【摘 要】
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以钝感弹药技术为依托,研究了不敏感弹药引信起爆增强技术。以某引信钝感化改造过程为背景,从理论分析、数值模拟和试验验证角度研究了雷管输出威力起爆增强技术、飞片冲击起爆增强技术、聚能效应起爆增强技术以及不敏感引信的隔爆安全性。为了增强不敏感引信中敏感爆炸元件的起爆能力,利用ANSYS/LS-DYNA软件从雷管自身结构角度研究了猛炸药装药类型、壳体材料、猛炸药径高比对雷管起爆能力的影响,得到了雷管结构增
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以钝感弹药技术为依托,研究了不敏感弹药引信起爆增强技术。以某引信钝感化改造过程为背景,从理论分析、数值模拟和试验验证角度研究了雷管输出威力起爆增强技术、飞片冲击起爆增强技术、聚能效应起爆增强技术以及不敏感引信的隔爆安全性。为了增强不敏感引信中敏感爆炸元件的起爆能力,利用ANSYS/LS-DYNA软件从雷管自身结构角度研究了猛炸药装药类型、壳体材料、猛炸药径高比对雷管起爆能力的影响,得到了雷管结构增强起爆的规律。结果表明:雷管猛炸药装药使用奥克托今时起爆能力较强。雷管壳体材料的起爆能力从大到小依次是45钢、TC4钛合金、2A12铝合金和93钨合金。猛炸药径高比处于0.81至0.87之间时,鉴证板表面中心点的压力最大。对增大威力后的雷管进行了起爆不敏感装药导爆管的试验。为了解决单级飞片雷管遇到的起爆威力不足的问题,运用ANSYS/LS-DYNA软件研究了飞片材料、空气间隙、装药药量比和雷管外径对两级飞片起爆技术的影响,得到了两级飞片技术增强起爆的特性。结果表明:两级飞片雷管能够实现起爆不敏感装药导爆管,可以在不敏感弹药引信的钝感化改造过程中考虑使用。飞片材料使用45钢、TC4钛合金、2A12铝合金和93钨合金可以依次提高起爆能力。随着空气间隙的增大,两级飞片雷管的起爆能力先增大后减小。当空气间隙为0.4 mm时,两级飞片雷管的起爆能力较好,此时相对于单级飞片雷管结构,仿真得到输出飞片的速度约提升12.4%。随着两级装药药量比的减小,两级飞片雷管的起爆能力先增大后减小。当装药药量比为1:1.5时,两级飞片雷管的起爆能力较好,此时相对于单级飞片雷管结构,仿真得到输出飞片的速度约提升13.1%。保持雷管高度不变时,随着雷管外径的不断增加,两级飞片雷管增强起爆的能力逐渐提高,但提高的趋势减弱。为了给爆炸元件起爆威力不足的问题提供解决思路,运用AUTODYN-2D软件进行了聚能效应起爆增强技术的数值仿真研究,得到了雷管壳体底部聚能凹窝形状、壳体材料以及双层壳体结构对聚能效应起爆能力的影响规律。结果表明:雷管采用半球形聚能凹窝结构可以增强起爆能力,随着半球形凹窝直径的增加,起爆能力先增强后减弱。圆锥形聚能凹窝结构易形成“穿而不爆”的现象。雷管底部壳体材料对起爆能力有影响,当雷管底部壳体材料为TU2无氧铜时,仿真测得鉴证板中心点压力峰值最大。雷管侧壁材料对聚能效应起爆能力的影响不大。雷管采用1100铝-TU2无氧铜底部壳体材料组合时,仿真测得鉴证板中心点的压力峰值最大,其值约是平底雷管情况下压力峰值的3.6倍。利用聚能效应能够增强不敏感弹药引信的起爆可靠性。对于较大尺寸的不敏感传爆管而言,随着壳体厚度的增加,聚能效应的起爆能力减弱。为了验证不敏感引信采用起爆增强技术后的隔爆安全性,先运用AUTODYN软件并基于光滑粒子法研究了雷管意外发火时对引信的影响,得到了增强起爆后不敏感引信的隔爆安全性特性;针对烤燃环境下不敏感引信的隔爆安全性问题,又运用有限元软件ABAQUS对烤燃环境下引信敏感爆炸元件的威力特性进行了仿真研究,得到了雷管在烤燃环境下的能量变化情况。结果表明:不敏感引信分别使用增大威力型雷管、两级飞片雷管和聚能效应雷管时,雷管爆炸后2A12铝合金制引信体对应变形量分别仅约为0.35 mm、0.55 mm和0.05 mm,无危险破片的产生,不敏感导、传爆药不发生反应,只在隔板上正对雷管的表面形成一个小凹坑。聚能效应雷管能通过隔爆安全性的摸底试验。在烤燃试验中,不建议移除雷管进行不敏感引信的快烤试验,可移除雷管进行不敏感引信的慢烤试验。当雷管猛炸药分别使用太安、黑索今和奥克托今装药时,引信爆炸元件中均是雷管先发生点火反应,但点火位置和点火时间不尽相同。
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