1-18 聚能装药逆向环形起爆形成高速射流研究李发伯 周光前 晏成立 谢盘海 蒋德春设计了一种尺寸为Ø 120mm×45mm的小长径比（约0.4）大锥角120°，1.1mm厚的等壁厚紫铜药型罩，药型罩的质量约95g，采用JH-9105装药,装药质量约735g。正向起爆实验在聚能装药后端面中心点起爆；逆向环形起爆实验在药型罩底部环形端面上起爆，为配合逆向环形起爆, 设计了相应的环形网络起爆器。 利用闪光X射线摄影技术观察了小长径比聚能装药正向起爆时形成的射流图像以及逆向环形起爆时药型罩的压垮图像和形成的射流图像。试验中设置了与射流相同材料的T2紫铜标杆用于标定射流图像的几何位置信息和质量T2紫铜阶梯减光板用于标定X射线照相系统的非线性特性，以便对图像数据进行线性校正。 试验获得的每张X光底片图像经过数字化采样，再利用闪光X射线摄影的图像处理技术进行处理测量。从标定后的射流图像中确定了射流头部速度值vj0，进行试验的小长径比聚能装药正向起爆形成的射流头部平均速度为4.34km/s；而逆向环形起爆形成的射流头部平均速度为7.48km/s。试验结果具有较好的重复性；测量了不同照相时刻任一点坐标为x处单位长度射流微元相应的黑密度量H(x)；计算了射流质量分布m(x)、半径分布r(x)、、射流速度分布v(x)。 通过对比分析不同照相时刻射流的质量分布和半径分布以及射流的速度分布可知，小长径比聚能装药正向起爆形成的射流具有短粗低速的特点，而逆向环形起爆形成的射流具有细长高速的特点。分析逆向环形起爆时药型罩的压垮图像可知，采用逆向起爆，爆轰波从药型罩罩底向罩顶方向运动时，爆轰波使药型罩在短时间内产生折转，药型罩呈现Tulip形态，但以后药型罩仍呈Trumpet形状压垮，各药型罩微元压垮角比正向起爆时的压垮角小得多，有利于形成高速射流。 研究表明，小长径比聚能装药可以通过减少药型罩顶端轴向装药而得到；增大药型罩罩锥角可进一步减小聚能装药的长径比。在径向装药无约束的情况下，径向膨胀稀疏是作用在药型罩罩微元上压力下降的主要因素。因此，适当减少轴向装药并不对射流和杵体的形状和特性有多大的影响；大锥角的药型罩装药有较大的装填比，同时药型罩罩微元可获得足够的压垮距离,相应地药型罩罩微元将有较大的压垮速度，虽然药型罩罩锥角的增大将导致压垮角的增大，但采用爆轰波从药型罩罩底向罩顶方向运动的逆向起爆，可以有效地减小各罩微元的压垮角，所以由逆向环形起爆小长径比聚能装药获得高速度射流可行。 |