第四章 冲 击 波 起 爆

1. 第四章 冲 击 波 起 爆

2. 以《爆炸理论》中活塞压力突变扰动模型为例引入冲击波概念。以《爆炸理论》中活塞压力突变扰动模型为例引入冲击波概念。 冲击波起爆属热爆炸机理（化学爆炸） 隔板起爆器（金属板）殉爆 （中间存在空间介质）

3. 第一节 均相炸药冲击波起爆 介绍起爆特性测试装置。 雷管是点起爆源，产生的冲击波是球面波。

4. 平面波发生器有两种： 1)组合装药； 2)加惰性块。 组合装药 加惰性块

5. 爆轰成长过程测定：硝基甲烷NM，冲击波推动炸药上移，炸药密度变大（能量密度加大） 产生，到A点炸药未受冲击波压缩时，炸药已开始爆轰，因而密度未增加，其爆速D <

6. 特点: 1)从冲击波到爆轰波的过渡是突然发生的,两波轨迹线在分界点呈折线状； 2)在界面上的一层炸药受冲击波作用后,需经过一段时间延时再同时起爆； 3)出现超速爆轰现象。 延滞期: H.W.Hubard 提出冲击波起爆延滞期公式:

7. N——反应级数， Z——频率因子， 活化能 Q——反应热 ‖ 化简 ‖ ‖ （经初始冲击 波压缩后的药温） （活化温度） （反应产物温度） 进一步简化： 对NM讲：

8. 超速爆轰速度 其中，D0 ——正常爆轰速度 up——质点速度 =6.30+ 对NM（硝基甲苯） + 3.20 由质量守衡定律： （ ——冲击波影响部分炸药质量） 代入 公式，则

9. 第二节 非冲击相炸药冲击起爆 非均相特点：1）界面多→冲击波有折射，反射发生； 2）多相→化学反应不可能同一。 热点随温度位置的不同，产生不同热点，不产生在同一界面上，因而上下左右前后有许多热点，属多点起爆机理。起爆深度的炸药在爆轰波前而消耗掉了。

10. 区别 均相 非均相 1） 跃变（冲击→爆轰） 渐变 2） (10%) 无 3） 炸药反应在界面薄层同时发生 热分散，先后，多点 4） 热化学参数Q、E起主要作用 微观结构（均匀性等）起主要作用 5） 冲击波不导电（不反应）在延滞期前 延滞期内导电（化学反应） 6） T、P↑爆炸发生（起决定作用） T、P不起作用，决定微观结构

11. 第三节 冲击波起爆临界能量 统计数学观点，如50%爆炸能量表示临界能量： 其中k——和炸药有关的常数；

12. 两边取对数得： 炸药内部及飞片内部存在冲击阻抗，设： 则 设飞片面积为1，时间亦为1 —时间） 则 （P—压力；A—面积=力； （P—飞片产生的冲击波压力）

13. （D—冲击波阻抗） 则 =常数，该式受下列因素影响： 1）炸药种类； 2）飞片速度（>3.0GPa）临界值

14. 3）炸药密度 （临界能量），原因： ， 气泡少传热加速EC↑（需能量） 4) (飞片厚)↑，条件：

15. 起爆过程： 冲击波增大， 趋于D，Δt→0, d→0即 强冲击波起爆开始以正常爆速进行爆轰。 起爆深度 影响因素 1）起爆冲击压力P Ln = + lnP (直线关系) 装药密度和炸药粒度 ρ增大 增大 晶体粒度增大， 增大 起爆深度 与起爆延滞期对应关系 增大 Δt增大 第四节 起爆深度

18. 炸药的DDT（Deflagration to Detonation Transition） 有关爆轰转变及炸药爆轰基础理论研究 属流体力学中的二相流。 第一段 平行层燃烧 第二段 对流燃烧 也有分成I阶段DST 第三段 稳定对流燃烧 第四段 低速爆轰 Ⅱ阶段 阶段是SDT 第五段 高速爆轰 燃烧转爆轰过程 激发能量→燃烧加速→压缩波→压力叠加→冲击波→爆轰 DDT =DST + SDT 燃烧转爆轰 燃烧转冲击波 冲击波转爆轰

19. 影响DDT过程因素 1）炸药本身 PbN6<PETN<TNT<工业炸药 （由易到难） 2）密度 • 现实意义就是开展无起爆药雷管研究 • ① 选较敏感的猛炸药（662炸药、PETN、RDX ） • ② 粒度小，比表面积大（多点起爆机理），细度大 • ③ 装药密度小，易湍流燃烧转爆轰，密度与粒 • 度构成透气度（孔隙率）有最佳范围 • ④DDT段壳体约束强度高

21. 冲击波引爆深度计算 LA―7425 炸药看成粘流体一相燃烧，另一相冲击波 （两相流）冲击波起爆的临界面积（侧向稀疏波侵入）

22. 复习思考题 • 1.试比较均相与非均相炸药起爆机理的异同。 • 2.影响炸药冲击波起爆的因素有哪些？这些因素各在起爆过程中如何作用？ • 3.炸药冲击波起爆时起爆深度的物理意义是什么？ • 4.均相与非均相炸药冲击波起爆延滞期有什么不同？并说明它们的影响因素？ • 5.冲击波起爆中起爆深度和起爆延滞期有什么关系？

23. THANK YOU!