脉冲X光实验探究

2023-06-18 理论教育版权反馈

【摘要】：活性聚能侵彻体成形行为通过脉冲X光实验进行分析。图2.72脉冲X光实验原理及现场布置图2.73不同时刻活性聚能侵彻体形貌事实上，聚能装药爆炸载荷强度瞬间可达20 GPa以上，作用于活性药型罩，超过活性材料激活阈值，将导致活性药型罩形成射流过程中发生化学反应。对比脉冲X光实验及数值仿真结果，数值模拟中虽未引入活性材料爆燃反应，但从活性聚能侵彻体成形形貌、头部速度、射流长度等方面来看，其仍具有重要参考性。

活性药型罩聚能装药主要由电雷管、起爆药、主装药和活性药型罩组成。活性聚能侵彻体成形行为通过脉冲X光实验进行分析。基本实验原理如图2.72（a）所示，在两个X射线管轴线交点处，设置炸高支架并放置活性药型罩聚能装药。通过电雷管起爆主装药后，活性药型罩形成活性聚能侵彻体。为两个成一定角度的X射线管设置不同的触发延迟时间，可获得活性聚能侵彻体成形过程中两个不同时刻的形貌，从而为活性聚能侵彻体成形行为分析提供支撑。实验现场布置如图2.72（b）所示。

以聚能装药开始爆轰为零时刻，X光拍摄时间分别为t1=18 μs和t2=24 μs。不同时刻活性聚能侵彻体形貌如图2.73所示，两个时刻所形成的活性聚能侵彻体头部到达位置分别约在炸高为1 CD和2 CD处，活性聚能侵彻体头部速度分别约为7 300 m/s和7 230 m/s，且在t1和t2时刻，活性聚能侵彻体头部均呈现出不同程度的发散和膨胀效应。在t1时刻，活性聚能侵彻体外形轮廓及头、尾形状均较清晰，能够明确区分射流与杵体部分，整个侵彻体的连续性和对称性均较好，并有较高的同轴性。在t2时刻，活性聚能侵彻体的连续性、对称性和同轴性良好，但轮廓模糊，尤其是射流部分，头部难以观察到明显边界。与t1时刻相比，在t2时刻聚能侵彻体直径加粗，体积变大，密度变小。

pagenumber_ebook=116,pagenumber_book=99

图2.72　脉冲X光实验原理及现场布置

pagenumber_ebook=116,pagenumber_book=99

图2.73　不同时刻活性聚能侵彻体形貌

事实上，聚能装药爆炸载荷强度瞬间可达20 GPa以上，作用于活性药型罩，超过活性材料激活阈值，将导致活性药型罩形成射流过程中发生化学反应。但是需要注意的是，活性药型罩轴向和径向的尺寸都较大，爆炸驱动过程中罩体各处受到的激活压力和载荷有所不同，导致活性聚能侵彻体化学反应及能量释放并不同时发生。通过数值模拟可知，射流头部温度最高，在成形过程中最先发生化学反应，且随着时间的推移，反应程度逐渐增加。X光实验结果也很好地验证了活性聚能侵彻体成形过程中的这一反应特性。对比脉冲X光实验及数值仿真结果，数值模拟中虽未引入活性材料爆燃反应，但从活性聚能侵彻体成形形貌、头部速度、射流长度等方面来看，其仍具有重要参考性。

脉冲X光实验探究

相关推荐