[发明专利]化爆驱动飞片撞击多样品钝感高能炸药冲击起爆试验系统

说明书

本发明公开了化爆驱动飞片撞击多样品钝感高能炸药冲击起爆试验系统，包括起爆加载系统、无源光纤测试系统、多炸药样品组件、PDV测试系统和定位系统；起爆加载系统用于实现化爆驱动飞片平面冲击加载，无源光纤测试系统用于测量飞片平行度，PDV测试系统用于测量飞片速度和多个炸药样品背面粒子速度‑时间历史，定位系统用于炸药样品、光纤探针和激光探头的定位和固定，通过测量不同厚度炸药样品背面的粒子速度‑时间历史，获得炸药的冲击起爆爆轰成长过程，本发明解决了钝感高能炸药冲击起爆过程研究的高幅值稳定宽脉冲加载、一维大尺寸、多样品同步测量的技术难题。

技术领域

本发明属于冲击起爆试验测试的技术领域，具体涉及一种化爆驱动飞片撞击多样品钝感高能炸药冲击起爆试验系统。

背景技术

钝感高能炸药是安全弹药装药发展的物质基础，其起爆感度是弹药安全性能的重要指标。当前，国内外研究固体炸药冲击起爆特性的测试手段主要采用埋入式量计如锰铜压阻传感器和电磁粒子速度计等，该方法对起爆反应流场存在干扰。近年发展的激光干涉测速技术(DISAR)和光子多普勒测速技术(PDV)等，具有使用方便、响应快、测试精度高和非接触测量等显著优势，对冲击起爆反应流场无干扰。钝感高能炸药的临界起爆压力更高，化学反应区更长，为了保持冲击起爆过程的一维条件，试验用炸药样品尺寸较大。目前，基于DISAR/PDV技术的冲击起爆试验主要采用气炮/火炮驱动飞片进行平面加载，其中，飞片撞击试验用炮口直径通常较小，飞片速度较低，通常不高于1500m/s，无法满足钝感高能炸药的临界起爆条件和起爆过程中的一维条件，对研究钝感高能炸药冲击起爆爆轰成长过程存在一定的局限性。此外，采用炸药平面透镜爆轰加载进行起爆试验，样品尺寸不受限制，但是化爆加载产生的爆轰波峰值衰减较快且波形复杂，对起爆过程的量化分析造成困难。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种化爆驱动飞片撞击多样品钝感高能炸药冲击起爆试验系统，能够解决钝感高能炸药冲击起爆过程研究的高幅值稳定宽脉冲加载、一维大尺寸、多样品同步测量等的技术难题。

实现本发明的技术方案如下：

一种化爆驱动飞片撞击多样品钝感高能炸药冲击起爆试验系统，包括起爆加载系统、无源光纤测试系统、多炸药样品组件、PDV测试系统和定位系统；

所述起爆加载系统包括雷管、炸药平面波透镜、主发药柱、空气隙环、有机玻璃缓冲层、飞片和弹道筒；其中，雷管、炸药平面波透镜和主发药柱依次同轴固定连接，空气隙环固定在弹道筒内，主发药柱放置于空气隙环上并固定于弹道筒内，飞片与有机玻璃缓冲层固定于一体，并从弹道筒另一端放入，有机玻璃缓冲层一面固定于弹道筒定位台上，空气隙环和弹道筒定位台之间的空间形成空气隙衰减层，平面爆轰波经空气隙衰减层的衰减后驱动飞片，通过调整空气隙环厚度，改变飞片速度，飞片在弹道筒内加速并达到稳定飞行速度；所述炸药平面波透镜的直径不小于100mm；

无源光纤测试系统包括光纤探针、传输光纤、光电转换器、信号电缆和示波器，光纤探针通过传输光纤与光电转换器连接，光电转换器的信号输出端通过信号电缆与示波器连接；当飞片撞击隔板产生的冲击波波阵面到达光纤探针端面时，产生瞬时光信号，光信号通过传输光纤传输到光电转换器，变换为电信号后由信号电缆传输到示波器，示波器采集存储电压信号；通过判读冲击波到达每个光纤探针端面的时间，确定飞片的平行度；

多炸药样品组件包括多个不同厚度的炸药样品和镀膜LiF窗口；镀膜LiF窗口固定于炸药样品背面，形成激光反射面；

PDV测试系统包括触发探针、电缆、激光探头、传输光纤、激光干涉仪、高性能示波器和信号电缆，用于测量飞片速度和多个炸药样品背面粒子速度-时间历史；