高等爆轰物理作业.doc

1 什么叫弹药的爆炸系列？其功能为何？
爆炸序列是指为了完成起爆、点燃等功能而按感度由高到低，威力由小到大排列的火工品组合。它能将较小的初始冲量加以转换、放大，并控制一定的时间，最后形成一个合适的输出，实时可靠地引发弹丸装药。
弹药的爆许多实验验证，认为是一个比较粗糙的结论。有些炸药并不完全符合此式，例如Schwary的实验证明，对于TATB炸药，当时测出的关系为：
()
所以他提出新的冲击起爆判据为：
()
式中n是一个常数，决定于炸药的性质和实验条件。
Moulang曾发现利用飞片或柱形弹丸起爆炸药装药时，临界起爆压力p和起爆面积a有关，如图2。图中曲线上方是能起爆区域，下方是不爆区域。他认为在一定压力下，要有一定的起爆面积方能保证足够的热点，使爆轰得到成长，如果提高冲击波强度，则起爆面积可以减小，故对应某一压力有一临界面积存在，小于此起爆面积炸药也不能起爆。起爆面积的大小，还受到侧向稀疏波的影响，有壳时受影响可以小些，但规律不变。
lnp
-1
1
5
0
1
2
3
4
lna
图2 临界起爆面积与起爆压力的对数关系(PBX9404)
4 分别给出Semenov均温系统和F-K非均温系统的热爆炸判据式。
热爆炸方程本质上为能量守恒方程。对于均温系统，则是一个常微分方程。系统中的热量积累等于反应所产生的热量减去由于热传递所损失的热量，即单位体积炸药的热平衡方程为：
()
式中，炸药密度；c炸药比热容；T温度；Q单位质量炸药反应热；Z频率因子；E炸药活化能；炸药导热系数；拉普拉斯算子。该式为炸药热爆炸的基本方程，式左边项为炸药微元升温所需的热量，右边第一项是炸药微元化学反应释放的热量，右边第二项是炸药微元向周围环境散失的热量。爆炸条件。
右边第二项是炸药微元向周围环境散失的热量，假设散热主要以热传导方式进行，根据热传导定律，不同几何形状炸药的一维通式为：
()
式中，j炸药的几何形状因子；j=0，平板状；j=1，圆柱状；j=2，球状；r距离，球形与圆柱形代表半径；平板时则表示平板两侧间距之半。
这样，不同几何形状炸药的热爆炸方程可用通式表示：
()
(1) Semenov均温系统热爆炸判据
Semenov模型有以下五点假设：① 炸药是均温的，则；② 周围环境温度不随时间变化，T0=常数；③ 发生爆炸时炸药温度与环境温度T0相近；④ 炸药反应按零级反应进行，即在延滞期内不考虑炸药反应物的消耗；
⑤ 在炸药和环境接触的界面上，热传导遵守牛顿冷却定律，全部热阻力合温度均集中于此界面上。
Semenov判据求解有图解法和解析法，本文以解析法为例：
炸药发出热量曲线方程为：