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聚能效应的原理和作用

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:图8-11爆炸聚能效果试验示意图表8-13不同底部形状的药包对靶板的穿透效果表聚能原理。因此为了提高能量的集中程度,在锥形空穴内表面嵌入一个与空穴内表面相似的药形罩,将势能转化为动能,从而提高聚能效应,见图8-12。其他不直接参与聚能效应的那部分炸药称为非有效炸药,它的作用是使有效炸药层达到稳定爆轰,并使有效炸药层的能量得到充分利用。表8-14圆柱形聚能装药几何参数表

聚能效应的原理和作用

(1)聚能效应。利用药包一端的空穴(也称聚能穴),使得炸药爆轰的能量在空穴方向集中起来以提高炸药局部破坏作用的效应称为聚能效应。爆炸聚能效果试验见图8-11,不同底部形状的药包对靶板的穿透效果见表8-13。试验表明,当带有金属罩的药柱距钢板一定距离进行爆炸时,对靶板的穿透能力最强。

图8-11 爆炸聚能效果试验示意图

表8-13 不同底部形状的药包对靶板的穿透效果表

(2)聚能原理。爆破聚能过程见图8-12。柱形药包爆炸后,爆轰产物沿近似垂直于药柱方向向四面飞散,作用在物体上的仅仅是药柱一端的爆轰产物[见图8-12(a)];药包一端开有锥形对称空穴时,爆轰产物先向空穴轴线位置聚能,形成一股高速、高压、高密度的爆轰产物,即聚能气流[见图8-12(b];由于聚能气流的高能量密度,使其做功能力增大,见图8-12(c)。

理论分析与计算表明,气流在聚能过程中,动能是可以聚集的,而势能不能聚集,反而起发散作用。因此为了提高能量的集中程度,在锥形空穴内表面嵌入一个与空穴内表面相似的药形罩,将势能转化为动能,从而提高聚能效应,见图8-12(c)。药形罩的可压缩性很小,在能量集中过程中,内能增加很少,能量主要转化为动能形式,避免了由于高压膨胀使得能量分散。因此,可以形成一股速度和动能比气体射流更高的金属射流。

(3)聚能药包(聚能弹)。聚能药包有弹型和线型两种,均由炸药、药形罩、隔板、壳体(有的聚能弹有外壳,有的无外壳)、引信和支架六部分组成,装药量90kg的聚能药包见图8-13。

图8-12 爆破聚能过程示意图(www.xing528.com)

图8-13 装药量90kg的聚能药包图(单位:mm)

1—引信装置,由特屈儿药柱(压装)和8号雷管组成;2—隔板,材料为木质红松,表面涂虫胶漆;3—药型罩,为等壁厚半球形,材料分铸铁、铸铝和铸铜三种;4—支架,由三根铁管组成;5—炸药,50%RDX和50%TNT熔铸而成;6—外壳(壳体),为铝皮(厚1.5mm)焊接

根据聚能爆破的不同目的,药包形状有:圆柱形、长条形、球形等,其中以圆柱形和长条形应用最广泛。

在确定药包的结构形状时,既要使装药量少,又要使破岩效果好,这就要求选择合适的装药结构。在整个的聚能药包中,参与形成聚能射流的炸药,仅仅是靠近药型罩的一定厚度的炸药层,即有效炸药层,见图8-14(a)。其他不直接参与聚能效应的那部分炸药称为非有效炸药,它的作用是使有效炸药层达到稳定爆轰,并使有效炸药层的能量得到充分利用。根据聚能药包中炸药层的作用不同,常将圆柱形药包做成截头圆台形,这样既减轻了装药重量,又保证了聚能效果,见图8-14(b)。

图8-14 聚能药包形状和几何参数图

聚能药包的破岩深度与装药直径和高度有关,一般装药高度不大于3倍的装药直径。在设计圆柱形聚能装药参数时,圆柱形聚能装药几何参数见表8-14。

表8-14 圆柱形聚能装药几何参数表

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