文献综述
1.研究背景与意义
大型战斗部、云爆弹和温压弹等武器在做爆炸毁伤效果评估时,往往要研究冲击波毁伤效应,而冲击波准则是评定冲击波毁伤效果的有效手段。
爆炸冲击波可以毁伤人员、设施和装备等各种军事目标以及民用建筑,作用范围大,破坏力强,在弹药威力设计中占有重要地位,冲击波评价指标主要由参数决定[1],其参数冲击波超压峰值、正压作用时间和比冲量是主要战技指标之一,是炸药能量特性的一项重要参数,也是衡量弹药特别是爆破及杀伤--爆破战斗部损伤效果的一项重要指标,是弹药威力测试的重要内容[2]。
在做爆炸场冲击波压力测试时,爆炸往往会引起的高温、机械冲击、地震波等寄生效应,而常用的压电式冲击波压力传感器不具备高温屏蔽能力且都没有设计加速度补偿单元,这些寄生干扰会致使传感器产生一定的寄生输出,尤其是在爆炸近场,从而可能会使干扰信号与空气信号叠加到一起进而使实测信号产生畸变,这会严重影响到冲击波超压峰值,比冲量等指标的正常测量,关系到武器的爆炸毁伤效果的正确评估。
从上述可知,冲击波压力测试具有重要的军事意义且测试时总伴有寄生效应,因此各国研究人员都在致力于研究相关的理论以及改善测试方法与测试技术。本课题正是在冲击波测量的基础上,研究冲击波压力测试寄生效应的抑制方法。
2.冲击波压力测试方法研究现状
通常情况下,弹药爆炸时,高温、高压的爆炸产物首先会破坏弹体,形成向外高速飞散的碎片,然后在产物向外膨胀时压缩周围空气形成冲击波。对于冲击波的测试方法,主要有等效靶法、等效压力罐法、生物试验法、冲击波参数测量法(电测法)。目前最常用的方法是电测法。电测法按测试环境不同主要划分为:地面反射压力测量、壁面反射压力测试和自由场压力测试。按照测试方法不同主要划分为:引线式和存储式。
国内外对冲击波压力测试已进行了长期的研究。早在1983年,德国人M.Held[3]对自由场冲击波进行了研究,提出了相关的测试方法和研究思路。Patrick L.Walte[4]对冲击波测试所用的电缆线的选取进行了相关的研究。在2011年,I.Sochet[5]等人对空气中球形炸药的爆炸冲击波进行分析,对TNT、PETN和ANFO三种炸药爆炸产生的超压峰值、持续时间和比冲量进行了研究。国内对于地面反射压力的测试研究中,郭炜,俞统昌[6]等人对空气冲击波压力的地面测量技术进行了研究,组建了测试系统,包括:压力传感器、放大器(适配器)、传输线、数据采集系统等,并阐述了测试方法。对于壁面反射压力测量,西北核技术研究所张德志、李焰[7]等人设计了一种压杆测压系统,并成功应用于小比距离爆炸冲击波测试,获得了较理想的结果。
引线式测试技术传输信号会因为“电缆效应”产生干扰,同时受野外试验条件的制
