（11802277）                           2.1  激光驱动飞片平面度与完整性表征
            作 者 简 介 ：王 志 昊（1994-），男 ，硕 士 研 究 生 ，主 要 从 事 激 光 火 工 品    飞片尺寸小、速度快，其飞行过程的表征是相关领
            换能元研究。e‑mail：287571647@qq.com
            通 信 联 系 人 ：何 碧（1970-），男 ，研 究 员 ，从 事 先 进 火 工 品 研 究 研  域研究的难点      ［9］ 。得益于测试技术的进步，先进诊断
            究。e‑mail：hebi@caep.com                              技术逐渐应用于飞片飞行过程的表征，例如高速扫描
            引 用 本 文 ：王 志 昊 ,李 勇 ,覃 文 志 ,等 . 激 光 驱 动 飞 片 飞 行 特 征 研 究 进 展 [J]. 含 能 材 料 ,2019,27(3):255-264.
            WANG Zhi‑hao, LI Yong, QIN Wen‑zhi,et al. Research Progress in the Flight Characteristics of Laser‑driven Flyer[J]. Chinese Journal of Energetic Materials
           （Hanneng Cailiao）,2019,27(3):255-264.
            CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS              含能材料                2019 年  第 27 卷  第 3 期 （255-264）
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