爆炸近场毁伤冲击参量测量技术综述

郑勇杰,姬建荣,苏健军

(西安近代化学研究所, 西安 710065)

0 引言

爆炸近场作为炸药毁伤能力极强的区域,很早就得到了研究人员的关注,但因为爆炸近场复杂的特性导致其数据获取困难,研究人员难以对爆炸近场进行深入探究,爆炸近场研究进展比较缓慢。近年来,随着测量技术发展,近场毁伤过程的精细测量成为可能,近场冲击参量作为全面描述战斗部及其装药爆炸威力参数以及目标破坏机理的重要参数,其在防护工程、毁伤评估、爆炸力学等领域有着重要意义,得到国内外学者深入、精细化地研究,但是如何准确地获取爆炸近场参量仍是一大难题。

根据Drotleff[1]的说法,近场范围主要为装药半径1.732倍到7.07倍,即装药体积的3～50倍。在这个距离下,爆炸冲击波峰值压力可达上百兆帕,同时伴随着剧烈的光电效应以及大量固体颗粒和带电粒子。这导致爆炸近场测量环境极其复杂严峻,一般的传感器在这种条件下难以生存,即使测得数据,测量结果也会受到严重干扰。

面对爆炸近场这种复杂情况,研究人员自20世纪开始做出了许多努力。从稳定获取爆炸近场冲击参量数据以及增强仪器生存和干扰能力两方面为主要出发点,采用改变测量原理、优化测量装置等多种方法,在近场测量领域获得许多成果,大大促进了爆炸近场测量技术的发展。本文将从间接测量技术和直接测量技术2个方面介绍近场测量的发展现状,并分析测量方法在近场冲量中的适应性和稳定性。

1 间接测量法

在爆炸近场,冲击波压力会在大小、分布和方向等方面以极快速度变化,压力上升时间极短(微秒级或纳秒级),常规的测量方法难以获得有效数据,容易出现测量结果受到严重干扰或测量仪器遭到损坏的情况。在这种恶劣条件下,早期许多研究人员选择间接测量法获取爆炸冲击参量。间接测量法是指针对难以直接测量的物理量,可以通过测量易测量,再利用已知的函数关系式,将其转化为目标物理量的测量方法。而冲量载荷及其空间分布特征作为判定爆炸毁伤模式和定量分析毁伤效果的重要依据,相对于压力载荷来说更易用间接测量法获取。

1.1 动量计法

根据经典力学,冲量等于动量的变化,

式中:F(t)表示作为时间的函数作用在物体上的力;m表示物体的质量;v-v0表示速度的变化。如果必要的物理参数已知,就能计算出冲击载荷。动量计法就是利用这个原理,选择效应物作为动量计,通过动量计获取其受爆炸近场冲击波作用后的动量或冲量,以此来推算其载荷。

为了确定爆炸近场载荷冲量,20世纪50年代许多研究人员提出了自己的想法:① Zeipel和Clemedson通过将一个金属的物体自由悬挂,让它收到空气冲击波作用而移动,用物体位移的距离来计算冲量;② Larsson通过把物体放在导管中,测量物体在导管内移动的距离以确定其冲量;③ Granstrom等将金属的物体或活塞的动能施加在已知物理特性的元件上,测量其弹性或塑性变形程度以估计冲量;④ Zeipel和Clemedson将炸药冲击波作用于被限定的圆盘上,记录其最大偏转量来得到冲量。

但是上述的方法还是比较粗糙,为了获得更加精确的数据,Parr[2]采用弹道滚动摆测量爆炸近场冲击波和撞击碎片的总冲量,将多种规格和材质的立方体放置在平地上,令其平面垂直于立方体与爆心的连线,将4～5个相同类型的立方体放在同一半径的弧上,通过立方体初始和最终位置的总位移和径向角度偏差来确定其冲量,但滚动摆的尺寸相对较大,导致其径向分辨率较低。Reisler[3]统计了大量规格、尺寸和材料各不相同的立方体在爆炸作用下的抛掷距离,通过对数据的拟合建立幂律函数来预测装药的外层压力,并确定了许多工况适用的立方体材质和规格。在Reisler 的工作上,Held[4-5]对其更近一步发展,在测量圆柱形炸药周围的脉冲分布时,将1 m长杆分成10个短杆,炸药置于在4个1 m 分段杆的阵列中,4个长分段杆与装药轴线的径向距离以及轴向距离各不相同,并且都正对装药,2个垂直于装药轴线,2个平行于装药轴线,如图1所示。通过高速摄影的图像和短杆的抛掷距离可以反映装药的冲击波冲量。

这种将无约束或单约束金属块作为动量计的方法有很大潜力, Held之后也做了许多努力。Held[6-7]发现分段杆的不同排列方法会对测量结果有比较大的影响,将排列方式由线性排列改为两个不同半径的半圆形排列,如图2所示,并令圆柱体更短以提高角度分辨率,将材质换成钢减小圆柱体飞行距离,发现半圆排列比线性阵列精度更高,承压效果更好。之后Held[8-9]对动量计的几何形状和材质改变对测量结果的影响进行了深入研究,将圆柱体和立方体进行试验对比,发现立方体更易固定,并且能保证有一个垂直于撞击碎片的平面,减小偏心的影响,而且立方体宽度能做的更小,使角分辨率更高。并分别用钢和铝制作动量块,发现动量计的材质的选择正确能使测试结果更加清晰且便于记录。2004年,Held[10]通过试验对方法的准确性进行了验证,用动量法得到了在比例距离Z=0.5 m/kg1/3和0.75 m/kg1/3的距离处,成分或形状不同的1 kg装药的动量。

为了提高数据的精度,研究人员尝试通过改进对高速相机的使用方法来减小误差。1991年,Held[11]通过高速摄像机拍摄炸药周围不同距离不同颜色的板的初始速度,再用公式来计算动量,研究结果验证了关于圆形装药的冲击波理论[12-13],但是数据与圆柱形装药的冲击波理论的一致性很差。Held[14]通过双闪光X射线曝光获得动量计的图像,再用动量计的位移和时间差来获得动量计的动量,研究地雷对近距离目标施加的载荷。这种使用方法有很高的空间分辨率,具有良好的可再现性,可用于校准和验证爆炸模型。2011年,滨岛秀树[15]将圆盘作为动量计,利用高速摄影获得了圆盘的飞行速度,通过试验和数值模拟2种方式获得了炸药到圆盘的间隙长度与炸药驱动圆盘的飞行速度之间的关系。

这种动量计法的优点主要是测试原理简单,测试结构易于设计且制作成本低廉;动量计抗冲击能力强,不易损坏,可重复利用;角分辨率高,便于测量近场冲击波阵面形状。但缺点也不容忽视,一是动量计测量精度有限,容易受到近场外力的干扰,测量误差较大;二是测量数据量受限较大,难以记录待测量随时间变化过程。

为了能提高近场测量精度,研究人员在动量计的基础上进行改造,只关注单个动量计的移动,得到了一种新的近场冲击参量测量方法,即脉冲塞法。

脉冲塞法是将施加在杆或塞上的入射爆炸压力视为脉冲载荷,假定塞的等加速度是瞬时的,在塞的飞行轨迹上测量其速度,利用牛顿第二定律,应用测得的塞的速度和质量,确定施加在塞上的冲量。脉冲塞法的测量结构主要分为两部分:一是塞的安装结构,由塞体、安装底板、固定装置组成,底板上有和装药中心等高的圆柱形孔,孔的轴线穿过装药中心,确保爆炸冲击波能在脉冲塞的爆炸面上正常反射;二是测量结构,主要包含高速摄像机、刻度底板、灯3个部分,令高速相机与塞处于同一水平面,保证图像能准确地记录塞的位移,整体结构如图3所示,

图3 脉冲塞法

20世纪50年代,Johnson[16]通过测量从刚性平板上的孔中射出的已知质量的圆柱形塞的速度,之后用相机记录经过两个已知相对距离的闪光单元的时间,再用牛顿第二定理得到了炸药的冲量和比冲量。但是这种方法容易造成仪器损坏且精度难以保证。Drotleff等[17]在这种方法的基础上进行了一定的优化,将测速装置更改为2个光电二极管传感器,通过塞子经过光电二极管传感器时,电压的信号下降来确定塞子的到达时间,将测量精度和稳定性提高了一个量级。

马里兰州阿伯丁试验场的弹道研究实验室(BRL)的Johnson[16]以及Huffington等[18]使用脉冲塞技术测量范围在227～907 g的多种质量Pentolite炸药的近场反射压。Johnson[16]在127～965 mm的距离范围内进行测试,对应于0.198～0.992 m/kg1/3的比例距离范围。Huffington和Ewing[18]则更近一步,将比例距离拉近到0.060～0.198 m/kg1/3范围内。Nansteel[19]通过C4球型装药近距离爆炸试验研究脉冲塞法的测量精度和准确性,并与其他动量法的测试结果以及传感器测试的近场数据进行对比,还借助数值仿真研究爆破响应对脉冲塞法测量的影响,研究结果表明,与传感器相比,脉冲塞法的测试结果误差更小,流固耦合的对测试的影响可以忽略不计,验证了近场测试中脉冲塞法的可靠性。2020年,李臻[20]通过数值仿真的方法建立了脉冲塞的数值仿真模型,与Nansteel[19]的试验数据有着良好的一致性。

脉冲塞法在测量近场单点时精确度好,准确度高,重复性强,数据可靠性高,在近场测试中有很好的应用前景。可惜的是单次试验的数据量较少,一次试验只能获得一个数据,适合作为大规模试验后的补充或者是小药量试验多次测量。

1.2 薄膜测试法

薄膜测试法[21-24]是基于压力响应膜片在一定的压力作用下会产生相应的形变,在相同的压力作用下,膜片的大小、厚度、材质的不同都会改变膜片的形变量。通过将膜片进行一定的约束,选取敏感性合适的膜片,用爆炸后膜片的最大形变量作为衡量爆炸冲击波超压的特征参量,在小当量的情况下,还可以用膜片的中心位移量来计算爆炸冲击波冲量。压力作用在膜片上的简化力学模型如图4所示,直径为d的压力响应膜片在压力载荷P作用下弯曲变形,其最大形变量为Wmax,建立起Wmax与冲击波压力( 或冲量) 的关系模型,可对冲击波压力( 或冲量) 进行定量评价[25]。

图4 压力响应膜片简化力学模型示意图

近年来,薄膜法在近场爆炸中的应用,引起了国外研究人员的重视。美国Woods Hole实验室用铜膜片充当传感器,通过膜片的形变程度来表现水下爆炸压力的作用情况。Murata[26]和Chen[27]等研究了水下近距离爆炸下靶板的动态响应特性,分析了冲击波和气泡载荷在靶板的变形过程中起到的作用。以色列在640 kg高爆炸药的爆炸试验中将膜片作为靶板,依据靶板的变形程度来评估装药爆炸威力。

国内对薄膜测试法的研究起步较晚,但在近场测量应用方面也有了一定的成果。沈飞等[28]将1～3 mm的膜片制成效应靶,测量了TNT装药比例距离0.85～1.63 m/kg1/3处的塑性形变,推算得到的比冲量与根据经验公式得到的比冲量平均相对偏差值达到了5.3%,膜片安装结构如图5所示。李丽萍[29]采用铝合金膜片作为响应薄膜,通过立靶和平靶2种安装方式测量了比例距离1.5～2.6 m/kg1/3的最大挠度,验证了TNT爆炸效应靶最大挠度经验模型的准确性。张显丕等[30]通过直径2 000 mm、板厚10 mm薄膜来研究装药水下近场爆炸威力,建立了靶板变形计算方法,初步设计了基于压力响应膜片的装药近场威力评估试验设计和试验方法。

图5 压力响应膜片安装结构

薄膜测试法依靠使用便利,成本低廉,敏感性高,寄生效应低等优势在近场冲击测试领域大规模测试中有着比较广泛的应用,而且其能反映冲击波综合作用效果的特性在近场威力评估中有很好的效果;但薄膜本身的性质也决定了这种方法难以反映冲击波的作用时间历程,所以在实际使用时往往需要搭配其他的测试方法一起使用。

2 直接测量法

2.1 压杆法

压杆法测量的原理是将爆炸载荷作用在一根圆杆的一端,令其在杆内引发一个沿杆传播的弹性应力(应变)脉冲波,在圆杆上对这个脉冲波进行测量,记录其时间历程,再根据脉冲波在圆杆中传播的规律,就可以推断出外加载荷的压力时间关系。

通过细长的圆柱型杆来进行测量近场爆炸冲击波压力的方法的最早是由Hopkinson[31]在1914年提出的,他将压力施加到一根悬挂的细长圆柱型钢杆的一端,钢杆受力后撞击尾端有着相同直径的短杆,使其飞出一定的距离,通过这段距离可以得到入射应力脉冲的动量。通过改变尾端杆的长度,可以得到冲击波的峰值压力以及正压阶段持续时间的信息。之后,Robertson[32]和Landoneta[33]在Hopkinson[31]的方法上进行改进。将杆尾端的短杆改为由杆尾端切出的小段,并用凡士林粘在尾端。则可由飞片的速度和质量计算得到动量,即飞片中应力在这段时间内的冲量,从而得到积分时间内的平均应力。

但是前2种方案都有一个共同的缺点就是不能给出压力和时间之间的精确关系。Davies[34]在1948年解决了这个问题,采用平板电容、柱形电容和双束阴极射线管示波器测量压杆端面位移和杆侧面的径向位移(见图6),再通过计算获得压力时程曲线,不但绘制出了压力和时间之间的关系曲线,还对应力波沿杆传播时所受的畸变进行了全面的分析,使压杆测压方法的精度有了很大提升。

Wenzel和Esparza[35]利用压杆和应变片对炸药近场压力场进行了研究。测量了比例距离0.12～0.23 m/kg1/3的反射压力峰值,与Brode[36]和Glass[37]对空气中激波的研究中给定数据所计算的值反射压力峰值基本一致。这种通过金属应变片或者半导体应变片来测量杆表面轴向或环向应变,在计算得到承压端面的冲击波压力波形的方法已经成为压杆测量方法中的常用技术[38-40]。Dick等[41]成功利用粘贴应变片的压杆测得爆炸近场的冲击波压力,峰值达到2.4 GPa。

近场爆炸测试时单个测点容易导致压力脉冲的严重变形,因此,国外学者将多根杆组成阵列同时进行测量。Edwards和Thomas[42]采用应变式压杆阵列测压系统测量了炸药爆炸近场的压力时程曲线,发现在比例距离0.08 m/kg1/3,峰值反射压力小于1 000 MPa时,钢杆仍可以测得真实的压力时程曲线,而且反射激波和接触面的相互作用会引起二次波峰影响实验结果。Clarke等[43],Rigby等[44]将压杆组成阵列的方法成功测得浅埋炸药爆炸载荷的时空间分布(见图7),并设计了可应用于离散压杆阵列的插值方法。Rigby等[44]采用Clarke等[43]类似的装置研究近场爆炸产生的空气冲击波参数的时空分布。

图7 压杆阵列试验仪器示意图

在实际使用中,许多研究人员发现将压杆与其他方法有机结合,能更好地发挥压杆在近场测试中的优势。 Resnyansky和Weckert[45]在前人的基础上设计了一种较为简单易行的压杆测压装置,通过在压杆前端增加保护装置来精确测量爆炸近场的动量并在压杆表面粘贴应变片来获取压力时间关系,装置如图8所示,对于借助小型气枪试验测试和数值仿真验证装置的可行性,研究结果说明试验压力计和压杆得到的动量一致性很好。这种方法减小了压杆测压系统设计和难度且保护装置的增加也在一定程度上提高了装置近场测量时的生存性。美国陆军研究实验室[46]在这基础上进行了进一步的发展,通过压杆和积分器获得炸药近场的压力时间曲线和总冲量,为了增加压杆在近场的承压能力同时保护压杆,用钢塞夹住压杆前端,在杆和钢塞之间充满了油脂,并用钢垫片覆盖了前塞和杆面,并利用多种方法修正信号色散,成功得到了倍的装药直径的可靠的近场冲击波压力时间曲线。2016年,南非开普敦大学的Cloete等[47]在弹道摆的中心安装压杆测量了近距离爆炸产生的总冲量和爆炸压力时间曲线(见图9)。尽管峰值压力的细节由于较高的色散效应无法分辨,但压杆还是获得了可重复和一致的总冲量值,捕捉到了爆炸载荷的基本形状。

图8 装置实物图

图9 弹道摆装置

相对于国外在压杆测压系统设计、结构优化和校正方法分析等方面开展的工作,国内的研究显得较为贫乏,最先开始研究压杆压力传感器的是范良藻等[48],利用短压杆和PVDF薄膜研制了上升时间为20 ns的传感器,但是只能用于标定激波管中的阶跃压力信号,因为杆长度较短而不能进行正压作用时间比较长的爆炸冲击波测量。

21世纪初,西北核研究所对压杆测压系统的研究逐渐步入正轨。胡永乐等[49]和石培杰等[50]介绍了应变式压杆压力传感器测量近场冲击波爆炸载荷的原理及方法;王长利等[51]对于测试仪器系统的构成及工作原理进行了一个完整的梳理,并通过测量爆炸容器壁面所受载荷验证了其结论。张德志等[52]通过理论计算和数值仿真,分析了压杆测压系统的频响、可测量下限和有效测量时间,并以小比距离的爆炸冲击波试验进行了验证。针对应变式压杆在进行冲击波的超压测量时出现的动态响应不足的问题,邹虹等[53]采用系统辨识建模和动态补偿的方法,设计了一种动态补偿滤波器,改善了压杆测试系统的动态特性,使得频带更宽,响应时间更少。

由于近场爆炸实验的难度和仿真技术的进步,通过数值仿真研究压杆法也成为了一个重要的方向。宜晨虹等[54]用数值模拟的方法研究了压杆的截面变化对测试结果的影响,分别模拟了在梯形脉冲和三角形脉冲加载下变截面压杆的响应。2014年,宜晨虹等[55-56]模拟了在不同特征的脉冲下带有表面划痕的压杆的测试结果。发现压杆表面的划痕对测试结果有很大的影响,而且脉冲上升前沿越小,对测试结果的峰值影响就越大。

传统压杆法的频响上限不易突破的问题一直困扰着许多测试研究人员,我国研究人员为此找到了一个新的方向。杨军等[57,58]将光子多普勒测速仪与压杆相结合,采用滑动安装结构消除探头在应力波作用下产生的轴向速度,根据杆中弹性波多次反射的压杆自由面速度曲线,提取起跳点,拟合得到了压杆声速。试验结果表明:该系统频响低于杆表面粘贴的应变片电测系统,测量下限优于应变片电测系统。2021年,杨军[59]基于压杆和光子多普勒测速技术研制了一套近距离冲击波反射压力测试系统(见图10),采用加汉宁窗短时傅里叶变换的传输模式分析方法和局部相位-幅值联合校正算法,将自由面速度信号转换为承压面平均应力,提高了系统频响。

图10 基于光子多普勒测速技术的压杆测压系统

压杆测试法经过了一百多年的发展,测试理论已经非常成熟,其大量程,强抗干扰能力,不易损坏等特性,在爆炸近场冲击波测试中也有着良好的表现。但其在使用时定制化的程度过高、在近场测量使用中需要额外设计保护系统、在外场使用较为不便等情况,使得其难以得到广泛的应用。 目前国内因起步晚,研究少等原因,对压杆法关注不足,但相信其在近场测试领域的优秀性能还是会令其得到更多重视。

2.2 压电法

PVDF传感器在压电测量领域具有广大的发展潜力和应用空间。 PVDF在极化后有着优异的压电性能,其压电系数为常数且不受加载速率影响[60];有着宽阔的测压范围,最大使用应力可达50 GPa[61],能20 GPa压力作用以下仍保持一定的测试精度;灵敏度和频响很高,响应时间可达到纳秒级,是石英的60倍以上;在制成传感器后还具有质量轻,机械柔韧性好,厚度薄等优点。

针对PVDF在高压测试上的优良表现以及强大的适应性,国外研究人员在近场动压测试领域的研究和应用领域做了大量工作。法国LAAS大学提出了一个PVDF动态压力传感器的模型和设计,可以在极端温度条件下工作在GPa范围内,且具有纳秒级的动态响应能力,对电路模型和一些传感器的关键问题,如封装、电缆的影响和调理电子器件的作用,都进行了阐述,通过激波管实验进行了验证和校准[62]。法国 ISL 研究所和美国 Sandia 国家实验通过 Bauer 极化法处理PVDF 薄膜制成传感器,其可以在 25 GPa 以下的压力测量范围内都有着很好的重复性和可靠性。专门从事薄膜型高压传感器研究的美国 Dynasen 公司,对 PVDF 的研究表明,PVDF传感器的测压范围可达到 30 GPa,但其在10～25 GPa的测量精度有一定问题,据推测可能是极化方式不同导致。PVDF 还可用于测量炸药的爆轰压力,试验安排如图11所示[63-64],将3 片PVDF置于铜板、炸药样品和 Kel-F板之间,通过气炮驱动飞片高速撞击铜板,产生冲击应力波,之后铜板中高达 2.5 GPa的应力波传播到火药样品中,引发火药爆炸产生爆轰波。爆轰波压力特征为在纳秒级上升时间后到达压力峰值,再形成持续一定时间的压力平台,最后逐步衰减,此为首次采用试验实测的方式得到爆轰压力剖面轮廓,且与 Neumann 的理论预测一致。

图11 爆轰波PVDF测试装置示意图

池家春[65]等分别采用锰铜计、PVDF压力计和电气石传感器对水下爆炸压力进行了测量,得到了较宽范围(距离炸药球心距离相对距离1～400)爆炸冲击波峰值压力衰减变化规律。赵继波[66]等采用PVDF压力计对炸药水下爆炸近场压力进行了测试(峰值压力为4 GPa),通过与高速扫描相机进行比较,验证了压力计用于水下近场爆炸压力测量的可行性。贾曦雨[67]采用高速摄像机和PVDF薄膜传感器同时测试水下近场爆炸冲击波,试验装置如图12所示,其中(a)为悬挂在水箱中的HE球体,(b)为聚偏二氟乙烯(PVDF)薄膜,即白色聚四氟乙烯(PTFE)带上的橙色区域,(c)为用于定位和安装的木制支架以及(d)为整个水箱系统的前视图。其测量了装药半径2～10倍距离的冲击波压力,验证了高速摄像图像数据、PVDF信号和数值计算结果的一致性,并以此为依据,提出了一个高精度的近场压力两项压力峰值分布模型。

图12 实验装置图像

因难以克服爆炸近场诸多干扰因素,传统的石英压电传感器在近场测试中表现不佳, 而PVDF凭借其广阔的测压范围,优秀的稳定性和强大的适应性得到了近场测试研究人员的青睐。虽然目前对PVDF传感器研究中仍有问题尚未解决,如PVDF制作方法的不同会令PVDF传感器成品性能大相径庭;PVDF传感器在封装和使用时的边界条件以及所处温度都会对其输出造成很大的影响;在近场测试时诸多因素对PVDF传感器的干扰等。但目前PVDF传感器在近场测试上的实用性已经得到了试验验证,获得了研究人员的认可。

3 结论与展望

爆炸近场的恶劣条件使得近场测量技术的发展举步维艰,从收集的文献中,发现目前近场测量研究面临以下几个问题:① 爆炸近场理论不够完善,无法确定近场毁伤过程;② 近场测量环境恶劣,测量仪器难以生存;③ 炸药近场爆炸过程中除气体外,还有固相物质,传统测量方法很难获取到有效数据;④ 近场爆炸多种作用耦合,测量数据的真实性和有效性难以确认。由此对近场测量技术未来的发展趋势进行的展望如下:

1) 增强仪器环境适应性。爆炸测量的特殊性和爆炸近场环境的严酷性使得仪器在测量之前不得不先考虑自身的生存性和环境适应性的问题。不能保证自身的生存能力意味着仪器难以获得数据或试验成本过于高昂,而环境适应性不足会导致测量数据干扰因素过多,难以得到有效数据。因此,想要获取高精度、高准确度的数据促进近场爆炸研究,需要提高仪器的生存能力和环境适应性,如增加抗压装置,进行耐高温处理、选用耐温耐高压材料等。

2) 改进测量方法。已知爆炸近场存在着多种介质作用,但目前近场测量方法都很难同时测得近场多种介质作用效果,这是因为不同介质作用形式不同,测量方法的测量范围总有一定的局限。解决这个问题,当前比较好的思路是通过改进测试仪器或测量方法,将多种介质作用的测量都集中到同一种仪器上或者将多种介质作用解耦通过多种测量方法分别得到。最近研究人员通过高速摄像机和计算机算法结合来推算爆炸近场载荷,其结果已经比较接近近场测试数据。

3) 提升测量数据质量。爆炸近场的作用机理和爆炸模型没有完善的理论支持,一方面是爆炸过程极其复杂多变导致研究难度大,另一方面,近场爆炸数据的数据量较少,误差较大,也是理论难以完善的重要原因之一。小型实验局限性较大而大型实验往往耗费颇大,不可能做大量实验,提升每次实验的数据获取量和准确度就变得至关重要。提升获取数据的质量就是要减小测试环境对测量系统的干扰,增强系统的稳定性和可靠性。从收集的文献资料来看,更换更适合的材料和添加电路来提升仪器本身的准确性和生存性、对测试数据采集方法上进行改进以及数据处理分析方法优化都是可行的方向。