[發(fā)明專利]一種熱刺激彈藥裝藥點(diǎn)火及其反應(yīng)增長全過程測試系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010711336.4
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN111912303B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段卓平;張連生;黃風(fēng)雷;白志玲
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: F42B35/00
• 分類號: F42B35/00;F42B35/02
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 劉西云;李微微

本發(fā)明提供的一種熱刺激彈藥裝藥點(diǎn)火及其燃燒反應(yīng)增長全過程測試系統(tǒng)，從預(yù)熱、點(diǎn)火、燃燒各個階段同時對彈體溫度、裝藥溫度、彈體內(nèi)部壓力以及膨脹速率進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了約束彈體裝藥在熱刺激下的溫度變化、點(diǎn)火響應(yīng)、內(nèi)部壓力變化歷史以及殼體膨脹速率的同步測量，并具有良好的測量精度，解決熱刺激下裝藥響應(yīng)、點(diǎn)火后燃燒增長機(jī)制研究和反應(yīng)烈度評估缺少全過程多參量完整系統(tǒng)量化數(shù)據(jù)的難題，可促進(jìn)不敏感彈藥基數(shù)的進(jìn)步，具有良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于不敏感彈藥基礎(chǔ)研究技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱刺激彈藥裝藥點(diǎn)火及其反應(yīng)增長全過程測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)

彈藥在存儲、運(yùn)輸或服役等全壽命過程中，不免會遭遇火燒或長期暴露在高溫環(huán)境等意外熱刺激，引發(fā)彈藥裝藥點(diǎn)火燃燒，直至爆炸甚至轉(zhuǎn)變?yōu)楸Z等典型非沖擊點(diǎn)火事故，造成災(zāi)難性后果。這種非沖擊點(diǎn)火事故反應(yīng)演化過程非常復(fù)雜，受約束結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、慣性約束能力、炸藥固有本征燃燒特性和裂紋發(fā)展演化等多種因素影響，準(zhǔn)確系統(tǒng)同步獲得彈藥高溫刺激下的裝藥響應(yīng)溫度變化規(guī)律、點(diǎn)火后內(nèi)部壓力增長歷史以及對外的能量釋放和作功規(guī)律，是研究了解彈藥裝藥非沖擊點(diǎn)火事故反應(yīng)起始發(fā)生條件、災(zāi)變演化行為以及災(zāi)害后果量化評估的重要依據(jù)，而系統(tǒng)合理的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和精密測試方法是進(jìn)行上述研究不可或缺技術(shù)前提和物質(zhì)保障。溫度刺激下彈藥裝藥點(diǎn)火、燃燒、直至爆炸過程，殼體上的溫度高達(dá)270-300℃，彈體內(nèi)部壓力可達(dá)800-1200MPa，殼體破碎后速度可達(dá)幾十米/秒，有時甚至達(dá)到千米/秒。由于上述過程復(fù)雜，環(huán)境惡劣，典型物理過程變化時間上跨2-3個量級，壓力變化和速度變化同樣屬于跨量級狀態(tài)，給多物理量同步測試技術(shù)帶來了新的挑戰(zhàn)，同時目前市場上最好的壓力傳感器包括進(jìn)口傳感器，也無法滿足在如此高溫環(huán)境下的高壓測量，因此需針對上述問題需求發(fā)展特殊的試驗(yàn)測試技術(shù)和系統(tǒng)。

現(xiàn)有測試系統(tǒng)中主要有炸藥烤燃試驗(yàn)系統(tǒng)和強(qiáng)約束球形裝藥反應(yīng)烈度表征實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。炸藥烤燃試驗(yàn)系統(tǒng)主要由烤燃彈、加熱套、溫控系統(tǒng)、熱電偶、溫度記錄儀組成，其工作原理為加熱套和溫控系統(tǒng)以設(shè)定的升溫速率給烤燃彈加熱，直至發(fā)生劇烈反應(yīng)為止；期間安裝在炸藥中心和烤燃彈外表面的熱電偶，通過溫度記錄儀分別記錄藥柱中心和烤燃彈外表面溫度隨時間的變化，獲得炸藥發(fā)生點(diǎn)火的時間。強(qiáng)約束球形裝藥反應(yīng)烈度表征實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要由強(qiáng)約束球形裝藥實(shí)驗(yàn)裝置、中心點(diǎn)火裝置、彈體內(nèi)部壓力測試系統(tǒng)、PDV測試系統(tǒng)等組成，其工作原理為中心點(diǎn)火裝置點(diǎn)火，裝藥點(diǎn)火燃燒產(chǎn)生裂紋，火焰在裂紋中燃燒并傳播，產(chǎn)生高溫高壓氣體，壓力測試系統(tǒng)測量彈體內(nèi)部壓力變化，PDV測試系統(tǒng)測量彈體變形加速過程，直至彈體破裂失效，試驗(yàn)結(jié)束。上述系統(tǒng)雖然可得到熱刺激裝藥的響應(yīng)和點(diǎn)火后燃燒反應(yīng)增長數(shù)據(jù)，但是得到的數(shù)據(jù)只是分別對應(yīng)某個階段，不能形成全過程完整的數(shù)據(jù)鏈，對烤燃事故的災(zāi)變機(jī)制研究具有較大的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

為解決熱刺激下裝藥響應(yīng)、點(diǎn)火后燃燒增長機(jī)制研究和反應(yīng)烈度評估缺少全過程多參量完整系統(tǒng)量化數(shù)據(jù)的問題，本發(fā)明提供一種熱刺激彈藥裝藥點(diǎn)火及其反應(yīng)增長全過程測試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了約束彈體裝藥在熱刺激下的溫度變化、點(diǎn)火響應(yīng)、內(nèi)部壓力變化歷史以及殼體膨脹速率的同步測量，并具有良好的測量精度。

一種熱刺激彈藥裝藥點(diǎn)火及其反應(yīng)增長全過程測試系統(tǒng)，包括烤燃試驗(yàn)彈、加熱模塊、溫度測試模塊、壓力測試模塊、PDV測試模塊、冷卻模塊以及處理模塊，其中，烤燃試驗(yàn)彈包括彈體11和裝藥12；

所述加熱模塊用于以設(shè)定的溫升速率加熱彈體，使得彈體內(nèi)部裝藥的溫度隨之升高，直到溫度達(dá)到裝藥12的燃點(diǎn)從而發(fā)生點(diǎn)火燃燒；

所述溫度測試模塊用于實(shí)時測量彈體11和裝藥12的溫度；

所述壓力測試模塊用于測量裝藥12發(fā)生點(diǎn)火燃燒至彈體破裂期間的彈體11內(nèi)部壓力；

所述冷卻模塊用于轉(zhuǎn)移壓力測試模塊在測試彈體11內(nèi)部壓力時，從彈體11和裝藥12吸收的熱量；

所述PDV測試模塊用于從裝藥12發(fā)生點(diǎn)火燃燒至彈體11破裂期間，測量彈體11外表面與PDV測試模塊之間發(fā)生的位移；