第四章沖擊起爆

第四章沖擊波起爆以《爆炸理論》中活塞壓力突變擾動模型為例引入沖擊波概念。沖擊波起爆屬熱爆炸機(jī)理（化學(xué)爆炸）。隔板起爆器（金屬板）殉爆（中間存在空間介質(zhì)）。第一節(jié)均相炸藥沖擊波起爆介紹起爆特性測試裝置。雷管是點起爆源，產(chǎn)生的沖擊波是球面波。平面波發(fā)生器有兩種：組合裝藥加惰性塊如穿甲彈：平面波引爆聚能穴，穿甲效果好。探針測試發(fā)現(xiàn)：爆轟成長過程測定：硝基甲烷NM，沖擊波推動炸藥上移，炸藥密度變大（能量密度加大）產(chǎn)生，到A點炸藥未受沖擊波壓縮時，炸藥已開始爆轟，因而密度未增加，其爆速D<。特點：從沖擊波到爆轟波的過渡是突然發(fā)生的，兩波軌跡線在分界點呈折線狀；在界面上的一層炸藥受沖擊波作用后，需經(jīng)過一段時間延時再同時起爆；出現(xiàn)超速爆轟現(xiàn)象。延滯期：H.W.Hubard提出沖擊波起爆延滯期公式：Z——頻率因子N——反應(yīng)級數(shù)Q——反應(yīng)熱活化能化簡‖‖‖（活化溫度）（經(jīng)初始沖擊波壓縮后的藥溫）（反應(yīng)產(chǎn)物溫度）進(jìn)一步簡化：對NM講：超速爆轟速度：其中：——正常爆轟速度up——質(zhì)點速度對NM（硝基甲苯）：=6.30++3.20由質(zhì)量守衡定律：（us——沖擊波影響部分炸藥質(zhì)量）代入公式，則：第二節(jié)非均相炸藥沖擊起爆非均相特點：1）、界面多→沖擊波有折射，反射發(fā)生；2）多相→化學(xué)反應(yīng)不可能同一。熱點溫位置的不同，產(chǎn)生不同熱點，不產(chǎn)生在同一界面上，因而上下左右前后有許多熱點，屬多點起爆機(jī)理。起爆深度的炸藥在爆轟波前而消耗掉了。區(qū)別均相非均相1）、躍變（沖擊→爆轟）漸變2）、(10%)無3）、炸藥反應(yīng)在界面薄層同時發(fā)生→分散，先后，多熱點→4）、熱化學(xué)參數(shù)Q、E起主要作用微觀結(jié)構(gòu)（均勻性等）起主要作用5）、沖擊波不導(dǎo)電（不反應(yīng)）在延滯期前延滯期內(nèi)導(dǎo)電（化學(xué)反應(yīng)）6）、T、P↑爆炸發(fā)生（起決定作用）T、P不起作用，決定微觀結(jié)構(gòu)第三節(jié)沖擊波起爆臨界能量統(tǒng)計數(shù)學(xué)觀點，如50%爆炸能量表示臨界能量：其中k——和炸藥有關(guān)的常數(shù)；兩邊取對數(shù)得：：炸藥內(nèi)部及飛片內(nèi)部存在沖擊阻抗。設(shè)：則設(shè)飛片面積為1，時間亦為1。則（p—壓力；A—面積=力；—時間）（p—飛片產(chǎn)生的沖擊波壓力）（D—沖擊波阻抗）則：=常數(shù)該式受下列因素影響：1）炸藥種類；2）飛片速度（>3.0GPa）臨界值3）炸藥密度，（臨界能量）。原因：氣泡少傳熱加速EC↑（需能量）。df(飛片厚)↑條件：（）起爆深度起爆過程：沖擊波增大，US趨于D，Δt→0d→0即強沖擊波起爆開始以正常爆速進(jìn)行爆轟。起爆深度Xd影響因素起爆沖擊壓力PlnXD=K1+K2lnP(直線關(guān)系)裝藥密度和炸藥粒度ρ增大Xd增大晶體粒度增大，Xd增大起爆深度Xd與起爆延滯期對應(yīng)關(guān)系Xd增大Δt增大炸藥的DDT（DeflagrationtoDetonationTransition）有關(guān)爆轟轉(zhuǎn)變及炸藥爆轟基礎(chǔ)理論研究屬流體力學(xué)中的二相流。平行層燃燒對流燃燒也有分成I階段DST穩(wěn)定對流燃燒低速爆轟Ⅱ階段Ⅲ階段是SDT高速爆轟燃燒轉(zhuǎn)爆轟過程：激發(fā)能量→燃燒加速→壓縮波→壓力疊加→沖擊波→爆轟DDT=DST+SDT燃燒轉(zhuǎn)爆轟燃燒轉(zhuǎn)沖擊波沖擊波轉(zhuǎn)爆轟影響DDT過程因素炸藥本身PbN6<PETN<TNT<工業(yè)炸藥（由易到難）密度現(xiàn)實意義就是開展無起爆藥雷管研究選較敏感的猛炸藥（662炸藥PETNRDX）粒度小，比表面積大（多點起爆機(jī)理），細(xì)度大裝藥密度小，易湍流燃燒轉(zhuǎn)爆轟，密度與