非密闭二级炸药的二级管激光点火——参数研究

A．Pettersson J．Pettersson N．Roman，FOA

文章摘要:一种利用光学纤维和增压的非密闭二级炸药来研究激光点火的试验装置已经试验成功，它能对二种不同RDX药剂参数进行研究。该研究注重于压力以及光纤端头和炸药样品之间对临界点火能量密度的影响。对上述药剂的研究表明，存在一个最小的有效照明面积(Aeff)。在照明面积小于Aeff时，临界点火能量密度主要取决于压力和光纤端头与样品之间的距离，而在面积超过Aeff时临界点火能量密度与压力和光纤端头与样品之间的距离没有完全的函数关系。
文章主题:二级炸药 二级管 激光点火 参数

文章内容：李军:非密闭二级炸药的二级管的激光点火——参数研究2003年第3期非密闭二级炸药的二级管激光点火——参数研究.,..,摘要一种利用光学纤维和增压的非密闭二级炸药来研究激光点火的试验装置已经试验成功.它能对二种不同药剂参数进行研究.该研究注重于压力以及光纤端头和炸药样品之间对临界点火能量密度的影响.对上述药剂的研究表明,存在一个最小的有效照明面积().在照明面积小于时,临界点火能量密度主要取决于压力和光纤端头与样品之间的距离,而在面积超过时临界点火能量密度与压力和光纤端头与样品之间的距离没有完全的函数关系.自从激光被首次作为含能材料点火源引入之后,大量的有关爆燃和爆轰的激光点火研究已经完成和发表.这些研究的目的:是从点火和分解过程对各种类型激光点火系统的结构进行纯理论研究.然而,到目前为止,没有或只有一些研究是针对用光纤进行非密闭二级炸药的二极管激光点火的.至少有二种可能性构成了对此项研究不感兴趣的原因.第一个可能是当建立激光点火系统时.密闭炸药的点火研究是很有用的.第二个可能性起因于在阈值点火能量中早期显示出的高压力函数关系.因此在大气压下,点燃二极炸药所需的能量是很高的.本论文叙述了一种新试验装置,使它有可能利用光纤和非密闭二极炸药在常压和压力升高条件下完成对激光点火的参数研究.此外还给出的是对两种不同药剂的参数研究.根据结果和与在文献中的结果相比较,得出了有关点火过程的一些结论.试验图是试验装置的一个图解说明,用于研究的激光器是一个高功率激光二极管(.3450.5,带有.830驱动器).激光有可变脉冲宽度(50-),并且在804波长时,有的最大额定输出.该激光器有一个输出端光纤,具有4001心线直径和2003年第3期火工情报3一个数值孔径,为0.4.通过光纤连接器,把具有相同心线直径和的第二光纤连接到输出端光纤上.如果必要,第二光纤的端头在样品端被切开.在每次点火之前,通过肉眼检验和通过对具有5持续时间的激光脉冲能量的测定来确认已切开光纤的质量(183588?-25).用一个定位座把光纤头和炸.药样品固定在它的位置上,该定位座是围绕着一个单轴来制作的,其位移精度为数量级(使用公司07501型).定位座的设计为的是激光辐射入射角能在不连续数值之间变化.定位座被插入到一个实验腔内,该腔可以加压气体至少达到4.关于这些试验,使用的气体是空气.图试验装置的概括图极管压力腔是圆柱形的,39长,其外径为10,内部容积为1.93.它装有二个可移动的后盖和一个观察窗.定位座被连接到一个后盖上,它装有一个用于光纤压力密封的通过孔.来自点火过程的辐射光用一个光电二极管测量.该光电二极管放置在与激光束垂直的位置并且连接到数字示波器上(541).取自光电二极管的典型信号见图2.点火时间定义为激光开始和第一光电二极管信号之间的时间间隔.激光输出功率在试验期间被保持不变,大约为1.,除对功率/能量函数关系的研究之外,选择的激光脉宽是,以确保有足够的能量来点火,而且允许在进行参数研究中有好的校验能力.取自光纤的激光脉冲能量在每次点火之前完成分解校验测量.为了确保这些测量与用于点火的实际脉冲能量相一致,又采用了一系列的标准化测试用辅助设备(1835能量计以及88..10头以及能量计带有30?...头).这样就能达到和建立起一个好的一致性.李军:非密闭二级炸药的二级管的激光点火——参数研究2003年第3期崔!!戆0.000.050.10时间()图2取自照像二极管的一个典型信号与1_'触发脉冲和激光脉宽相一致,压力3,光纤头和样品之间距离15实验室观察是利用一个的连接把从示波器上采集到的信号转换到机上.这样可以把记录到的数据用作试验后的分析.在绝大多数这些试验中使用的炸药是(平均颗粒尺寸为20),添加有按重量计8%的活性碳(100筛号).该组分,设计为)98.2/1.8.已被选定作为将来试验的标准参照.其它用于对比研究的炸药组分和在图3中已给出的是添加了0.5%的碳黑和1.0%的石蜡,通常已知的是98/1/1(平均颗粒尺寸190).组分用一个恒定的压力(39)被压入一个直径为5的黄铜环中.在样品中总的炸药量大约是20.结果在测量炸药的可点火性能时,需要使用临界点火能量密度,￡【/】.恒定的激光功率.一,以及恒定的激光脉冲宽度,.￡按以下公式计算:一斜(去)㈥这里,是已测得的点火时间(时间范围是从8到),吾是测量到总激光脉冲能量平均值,而是样品被照明的面积,使用简单的几何学和光纤计算.按以上公式在计算临界点火能量密度时,也应假设光束的断面是平的,作为一个光纤的输出它应是一个比较好的接近.对于所有已图示的曲线,每个数据其样品的数量至少为5个.2003年第3期火工情报133压力()图3临界点火能量密度,在光纤头和样品之间是2个距离()时是压力的函数.平均激光脉冲能量是141(=0.25)或者151_+_5.修正量边缘(中心点两边)代表标准的偏差.在图3中,临界点火能量密度是作为两种不同组分,98/和98.2/.8的药室压力的函数给出的.在样品和光纤头之间的距离或者为0.25或者为1.5.在较短的距离时有明显的压力函数关系,在低压力时结果导致了￡的一个大数值.所以,点火不是在时获得的.压力关系被大大降低,但仍然显示一个较长的距离.对于两种组分,点火是在处获得的,而不是在大气压力(0.)处.在图4中.￡是作为在光纤头和样品之间距离的函数被标出的,样品对应两种不同的压力,1.5和4.在较低压力时,有截然不同的距离函数关系.结果导致在短距离时有大的￡值.弱的依赖关系也被应用在较高压力的情况下.光纤头与样品之间的距离()图4临界点火能量密度,在二种不同压力时是光纤头和样品之间距离的函数.平均脉冲能量是151..5.修正量边缘(中心点两边)代表标准的偏差.134李军:非密闭二级炸药的二级管的激光点火——参数研究2003年第3期在图5中,￡是作为在光纤头和样品之间距离的函数被标出的,样品对应两种不同的入射角.入射角与样品表面有关.结果指出,对于不同的入射角,