Page 47 - 《含能材料》火工品技术合集 2015~2019

262 王志昊，李勇，覃文志，高原，蒋小华，王亮，何碧

降，不过，文献中没有给出实证证据，详细的机理可能 （2）确定影响激光飞片平面度与完整性的影响因
需要进一步研究。 素，获得这些影响因素作用于飞片的物理规律，并指导
单层飞片的结构参数包括金属膜材料的参数与透 飞片完整性和平面度的设计与制备方法。
明基底材料的参数。对于金属膜材料，一般认为在不 （3）定义能够定量描述激光驱动飞片平面度与完
影响飞片的完整性与平面度的情况下，其厚度越薄、密 整性的参数系统，并开发能够测量计算这一参数的实
度越低、直径越小，即越轻质速度越快，这一点无论是 验系统，使飞片平面度与完整性的影响因素也定量化，
实验还是理论都得到了验证 ［50］ 。基底材料允许透过 从而获得能够指导工程实际的经验、半经验公式甚至
的激光能量的大小是有限制的，当激光能量过大时，基 物理模型。
底材料因损伤而透过率下降，实际驱动飞片的激光能
参考文献：
量降低；基底材料的厚度、强度直接影响对等离子体约
［1］ Shu H，Huang X，Ye J，et al. Absolute equation of state mea‑
束的效果及冲击波的损耗，也是影响飞片速度的重要 surement of aluminum using laser quasi‑isentropic‑driven flyer
因素。不过，关于基底材料研究的文献报道较少，仅见 plate［J］. Laser and Particle Beams，2017，35：145-153.
［2］ 王霄，刘辉，沈宗宝，等 . 激光驱动多层飞片加载金属箔板的成
2014 年 A. D. Curtis 等 ［20］ 比较了不同厚度硼硅酸盐玻
形能力［J］. 中国激光，2013，40（5）：0503006（1-6）.
璃基底对 1064 nm 波长激光的透过率，以及在相同激 WANG Xiao，LIU Hui，SHEN Zong‑bao，et al. Forming ability
光能量下驱动相同厚度 Al 飞片的速度。Curtis 通过实 of the metal foil forming bylase‑driven multi‑layered flyer［J］.
Chinese Journal of Lasers，2013，40（5）：0503006（1-6）.
验发现，在光斑直径为 700 μm 的激光照射下，当激光
［3］ 马子良，杨继运，李宇，等 . 微米级空间碎片撞击太阳电池研究
能量超过 50 mJ 时，玻璃基底表面就产生了肉眼可见 ［J］. 装备环境工程，2015，12（3）：49-52+74.
MA Zi‑liang，YANG Ji‑yun，LI Yu，et al. Research of mi‑
的损伤；激光透过率随着玻璃基底厚度的增加而增加，
cron‑sized space debris impacting on solar cells［J］. Equipment
但速度最高的飞片却在透过率第二高的玻璃基底处获 Environmental Engineering，2015，12（3）：49-52+74.
得，Curtis 猜测不同批次之间的误差与玻璃表面质量 ［4］ Dean S W，de Lucia F C，Gottfried J L. Indirect ignition of en‑
ergetic materials with laser‑driven flyer plates［J］. Applied Op⁃
的不同造成了该现象，而玻璃基底约束冲击波与等离
tics，2017，56（3）：134-141.
子体的能力，如声阻抗与抗烧蚀能力等，也是可能的影 ［5］ 陈少杰 . 激光驱动多层飞片冲击起爆 HNS‑Ⅳ的规律和机理研究
响因素之一。因此，约束层对激光驱动飞片速度的作 ［D］. 南京：南京理工大学，2016.
CHEN Shao‑jie. Research on shock initiation of HNS‑Ⅳ using
用规律，值得进一步深入研究。 laser‑driven multilayer flyers［D］. Nanjing：Nanjing University
综上所述，目前激光驱动单层飞片的各种影响因 of Science and Technology，2016.
［6］ Krehl P，Schwirzke F，Cooper A W. Plasma produced by laser
素的宏观规律研究已经得到一定的成果，但仍有许多
irradiation of plane solid targets［J］. Journal of Applied Phys⁃
方面的认识较为模糊或有争议，有待于理论模型与实 ics，1975，44（6）：4400-4406.
验设计两方面的进一步研究。 ［7］ Walker F E，Wasley R J. Critical energy for shock initiation of
heterogeneous explosives［J］. Explosive Stoffe，1969，17（1）：
4 总结与展望 9-13.
［8］ 濮赞泉 . 破片撞击起爆战斗部影响因素及判据研究［D］. 南京：
南京理工大学，2016.
结合激光驱动飞片的国内外研究现状，论述了飞 PU Zan‑quan. Influence factors and criteria of warhead shock
initiation by fragments［D］. Nanjing：Nanjing University of Sci‑
片形貌对于冲击起爆的重要性，回顾了飞片的速度模
ence and Technology，2016.
型与冲击效应的研究历程，总结了国内外激光驱动飞 ［9］ 吴立志，沈瑞琪，徐娇，等 . 激光驱动飞片技术的研究进展［J］.
片平面度与完整性的研究进展。激光驱动飞片已经得 兵工学报，2010（31）：219-228.
WU Li‑zhi，SHEN Rui‑qi，XU Jiao，et al. Research advance in
到了大量应用，但物理模型还相对粗糙，因此，对于激
laser‑driven flyer technology［J］. Acta Armamentaria， 2010
光驱动飞片，需要进一步研究与发展的领域包括： （31）：219-228.
（1）发展能够更加全面系统地描述激光驱动飞片 ［10］ 税敏，储根柏，席涛，等 . 神光Ⅲ原型装置激光驱动高速飞片实
验研究进展［J］. 物理学报，2017，66（6）：064703（1-9）.
飞行过程的物理模型，丰富与扩展目前使用的 Law‑ SHUI Min，CHU Gen‑bai，XI Tao，et al. Experimental prog‑
rence‑Gurney 公式，能够涵盖激光驱动飞片过程中的 ress of laser‑driven flyers at the SG‑Ⅲ prototype laser facility
各种影响因素，从而更好地预测和描述飞片的速度、能 ［J］. Acta Phys Sin，2017，66（6）：064703（1-9）.
［11］ Watson S，Field J E. Integrity of thin，laser‑driven flyer plates
量、冲击响应以及对飞片作用物质的冲击过程，以达到
［J］. Journal of Applied Physics，2000，88（7）：3859-3864.
指导工程设计的目的。 ［12］ Bowden M D，Drake R C. The initiation of high surface area

Chinese Journal of Energetic Materials，Vol.27, No.3, 2019（255-264） 含能材料 www.energetic-materials.org.cn