Page 42 - 《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 257
ley 等 ［19］ 利用 Argonne 国家实验室的先进光源（APS， 此，将更多的先进技术引入激光驱动飞片相关研究，将
Advanced Photon Source），通 过 Los Alamos 国 家 实 有助于深入解析相关机理、定量表征飞片质量，对于激
验室的 4 相机系统拍摄了爆炸箔起爆器发射飞片的 X 光驱动飞片起爆技术的研究也将发挥重要作用。
光图像；图 5 展示了飞片侧面（0°）与飞片顶部（90°）的 除此上述观测与表征手段之外，接收并收集飞片
X 光图像。此外，Willey 还拍摄了 15°、30°、45°、60°与 或其残骸也是表征飞片平面度与完整性的可行方法。
75°的飞片图像并通过镜像得到了 105°、120°、135°、 按照材料的硬度，收集材料可以简单分为硬质材料与
150°与 165°的飞片图像。利用这些平面图像，Willey 软质材料：传统上往往使用硬质材料收集发射的飞片
通过利弗莫尔层析成像工具（Livermore Tomography 或残骸，例如，聚甲基丙烯酸甲酯 、玻璃材料 ［20］ 、聚碳
［5］
Tools，LTT）程序包最终生成了三维重建模型。 酸酯 ［21］ 以及橡皮 ［22］ 等，然而这些材料中较透明的材料
硬度高，不利于保证飞片本来的形态；而较软的聚合物
材料如 PVC 泡沫塑料 ［23］ 等则不透明，不便于观察，需
要三维重建获得细节信息。为了解决这一矛盾，在微
层裂研究领域已广泛采用诸如凝胶、蜡等软质材料收
集 层 裂 碎 屑 。 E. Lescoute 等 ［24］ 利 用 Varagel 6527 凝
胶回收了激光加载金靶微层裂得到的碎片，由于 Vara‑
gel 6527 凝胶具有一定的强度且透明度较好，如图 6
所示，其回收的层裂碎片清晰可见。
图 4 典型的飞散物全息图像 ［18］
Fig.4 Typical DIH image of fragments ［18］
图 6 凝胶中的微层裂碎片 ［24］
Fig. 6 Microscopic diagraph of the fragments recovered in
gels ［24］
a. APS X‑ray images of EFI
因此，参考微层裂研究中使用的接收材料，选择透
明度高、耐热、耐冲击性能好的软质材料接收激光驱动
飞片或其残骸，将有可能既能够保持飞片相当程度的
完整性，也便于直接观测飞片，对于飞片飞行及碰撞过
程的研究可能产生重要意义；另外，若能从冲击动力学
入手，利用收集到的飞片碎片分布、烧蚀程度等信息推
断飞片飞行过程中平面度与完整性，将使得相关论证
更加有力。
2.2 激光驱动飞片平面度与完整性影响因素
b. geometry model obtained by 3D‑reconstruction 2.2.1 飞片飞行距离或飞行时间
图 5 利用同步辐射光源与三维重建技术对飞片的研究 ［19］ 飞片飞行加速的动力来自于等离子体膨胀做功，
Fig. 5 Research of flyers with APS and 3D‑reconstruction 速度极快，对飞片表面持续产生压缩加载，而压缩波的
technology ［19］
叠加可能产生冲击波作用，相关实验结果也表明，飞片
实体模型对于研究、表征、展示飞片的形貌特征有 飞过一段距离或经过一定时间的飞行后会发生破碎甚
很高的应用价值。前述研究结果表明，先进的观测、表 至解体 ［25-26］ 。飞片的完整性、平面度与飞片飞行过程
征手段应用于激光驱动飞片研究是行之有效的。因 的损伤机制密切相关，该过程极为复杂，不同学者对于
CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS 含能材料 2019 年 第 27 卷 第 3 期 （255-264）
