[发明专利]一种炸药爆炸加载破片瞬态过程的实验观测方法

说明书

本发明提供了一种炸药爆炸加载破片瞬态过程的实验观测方法，该方法中，起爆药柱起爆主炸药，主炸药爆轰驱动加载破片，同时给同时分幅扫描相机一个触发信号，当触发信号达到同时分幅扫描相机设定触发值时，打开同时分幅扫描相机快门，拍摄分幅图像和扫描图像；最终，分幅扫描相机的分幅部分获得试验过程中的分幅图像数据，扫描部分获得试验过程中的扫描图像数据。本发明的实验观测方法，可获取炸药爆炸加载破片、爆轰波和爆轰产物的图像信息，同时通过扫描图像能获得破片运动速度、爆轰波速度和爆轰产物膨胀速度等具体曲线值，从而实现对破片毁伤元形成瞬态过程较全面的描述。

技术领域

本发明属于爆炸与毁伤领域，涉及炸药爆炸加载毁伤元瞬态过程，具体涉及一种炸药爆炸加载破片毁伤元瞬态过程的实验观测方法。

背景技术

炸药是常规战斗部中主要的能量释放物质，是战斗部爆炸产生破坏与杀伤作用的毁伤能源，是实现高效毁伤的基础。炸药驱动破片加速能力一直是战斗部设计研发所关心的重要问题。目前国内外普遍采用Kury等发明的圆筒实验来标定炸药的Gurney能和杀爆战斗部破片初速。在沈飞等(RDX基含铝炸药不同尺寸的圆筒试验及数值模拟,含能材料,2013,21(6):777-780.)开展的圆筒实验中，已采用高速扫描相机记录圆筒在爆轰作用下的径向膨胀过程。然而，扫描相机仅能捕捉圆筒外表面在狭缝位置处的信息，对于扫描狭缝外的空间信息全部丢失。需结合分幅图像给出瞬态过程中抽样点的全局二维空间信息，构成无视差的分幅、扫描同时成像记录，才能的到完整、精确的瞬态毁伤过程信息。由于相机系统的技术限制和照明等问题，同时分幅/扫描相机系统对炸药爆炸加载破片的瞬态过程的观测和记录尚未实现。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种炸药爆炸加载破片瞬态过程的实验观测方法，解决现有技术中的实验方法难以对炸药爆炸加载破片瞬态过程进行全面和准确的描述的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种炸药爆炸加载破片瞬态过程的实验观测方法，该方法将炸药爆炸加载破片系统放置于爆炸场所中，该方法包括以下步骤：

步骤一，布设同时分幅扫描相机系统和激光照明系统，通过调整反射平面镜，保证激光照明系统的激光光路穿过爆炸防护窗口进入同时分幅扫描相机系统视场正中心；

步骤二，布设炸药爆炸加载破片装置，保证主炸药和破片位于同时分幅扫描相机系统视场内，同时保证主炸药端面和破片水平；

步骤三，在起爆药柱中安装触发探针，触发探针通过触发线连接到同时分幅扫描相机系统和示波器，测量并记录触发探针到主装药上端面的距离H₁和主装药高度H₂；

步骤四，在同时分幅扫描相机系统视场内放置标志物，通过对比标志物实际尺寸和在同时分幅扫描相机系统视场内的尺寸，确定比例尺，计算获得破片端面到视场顶部的距离H₃；

步骤五，计算爆轰波进入视场时刻距离触发探针触发时刻的时间差ΔT，同时分幅扫描相机系统的延时设置将以ΔT为参考时间差，计算公式为：

式中，V_a为起爆药柱预估爆轰波速度，V_b为主炸药预估爆轰波速度；

步骤六，将雷管插入起爆药柱中，雷管尾端通过起爆线连接到延时起爆器，同时延时起爆器连接到激光照明系统的触发电路；

步骤七，通过延时起爆器产生脉冲信号打开激光光源并引爆雷管，主炸药起爆后产生爆轰波加载铝片，同时触发探针给同时分幅扫描相机系统触发信号，当触发信号达到相机设定触发值时，打开同时分幅扫描相机系统快门，获取分幅图像和扫描图像；

步骤八，分幅图像数据处理：