改性黑索今装药的起爆规律研究

张建仁，刘天生，王存宝，胡立双，周武锋，宋磊

（1.中北大学化工与环境学院，山西太原030051；2.红旗民爆集团，陕西宝鸡721000）

改性黑索今装药的起爆规律研究

张建仁1，刘天生1，王存宝1，胡立双1，周武锋1，宋磊2

（1.中北大学化工与环境学院，山西太原030051；2.红旗民爆集团，陕西宝鸡721000）

为了研究钝化RDX（黑索今）装药对冲击波响应剧烈程度的变化规律，在改变钝化RDX装药的密度，装药的轴向间隙和径向间隙后，用改进的小隔板实验装置进行测定。结果表明：冲击波响应剧烈程度随着装药密度的增大而增大；在钝化黑索今药装药结构中，轴向间隙和径向间隙都会在不同程度上降低冲击波响应的剧烈程度。

钝化黑索今；冲击波；轴向间隙；径向间隙

本文通过把钝化黑索今（RDX）装药在有端盖的壳体中模拟真实的弹丸，通过改变装药的密度，装药与壳体的轴向、径向间隙来研究装药对冲击波起爆的响应规律[1～3]。

1 实验

1.1 实验元件材料

实验装置由8号工业电雷管、传爆药柱、有机玻璃隔板、主装炸药（钝化黑索今）和钢板鉴定块等部分组成。实验中雷管首先起爆传爆药柱，传爆药柱爆炸产生的冲击波通过有机玻璃隔板衰减后作用于钝化黑索今炸药。实验中，保持有机玻璃隔板厚度不变及传爆药柱条件相同的情形下，改变主装炸药密度及改变炸药装药的轴向和径向间隙来研究主装药对冲击波的响应特性。实验中，在主装药的壳体底端加有端盖，这样做是为了模拟装药在武器装药结构中的使用情形，使实验结论更具指导意义。

1.2 实验装置图

实验装置图如图1所示。

2 结果与讨论

2.1 装药密度不同时冲击波的响应特性及分析

实验对92%TMD（理论最大密度）和85%TMD两种装药密度的钝化黑索今进行了研究，实验结果如表1所示。

表1 装药密度不同时的冲击波响应数据

实验破片实物如图2所示。

由表1和图2可看出，在两种装药密度下，主装药都完全的爆炸并且无剩余装药，装药壳体破碎，并且装药密度为92%TMD时鉴定块的钢凹值大于装药密度为85%TMD时鉴定块的钢凹值，即随着钝化RDX装药密度的增大，其冲击波响应更剧烈。装药密度影响冲击波响应剧烈程度的原因有以下两点：

（1）爆轰波的能量与装药量成正比例关系，当装药量较大时，爆炸后产生的爆轰波能量也较多，即冲击波响应剧烈程度较强，反映在鉴定块上就是钢凹值较大。

（2）当装药密度增大时，颗粒间所含的空隙减少，冲击波压缩气泡形成热点的机会减少，因此，热点对周围炸药爆炸的强度的影响也会减弱。

2.2 轴向间隙对冲击波响应特性的影响及分析

实验选定的钝化黑索今密度为92%TMD，装药结构轴向上存在间隙，并在间隙内分别填充空气、砂纸和45#钢，实验结果如表2所示。

表2 有轴向间隙时冲击波响应数据

实验破片及剩余装药实物如图3、4、5所示。

由表2、图3、4、5可看出，轴向间隙为1.02mm并分别填充空气、砂纸和45#钢情况下，被试装药都没有完全爆炸，均有剩余装药，其中以填充45#钢的情况下剩余装药最多，填充空气次之，填充砂纸时剩余装药最少。填充空气和砂纸时壳体端盖侧面被炸裂，填充45#钢时壳体没有破裂。轴向间隙影响传爆药冲击波响应剧烈程度的原因可能是：

传爆药柱爆炸产生的冲击波经有机玻璃隔板衰减后强度减弱，再经介质衰减后，强度进一步的减弱，当作用于主装药时，在主装药中形成低速爆轰，由于爆轰强度较弱，产生的能量不足以激起下一层装药进行冲击压缩并发生高速化学反应，爆轰不能稳定的传播下去，爆轰会越来越弱，直至熄爆。

在三种介质中，45#钢的衰减系数α最大，空气次之，砂纸最小。由P=Ke-αX可知，当初始冲击波压力K和冲击波在介质中传播的距离X不变时，经过介质衰减后的冲击波压力P与衰减参数α成反比，故经过三种介质衰减后P45#＜P空气＜P砂纸。初始冲击波能量愈小，引发主装药发生爆炸后爆轰强度愈弱，剩余装药也愈多。

2.3 径向间隙对冲击波响应特性的影响及分析

实验选定的钝化黑索今密度为92%TMD，装药结构径向上存在间隙，实验结果如表3所示。

表3 有径向间隙时冲击波响应数据

实验破片实物如图6、7所示。

由表3、图6、7可看出，径向间隙为2.33mm条件下，主装药爆轰，并且无剩余装药。与零径向间隙情况相比，存在径向间隙时主装药爆炸后鉴定块的钢凹值较小，主装药的壳体破片较大，分析认为原因可能是：

冲击波作用于主装药，激发了上层主装药爆轰，但由于径向间隙的存在，上层装药爆轰产生的爆轰波在径向散失的能量增多，以至于能够用于激发下一层装药爆轰的能量减少，导致下一层装药爆轰的强度减弱，以此类推，整个装药的爆轰强度就会减弱，即冲击波响应剧烈程度减弱，反映在鉴定块上即钢凹值较小。

3 结论

实验通过改变装药密度和药柱与约束壳体之间的间隙来测试其对冲击波响应剧烈程度的影响规律，通过实验得出以下结论：

（1）一定条件下，冲击波响应剧烈程度随着主装药密度的增大而增大。

（2）当主装药结构中存在轴向间隙时，炸药的冲击波响应剧烈程度降低。并且间隙中存在不同介质时，响应的剧烈程度不同。

（3）当主装药结构中存在径向间隙且间隙中只有空气时，炸药的冲击波响应剧烈程度降低。

［1］吴曼林.冲击波感度实验（SSGT）的数值模拟[D].太原:华北工学院,2004.

［2］吕春玲,张景林，王晶禹，谭迎新.亚微米炸药的冲击波起爆研究[J].含能材料，2005,13(5):319-336.

［3］王晓丽，焦清介，李国新，卢斌.钝化黑索今薄膜及其感度研究[J].火工品，2003，9(3):23-26.

Investigation of modified RDX Charge Initiation

ZHANG Jian-ren1,LIU Tian-sheng1,WANG Cun-bao1,HU Li-shuang1,SONG Lei2
（1.College of Chemical Engineering and Environment,North University of China,Taiyuan 030051;2.The Company Of Red Flag Civil Explosive,BaoJi 721000）

In order to research the impact pattern of passivated RDX charge to shock wave,a improved small partition assay test device was used to test the experiment under different charge density,different axial gap and different radial gap.The result shows that the shock wave degree will increase with the charge density;the shock wave degree will get down,when axial gap and radial gap exist in the passivated RDX charge’sstructure.

passivated RDX;shock wave;axial gap;radial gap

10.3969/j.issn.1008-1267.2011.01.008

TQ560.7

A

1008-1267（2011）01-020-03

2010-10-08

张建仁（1984-），男，硕士研究生，研究方向：弹药防护机理的研究。