張建仁，劉天生，王存寶，胡立雙，周武鋒，宋磊

（1.中北大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院，山西太原030051；2.紅旗民爆集團(tuán)，陜西寶雞721000）

改性黑索今裝藥的起爆規(guī)律研究

張建仁1，劉天生1，王存寶1，胡立雙1，周武鋒1，宋磊2

（1.中北大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院，山西太原030051；2.紅旗民爆集團(tuán)，陜西寶雞721000）

為了研究鈍化RDX（黑索今）裝藥對(duì)沖擊波響應(yīng)劇烈程度的變化規(guī)律，在改變鈍化RDX裝藥的密度，裝藥的軸向間隙和徑向間隙后，用改進(jìn)的小隔板實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明：沖擊波響應(yīng)劇烈程度隨著裝藥密度的增大而增大；在鈍化黑索今藥裝藥結(jié)構(gòu)中，軸向間隙和徑向間隙都會(huì)在不同程度上降低沖擊波響應(yīng)的劇烈程度。

鈍化黑索今；沖擊波；軸向間隙；徑向間隙

本文通過把鈍化黑索今（RDX）裝藥在有端蓋的殼體中模擬真實(shí)的彈丸，通過改變裝藥的密度，裝藥與殼體的軸向、徑向間隙來研究裝藥對(duì)沖擊波起爆的響應(yīng)規(guī)律[1～3]。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)元件材料

實(shí)驗(yàn)裝置由8號(hào)工業(yè)電雷管、傳爆藥柱、有機(jī)玻璃隔板、主裝炸藥（鈍化黑索今）和鋼板鑒定塊等部分組成。實(shí)驗(yàn)中雷管首先起爆傳爆藥柱，傳爆藥柱爆炸產(chǎn)生的沖擊波通過有機(jī)玻璃隔板衰減后作用于鈍化黑索今炸藥。實(shí)驗(yàn)中，保持有機(jī)玻璃隔板厚度不變及傳爆藥柱條件相同的情形下，改變主裝炸藥密度及改變炸藥裝藥的軸向和徑向間隙來研究主裝藥對(duì)沖擊波的響應(yīng)特性。實(shí)驗(yàn)中，在主裝藥的殼體底端加有端蓋，這樣做是為了模擬裝藥在武器裝藥結(jié)構(gòu)中的使用情形，使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具指導(dǎo)意義。

1.2 實(shí)驗(yàn)裝置圖

實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖1所示。

2 結(jié)果與討論

2.1 裝藥密度不同時(shí)沖擊波的響應(yīng)特性及分析

實(shí)驗(yàn)對(duì)92%TMD（理論最大密度）和85%TMD兩種裝藥密度的鈍化黑索今進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 裝藥密度不同時(shí)的沖擊波響應(yīng)數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)破片實(shí)物如圖2所示。

由表1和圖2可看出，在兩種裝藥密度下，主裝藥都完全的爆炸并且無剩余裝藥，裝藥殼體破碎，并且裝藥密度為92%TMD時(shí)鑒定塊的鋼凹值大于裝藥密度為85%TMD時(shí)鑒定塊的鋼凹值，即隨著鈍化RDX裝藥密度的增大，其沖擊波響應(yīng)更劇烈。裝藥密度影響沖擊波響應(yīng)劇烈程度的原因有以下兩點(diǎn)：

（1）爆轟波的能量與裝藥量成正比例關(guān)系，當(dāng)裝藥量較大時(shí)，爆炸后產(chǎn)生的爆轟波能量也較多，即沖擊波響應(yīng)劇烈程度較強(qiáng)，反映在鑒定塊上就是鋼凹值較大。

（2）當(dāng)裝藥密度增大時(shí)，顆粒間所含的空隙減少，沖擊波壓縮氣泡形成熱點(diǎn)的機(jī)會(huì)減少，因此，熱點(diǎn)對(duì)周圍炸藥爆炸的強(qiáng)度的影響也會(huì)減弱。

2.2 軸向間隙對(duì)沖擊波響應(yīng)特性的影響及分析

實(shí)驗(yàn)選定的鈍化黑索今密度為92%TMD，裝藥結(jié)構(gòu)軸向上存在間隙，并在間隙內(nèi)分別填充空氣、砂紙和45#鋼，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 有軸向間隙時(shí)沖擊波響應(yīng)數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)破片及剩余裝藥實(shí)物如圖3、4、5所示。

由表2、圖3、4、5可看出，軸向間隙為1.02mm并分別填充空氣、砂紙和45#鋼情況下，被試裝藥都沒有完全爆炸，均有剩余裝藥，其中以填充45#鋼的情況下剩余裝藥最多，填充空氣次之，填充砂紙時(shí)剩余裝藥最少。填充空氣和砂紙時(shí)殼體端蓋側(cè)面被炸裂，填充45#鋼時(shí)殼體沒有破裂。軸向間隙影響傳爆藥沖擊波響應(yīng)劇烈程度的原因可能是：

傳爆藥柱爆炸產(chǎn)生的沖擊波經(jīng)有機(jī)玻璃隔板衰減后強(qiáng)度減弱，再經(jīng)介質(zhì)衰減后，強(qiáng)度進(jìn)一步的減弱，當(dāng)作用于主裝藥時(shí)，在主裝藥中形成低速爆轟，由于爆轟強(qiáng)度較弱，產(chǎn)生的能量不足以激起下一層裝藥進(jìn)行沖擊壓縮并發(fā)生高速化學(xué)反應(yīng)，爆轟不能穩(wěn)定的傳播下去，爆轟會(huì)越來越弱，直至熄爆。

在三種介質(zhì)中，45#鋼的衰減系數(shù)α最大，空氣次之，砂紙最小。由P=Ke-αX可知，當(dāng)初始沖擊波壓力K和沖擊波在介質(zhì)中傳播的距離X不變時(shí)，經(jīng)過介質(zhì)衰減后的沖擊波壓力P與衰減參數(shù)α成反比，故經(jīng)過三種介質(zhì)衰減后P45#＜P空氣＜P砂紙。初始沖擊波能量愈小，引發(fā)主裝藥發(fā)生爆炸后爆轟強(qiáng)度愈弱，剩余裝藥也愈多。

2.3 徑向間隙對(duì)沖擊波響應(yīng)特性的影響及分析

實(shí)驗(yàn)選定的鈍化黑索今密度為92%TMD，裝藥結(jié)構(gòu)徑向上存在間隙，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 有徑向間隙時(shí)沖擊波響應(yīng)數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)破片實(shí)物如圖6、7所示。

由表3、圖6、7可看出，徑向間隙為2.33mm條件下，主裝藥爆轟，并且無剩余裝藥。與零徑向間隙情況相比，存在徑向間隙時(shí)主裝藥爆炸后鑒定塊的鋼凹值較小，主裝藥的殼體破片較大，分析認(rèn)為原因可能是：

沖擊波作用于主裝藥，激發(fā)了上層主裝藥爆轟，但由于徑向間隙的存在，上層裝藥爆轟產(chǎn)生的爆轟波在徑向散失的能量增多，以至于能夠用于激發(fā)下一層裝藥爆轟的能量減少，導(dǎo)致下一層裝藥爆轟的強(qiáng)度減弱，以此類推，整個(gè)裝藥的爆轟強(qiáng)度就會(huì)減弱，即沖擊波響應(yīng)劇烈程度減弱，反映在鑒定塊上即鋼凹值較小。

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)通過改變裝藥密度和藥柱與約束殼體之間的間隙來測(cè)試其對(duì)沖擊波響應(yīng)劇烈程度的影響規(guī)律，通過實(shí)驗(yàn)得出以下結(jié)論：

（1）一定條件下，沖擊波響應(yīng)劇烈程度隨著主裝藥密度的增大而增大。

（2）當(dāng)主裝藥結(jié)構(gòu)中存在軸向間隙時(shí)，炸藥的沖擊波響應(yīng)劇烈程度降低。并且間隙中存在不同介質(zhì)時(shí)，響應(yīng)的劇烈程度不同。

（3）當(dāng)主裝藥結(jié)構(gòu)中存在徑向間隙且間隙中只有空氣時(shí)，炸藥的沖擊波響應(yīng)劇烈程度降低。

［1］吳曼林.沖擊波感度實(shí)驗(yàn)（SSGT）的數(shù)值模擬[D].太原:華北工學(xué)院,2004.

［2］呂春玲,張景林，王晶禹，譚迎新.亞微米炸藥的沖擊波起爆研究[J].含能材料，2005,13(5):319-336.

［3］王曉麗，焦清介，李國新，盧斌.鈍化黑索今薄膜及其感度研究[J].火工品，2003，9(3):23-26.

Investigation of modified RDX Charge Initiation

ZHANG Jian-ren1,LIU Tian-sheng1,WANG Cun-bao1,HU Li-shuang1,SONG Lei2
（1.College of Chemical Engineering and Environment,North University of China,Taiyuan 030051;2.The Company Of Red Flag Civil Explosive,BaoJi 721000）

In order to research the impact pattern of passivated RDX charge to shock wave,a improved small partition assay test device was used to test the experiment under different charge density,different axial gap and different radial gap.The result shows that the shock wave degree will increase with the charge density;the shock wave degree will get down,when axial gap and radial gap exist in the passivated RDX charge’sstructure.

passivated RDX;shock wave;axial gap;radial gap

10.3969/j.issn.1008-1267.2011.01.008

TQ560.7

A

1008-1267（2011）01-020-03

2010-10-08

張建仁（1984-），男，碩士研究生，研究方向：彈藥防護(hù)機(jī)理的研究。