研究含能射流材料冲击化学反应特性的实验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开的研究含能射流材料冲击化学反应特性的实验装置及方法，属于活性聚能射流实验研究领域。本发明专利技术的装置包括射孔弹、隔爆箱、玻璃瓶、支架、高速摄影仪、起爆器、雷管、导爆索、观测窗、爆炸洞墙体、抽真空泵和钢板。爆炸洞墙体开有用于高速摄影仪观测的观测窗，在玻璃瓶与隔爆箱之间放置用于遮光的钢板，玻璃瓶与用于对玻璃瓶抽真空的抽真空泵相连。本发明专利技术还公开基于上述实验装置实现的研究含能射流材料冲击化学反应特性的实验方法。本发明专利技术能够实现在抽真空条件下通过高速摄影研究含能射流材料冲击化学反应特性，区分含能射流自发光和射流与空气摩擦发光，提高射流图像、运动轨迹清晰度，提高研究含能射流材料冲击化学反应特性的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其涉及到军事领域以及油田开发领域的一种，属于活性聚能射流实验研究

技术介绍
如果射孔弹药型罩是由活性金属材料制成，则生成的射流为活性聚能射流。不同组分活性材料制成的粉末药型罩，在形成射流时其活性金属间会在冲击波的作用下发生化学反应。一般认为，活性射流对靶板侵彻的同时，活性材料间发生冲击化学反应，并在极短时间内释放大量热。这一反应能量释放率与TNT相当，大量能量聚集在狭小孔道内形成一股高压(压力可达350?550GPa)气流冲刷孔道，达到清洁孔道的作用。国外研究者在改进活性材料配方、活性材料冲击反应机理及释能规律以及靶板对活性射流(活性破片)侵彻作用响应特征等诸多方面做了大量细致而深入的工作，使得活性金属材料研究及其应用形成较为完备体系；国内对活性材料研究起步较晚且集中于军用活性破片领域。对于研究含能射流材料冲击化学反应特性这一领域，由于含能射流速度太快，含能量高，凭肉眼无法直接观察，目前还没有一种有效的研究手段。因此，探寻一种有效的实验手段用以研究活性聚能射流的冲击反应特性，不仅能够填补国内研究的空白，更进一步的还能够为后续有关活性射流作用机理、目标靶板响应机理的研究工作起到支撑作用。为此我们专利技术了一种新的，解决了以上技术问题。
技术实现思路
本专利技术公开的，要解决的技术问题将高速摄影应用于研究含能射流材料冲击化学反应特性，并实现在抽真空条件下通过高速摄影研究含能射流材料冲击化学反应特性，能够区分含能射流自发光和射流与空气摩擦发光，提高射流图像、运动轨迹清晰度，进而提高研究含能射流材料冲击化学反应特性的精度。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。本专利技术公开的一种研究含能射流材料冲击化学反应特性的实验装置，包括射孔弹、隔爆箱、玻璃瓶、支架、高速摄影仪、起爆器、雷管、导爆索、观测窗、爆炸洞墙体、抽真空栗和钢板。所述的隔爆箱底部开有与射孔弹适配的孔。射孔弹、隔爆箱、玻璃瓶、支架、高速摄影仪、起爆器、雷管、导爆索根据实验需要布设爆炸洞墙体内，爆炸洞墙体开有用于高速摄影仪观测的观测窗。隔爆箱通过支架固定，玻璃瓶固定在支架中部，射孔弹置于防爆箱开口处，射孔弹与玻璃瓶的轴线及钢板的开口尽量重合。射孔弹通过导爆索与雷管相连，雷管通过导爆索与起爆器相连。为实现遮光效果，在玻璃瓶与隔爆箱之间放置用于遮光的钢板。玻璃瓶与用于对玻璃瓶抽真空的抽真空栗相连。所述的用于遮光的钢板正中开有可使射流顺利通过的孔，所述可使射流顺利通过的孔的直径范围28?32mm，优选为30mm。所述的隔爆箱优选，体积为30cm X 30cm X 30cm，钢板厚5mm，隔爆箱一面无盖，无盖端向上、所述的隔爆箱底部开有与射孔弹适配的孔，与射孔弹适配的孔为20cmX 10cm的长方形孔。所述的玻璃瓶尺寸优选60cm X 20cm X 10cm(长X宽X高)。为保证观测的实验数据准确，高速摄影仪尽量与玻璃瓶在相同高度。基于上述的实验装置实现的本专利技术公开的一种研究含能射流材料冲击化学反应特性的实验方法，包括如下步骤，步骤一，根据所述的一种研究含能射流材料冲击化学反应特性的实验装置位置关系布设实验装置。步骤二，通过抽真空栗将玻璃瓶抽真空。步骤三，在起爆器起爆同时触发高速摄影仪，高速摄影仪通过观测窗测得含能射流材料冲击化学反应特性，由于在抽真空条件下通过高速摄影仪测得含能射流材料冲击化学反应特性，能够区分含能射流自发光和射流与空气摩擦发光，提高射流图像、运动轨迹清晰度，进而提高研究含能射流材料冲击化学反应特性的精度。对于高温气体来说，折射率的变化主要受气体的温度和组分的影响，而一般常温气体的光学折射性取决于流场的密度分布。在本实验非真空工况下，可以认为金属射流高速侵彻玻璃瓶中空气。高速运动的射流会因为与空气摩擦而发光发热，本实验中射流运动速度可达4000m/s以上，射流运动速度远大于摩擦热的传播速度，因此可以认为瓶中空气为常温气体。同时高速运动的射流使得其周围空气形成激波层，大大改变了瓶中空气密度的分布。这样一来，瓶中空气的折射率分布就变的极为复杂，从而使得真空工况下的射流图像及运动轨迹比非真空中射流图像、运动轨迹更为清晰。从侧面印证了真空中射流发光是因为射流自身，受外界环境影响可以忽略不计。有益效果:1、本专利技术公开的，首次将高速摄影应用于研究含能射流材料冲击化学反应特性，能够更全面、精确地获得研究含能射流材料冲击化学反应特性的信息；2、本专利技术公开的，首次实现在抽真空条件下通过高速摄影研究含能射流材料冲击化学反应特性，能够区分含能射流自发光和射流与空气摩擦发光，提高射流图像、运动轨迹清晰度，进而提高研究含能射流材料冲击化学反应特性的精度。3、本专利技术公开的，可以解决在非真空环境中射流发光很剧烈并较难从图像中分辨出射流形貌的难题。【附图说明】图1为高速摄影实验系统布局图；其中，包括1-射孔弹、2-隔爆箱、3-玻璃瓶、4-支架、5-高速摄影仪、6_起爆器、7_雷管、8-导爆索、9-观测窗、10-爆炸洞墙体、11 -抽真空栗、12-钢板。图2(a)为射流在抽真空条件下10us时刻形态；图2(b)为射流在抽真空条件下30us时刻形态；图2(c)为射流在抽真空条件下50us时刻形态；图3(a)为射流在未抽真空条件下10us时刻形态；图3(b)为射流在未抽真空条件下30us时刻形态；图3(c)为射流在未抽真空条件下50us时刻形态。【具体实施方式】为了更好地说明本专利技术的目的和优点，下面结合附图和实施例将本专利技术作进一步说明。实施例如图1所示，本实施例公开的一种研究含能射流材料冲击化学反应特性的实验装置，包括射孔弹1、隔爆箱2、玻璃瓶3、支架4、高速摄影仪5、起爆器6、雷管7、导爆索8、观测窗9、爆炸洞墙体10、抽真空栗11、钢板12。所述的隔爆箱2底部开有与射孔弹1适配的20cmX10cm的孔。射孔弹1、隔爆箱2、玻璃瓶3、支架4、高速摄影仪5、起爆器6、雷管7、导爆索8根据实验需要布设爆炸洞墙体10内，爆炸洞墙体10开有用于高速摄影仪5观测的观测窗口。隔爆箱2通过支架4固定，隔爆箱2尺寸约为30cm X 30cm X 30cm，钢板厚5mm，一面无盖，相对的一面正中间开一个20cmX 10cm的长方形口，无盖端向上、开口端向下与支架4顶部焊接。玻璃瓶3固定在支架4中部，玻璃瓶3尺寸约为60cm X 20cm X 10cm(长X宽X高)，密闭良好。玻璃瓶3—端开有一阀门，用以在实验开始前将玻璃瓶3抽真空。射孔弹1置于防爆箱2开口处，与玻璃瓶3的的轴线及钢板12的开口尽量重合。射孔弹1通过导爆索8与雷管7相连，雷管7通过导爆索8与起爆器6相连。玻璃瓶3与用于对玻当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研究含能射流材料冲击化学反应特性的实验装置，其特征在于：包括射孔弹(1)、隔爆箱(2)、玻璃瓶(3)、支架(4)、高速摄影仪(5)、起爆器(6)、雷管(7)、导爆索(8)、观测窗(9)、爆炸洞墙体(10)、抽真空泵(11)和钢板(12)；所述的隔爆箱(2)底部开有与射孔弹(1)适配的孔；射孔弹(1)、隔爆箱(2)、玻璃瓶(3)、支架(4)、高速摄影仪(5)、起爆器(6)、雷管(7)、导爆索(8)根据实验需要布设爆炸洞墙体(10)内，爆炸洞墙体(10)开有用于高速摄影仪(5)观测的观测窗(9)；隔爆箱(2)通过支架(4)固定，玻璃瓶(3)固定在支架(4)中部，射孔弹(1)置于防爆箱(2)开口处，射孔弹(1)与玻璃瓶(3)的轴线及钢板(12)的开口尽量重合；射孔弹(1)通过导爆索(8)与雷管(7)相连，雷管(7)通过导爆索(8)与起爆器(6)相连；在玻璃瓶(3)与隔爆箱(2)之间放置用于遮光的钢板(12)；玻璃瓶(3)与用于对玻璃瓶(3)抽真空的抽真空泵(11)相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马峰，贾曦雨，王树山，蒲荣辉，刘佳鑫，
申请(专利权)人：北京理工大学，山东特种工业集团有限公司，北京中恒天威防务科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11