本發明專利技術公開的研究含能射流材料沖擊化學反應特性的實驗裝置及方法，屬于活性聚能射流實驗研究領域。本發明專利技術的裝置包括射孔彈、隔爆箱、玻璃瓶、支架、高速攝影儀、起爆器、雷管、導爆索、觀測窗、爆炸洞墻體、抽真空泵和鋼板。爆炸洞墻體開有用于高速攝影儀觀測的觀測窗，在玻璃瓶與隔爆箱之間放置用于遮光的鋼板，玻璃瓶與用于對玻璃瓶抽真空的抽真空泵相連。本發明專利技術還公開基于上述實驗裝置實現的研究含能射流材料沖擊化學反應特性的實驗方法。本發明專利技術能夠實現在抽真空條件下通過高速攝影研究含能射流材料沖擊化學反應特性，區分含能射流自發光和射流與空氣摩擦發光，提高射流圖像、運動軌跡清晰度，提高研究含能射流材料沖擊化學反應特性的精度。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種，尤其涉及到軍事領域以及油田開發領域的一種，屬于活性聚能射流實驗研究
技術介紹
如果射孔彈藥型罩是由活性金屬材料制成，則生成的射流為活性聚能射流。不同組分活性材料制成的粉末藥型罩，在形成射流時其活性金屬間會在沖擊波的作用下發生化學反應。一般認為，活性射流對靶板侵徹的同時，活性材料間發生沖擊化學反應，并在極短時間內釋放大量熱。這一反應能量釋放率與TNT相當，大量能量聚集在狹小孔道內形成一股高壓(壓力可達350?550GPa)氣流沖刷孔道，達到清潔孔道的作用。國外研究者在改進活性材料配方、活性材料沖擊反應機理及釋能規律以及靶板對活性射流(活性破片)侵徹作用響應特征等諸多方面做了大量細致而深入的工作，使得活性金屬材料研究及其應用形成較為完備體系；國內對活性材料研究起步較晚且集中于軍用活性破片領域。對于研究含能射流材料沖擊化學反應特性這一領域，由于含能射流速度太快，含能量高，憑肉眼無法直接觀察，目前還沒有一種有效的研究手段。因此，探尋一種有效的實驗手段用以研究活性聚能射流的沖擊反應特性，不僅能夠填補國內研究的空白，更進一步的還能夠為后續有關活性射流作用機理、目標靶板響應機理的研究工作起到支撐作用。為此我們專利技術了一種新的，解決了以上技術問題。
技術實現思路
本專利技術公開的，要解決的技術問題將高速攝影應用于研究含能射流材料沖擊化學反應特性，并實現在抽真空條件下通過高速攝影研究含能射流材料沖擊化學反應特性，能夠區分含能射流自發光和射流與空氣摩擦發光，提高射流圖像、運動軌跡清晰度，進而提高研究含能射流材料沖擊化學反應特性的精度。本專利技術的目的是通過以下技術方案實現的。本專利技術公開的一種研究含能射流材料沖擊化學反應特性的實驗裝置，包括射孔彈、隔爆箱、玻璃瓶、支架、高速攝影儀、起爆器、雷管、導爆索、觀測窗、爆炸洞墻體、抽真空栗和鋼板。所述的隔爆箱底部開有與射孔彈適配的孔。射孔彈、隔爆箱、玻璃瓶、支架、高速攝影儀、起爆器、雷管、導爆索根據實驗需要布設爆炸洞墻體內，爆炸洞墻體開有用于高速攝影儀觀測的觀測窗。隔爆箱通過支架固定，玻璃瓶固定在支架中部，射孔彈置于防爆箱開口處，射孔彈與玻璃瓶的軸線及鋼板的開口盡量重合。射孔彈通過導爆索與雷管相連，雷管通過導爆索與起爆器相連。為實現遮光效果，在玻璃瓶與隔爆箱之間放置用于遮光的鋼板。玻璃瓶與用于對玻璃瓶抽真空的抽真空栗相連。所述的用于遮光的鋼板正中開有可使射流順利通過的孔，所述可使射流順利通過的孔的直徑范圍28?32mm，優選為30mm。所述的隔爆箱優選，體積為30cm X 30cm X 30cm，鋼板厚5mm，隔爆箱一面無蓋，無蓋端向上、所述的隔爆箱底部開有與射孔彈適配的孔，與射孔彈適配的孔為20cmX 10cm的長方形孔。所述的玻璃瓶尺寸優選60cm X 20cm X 10cm(長X寬X高)。為保證觀測的實驗數據準確，高速攝影儀盡量與玻璃瓶在相同高度。基于上述的實驗裝置實現的本專利技術公開的一種研究含能射流材料沖擊化學反應特性的實驗方法，包括如下步驟，步驟一，根據所述的一種研究含能射流材料沖擊化學反應特性的實驗裝置位置關系布設實驗裝置。步驟二，通過抽真空栗將玻璃瓶抽真空。步驟三，在起爆器起爆同時觸發高速攝影儀，高速攝影儀通過觀測窗測得含能射流材料沖擊化學反應特性，由于在抽真空條件下通過高速攝影儀測得含能射流材料沖擊化學反應特性，能夠區分含能射流自發光和射流與空氣摩擦發光，提高射流圖像、運動軌跡清晰度，進而提高研究含能射流材料沖擊化學反應特性的精度。對于高溫氣體來說，折射率的變化主要受氣體的溫度和組分的影響，而一般常溫氣體的光學折射性取決于流場的密度分布。在本實驗非真空工況下，可以認為金屬射流高速侵徹玻璃瓶中空氣。高速運動的射流會因為與空氣摩擦而發光發熱，本實驗中射流運動速度可達4000m/s以上，射流運動速度遠大于摩擦熱的傳播速度，因此可以認為瓶中空氣為常溫氣體。同時高速運動的射流使得其周圍空氣形成激波層，大大改變了瓶中空氣密度的分布。這樣一來，瓶中空氣的折射率分布就變的極為復雜，從而使得真空工況下的射流圖像及運動軌跡比非真空中射流圖像、運動軌跡更為清晰。從側面印證了真空中射流發光是因為射流自身，受外界環境影響可以忽略不計。有益效果:1、本專利技術公開的，首次將高速攝影應用于研究含能射流材料沖擊化學反應特性，能夠更全面、精確地獲得研究含能射流材料沖擊化學反應特性的信息；2、本專利技術公開的，首次實現在抽真空條件下通過高速攝影研究含能射流材料沖擊化學反應特性，能夠區分含能射流自發光和射流與空氣摩擦發光，提高射流圖像、運動軌跡清晰度，進而提高研究含能射流材料沖擊化學反應特性的精度。3、本專利技術公開的，可以解決在非真空環境中射流發光很劇烈并較難從圖像中分辨出射流形貌的難題。【附圖說明】圖1為高速攝影實驗系統布局圖；其中，包括1-射孔彈、2-隔爆箱、3-玻璃瓶、4-支架、5-高速攝影儀、6_起爆器、7_雷管、8-導爆索、9-觀測窗、10-爆炸洞墻體、11 -抽真空栗、12-鋼板。圖2(a)為射流在抽真空條件下10us時刻形態；圖2(b)為射流在抽真空條件下30us時刻形態；圖2(c)為射流在抽真空條件下50us時刻形態；圖3(a)為射流在未抽真空條件下10us時刻形態；圖3(b)為射流在未抽真空條件下30us時刻形態；圖3(c)為射流在未抽真空條件下50us時刻形態。【具體實施方式】為了更好地說明本專利技術的目的和優點，下面結合附圖和實施例將本專利技術作進一步說明。實施例如圖1所示，本實施例公開的一種研究含能射流材料沖擊化學反應特性的實驗裝置，包括射孔彈1、隔爆箱2、玻璃瓶3、支架4、高速攝影儀5、起爆器6、雷管7、導爆索8、觀測窗9、爆炸洞墻體10、抽真空栗11、鋼板12。所述的隔爆箱2底部開有與射孔彈1適配的20cmX10cm的孔。射孔彈1、隔爆箱2、玻璃瓶3、支架4、高速攝影儀5、起爆器6、雷管7、導爆索8根據實驗需要布設爆炸洞墻體10內，爆炸洞墻體10開有用于高速攝影儀5觀測的觀測窗口。隔爆箱2通過支架4固定，隔爆箱2尺寸約為30cm X 30cm X 30cm，鋼板厚5mm，一面無蓋，相對的一面正中間開一個20cmX 10cm的長方形口，無蓋端向上、開口端向下與支架4頂部焊接。玻璃瓶3固定在支架4中部，玻璃瓶3尺寸約為60cm X 20cm X 10cm(長X寬X高)，密閉良好。玻璃瓶3—端開有一閥門，用以在實驗開始前將玻璃瓶3抽真空。射孔彈1置于防爆箱2開口處，與玻璃瓶3的的軸線及鋼板12的開口盡量重合。射孔彈1通過導爆索8與雷管7相連，雷管7通過導爆索8與起爆器6相連。玻璃瓶3與用于對玻當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種研究含能射流材料沖擊化學反應特性的實驗裝置，其特征在于：包括射孔彈(1)、隔爆箱(2)、玻璃瓶(3)、支架(4)、高速攝影儀(5)、起爆器(6)、雷管(7)、導爆索(8)、觀測窗(9)、爆炸洞墻體(10)、抽真空泵(11)和鋼板(12)；所述的隔爆箱(2)底部開有與射孔彈(1)適配的孔；射孔彈(1)、隔爆箱(2)、玻璃瓶(3)、支架(4)、高速攝影儀(5)、起爆器(6)、雷管(7)、導爆索(8)根據實驗需要布設爆炸洞墻體(10)內，爆炸洞墻體(10)開有用于高速攝影儀(5)觀測的觀測窗(9)；隔爆箱(2)通過支架(4)固定，玻璃瓶(3)固定在支架(4)中部，射孔彈(1)置于防爆箱(2)開口處，射孔彈(1)與玻璃瓶(3)的軸線及鋼板(12)的開口盡量重合；射孔彈(1)通過導爆索(8)與雷管(7)相連，雷管(7)通過導爆索(8)與起爆器(6)相連；在玻璃瓶(3)與隔爆箱(2)之間放置用于遮光的鋼板(12)；玻璃瓶(3)與用于對玻璃瓶(3)抽真空的抽真空泵(11)相連。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：馬峰，賈曦雨，王樹山，蒲榮輝，劉佳鑫，
申請(專利權)人：北京理工大學，山東特種工業集團有限公司，北京中恒天威防務科技有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。