炸藥在空氣中爆炸沖擊波的地面反射超壓實(shí)驗(yàn)研究

段曉瑜， 崔慶忠， 郭學(xué)永， 焦清介

(北京理工大學(xué) 爆炸科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100081)

炸藥在空氣中爆炸沖擊波的地面反射超壓實(shí)驗(yàn)研究

段曉瑜， 崔慶忠， 郭學(xué)永， 焦清介

(北京理工大學(xué) 爆炸科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100081)

為進(jìn)一步研究炸藥在空氣中爆炸的沖擊波參數(shù)，對(duì)梯恩梯(TNT)、HL0(黑索今(RDX)95%+石蠟(Wax)5%)和HL15(RDX 80%+Wax 5%+Al 15%)3種炸藥不同距離處的沖擊波反射超壓進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：相比HL0和TNT，HL15在距爆炸中心3 m、4 m和5 m處的峰值超壓最大；隨著距離的增加，在7 m、9 m和12 m處，3種炸藥的沖擊波峰值超壓越來(lái)越接近。采用冪指數(shù)公式對(duì)3種炸藥的沖擊波超壓與對(duì)比距離之間的關(guān)系進(jìn)行擬合后發(fā)現(xiàn)：在距離R≤2.6 m時(shí)，3種炸藥的峰值超壓大小順序?yàn)镠L0≥HL15>TNT；當(dāng)2.6 m HL0 >TNT；對(duì)于指前因子k值，HL0>HL15>TNT；對(duì)于衰減系數(shù)α值，HL0>TNT>HL15；k值和α值共同決定著沖擊波反射超壓大??；冪指數(shù)擬合公式在取對(duì)數(shù)后為線性關(guān)系，在外推時(shí)得到的數(shù)據(jù)更接近實(shí)驗(yàn)值，因此可以作為研究炸藥在空氣中爆炸的地面反射超壓經(jīng)驗(yàn)公式。

兵器科學(xué)與技術(shù)； 空中爆炸； 沖擊波反射超壓； 相似關(guān)系； 冪指數(shù)擬合

0 引言

高能炸藥設(shè)計(jì)是彈藥威力設(shè)計(jì)的核心，提高戰(zhàn)斗部的爆破能力主要是通過(guò)裝填高能炸藥來(lái)實(shí)現(xiàn)。炸藥在空氣中爆炸沖擊波參數(shù)是評(píng)價(jià)戰(zhàn)斗部毀傷威力的一個(gè)重要參數(shù)。通常認(rèn)為爆炸沖擊波參數(shù)是對(duì)比距離的函數(shù)[1]。Brode[2]用有限差分法計(jì)算了無(wú)限大理想氣體中梯恩梯(TNT)的爆炸沖擊波超壓,并擬合成對(duì)比距離的多項(xiàng)式形式表達(dá)式；Henrych[3]根據(jù)TNT在自由場(chǎng)空氣中爆炸沖擊波峰值超壓實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，也擬合出多項(xiàng)式形式的表達(dá)式；周南等[4]理論上推導(dǎo)了沖擊波參數(shù)的普適公式，計(jì)算了1 000 t和1 000 kg TNT的爆炸參數(shù)，并與相應(yīng)條件下的數(shù)值解和擬合公式進(jìn)行了比較；童曉[5]研究了地面反射超壓的測(cè)試及其影響因素，并測(cè)試了8 kg級(jí)TNT空中爆炸地面沖擊波參數(shù)；仲倩等[6]提出了描述TNT沖擊波超壓峰值與比例距離關(guān)系的改進(jìn)經(jīng)驗(yàn)公式。以上均為對(duì)TNT沖擊波超壓的相關(guān)研究，馮曉軍等[7]對(duì)1 kg 5種梯鋁炸藥的沖擊波參數(shù)進(jìn)行了研究，并分別擬合成多項(xiàng)式形式經(jīng)驗(yàn)公式，但當(dāng)量較小。

在沖擊波參數(shù)的實(shí)際測(cè)試中，由于爆炸的破壞作用等原因，要測(cè)定大當(dāng)量的自由場(chǎng)超壓很困難，測(cè)試反射超壓比直接測(cè)試自由場(chǎng)超壓更容易實(shí)現(xiàn)；通常情況下沖擊波反射參數(shù)代表著結(jié)構(gòu)的爆炸載荷的上限[8]，如果能得到反射超壓,對(duì)毀傷評(píng)估也是非常有參考價(jià)值的。由于存在馬赫反射導(dǎo)致反射超壓難于準(zhǔn)確估算[9]。盡管地表反射超壓經(jīng)驗(yàn)公式已經(jīng)存在并得到應(yīng)用[10]，然而其計(jì)算較為繁瑣，存在一些多次引用不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。含鋁炸藥作為一種典型的非理想炸藥，現(xiàn)有地面反射超壓公式的適用性尚未得到證明。本文擬探討一種新的冪指數(shù)形式的經(jīng)驗(yàn)公式。

為此，本文對(duì)TNT、HL0(黑索今(RDX)95%+石蠟(Wax)5%)和HL15(RDX 80%+Wax 5%+Al 15%)3種炸藥的裸藥柱在同一實(shí)驗(yàn)條件下的不同距離處的沖擊波反射超壓進(jìn)行了測(cè)量，依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)3種炸藥的超壓公式進(jìn)行了擬合，對(duì)照文獻(xiàn)[12]結(jié)果對(duì)含鋁炸藥超壓擬合公式的適用性進(jìn)行了分析，同時(shí)對(duì)3種炸藥沖擊波參數(shù)的傳輸衰減特性進(jìn)行了研究。

1 實(shí)驗(yàn)條件

1.1 實(shí)驗(yàn)炸藥

由于含鋁炸藥是一種典型的非理想炸藥，其非理想特性受裝藥量的影響較大，只有大當(dāng)量裝藥的測(cè)試才能較為準(zhǔn)確地描述其非理想特性。因此本實(shí)驗(yàn)采用的炸藥裝藥量為10 kg/發(fā)，藥柱長(zhǎng)徑比為2∶1.

1.2 測(cè)試條件

根據(jù)文獻(xiàn)[7]，只有在滿足對(duì)比炸高(爆炸高度/裝藥質(zhì)量1/3)大于0.35 m/kg1/3時(shí)才可以忽略界面反射的影響，本實(shí)驗(yàn)選擇炸高為1 m，可以忽略界面反射的影響。

測(cè)試場(chǎng)地選在開闊平坦的硬質(zhì)土壤。在以爆炸中心為圓心的兩條夾角為60°的圓半徑上布置左路、右路兩路空氣壁面?zhèn)鞲衅?，傳感器距爆炸中心水平距離R分別為3 m、4 m、5 m、7 m、9 m和12 m. 傳感器固定在直徑300 mm 的鋼制基座上，并保證傳感器作用敏感面與地面平齊，以準(zhǔn)確測(cè)試反射超壓。傳感器布置如圖1所示。

圖1 場(chǎng)地布置示意圖Fig.1 Schematic diagram of site layout

1.3 測(cè)試儀器

采用量程為50 lb/in2、100 lb/in2及200 lb/in2的Kistler211B型壓電壓力傳感器，傳感器的諧振頻率為300 kHz，靈敏度為50～100 mV/(lb·in-2)，記錄儀采用了VXI-12047B高速數(shù)據(jù)采集儀。采樣頻率為10 MHz，記錄時(shí)間為800 ms.

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理

為保證數(shù)據(jù)的有效性，對(duì)波形與典型爆炸空氣沖擊波相差較遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)予以剔除。圖2為TNT爆炸距爆炸中心4 m處的超壓曲線，波形雖然出現(xiàn)了干擾，但由于干擾位于第一個(gè)波峰之后，對(duì)于讀取超壓和沖量影響不大，故可以正常讀數(shù)。同時(shí)對(duì)其他有類似波形和擾動(dòng)的曲線依然采取這種方式鑒別和讀數(shù)。

圖2 TNT在空氣中爆炸距爆炸中心4 m處的超壓與時(shí)間曲線Fig.2 Pressure-time curve of TNT explosion at 4 m from the center of explosion

圖3為實(shí)測(cè)TNT爆炸距爆炸中心3 m處的左路、右路超壓時(shí)間曲線，兩路測(cè)得反射超壓曲線重復(fù)性好，其余實(shí)驗(yàn)距離處也可以觀測(cè)到類似的幾乎重疊曲線。

圖3 TNT在空氣中爆炸實(shí)驗(yàn)測(cè)試左路與右路的超壓與時(shí)間曲線Fig.3 Pressure-time curves of TNT explosion at left and right locations

由于在測(cè)量自由場(chǎng)入射超壓的過(guò)程中很難準(zhǔn)確估計(jì)其三波點(diǎn)的高度，測(cè)試結(jié)果中難以區(qū)分入射波或馬赫波，要想得到入射波只能通過(guò)提高自由場(chǎng)傳感器的安裝位置來(lái)實(shí)現(xiàn)[11-13]，同時(shí)由于實(shí)際毀傷目標(biāo)時(shí)大多為反射超壓的作用，測(cè)量其入射超壓與實(shí)際應(yīng)用不符，因此本文認(rèn)為測(cè)量地面反射超壓更具有比較性和實(shí)用意義，由于其測(cè)試重復(fù)性好，可以成為威力評(píng)估的一個(gè)重要方式。

圖4為TNT爆炸后在不同距離處實(shí)測(cè)反射超壓曲線，爆炸沖擊波在傳播過(guò)程中，沖擊波的波形將不斷發(fā)生變化，體現(xiàn)為壓力和正壓區(qū)沖量不斷降低，正壓作用時(shí)間不斷加長(zhǎng)。理想炸藥爆炸形成的沖擊波可以看作是簡(jiǎn)單的衰減演化過(guò)程。

圖4 TNT在空氣中爆炸在不同距離處實(shí)測(cè)的反射超壓與時(shí)間曲線Fig.4 Reflected pressure-time curves of TNT explosion at different distances

對(duì)于含鋁炸藥，鋁粉與爆轟產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)放出能量，通常認(rèn)為這部分能量不能用來(lái)支持爆轟波的傳播，但會(huì)延緩沖擊波過(guò)后介質(zhì)壓力的衰減，所以含鋁炸藥的沖擊波在傳輸過(guò)程中不再是一個(gè)簡(jiǎn)單的衰減演化過(guò)程，而是一個(gè)釋放能量和衰減的綜合過(guò)程。

目前國(guó)內(nèi)許多學(xué)者以及相關(guān)軍用標(biāo)準(zhǔn)多采用最小二乘法擬合超壓與距離的定量公式，這類公式一般在特定的范圍內(nèi)適用，但由于含鋁炸藥有著明顯的尺寸效應(yīng)，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)爆炸場(chǎng)內(nèi)的沖擊波參數(shù)需對(duì)各種量級(jí)的炸藥進(jìn)行精確測(cè)量，再擬合相關(guān)公式，具有相當(dāng)大的難度。因此，有必要研究一種在更大范圍內(nèi)有效的擬合方式和公式來(lái)描述爆炸場(chǎng)的沖擊波反射超壓。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 沖擊波超壓實(shí)測(cè)值

圖5為3種炸藥在距爆炸中心5 m處的實(shí)測(cè)電壓波形。

圖5 3種炸藥在距爆炸中心5 m處的實(shí)測(cè)電壓波形Fig.5 Voltage curves of the three explosives at 5 m

TNT、HL0和HL15在不同距離處的沖擊波峰值超壓的實(shí)測(cè)平均值如表1所示，HL15在不同距離的超壓測(cè)試值與平均值如圖6所示，圖7為3種炸藥在不同距離處的平均峰值超壓。

由表1可知，3種炸藥在7 m、9 m和12 m處的沖擊波超壓的多次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更為接近，這主要是由于在7 m、9 m和12 m處，測(cè)點(diǎn)與爆炸中心相距較遠(yuǎn)，震動(dòng)對(duì)測(cè)試的干擾弱，測(cè)試系統(tǒng)的響應(yīng)速度能準(zhǔn)確捕捉到?jīng)_擊波超壓[14]。

HL15在3 m、4 m和5 m距離處4次測(cè)試超壓值跳動(dòng)很大(見圖6)，多是由于測(cè)試技術(shù)和測(cè)試系統(tǒng)誤差所引起。對(duì)于沖擊波參數(shù)的測(cè)試，雖然一次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可能不太符合相似律，但多次實(shí)驗(yàn)值取平均值，依然可以表達(dá)為相似律關(guān)系，并推導(dǎo)出其公式。

根據(jù)圖7可知，相比HL0和TNT，HL15在3 m、4 m和5 m處的峰值超壓最大，隨著距離的增加，在7 m、9 m和12 m處，3種炸藥的沖擊波峰值超壓越來(lái)越接近。

表1 3種炸藥不同距離處超壓測(cè)試值與平均值Tab.1 Test and average overpressures of the three explosives at different locations V

圖6 HL15在空氣中爆炸在不同距離處的超壓測(cè)試值與平均值Fig.6 Average and test overpressure values of HL15

圖7 3種炸藥在空氣中爆炸在不同距離處的峰值超壓平均值Fig.7 Average overpressure values of the three explosives

3.2 沖擊波超壓的相似關(guān)系

(1)

式中：各待定系數(shù)a0,a1, …,an等，需要通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)加以處理才能得到[15]。常用計(jì)算TNT在空氣中爆炸的沖擊波峰值超壓公式有Henrych和Brode公式，通常計(jì)算其他炸藥的爆炸沖擊波參數(shù)時(shí)，利用其TNT當(dāng)量值進(jìn)行估算。

通常水中爆炸沖擊波參數(shù)的相似律公式表達(dá)為冪指數(shù)形式。國(guó)內(nèi)外也有一些學(xué)者對(duì)一些炸藥在空氣中爆炸的沖擊波超壓采取冪指數(shù)擬合，但其多是針對(duì)理想炸藥，而且多為小藥量實(shí)驗(yàn)[16-19]。由于冪指數(shù)形式只有兩個(gè)擬合參數(shù)，以及取對(duì)數(shù)后的關(guān)系式為線性關(guān)系式，利于外推和計(jì)算。本文分別對(duì)本次實(shí)驗(yàn)值和文獻(xiàn)[12]中超壓測(cè)試值進(jìn)行了冪指數(shù)形式擬合：

(2)

式中：k為指前因子；α為衰減系數(shù)。

圖8～圖10列出了不同炸藥在空氣中爆炸的沖擊波峰值超壓實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，同時(shí)，將不同距離處的測(cè)試結(jié)果平均值按照冪指數(shù)形式擬合成了對(duì)比距離的函數(shù)關(guān)系，并標(biāo)定了擬合相關(guān)系數(shù)。

圖8 TNT沖擊波峰值超壓隨距離變化Fig.8 Overpressure vs. distance of TNT

圖9 HL0炸藥沖擊波峰值超壓隨距離變化Fig.9 Overpressure vs. distance of HL0

圖10 HL15炸藥沖擊波峰值超壓隨距離變化Fig.10 Overpressure vs. distance of HL15

TNT沖擊波超壓擬合公式：

HL0沖擊波超壓擬合公式：

HL15沖擊波超壓擬合公式：

此外，在本文所選的6個(gè)測(cè)點(diǎn)中，若省去3 m處的超壓值后，依據(jù)4 m、5 m、7 m、9 m、12 m處的實(shí)測(cè)超壓擬合成多項(xiàng)式公式和冪指數(shù)公式，再分別計(jì)算3 m處的超壓，擬合公式計(jì)算值和實(shí)驗(yàn)值對(duì)比如表2所示。

根據(jù)表2可知，在依據(jù)實(shí)驗(yàn)部分結(jié)果擬合成的多項(xiàng)式形式公式和冪指數(shù)形式公式時(shí)，可能由于測(cè)試系統(tǒng)不夠穩(wěn)定以及測(cè)試數(shù)據(jù)不夠充分，導(dǎo)致二者計(jì)算誤差較大，盡管這樣，也還是冪指數(shù)擬合形式計(jì)算值相對(duì)誤差更小，對(duì)于3種炸藥其相對(duì)誤差均小于10%. 通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)[5]和文獻(xiàn)[7]給出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行擬合以及計(jì)算，也可以得出如上結(jié)論。

表2 除3 m外測(cè)點(diǎn)的超壓擬合公式及其對(duì)3 m處超壓的計(jì)算值與實(shí)測(cè)值Tab.2 Calculated and test overpressure values

以往人們依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果擬合的經(jīng)驗(yàn)公式，一般只在原測(cè)試范圍內(nèi)有效，這就導(dǎo)致了對(duì)近爆炸中心處的沖擊波壓力場(chǎng)分布的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算值與數(shù)值模擬結(jié)果[20]、實(shí)驗(yàn)結(jié)果[1]差異較大，而冪指數(shù)形式擬合公式的計(jì)算值與實(shí)測(cè)值差異相對(duì)較小。

圖11為擬合得到的3種炸藥的地面反射超壓距離曲線。由圖11可知，HL0和HL15炸藥的峰值超壓值均大于TNT炸藥。其中：當(dāng)R≤2.6 m時(shí)，3種炸藥的峰值超壓HL0≥HL15>TNT；當(dāng)2.6 mHL0>TNT.

圖11 3種炸藥的峰值超壓與距離曲線Fig.11 Overpressure-distance curves of three explosives

在能量輸出演化過(guò)程中，鋁粉的加入導(dǎo)致HL15的初始沖擊波強(qiáng)度比HL0小，表現(xiàn)為指前因子k的大小。在近場(chǎng)處(R≤2.6 m)的沖擊波超壓值小于HL0，隨著鋁粉燃燒對(duì)沖擊波的支持作用，使得HL15的衰減系數(shù)更小，而HL0的衰減系數(shù)是三者之間最大，導(dǎo)致了HL0的峰值超壓衰減較快，在2.6 m

4 結(jié)論

1)測(cè)量炸藥在空氣中爆炸的沖擊波超壓時(shí)，采用測(cè)量反射超壓的辦法更為簡(jiǎn)便，測(cè)試重復(fù)性好，可以用來(lái)比較炸藥威力；單次實(shí)驗(yàn)與相似律關(guān)系符合差，但通過(guò)對(duì)多次實(shí)驗(yàn)取平均值后依然可以表達(dá)為相似律關(guān)系。

2)由于冪指數(shù)形式的擬合公式取對(duì)數(shù)后為線性表達(dá)式，沖擊波超壓的相似關(guān)系采用冪指數(shù)公式更為合適，尤其是測(cè)試點(diǎn)較少時(shí)更為準(zhǔn)確。

3)依據(jù)冪指數(shù)公式擬合的超壓時(shí)間曲線可以看出：當(dāng)R≤2.6 m時(shí)，3種炸藥的峰值超壓HL0≥HL15>TNT；當(dāng)2.6 mHL0>TNT.

4)在對(duì)3種炸藥沖擊波超壓相似關(guān)系進(jìn)行冪指數(shù)擬合后，對(duì)于指前因子k值，HL0>HL15>TNT；對(duì)于衰減系數(shù)α值，HL0>TNT>HL15；k值和α值共同決定沖擊波反射超壓的大小。

References)

[1] Swisdak M M. Explosion effects and properties: part I-explosion effects in air, A018544[R]. New York: Naval Surface Weapons Center, 1975:10-16.

[2] Brode H L. Numerical solutions of spherical blast wave[J]. Journal of Applied Physics, 1955, 26(6):766-775.

[3] Henrych J. The dynamics of explosion and its use[M]. Amsterdam, NL: Elsevier, 1979:204-207.

[4] 周南, 田宙. 爆炸沖擊波參數(shù)計(jì)算的普適公式[J]. 兵工學(xué)報(bào), 1995, 16(3):23-27. ZHOU Nan, TIAN Zhou. A universal formula for the prediction of air-shock wave parameters during explosion[J]. Acta Armamentarii, 1995, 16(3):23-27. (in Chinese)

[5] 童曉. 爆炸場(chǎng)沖擊波壓力測(cè)量及數(shù)據(jù)處理方法研究[D].南京:南京理工大學(xué), 2015:74-80. TONG Xiao. The research of the measurements of shock wave and the method of data treatments[D]. Nanjing: Nanjing University of Science and Technology, 2015:74-80. (in Chinese)

[6] 仲倩, 王伯良, 黃菊, 等. TNT空中爆炸超壓的相似律[J]. 火炸藥學(xué)報(bào), 2010, 33(4):32-35. ZHONG Qing, WANG Bo-liang, HUANG Ju, et al. Study on the similarity law of TNT explosion overpressure in air[J]. Chinese Journal of Explosives & Propellants, 2010, 33(4): 32-35.(in Chinese)

[7] 馮曉軍, 王曉峰, 黃亞峰, 等. 鋁粉含量對(duì)梯鋁炸藥爆壓和沖擊波參數(shù)的影響[J]. 火炸藥學(xué)報(bào), 2009, 32(5): 1-4. FENG Xiao-jun, WANG Xiao-feng, HUANG Ya-feng, et al. Effect of aluminium content on the detonation pressure and shock wave parameters of TNT/Al explosives[J]. Chinese Journal of Explosives & Propellants, 2009, 32(5):1-4 (in Chinese)

[8] Baker W E. Explosions in air[M]. Austin, TX, US: University of Texas Press, 1973.

[9] 北京工業(yè)學(xué)院八系. 爆炸及其作用：下冊(cè)[M]. 北京:國(guó)防工業(yè)出版社, 1979:15-25. The Eighth Department of Beijing Institute of Technology. Explosions and effects: Volume II[M]. Beijing:National Defense Industry Press, 1979:15-25. (in Chinese)

[10] 孫業(yè)斌. 軍用混合炸藥[M]. 北京:國(guó)防工業(yè)出版社, 1969:364-369. SUN Ya-bin. Military mixing explosives[M]. Beijing: National Defense Industry Press,1969:364-369.(in Chinese)

[11] 郭煒, 俞統(tǒng)昌, 金朋剛. 三波點(diǎn)的測(cè)量與實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究[J]. 火炸藥學(xué)報(bào), 2007, 30(4):55-61. GUO Wei, YU Tong-chang, JIN Peng-gang. Test of triple point and study on its test technology[J]. Chinese Journal of Explosives & Propellants, 2007, 30(4):55-61.(in Chinese)

[12] 王建靈, 郭煒, 馮曉軍. TNT_PBX和Hexel空中爆炸沖擊波參數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 火炸藥學(xué)報(bào), 2008, 31(6):42-44,68. WANG Ji-ling, GUO Wei, FENG Xiao-jun. Experimental research on the a ir explosion shock wave parameters of TNT, PBX and Hexel[J]. Chinese Journal of Explosives & Propellants, 2008, 31(6):42-44,68. (in Chinese)

[13] 趙赫. 溫壓炸藥爆炸毀傷效能評(píng)估實(shí)驗(yàn)研究[D]. 北京：北京理工大學(xué), 2008:36-40. ZHAO He. Experimental study of the damage effectiveness evaluation of thermobaric explosive[D]. Beijing:Beijing Institute of Technology, 2008:36-40.(in Chinese)

[14] 黃正平. 爆炸與沖擊電測(cè)技術(shù)[M]. 北京:國(guó)防工業(yè)出版社, 2006:38-52. HUANG Zheng-ping. Explosion and shock measuring technology[M]. Beijing: National Defense Industry Press, 2006:38-52. (in chinese)

[15] 譚慶明. 量綱分析[M]. 合肥:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社, 2005:99-102. TAN Qing-m. Dimensional analysis[M]. Hefei: University of Science and Technology of China Press, 2005:99-102. (in chinese)

[16] Zhou Z Q, Nie J X, Ou Z C, et al. Effects of the aluminum content on the shock wave pressure and the acceleration ability of RDX-based aluminized explosives[J]. Journal of Applied Physics, 2014, 116(14):144901-144907.

[17] Gran J K, Ehrgott J J Q, Cargile J D, et al. Cavity expansion experiments with spherical explosive charges in concrete, ERDC/GSL-SR-09-4[R]. Vicksburg MS:Engineer Research and Development Center, Geotechnical and Structures Lab, 2009:1-38.

[18] Vadhe P P, Pawar R B, Sinha R K, et al. Cast aluminized explosives (review)[J]. Combustion Explosion & Shock Waves, 2008, 44(4):461-475.

[19] Fowles R, Williams R F. Plane stress wave propagation in solids[J]. Journal of Applied Physics, 1970, 41(1):360-363.

[20] 辛春亮, 徐更光, 劉科種, 等. 考慮后燃燒效應(yīng)的TNT空氣中爆炸的數(shù)值模擬[J]. 含能材料, 2008, 16(2):160-163. XIN Chun-liang, XU Geng-guang, LIU Ke-zhong, et al. Numerical simulation of TNT explosion with post-detonation burning effect in air[J]. Chinese Journal of Energetic Materials, 2008, 16(2):160-163. (in Chinese)

Experimental Investigation of Ground Reflected Overpressure of Shock Wave in Air Blast

DUAN Xiao-yu, CUI Qing-zhong, GUO Xue-yong, JIAO Qing-jie

(State Key Laboratory of Explosion Science and Technology, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China)

In order to investigate the parameters of shock wave in air blast, the ground reflected overpressures of TNT, HL0(RDX 95%+Wax 5%)and HL15(RDX 80%+Wax 5%+Al 15%) at different locations were tested. Test resultes show that the peak overpressures of HL15 are maximal at 3 m, 4 m and 5 m from the center of explosion compared with TNT and HL0. The peak overpressures of three explosives get closer to each other at 7 m, 9 m and 12 m from the center of explosion with the increase in distance. Power exponential formulas are used to fit the relationship between peak overpressure and scaled distance. The fitting results show that the magnitude order of peak overpressures is HL0≥HL15>TNT forR≤2.6 m; the magnitude order of peak overpressures is HL15> HL0 >TNT for 2.6 m

ordnance science and technology; air blast； reflected overpressure； similarity relationship； power exponential fitting

2016-01-20

國(guó)家國(guó)防科技工業(yè)局預(yù)先研究項(xiàng)目(00402010301)

段曉瑜(1990—), 女, 博士研究生。E-mail: dxy900401@163.com； 崔慶忠(1969—)，男，副研究員，碩士生導(dǎo)師。E-mail:cqz1969@bit.edu.cn

O384

A

1000-1093(2016)12-2277-07

10.3969/j.issn.1000-1093.2016.12.013