[发明专利]研究含能射流材料冲击化学反应特性的实验装置及方法

说明书

本发明公开的研究含能射流材料冲击化学反应特性的实验装置及方法，属于活性聚能射流实验研究领域。本发明的装置包括射孔弹、隔爆箱、玻璃瓶、支架、高速摄影仪、起爆器、雷管、导爆索、观测窗、爆炸洞墙体、抽真空泵和钢板。爆炸洞墙体开有用于高速摄影仪观测的观测窗，在玻璃瓶与隔爆箱之间放置用于遮光的钢板，玻璃瓶与用于对玻璃瓶抽真空的抽真空泵相连。本发明还公开基于上述实验装置实现的研究含能射流材料冲击化学反应特性的实验方法。本发明能够实现在抽真空条件下通过高速摄影研究含能射流材料冲击化学反应特性，区分含能射流自发光和射流与空气摩擦发光，提高射流图像、运动轨迹清晰度，提高研究含能射流材料冲击化学反应特性的精度。

技术领域

本发明涉及一种研究含能射流材料冲击化学反应特性的实验装置及方法，尤其涉及到军事领域以及油田开发领域的一种研究含能射流材料冲击化学反应特性的实验装置及方法，属于活性聚能射流实验研究技术领域。

背景技术

如果射孔弹药型罩是由活性金属材料制成，则生成的射流为活性聚能射流。不同组分活性材料制成的粉末药型罩，在形成射流时其活性金属间会在冲击波的作用下发生化学反应。一般认为，活性射流对靶板侵彻的同时，活性材料间发生冲击化学反应，并在极短时间内释放大量热。这一反应能量释放率与TNT相当，大量能量聚集在狭小孔道内形成一股高压(压力可达350～550GPa)气流冲刷孔道，达到清洁孔道的作用。

国外研究者在改进活性材料配方、活性材料冲击反应机理及释能规律以及靶板对活性射流(活性破片)侵彻作用响应特征等诸多方面做了大量细致而深入的工作，使得活性金属材料研究及其应用形成较为完备体系；国内对活性材料研究起步较晚且集中于军用活性破片领域。对于研究含能射流材料冲击化学反应特性这一领域，由于含能射流速度太快，含能量高，凭肉眼无法直接观察，目前还没有一种有效的研究手段。因此，探寻一种有效的实验手段用以研究活性聚能射流的冲击反应特性，不仅能够填补国内研究的空白，更进一步的还能够为后续有关活性射流作用机理、目标靶板响应机理的研究工作起到支撑作用。为此我们发明了一种新的研究含能射流材料冲击化学反应特性的实验装置及方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明公开的研究含能射流材料冲击化学反应特性的实验装置及方法，要解决的技术问题将高速摄影应用于研究含能射流材料冲击化学反应特性，并实现在抽真空条件下通过高速摄影研究含能射流材料冲击化学反应特性，能够区分含能射流自发光和射流与空气摩擦发光，提高射流图像、运动轨迹清晰度，进而提高研究含能射流材料冲击化学反应特性的精度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明公开的一种研究含能射流材料冲击化学反应特性的实验装置，包括射孔弹、隔爆箱、玻璃瓶、支架、高速摄影仪、起爆器、雷管、导爆索、观测窗、爆炸洞墙体、抽真空泵和钢板。所述的隔爆箱底部开有与射孔弹适配的孔。射孔弹、隔爆箱、玻璃瓶、支架、高速摄影仪、起爆器、雷管、导爆索根据实验需要布设爆炸洞墙体内，爆炸洞墙体开有用于高速摄影仪观测的观测窗。隔爆箱通过支架固定，玻璃瓶固定在支架中部，射孔弹置于防爆箱开口处，射孔弹与玻璃瓶的轴线及钢板的开口尽量重合。射孔弹通过导爆索与雷管相连，雷管通过导爆索与起爆器相连。为实现遮光效果，在玻璃瓶与隔爆箱之间放置用于遮光的钢板。玻璃瓶与用于对玻璃瓶抽真空的抽真空泵相连。

所述的用于遮光的钢板正中开有可使射流顺利通过的孔，所述可使射流顺利通过的孔的直径范围28～32mm，优选为30mm。

所述的隔爆箱优选，体积为30cm×30cm×30cm，钢板厚5mm，隔爆箱一面无盖，无盖端向上、所述的隔爆箱底部开有与射孔弹适配的孔，与射孔弹适配的孔为20cm×10cm的长方形孔。

所述的玻璃瓶尺寸优选60cm×20cm×10cm(长×宽×高)。

为保证观测的实验数据准确，高速摄影仪尽量与玻璃瓶在相同高度。