長(zhǎng)管強(qiáng)約束條件下壓裝PBX 炸藥點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)研究*

邱 天，文尚剛，李 濤，胡海波，傅 華，尚海林

（1. 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)近代力學(xué)系中國(guó)科學(xué)院材料力學(xué)行為和設(shè)計(jì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 合肥 230026；2. 中國(guó)工程物理研究院化工材料研究所，四川 綿陽(yáng) 621999；3. 中國(guó)工程物理研究院流體物理研究所沖擊波物理與爆轟物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 綿陽(yáng) 621999）

炸藥的沖擊起爆是炸藥基體在沖擊波作用下受到絕熱壓縮后大幅升溫，形成的熱點(diǎn)帶動(dòng)炸藥基體內(nèi)的反應(yīng)，反應(yīng)的熱、力學(xué)效應(yīng)綜合作用形成爆轟波[1]。區(qū)別于沖擊起爆的非沖擊點(diǎn)火反應(yīng)[2]，則是炸藥在加熱、碎片撞擊、火花和摩擦或其他非沖擊波刺激引起基體表面或局部位置初始點(diǎn)火，點(diǎn)火后續(xù)反應(yīng)與炸藥性質(zhì)、約束條件及點(diǎn)火條件相關(guān)，涉及過(guò)程多、反應(yīng)現(xiàn)象復(fù)雜，烈度演化走向不確定。對(duì)于在較強(qiáng)約束條件的壓裝PBX 炸藥在經(jīng)歷非沖擊點(diǎn)火后反應(yīng)是否會(huì)從燃燒轉(zhuǎn)為爆轟 (deflagration to detonation transition，DDT)，仍然是一個(gè)非常有爭(zhēng)議的話(huà)題。

1959 年，Macek[3]采用應(yīng)變計(jì)和電離式探針研究了鑄裝HMX 炸藥的DDT 過(guò)程，并提出了“一維假定”下的波聚合物理模型。Macek 認(rèn)為被點(diǎn)燃的炸藥在端面上不斷產(chǎn)生的應(yīng)力波在炸藥柱中傳播，經(jīng)過(guò)一段成長(zhǎng)距離之后在炸藥基體內(nèi)匯聚形成了沖擊波，對(duì)波陣面前未反應(yīng)炸藥進(jìn)行沖擊起爆，從而發(fā)生燃燒轉(zhuǎn)爆轟，因而在從炸藥點(diǎn)火至發(fā)生爆轟的位置存在一定長(zhǎng)度的“到爆轟距離”。這一理論被認(rèn)為是高密度固體炸藥的燃燒轉(zhuǎn)爆轟的主要機(jī)理，Tarver 等[4]對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，采用精密和復(fù)雜的模型描述了材料的燃燒過(guò)程。但與此同時(shí)遭到了Jacobs[5]強(qiáng)烈反對(duì)，而Asay[2]對(duì)于密實(shí)炸藥DDT 的介紹中對(duì)Macek的觀(guān)點(diǎn)評(píng)述仍然十分謹(jǐn)慎。

20 世紀(jì)80 年代，Bernecker 等[6]和Sandusky 等[7]等對(duì)顆粒狀炸藥DDT 過(guò)程進(jìn)行了一系列研究，由Campbell[8]利用設(shè)計(jì)活塞實(shí)驗(yàn)第一次清楚地闡述了炸藥密度稍高于50%～70%最大理論密度（以下簡(jiǎn)稱(chēng)TMD）的高孔隙率炸藥的DDT 機(jī)制，表明在炸藥一端點(diǎn)火后壓縮波形成的“活塞”是引發(fā)DDT 的關(guān)鍵，反應(yīng)波陣面的傳播過(guò)程基本滿(mǎn)足準(zhǔn)一維條件，可以通過(guò)在DDT 管壁上不同位置探針導(dǎo)通時(shí)間來(lái)監(jiān)測(cè)炸藥反應(yīng)傳播的具體情況，國(guó)內(nèi)外已有一系列實(shí)驗(yàn)對(duì)不同的高孔隙率炸藥乃至固體推進(jìn)劑的反應(yīng)傳播進(jìn)行了研究[6-10]。然而，當(dāng)燃燒波陣面?zhèn)鞑サ酵耆軐?shí)區(qū)域（100% TMD），因反應(yīng)產(chǎn)物氣體無(wú)法透過(guò)密實(shí)的炸藥基體傳播，線(xiàn)性的燃燒速率在炸藥密度為90%～100% TMD 時(shí)下降至高孔隙率炸藥時(shí)的1/20，即從對(duì)流燃燒模式變成了層流燃燒模式，在與不斷增強(qiáng)的對(duì)流燃燒速度相比之下，這樣的燃燒速度接近于停止[2]。因此對(duì)于本身就是接近100% TMD 的壓裝炸藥，如果根據(jù)Macek 的波聚合物理模型[3]，在炸藥被點(diǎn)燃的一端以較慢速的層流燃燒進(jìn)行反應(yīng)，如果要使得燃燒產(chǎn)物壓力不斷快速增長(zhǎng)達(dá)到足以使基體中的壓縮波匯聚形成沖擊波，則要求炸藥本身的燃速對(duì)壓力足夠敏感，對(duì)某些配方的始發(fā)藥劑也許可以滿(mǎn)足條件，但對(duì)于HMX 基的主裝藥來(lái)說(shuō)是卻是難以實(shí)現(xiàn)的[11]。此外，如果要求沖擊波壓力足夠強(qiáng)以至于可以在炸藥中形成沖擊起爆，那么裝藥約束需要足夠高的強(qiáng)度來(lái)保證炸藥反應(yīng)的持續(xù)。在黃毅民等[12]、王建等[13-14]和代曉淦等[15]對(duì)HMX 基高密度壓裝炸藥的DDT 實(shí)驗(yàn)研究中，都使用了鋼管作為DDT 管，但由于設(shè)置的探針孔在管內(nèi)處于高壓時(shí)會(huì)引起應(yīng)力集中，導(dǎo)致實(shí)際屈服強(qiáng)度比未打孔的鋼管顯著下降。從反應(yīng)后的裝置碎片來(lái)看，管壁的破壞基本都是沿著探針孔開(kāi)始撕裂。而黃毅民[12]和王建等[13-14]在結(jié)論中認(rèn)為如果使用更強(qiáng)的約束，密實(shí)的壓裝炸藥仍然會(huì)發(fā)生DDT。

此外，壓裝炸藥點(diǎn)燃后的反應(yīng)產(chǎn)物氣體無(wú)法透過(guò)炸藥基體，則會(huì)在裝藥約束的結(jié)構(gòu)縫隙中以對(duì)流形式傳播，并經(jīng)一定熱傳導(dǎo)感應(yīng)時(shí)間，誘發(fā)下游位置炸藥表面燃燒。認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，則不能簡(jiǎn)單認(rèn)為探針記錄到的導(dǎo)通信號(hào)代表炸藥反應(yīng)傳播的位置，更不能認(rèn)定為是炸藥基體內(nèi)部發(fā)生了反應(yīng)。從Jackson 等[16]對(duì)密閉容器中炸藥拼接形成的80 μm 寬的狹縫中進(jìn)行點(diǎn)火的反應(yīng)演化過(guò)程可知，火焰在裂縫中傳播點(diǎn)燃炸藥表面引起縫隙中壓力增長(zhǎng)驅(qū)使火焰沿縫隙加速向前傳播，火焰?zhèn)鞑ニ俣茸罡呱踔吝_(dá)到10 km/s，最高峰值壓力達(dá)到680 MPa，傳播特征與Leuret 等[17]觀(guān)察到在炸藥點(diǎn)火直到發(fā)生劇烈反應(yīng)之前存在的“低速爆轟”十分相似，甚至有可能會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)物對(duì)流及表面燃燒行為傳播速度達(dá)到炸藥爆速的水平從而被誤認(rèn)為“發(fā)生了DDT”。在Jackson 等[16]的實(shí)驗(yàn)裝置解體后，仍回收到幾乎完整、僅表面反應(yīng)的炸藥樣品，這也證實(shí)了在炸藥基體內(nèi)部并沒(méi)有發(fā)生點(diǎn)火。Jackson 等[16]狹縫中進(jìn)行點(diǎn)火的實(shí)驗(yàn)的尺度恰好是DDT 管中炸藥與炸藥、炸藥與裝藥約束之間的縫隙特征寬度，反應(yīng)結(jié)果很好地表現(xiàn)了炸藥反應(yīng)產(chǎn)物氣體無(wú)法透過(guò)密實(shí)的炸藥基體傳播時(shí)在縫隙中對(duì)流傳播的圖像特征。

文尚剛[18]對(duì)裝在透明有機(jī)玻璃管中的高密度壓裝HMX 基炸藥柱使用黑火藥進(jìn)行單端點(diǎn)燃，從回收的實(shí)驗(yàn)裝置碎片以及炸藥樣品特征來(lái)看,與Jackson 等[16]的實(shí)驗(yàn)有相似之處，如炸藥樣品基本被完全回收，甚至大部分都保持完整沒(méi)有反應(yīng)痕跡，發(fā)生反應(yīng)的部分也僅有少量熏痕，說(shuō)明參與反應(yīng)的炸藥量極少且僅有炸藥表面發(fā)生反應(yīng)。從高速攝影圖像可以看出，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中火焰尖端是沿炸藥表面進(jìn)行傳播的，且具有明顯的非對(duì)稱(chēng)性。這也可以解釋王建等[13-14]的實(shí)驗(yàn)中為什么電探針導(dǎo)通時(shí)序出現(xiàn)了混亂，很可能源于火焰及反應(yīng)產(chǎn)物在炸藥柱和管壁之間的圓柱面縫隙中的不對(duì)稱(chēng)傳播。通過(guò)尚海林等[19]的炸藥狹縫點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)中的高速攝影圖像及不同位置壓力歷程可以看出，當(dāng)狹縫中炸藥表面都被點(diǎn)燃后，不同局部位置的反應(yīng)程度存在區(qū)別，壓力增長(zhǎng)并非嚴(yán)格按照火焰?zhèn)鞑シ较蛞来卧鲩L(zhǎng)。

種種跡象表明，高密度的固體炸藥在傳統(tǒng)DDT 管及其類(lèi)似的長(zhǎng)管強(qiáng)約束條件下、在一端點(diǎn)火后，Macek 在一維假定下的波聚合物理模型不能很好地解釋其反應(yīng)行為。而炸藥表面點(diǎn)火產(chǎn)生的高溫高壓產(chǎn)物氣體在裝藥結(jié)構(gòu)的宏觀(guān)縫隙中對(duì)流傳播引起的炸藥表面燃燒以及壓力增長(zhǎng)可能才是反應(yīng)向劇烈演化的主導(dǎo)機(jī)制。

1 實(shí)驗(yàn)裝置和測(cè)試系統(tǒng)

為了研究固體壓裝炸藥在長(zhǎng)管厚壁柱殼約束條件下一端點(diǎn)火后的真實(shí)反應(yīng)演化過(guò)程，探究在更強(qiáng)的約束條件下，密實(shí)壓裝炸藥PBX-A 是否會(huì)發(fā)生DDT。本文中設(shè)計(jì)了在特定的裝藥及約束條件下用電點(diǎn)火頭加黑火藥的方式對(duì)以HMX 為基的密實(shí)壓裝炸藥PBX-A 進(jìn)行單端引燃點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)）。

實(shí)驗(yàn)裝置如圖1 所示，鋼柱殼管材為45 鋼，內(nèi)徑20 mm、外徑60 mm，裝置總長(zhǎng)度600 mm。在管壁上不設(shè)置探針孔以保持結(jié)構(gòu)完整對(duì)稱(chēng)，避免高壓下應(yīng)力集中在結(jié)構(gòu)弱環(huán)處造成裝置提前解體，保證腔體內(nèi)炸藥不被意外中斷反應(yīng)；端頭外加厚重壓蓋，防止端頭被沖出導(dǎo)致反應(yīng)中斷；外端壓蓋和管壁連接處設(shè)置厚度漸進(jìn)的圓臺(tái)，防止管壁膨脹后在接觸位置造成剪切破裂，同樣是為了防止反應(yīng)提前終止。實(shí)驗(yàn)使用的密實(shí)低孔隙率壓裝炸藥PBX-A 含有95%HMX，密度1.860 g/cm3（理論密度為1.889 g/cm3）。裝填的藥柱總長(zhǎng)度440 mm，由多個(gè)藥柱拼接而成，藥柱與管壁之間存在的裝配縫隙約70～120 μm。點(diǎn)火藥小粒黑火藥質(zhì)量大約1.75 g，點(diǎn)火系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間約4 ms。

在點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)中將使用PDV 測(cè)速儀、數(shù)字式高速相機(jī)、應(yīng)變測(cè)試儀以及空氣沖擊波超壓傳感器對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)。實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)如圖2 所示：數(shù)字式高速相機(jī)用于拍攝記錄反應(yīng)過(guò)程圖像；PDV 測(cè)速儀用于監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置不同位置的殼體膨脹速度歷程；應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置不同位置的形變。延時(shí)同步機(jī)用于觸發(fā)實(shí)驗(yàn)裝置點(diǎn)火、時(shí)間間隔記錄儀和數(shù)字示波器。

圖 1 實(shí)驗(yàn)裝置Fig. 1 Experimental set-up

圖 2 測(cè)試系統(tǒng)示意圖Fig. 2 Schematic diagram of the testing system

圖 3 點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)PDV 探針及應(yīng)變片測(cè)點(diǎn)位置(單位：mm)Fig. 3 Measuring points position of PDV probes and strain gauges in initiation reaction(unit: mm)

點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)中PDV 探針及應(yīng)變片的測(cè)點(diǎn)位置如圖3 所示，均以點(diǎn)火座與炸藥交界面為基準(zhǔn)點(diǎn)（0 mm 處）。其中PDV 探針2～7 號(hào)測(cè)點(diǎn)分別垂直于管壁，測(cè)量管壁徑向的運(yùn)動(dòng)情況；探針1、8 號(hào)測(cè)點(diǎn)垂直于裝置尾端蓋平面，測(cè)量裝置尾端蓋處的軸向運(yùn)動(dòng)情況。整體測(cè)試系統(tǒng)布局如圖4所示。

為比較炸藥在點(diǎn)火引燃條件下與直接起爆條件下的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及對(duì)應(yīng)過(guò)程物理狀態(tài)的區(qū)別，在爆轟標(biāo)定實(shí)驗(yàn)中以雷管代替引燃點(diǎn)火裝置，直接起爆實(shí)驗(yàn)裝置中的炸藥，使用轉(zhuǎn)鏡式分幅相機(jī)及PDV 測(cè)速儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)。PDV 探針的測(cè)點(diǎn)位置如圖5 所示。

圖 4 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)布局示意圖Fig. 4 Diagram of experimental system

圖 5 爆轟標(biāo)定實(shí)驗(yàn)PDV 探針測(cè)點(diǎn)位置（單位： mm）Fig. 5 Measuring points position of PDV probes in detonation reaction (unit: mm)

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

兩次實(shí)驗(yàn)的典型高速攝影圖像如圖6 所示。點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)中的3 張圖片的拍攝時(shí)刻自上而下分別為8.23、8.30、8.32 ms。爆轟標(biāo)定實(shí)驗(yàn)中因轉(zhuǎn)鏡式高速相機(jī)啟動(dòng)時(shí)間存在漂移，無(wú)法確定拍攝的具體時(shí)刻。在爆轟標(biāo)定實(shí)驗(yàn)中炸藥反應(yīng)產(chǎn)物驅(qū)動(dòng)柱殼破片向外飛散，炸藥反應(yīng)沿著起爆方向以爆速穩(wěn)定傳播，總反應(yīng)時(shí)間約60 μs；而在點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)中，在點(diǎn)火信號(hào)發(fā)出后8.22 ms（即點(diǎn)火藥點(diǎn)火后約4 ms）時(shí)首次在近點(diǎn)火端出現(xiàn)明顯火光，同時(shí)在下游位置出現(xiàn)管壁膨脹凸起，且凸起形狀在周向上并不均勻。在8.26、8.27 ms時(shí)分別可見(jiàn)兩處裂紋生成，8.29 ms 時(shí)管壁出現(xiàn)另一處火光，8.40 ms 后火光覆蓋整個(gè)裝置，表明炸藥總反應(yīng)時(shí)間約4 ms，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于爆轟標(biāo)定實(shí)驗(yàn)中炸藥反應(yīng)時(shí)間。

兩次實(shí)驗(yàn)中通過(guò)PDV 測(cè)得實(shí)驗(yàn)裝置各處的運(yùn)動(dòng)速度歷程曲線(xiàn)如圖7 所示。在爆轟標(biāo)定實(shí)驗(yàn)中，徑向測(cè)點(diǎn)位置膨脹最高速度大于400 m/s，波形有明顯爆轟波陣面?zhèn)鞑バ纬傻膙on Neuman 尖峰特征。而在點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)中，從反應(yīng)的時(shí)間歷程上來(lái)看，管壁上開(kāi)始出現(xiàn)膨脹變形的時(shí)刻是點(diǎn)火信號(hào)發(fā)出后8.14 ms，隨后數(shù)百微秒的時(shí)間里整個(gè)裝置管壁數(shù)個(gè)位置發(fā)生膨脹變形乃至破裂，裝置解體。殼體管壁上沿軸向各測(cè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)啟動(dòng)順序?yàn)?-3-5-4-6-7，反映出實(shí)驗(yàn)裝置中各個(gè)位置的炸藥發(fā)生劇烈反應(yīng)起始的時(shí)間和位置呈現(xiàn)隨機(jī)性，而非爆轟或燃燒轉(zhuǎn)爆轟過(guò)程中反應(yīng)陣面一維傳播的特征。從速度脈沖波形來(lái)看，在管壁破裂前各測(cè)點(diǎn)位置的脈沖前沿長(zhǎng)達(dá)幾十至百微秒，且各處測(cè)點(diǎn)的速度曲線(xiàn)斜率接近，可以視為管內(nèi)各測(cè)點(diǎn)位置壓力水平相近，根據(jù)加速度估算管壁破裂前內(nèi)部最大壓力約為1 108 MPa。

圖 6 實(shí)驗(yàn)過(guò)程典型圖像Fig. 6 Typical experimental photographs

圖 7 PDV 測(cè)得實(shí)驗(yàn)裝置各處的運(yùn)動(dòng)速度歷程Fig. 7 Velocity profiles measured by PDV

點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)中管壁不同位置處應(yīng)變曲線(xiàn)如圖8 所示，可知管壁不同位置應(yīng)變片測(cè)得的變形發(fā)生時(shí)間與PDV 測(cè)得的管壁膨脹變形發(fā)生時(shí)間基本一致。

點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)測(cè)得的空氣沖擊波超壓結(jié)果如圖9 所示，在距離裝置中心1.5 m 處的兩個(gè)空氣沖擊波超壓傳感器，分別在點(diǎn)火后9.87、10.1 ms測(cè)得空氣沖擊波峰值壓力分別為0.135、0.163 MPa，換算得等效TNT 當(dāng)量390 g，表明大部分炸藥發(fā)生了反應(yīng)。需要注意的是，等效TNT 當(dāng)量是以裸藥球爆炸計(jì)算所得，而本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果中空氣沖擊波超壓產(chǎn)生的條件是在特定的約束條件下，因此不能簡(jiǎn)單與TNT 當(dāng)量做比較，僅作為參考數(shù)據(jù)。

圖 8 點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)應(yīng)變片測(cè)試結(jié)果Fig. 8 Hoop strain measurements of initiation reaction

兩次實(shí)驗(yàn)回收的實(shí)驗(yàn)裝置碎片如圖10 所示。爆轟加載形成的碎片較小、呈細(xì)長(zhǎng)條狀。尺寸、形狀分布較均勻。點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)回收碎片與爆轟加載形成的碎片相比，尺寸明顯更大，形狀、尺寸分布不均勻；部分碎片內(nèi)表面有更明顯的燃燒痕跡，沒(méi)有爆轟加載形成的層裂痕跡；并沒(méi)有出現(xiàn)典型DDT 過(guò)程形成的從點(diǎn)火端到遠(yuǎn)端的碎片從大到小的演化特征。

圖 9 點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)反應(yīng)后遠(yuǎn)區(qū)測(cè)得的空氣沖擊波超壓曲線(xiàn)Fig. 9 Air blast overpressure profiles of initiation reaction

圖 10 回收的實(shí)驗(yàn)裝置碎片F(xiàn)ig. 10 Fragments in recovery experiments

3 分析與討論

3.1 點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的反應(yīng)動(dòng)作時(shí)序梳理

控制臺(tái)輸出點(diǎn)火信號(hào)為時(shí)間零點(diǎn)。結(jié)合應(yīng)變片信號(hào)、高速攝影、PDV 信號(hào)，扣除點(diǎn)火系統(tǒng)的作用時(shí)間約4 ms，至8.14 ms 管壁開(kāi)始變形膨脹。等容腔壓力增長(zhǎng)的時(shí)間約4 ms，此時(shí)管內(nèi)等效壓力小于管壁箍縮屈服限。

應(yīng)變片信號(hào)顯示8.15 ms 時(shí)測(cè)點(diǎn)近點(diǎn)火端測(cè)點(diǎn)位置已達(dá)最大變形，但由于破口在管壁靠近背景板一側(cè)，無(wú)法確定宏觀(guān)裂口出現(xiàn)的具體時(shí)間。至8.22 ms 火光出現(xiàn)，管壁塑性形變至首次破裂時(shí)間最長(zhǎng)不超過(guò)70 μs，炸藥發(fā)生強(qiáng)反應(yīng)（爆燃或爆炸）的時(shí)間與位置具有不確定性。

3.2 長(zhǎng)管強(qiáng)約束條件下炸藥點(diǎn)火的反應(yīng)機(jī)制探究

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，即便是在增強(qiáng)厚壁長(zhǎng)管約束條件下，對(duì)于單端引燃的密實(shí)壓裝炸藥仍然沒(méi)有發(fā)生DDT。從實(shí)驗(yàn)裝置管壁膨脹變形直至解體之前的劇烈反應(yīng)情況下，裝置內(nèi)的反應(yīng)壓力水平僅僅達(dá)到1 GPa 左右的量級(jí)，且壓力脈沖增長(zhǎng)前沿長(zhǎng)達(dá)數(shù)十至百微秒，無(wú)法在炸藥基體中形成沖擊波，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)從沖擊到爆轟的轉(zhuǎn)變，與Macek 在一維假定下的波聚合物理模型不符。

此外，從以往一些的壓裝炸藥DDT 實(shí)驗(yàn)結(jié)果中出現(xiàn)的電離電探針導(dǎo)通時(shí)序混亂的情況反映出在單端引燃的DDT 管實(shí)驗(yàn)中，炸藥表面點(diǎn)火產(chǎn)生的高溫高壓產(chǎn)物氣體在裝藥結(jié)構(gòu)的宏觀(guān)縫隙中對(duì)流傳播引起的炸藥表面燃燒以及壓力增長(zhǎng)在反應(yīng)演化方面扮演了重要的角色。結(jié)合文尚剛[18]和Shang 等[19]的實(shí)驗(yàn)圖像，本文中單端引燃實(shí)驗(yàn)中管壁膨脹啟動(dòng)時(shí)序的隨機(jī)性，實(shí)驗(yàn)裝置膨脹破裂前的反應(yīng)壓力水平和壓力增長(zhǎng)歷程，以及回收的實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)表面上的燒蝕痕跡，體現(xiàn)了約束中的炸藥實(shí)際反應(yīng)過(guò)程是炸藥表面點(diǎn)火后先期反應(yīng)高溫高壓產(chǎn)物氣體會(huì)以對(duì)流形式在炸藥與柱殼壁面間縫隙中傳播，誘發(fā)下游位置炸藥表面燃燒；持續(xù)燃燒的反應(yīng)產(chǎn)物使縫隙中的壓力持續(xù)增長(zhǎng)，而表面燃燒加速產(chǎn)生高溫高壓氣體并進(jìn)一步向周?chē)鷤鞑?，不斷形成正反饋；?dāng)壓力水平引起炸藥比表面積快速增長(zhǎng)，炸藥的反應(yīng)速度急劇加快引起壓力水平的劇烈增長(zhǎng)直至超過(guò)約束屈服極限，最終導(dǎo)致約束解體。因此對(duì)于約束條件下的密實(shí)炸藥，表面點(diǎn)火后高溫、高壓反應(yīng)產(chǎn)物氣體以對(duì)流形式在炸藥與柱殼壁面間縫隙中傳播過(guò)程才是影響反應(yīng)演化的主導(dǎo)機(jī)制。

4 結(jié) 論

通過(guò)本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)合文獻(xiàn)分析，得到以下主要結(jié)論：

（1）壓裝炸藥PBX-A 在長(zhǎng)管強(qiáng)約束條件下單端引燃后未發(fā)生典型的燃燒轉(zhuǎn)爆轟現(xiàn)象，反應(yīng)烈度為爆燃或爆炸級(jí)。從反應(yīng)壓力增長(zhǎng)歷程反映出炸藥基體內(nèi)沒(méi)有形成沖擊波，因而無(wú)法實(shí)現(xiàn)從沖擊到爆轟的轉(zhuǎn)變；

（2）炸藥表面點(diǎn)火后先期反應(yīng)高溫高壓產(chǎn)物氣體會(huì)以對(duì)流形式在炸藥與柱殼壁面間縫隙中傳播，誘發(fā)相鄰位置炸藥表面燃燒與反應(yīng)的進(jìn)一步傳播，這一過(guò)程是約束條件下的密實(shí)炸藥點(diǎn)火反應(yīng)演化的主導(dǎo)機(jī)制。