Page 66 - 《含能之美》2019封面论文

681
两 种 DNAN 基 含 铝 炸 药 的 爆 轰 性 能
胀，受稀疏波的影响，界面粒子速度缓慢下降，对应界
面粒子速度一阶导数为一接近于零的定值，通过读取
p
du /dt 曲线上的拐点可以确定 CJ 点。

图 4 炸药驱动金属平板实验现场
Fig.4 Setup of the explosive‑driven metal plate experiment
-3
a. RBOL‑2
实 验 所 用 8701 的 密 度 为 1.717 g·cm ，爆 压 为
-3
29.66 GPa；TNT 的 密 度 为 1.63 g·cm ，爆 压 为
21 GPa ［16］ 。 测 量 得 到 的 RBOL ‑2 炸 药 的 爆 速 为
-1 -1
7117 m ·s ，RMOE‑2 炸 药 的 爆 速 为 6125 m ·s 。
-3
RBOL ‑2 炸 药 的 密 度 为 1.861 g·cm ，RMOE ‑2 炸
-3
药 的 密 度 为 1.840 g·cm 。
3 实验结果与分析

3.1 爆轰波结构测量
b. RMOE‑2
在冲击波的作用下，LiF 窗口的折射率会发生变
图 5
化，导致 DISAR 测得的界面粒子速度与其真实值存在 炸药/LiF 界面粒子速度历程
Fig. 5 Detonating explosive / LiF interface particle velocity
一 定 差 异 ，因 此 ，需 要 对 实 验 结 果 进 行 修 正 ，修 正 关
profiles
［17］
系为 ：
u = u /1.2678 （1）
p
a
-1
a
p
式 中 ， u 为 真 实 粒 子 速 度 ，m·s ； u 为 实 验 测 量 值 ，
-1
m·s 。如无特别说明，本文中给出的粒子速度均为修
正后的真实粒子速度。
对 RBOL‑2 和 RMOE‑2 炸药分别进行两发试验，得
到修正后的界面粒子速度‑时间曲线，如图 5 所示。从
图 5 中 可 以 看 出 ，两 种 炸 药 的 速 度‑时 间 曲 线 几 乎 重
叠，说明实验具有较好的重复性。由于原始数据曲线
图 6
存在较大的噪声，为了方便处理数据，对原始实验数据 光滑后的炸药/LiF 界面粒子速度历程
取平均并光滑处理，光滑后的结果如图 6 所示。从图 6 Fig. 6 Detonating explosive / LiF interface particle velocity
profiles after smoothing
可知，粒子速度‑时间曲线上存在一个拐点（对应 CJ 点）
将曲线分成两部分，分别对应 ZND 模型中的爆轰反应
确定 CJ 点之后，可以计算 CJ 压力和爆轰反应区宽
区和 Taylor 膨胀区。为了确定该点的具体位置，对光
度。利用冲击波阻抗匹配关系可以计算炸药反应区内
［19］
滑 后 的 界 面 粒 子 速 度 进 行 一 阶 求 导 并 取 相 反 数 ，如
的压力 ：
p
图 7 所示。由图 7 可知，-du /dt 曲线在初始阶段下降 1
p = u p[ ρ (C + λu p) + ρ D CJ] （2）
0
m0
0
较快，对应炸药的快反应阶段，炸药化学反应主要的能 2
量释放发生在这一阶段。随后界面粒子速度的-du /dt 式 中 ，p 为 窗 口 材 料 与 炸 药 界 面 处 的 压 力 ，MPa ；
p
-1
［18］ u 为 界 面 粒 子 速 度 ，cm · μ s ；ρ
曲线下降缓慢，该过程对应炸药的慢反应阶段 。炸 p m0 为 窗 口 材 料 初 始
-3
0
药化学反应结束后，即在 CJ 点之后，爆轰产物发生膨 密 度 ，g·cm ；C 和 λ 为 窗 口 材 料 的 冲 击 绝 热 线 常
CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS 含能材料 2019 年 第 27 卷 第 8 期 （679-684）