环境参数对HMX-Al-DEE云雾形成过程及爆轰特性影响机制研究
批准号:
12102197
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
姚箭
依托单位:
学科分类:
爆炸力学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
姚箭
中文摘要
多相云雾形成及其爆轰规律是固液混合燃料云爆战斗部结构设计的重要依据。本目针对固液混合云爆燃料铝粉-乙醚(Al-DEE),以奥克托今(HMX)为添加剂,开展不同环境条件下HMX-Al-DEE云雾形成过程和爆轰特性研究。首先,建立可视化分散性能测试系统,结合Fluent开展不同环境温度、压力和湿度条件下HMX-Al-DEE云雾形成过程和不同时刻燃料浓度分布规律研究,揭示环境参数对多相云雾形成过程的影响机制。然后,基于激波管开展不同组成HMX-Al-DEE云雾爆轰试验研究,通过正交分析和理论模型计算分析,获得组成对混合燃料爆轰压力和爆炸下限的影响规律。最后,基于激波管建立环境温度、压力和湿度可控的爆轰性能测试系统,在18种环境条件下开展HMX-Al-DEE云雾爆轰试验研究,揭示环境参数对燃料云雾爆轰特性的影响机制。本项目研究成果对先进云爆武器的发展和应用具有重要意义。
英文摘要
The formation and detonation mechanism of multiphase cloud is the important basis for the structure design of cloud explosion warhead, which is filled with solid-liquid mixed fuel. This project plans to select HMX as the additive for typical solid-liquid mixed fuel Al-DEE, to study the dispersion process and detonation characteristics of HMX-Al-DEE under different ambient conditions. Firstly, the visual dispersion performance test system and Fluent software are used to study the cloud formation process and concentration distribution at different time of HMX-Al-DEE under different ambient temperature, pressure and humidity, so as to reveal the influence mechanism of ambient parameters on the he formation process of multiphase cloud. Then, the cloud detonation performance of HMX-Al-DEE with different ratios is studied in the shock tube. Based on the orthogonal analysis and theoretical model calculation analysis, the influence mechanism of fuel composition on the detonation pressure and lower limit of explosion is obtained. Finally, based on the shock tube, the test system with controllable ambient temperature, pressure and humidity is established to conduct detonation tests of HMX-Al-DEE under 18 kinds of ambient conditions, and the influence mechanism of ambient parameters on the cloud detonation characteristics is revealed. This project has a great significance for the development and application of advanced cloud explosion weapons.
多相云雾形成及其爆轰规律是固液混合燃料云爆战斗部结构设计的重要依据。本项目针对固液混合云爆燃料铝粉-乙醚,以HMX为添加剂,开展不同环境条件下HMX-Al-DEE云雾形成过程和爆轰特性研究。主要内容有:.(1)基于20L爆炸罐,利用防爆真空泵、低温冷却循环泵、加热带和加湿器等设备,建立可模拟不同环境压力、环境温度和相对湿度的爆炸测试系统。.(2)利用Fluent软件开展不同环境条件云爆燃料分散过程研究。环境压力对HMX-铝粉和HMX-铝粉-乙醚的分散状态影响较大,环境温度对乙醚的分散状态影响较大,相对湿度对燃料分散状态的影响最小。利用可视化分散装置确定最佳分散气动压力0.4MPa、电磁阀闭合时间80ms和点火延迟时间80ms。.(3)不同组成铝粉-乙醚和HMX-铝粉-乙醚的爆炸特性研究。乙醚可降低混合体系爆炸质量浓度下限,HMX可提高混合体系爆炸压力。混合燃料爆炸气体产物CO、CO2、NO、NO2浓度随HMX含量的增加而增加,混合燃料爆炸固体产物主要为Al2O3,受HMX影响较小。.(4)不同浓度铝粉-乙醚和HMX-铝粉-乙醚在不同环境压力、温度和湿度条件下的爆炸特性研究。两种固液混合燃料爆炸压力随环境压力降低而减小,随环境温度降低和相对湿度增加先增加后减小;爆炸质量浓度下限随环境压力的降低、环境温度的降低和环境相对湿度的增加而增加。环境压力对固液混合燃料的最大爆炸压力的影响最大;环境温度对固液混合燃料的爆炸质量浓度下限的影响最大。.通过本项目研究,可以全面了解云爆燃料不同环境条件下的爆炸性能,为云爆武器的研制和应用提供重要保障,对促进云爆武器的发展具有重要意义,同时对深入研究多相爆轰机理具有重要意义。
国内基金
海外基金