锥形微元划分方法的聚能装药射流参数计算.pdf

第 “卷第期 年 月 爆破 “ 3 * 7 4 . 3 0 “ 8 A ,7 - 8 B , ， C A D B 8 ’ 3 3 0 ，E F A 8） 9 . 7 * , .7 - - ’ B A D G ’ G F , - ’ AH 8 A , A I A G , J 8 8 A 8 J J , G F ’ B A - 8 - , G , J ’ I - 8 9 G - F 8 D ,，8 A , L- ’ A - 8 A I A G , J 8 8 A 8 J J , G F ’ B J A G ’ B , G F ’ B，8 D , A , 8 I ’ 8 H 8 8 , G , J JB , 9 , B 4 F , K , GH 8 8 , G , J’ I G F ,- 8 9 G - F 8 D ,8 ,8 J ’- 8 - , 8 A J ’ I - ’ H A D 4 ;A 0 7 9- 8 9 G - F 8 D ,；- ’ A - 8 A I A G , J 8 B 9 B A D；K , G H 8 8 , G , J 引言 对聚能装药的射流参数进行分析时， 通常采用 流体动力理论。根据这个理论， 聚能装药从顶端起 爆后， 随着爆轰波的传播， 药形罩被一层一层压跨。 被压跨的聚能罩向轴线方向运动， 在轴线上相遇并 发生碰撞， 聚能罩内层一部分金属被挤压， 形成高温 高压的金属射流， 而聚能罩的外层部分变成杵状体 伴随金属射流运动， 金属射流边向轴线挤压边拉伸。 聚能罩被压跨时， 每个微元获得的能量不同， 从聚能 罩顶部到底部罩微元获得的能量逐渐减少， 因此聚 能罩各部分的压跨速度也逐渐降低。形成的金属射 流也相应的产生了一个速度梯度 ［］ 。 收稿日期 . “ . 作者简介 王兴雁 （ “ 0 2.） ， 男； 青岛 海军潜艇学院防救指 挥教研室助教， 硕士； 从事水下爆破专业的教学和 科研工作6 分析聚能装药的爆轰过程时， 可以将整个装药 划分成若干个微元， 各微元装药在不同时刻相继发 生爆轰， 而对于每一个微元的装药来说， 则认为是瞬 时爆轰 ［］ 。因此， 如何对装药微元进行划分是非常 关键的问题。微元划分的合理性， 将直接决定所建 立的数学模型是否能反映聚能装药爆轰和射流形成 的物理过程， 所以也将决定所计算的壳体破片运动 速度和射流参数是否合理。 聚能微元的划分 把包含药形罩部分的装药用许多垂直于装药轴 线的平面来分割， 如图（8） ， 把这部分装药分成’ 等分， 即’个微元。如果’取值足够大， 则取其中 任一微元来研究， 都可以认为是一个既有外壳又有 内壳的圆形环装药， 如图（） 。这样利用装药瞬时 爆轰一维抛射理论， 可以计算壳体运动速度和聚能 罩的压跨速度， 进而根据碰撞射流形成理论可以计 万方数据 算出射流参数 ［］ 。 （“）（） 图聚能装药平面微元划分示意图 相对于用经典的射流形成理论求解射流参数的 方法， 这种方法会大大简化求解过程， 利用聚能装药 的初始参数就可以求出壳体的运动速度和各射流参 数。但是， 这种微元划分法存在着很大的局限性， 用 于平面爆轰波的情况 （面起爆或起爆点无穷远） 是较 合理的。而在一般所用的点起爆情况下， 从爆源向 外传播的是球面波， 这时， 采用上面的微元划分方法 对射流参数进行计算显然不合适。为了让微元的划 分能够更加接近装药爆轰的实际过程， 提出了以下 锥形微元划分方法。 图（“） 表示一个圆锥形聚能装药剖面图。 “ 为装药轴线，点为起爆点。设聚能罩高度为， 起爆点与罩顶之间距离为 “， 则起爆后， 球面爆轰 波由起爆点开始沿径向传播 （如虚线所示） ， 经过一 定时间 “／（为装药爆速） ， 波阵面到达聚能罩 顶端。波阵面继续向前运动， 聚能罩开始了压跨运 动。因为在不考虑外壳及聚能罩反射的情况下， 从 起爆点向外传播的爆轰波总是规则的球面波， 所以 波阵面总是与通过起爆点的直线 垂直。在图 中， 以聚能罩顶点为起点， 作一条与 垂直的射线 * ’ 9 ［］ 吴学贵9聚能射流形成理论新议 ［ “ 9 ［］ 高尔新9带壳聚能装药的实验研究 ［ “ 9 * 爆破 年“ 月 万方数据