爆炸场热流密度测试方法研究文献综述

 2022-11-15 20:47:59

爆炸场热流密度测试方法研究

  1. 选题的依据和意义

爆炸场战斗部的毁伤元主要包括三个:爆炸冲击波毁伤、爆炸破片毁伤、热辐射毁伤。

目前,国内外对炸药爆炸毁伤的研究,主要集中在冲击波超压、破片毁伤等方面,对爆炸产生的火球热辐射效应的研究相对较少,主要有以下几方面的原因:一是冲击波的作用范围比热辐射的作用距离大得多,是主要的爆炸毁伤模式;二是由于炸药反应的时间极短,时间一般在ms级,因其热作用没有累积效应,所以毁伤能力也相对较弱;三是爆炸火球的热效应作用时间短,测试条件恶劣,测试手段有限,难以进行有效的测试。

20世纪70年代,美军在越南战争中首次使用了FAE(燃料空气炸药,Fuel Air Explosive),其巨大的爆炸火球造成了大面积的人员伤亡和目标破坏,引起了国际舆论的广泛关注。在海湾战争中,多国部队大量使用了FAE武器,使其成为与著名的“爱国者”导弹、“飞毛腿”导弹相提并论的武器装备。由于在战争中的耀眼表现,FAE武器很快成为各国军方研究的热点,纷纷投入大量的人力、物力、财力进行研究、生产与储备。FAE武器的热效应和纵火效应远远高于常规高能炸药,从而推动了FAE弹药的爆炸热效应研究进一步研究发展。

如今热毁伤的研究变得越来越重要,渐渐的受到国内外研究者的关注。爆炸温度和热流是评价热毁伤效应的两个不同参量,相比较热电偶,热流传感器所测的信号是不受环境影响的,且响应时间最快达 51us,远比热电偶的响应时间(ms 级)短。因此,热流密度更适用于热毁伤的评估。

而如今的热流密度传感器大多在民用方面,用于测量较小热流,而爆炸场的热流密度通常达到106W/m2,,且爆炸场虽然温度高,但整个过程的持续时间只有几百毫秒,甚至更短的时间,而普通民用热流传感器响应时间长,所以其并不适用于爆炸场。因此开展相应的爆炸场热流密度测试方法的研究具有重要的意义。

  1. 国内外研究现状及发展趋势

据目前国内外研究的现状来看,对热毁伤的描述一般通过温度或者热流,热流传感器测量的辐射热几乎不受外界环境影响,而热电偶测量的对流热受测试环境的影响很大,因此,热流传感器所测的信号相对于热电偶更准确。然而热流参数却不如温度参数为大部分人所熟知,不过也有不少国内外学者对爆炸场热流密度的测量进行了多方面的探索。他们不仅从理论模型方面进行了相关的研究,还通过实际的现场测量得到更准确的爆炸热流数据,从而更加准确的评价炸药的热毁伤威力。

2.1战斗部爆炸毁伤元威力

破坏性的热效应通常是由事故爆炸激起的,如大多数的推进剂和发射药的事故爆

炸,失控化学反应爆炸,容器破裂后紧随着发生的受约束或无约束蒸汽云爆炸,油罐区

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