温压炸药综合毁伤效应分析与评价
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摘要
本文对温压炸药的综合毁伤效应进行了评价，着重从爆炸场毁伤与热毁伤两个方面进行了分析。拟合了超压、比冲量、正压作用时间与对比距离的关系曲线，并计算了超压、冲量以及以Δp_m~(0.742)i_s~(0.258)为指标的TNT当量。用有效作用区威力评价法和公式计算了不同装药质量的毁伤半径，获得了有效作用区面积TNT当量。实验表明温压炸药与TNT相比有更大的超压与比冲量，毁伤效果优于TNT。对破片初速与毁伤距离进行了初步的计算，并为今后的工作进行了理论铺垫。温压炸药的火球温度比TNT的温度要高很多，大约为2874.9K，其热毁伤面积要高于TNT20％，并提出了热杀毁伤当量比的概念。温压炸药的热毁伤当量比约为1.2。通过以各种毁伤准则计算的毁伤半径的比较，发现爆炸场与热毁伤是温压炸药的主要毁伤模式，并建立了评价体系，取得了综合的评价结果。
The multi-damage powers of the thermobaric explosive was estimated. Blast field and temperature field were analyzed as an importance. The peak overpressure, impulse, and its positive pressure time vs scaled distance fitting curves of blast wave and TNT,△p_m~(0.742)i_s~(0.258), and impulse equivalent have been obtained. The damage effective field of thermobaric explosive was evaluated. The damage radiuses of a series of charge mass were obtained by the fitting curves, and the TNT damage field equivalent were calculated. The experiments indicated that the thermobaric explosive has stronger overpressure, impulse and damage power than TNT. The initial velocity and damage distance of the fragments were calculated. Many theory basis were prepared for latter investigation. The thermobaric explosive has much higher fireball temperature than TNT, and the temperature of the fireball of thermobaric explosive is 2601.9K. The thermal damage field is 20% bigger than TNT. The thermal damage equivalent was suggested. The TNT thermal damage equivalent is about 1.2. According to many damage radiuses obtained using diversified damage principles, the overpressure damage and thermal damage are proved to be the main damage modes. The multi-damage evaluation and estimation system were established in this paper.
The multi-damage powers of the thermobaric explosive was estimated. Blast field and temperature field were analyzed as an importance. The peak overpressure, impulse, and its positive pressure time vs scaled distance fitting curves of blast wave and TNT,△p_m~(0.742)i_s~(0.258), and impulse equivalent have been obtained. The damage effective field of thermobaric explosive was evaluated. The damage radiuses of a series of charge mass were obtained by the fitting curves, and the TNT damage field equivalent were calculated. The experiments indicated that the thermobaric explosive has stronger overpressure, impulse and damage power than TNT. The initial velocity and damage distance of the fragments were calculated. Many theory basis were prepared for latter investigation. The thermobaric explosive has much higher fireball temperature than TNT, and the temperature of the fireball of thermobaric explosive is 2601.9K. The thermal damage field is 20% bigger than TNT. The thermal damage equivalent was suggested. The TNT thermal damage equivalent is about 1.2. According to many damage radiuses obtained using diversified damage principles, the overpressure damage and thermal damage are proved to be the main damage modes. The multi-damage evaluation and estimation system were established in this paper.
引文
1 赵永涛，白春华，江奇．温压弹爆炸超压场实验研究．爆破．2004，21(4)：15-17
2 李林．温压弹实验原理与实践．现代军事．2005．1：55-57
3 范鹏贤，宋锋良．温压武器的原理及发展现状．科技资讯．2006(27)：36
4 郭美芳．战场新宠温压弹．现代兵器．2003．5：14-16
5 王宁．温压弹首次亮相阿富汗战场．国防．2005(5)：53
6 惠君明，刘荣海，彭金华等．燃料空气炸药威力的评价方法．含能材料，1996，4(3)：123-128
7 Abrahamson G R, Lindberg H E. Peak Load-Impulse Characterization of Critical Pulse Loads in Structural Dynamics, in Dynamic Response of Structure. New York: Permagan Press, 1972
8 Sewell R GS．Blast damage criterion．NAYWEPS Report 8469，1964
9 惠君明．燃料空气炸药威力评判的讨论．兵工学报·火化工分册，1995(2)：50-54
10 熊祖钊，白春华．燃料空气炸药武器威力评价指标研究．火炸药学报，2002，(2)：19-22
11 吴雄．含能材料能量评价准测的讨论[J]．含能材料，1993，1(1)：22-26
12 郭学永，惠君明．FAE战斗部爆炸威力评价方法和分析．炸药道学报，2000，12(3)：74-78
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15 王芳，冯顺山．FAE战斗部毁伤威力评价的试验研究．爆炸与冲击，2006，26(2)：179-182
16 隋树元，王树山．终点效应学．北京：国防工业出版社，2000
17 宇德明，冯长根．炸药爆炸事故冲击波、热辐射和房屋倒塌的伤害效应．兵工学报，1998(1)：33-37
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20 赵衡阳．气体和粉尘爆炸原理．北京：北京理工大学出版社，1996
21 张陶，惠君明，解立峰等．FAE爆炸场超压与威力的实验研究．爆炸与冲击，2004，24(2)：176-181
22 北京工业学院《爆炸及其作用》编写组．爆炸及其作用．北京：国防工业出版社，1987
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24 郭昭平，白春华，范喜生．评价爆炸超压作用的一个新指标及其在一次型FAE中的应用．安全与环境学报，2006，6(6)：100-102
25 Stephens M. M Minimizing damage to refineries from nuclear attack, natural and other disasters. The office of oil and gas. Dept of the interior, USA(1970)
26 李翼祺，马索贞．爆炸力学．北京：科学出版杜．1992
27 北京工业学院八系编写组．爆炸及其作用[M]．北京：国防工业出版社，1979
28 孙承纬．卫玉章，周之奎．应用爆轰物理[M]．北京：国防工业出版社，2000
29 孙锦山，朱建士．理论爆轰物理[M]．北京：国防工业出版社，1995
30 王儒策，赵国志．弹丸终点效应．北京：北京理工大学出版社，1993
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32 谭多旺，温殿英，张忠斌等．球形破片长距离飞行时速度衰减规律研究．高压物理学报，2002，16(4)：271-275
33 赵国志编译．战术导弹战斗部概论[M]．南京理工大学出版社，2002
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37 C M. Pietersen. Consequences of Accidental Releases of Hazardous Material. J. Loss Prev. Process Ind. 1990(3), 136-141
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44 宇德明，冯长根，曾庆轩等．热辐射的破坏准则和池火灾的破坏半径．中国安全科学学报，1996，6(2)：5-10
45 王艳华，佟淑娇，陈宝智．大型LPG罐区火灾爆炸事故后果评估．工业安全与环保，2004，30(11)：24-27
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47 惠君明，张正才．提高FAE威力的研究(Ⅱ)—云雾起爆与爆轰的讨论．南京理工大学学报，1995，19(6)：493-496
48 薛社生，刘家骢．FAE云雾形成过程的实验研究．火炸药学报，1997(2)：11-12
49 《炸药理论编写组》．炸药理论．北京：国防工业出版社，1982
50 徐皖育，陆守香，孙美和．煤矿炸药爆温的计算与炸药安全性的关系．爆破器材，1996，25(5)：8-10
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