DOI ：10.11883/bzycj-2017-0396
赵生伟，周 刚，丁 洋，王长利
（西北核技术研究所，陕西 西安 710024）
摘要： 以熔铸型含铝混合熔奥梯铝为对象，研究铸装含铝混合快速热点火后的燃烧转爆轰特
性。建立了快速热点火燃烧转爆轰实验平台，由实验装置（加热装置、约束钢管、）、压力测试系统、光纤测速系统组成；加热装置加热15 mm 厚45钢钢板，峰值温度大于1 100 ℃，温升速率为85～95 ℃/s 。开展了快速热点火带壳熔奥梯铝燃烧转爆轰实验，由加热装置加热约束钢管内熔奥梯铝，化学反应阵面压力和传播速度分别由压电性高压压力传感器和光纤探针测定；实测阵面压力约1 GPa ，传播速度最大约2 600 m/s 。由光纤数据获得化学反应阵面传播轨迹，通过特征线方法获得冲击形成点，半定量给出冲击形成距离大于850 mm ；并比较了管体破片质量实测值与完全爆轰时破片平均质量计算值，实测值远小于计算值。综合实测化学反应阵面传播速度和压力、冲击形成距离分析、破片质量比较，可确定熔奥梯铝没有发生完全爆轰，其化学反应状态为爆燃。另外，采用Adams 和Pack 模型、CJ 燃烧模型，都能够半定量的预估冲击形成距离和燃烧波后压力，为实验设计提供依据，但CJ 燃烧模型的计算结果更接近于实测值。 关键词： 快速热作用；熔奥梯铝；燃烧转爆轰；热响应
中图分类号： O381；TJ55 国标学科代码： 13035 文献标志码： A
含铝混合作为含能材料的一种，广泛用作各种战斗部装药。装填的战斗部壳体，形成了金属壳体+含铝混合的带壳组合体。在弹药的贮存、运输、实验过程中，由于火灾事故、高能打击等原因，金属壳体局部可能受到快速热作用。如在火烤实验中，6 mm 厚的钢板，在2 min 内温度可到700 ℃[1]；在高能打击实验中，15 mm 厚的钢板，在十数秒内温度可达上千度。壳体内部在快速热作用下会发生热点火，进而发展为燃烧转爆轰过程。
对的燃烧转爆轰已有大量研究：（1）引燃方式为内部火药包点火和内部活塞冲击点火两种方式；（2）研究对象主要是DINA 、HMX 、PETN 、RDX 、TNT 、Pentolite （TNT/PETN50/50）、CompB （TNT/RDX40/60）等单质或混合非含铝混合敏感。国外如Macek [2]对熔铸DINA 、Pentolite 等DDT 过程的研究基础上，提出了经典的熔铸Macek 模型，将铸装的DDT 过程分为三个阶段，Griffith 等[3]研究了RDX 、HMX 、PETN 、tetryl 四种密度、颗粒尺寸等对DDT 的影响并分析了机理，McAfee 等[4]研究了粒状HMX 的点火、动力学及冲击形成过程，Leuret 等[5]对高密度DDT 过程中的低速爆轰区进行了实验研究，Gifford 等[6]以PETN 为对象研究了多孔粒状DDT 新机理，Sandusky 等[7]研究了密度、温度和约束对塑性LX-04 DDT 的影响，Tarver 等[8]
对1-MNT 和2-MNT 两种熔铸的DDT 过程进行了实验比较和理论研究，Chuzeville 等[9]对两种熔铸混合Comp B 和TNTO 的爆轰点火进行了研究，Rao 等[10-11]研究了低密度HMX 的压缩冲击相互作用和微观结构，Vandersall 等[12]研究了低密度HMX 的DDT 现象和模型，Board 等[13]对DDT 过程中粉末RDX 的动态压缩进行了实验和模拟，Dattelbaum 等[14]对TNT 基混合的冲击点火敏感性和反应流进行了比较。国内孙锦山[15]对含能材料的燃烧转爆轰进行了综述，张超等[16]对国内外含能材料DDT 的研究方法、影响因素、机理成因等做* 收稿日期： 2017-11-06； 修回日期： 2018-10-11
基金项目： 国家自然科学基金（11302180）
第一作者： 赵生伟（1978－ ），男，博士，副研究员, zhaoshengwei@ ；
通信作者： 周 刚（1964－ ），男，博士，研究员, zhougang@ 。
第 39 卷 第 3 期
爆 炸 与 冲 击Vol. 39, No. 3
2019 年 3 月EXPLOSION AND SHOCK WAVES Mar. , 2019
032103-1
