自由空间对炸药慢烤响应特性的影响

【摘要】：本文主要研究自由空间对炸药慢烤响应特性的影响，以期为弹药的安全使用提供技术指导。 首先，根据热爆炸理论，建立了以RDX为基炸药装药在不同长径比条件下Frank-kamenetskii参数cr和热爆炸临界温度的数值解法。结果表明，随着长径比的增大， cr和热爆炸临界温度逐渐减小，当长径比大于5以后， cr和热爆炸临界温度趋于定值，不再变化。可见，在一定条件下，增大直径能提高战斗部的热易损性。 其次，对以RDX为基的炸药装药在不同自由空间下进行了慢速烤燃试验研究，结果表明：烤燃弹的热响应特性随着壳体内自由空间的不同而发生变化。试验条件下，当自由空间比值为10.25%~29.09%时，随着自由空间的增大，烤燃响应的剧烈程度增加。当自由空间比值大于29.09%时，随着自由空间的增大，烤燃反应的剧烈程度随之降低，当自由空间比值在45.71%时发生了爆炸反应，但从回收的破片观测，其剧烈程度与没有自由空间时的情况基本相同，由此可见增加自由空间加剧了热爆炸的剧烈程度。 在理论计算和试验研究的同时，借助FLUENT软件，首次模拟计算了径向、轴向和双向自由空间对炸药慢烤响应的影响。模拟计算结果表明：自由空间在一定范围内，径向、轴向和双向自由空间对烤燃弹的热点火延滞期和热爆炸时的壳体壁面温度的影响规律基本相同，即随着自由空间的增加，烤燃弹热点火延滞期和热爆炸时的壳体壁面温度均升高。而径向和双向自由空间比值超过一定值后，烤燃弹热点火延滞期和热爆炸时的壳体壁面温度又缓慢降低。此外，径向和双向自由空间对烤燃弹的点火位置及点火数量也有一定的影响，而轴向自由空间对烤燃弹的点火位置及点火数量没有影响，这一结果能进一步从理论上解释自由空间对试样烤燃响应剧烈程度的影响。 上述研究结果为实际工作中战斗部的安全使用及低易损战斗部的设计提供了技术参考。