CN109916246A - 研究爆炸聚能切割销毁水下未爆弹的模型试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于研究爆炸聚能切割销毁水下未爆弹的模型试验装置，包括爆炸水箱，在爆炸水箱内安装有支架，在支架上悬挂有模拟弹体，在模拟单体周围安装有压力传感器，在模拟单体上安装有切割装置，在爆炸水箱上设有观察窗口，观察窗口外设有高速摄影装置；切割装置切割弹体，引爆弹体，压力传感器和高速摄影装置采集爆炸信号。本发明的一种用于研究爆炸聚能切割销毁水下未爆弹的模型试验装置，能较为准确的模拟水下未爆弹药所处状态和销毁面临的问题，使得实验数据更贴近于真实的数据，且实现爆炸装置在水下试验中的精确安全起爆及型号的同步采集与传输。
Description
技术领域
本发明涉及研究爆炸聚能切割销毁水下未爆弹的模型试验装置，属于爆炸领域。
背景技术
无论战时还是平时，无论训练、作战、演习还是新装备的研究试验，都会存在水下未爆弹药。弹药未爆的原因主要有以下几个：一是生产技术的不成熟导致其存在一定的 瞎火率，二是设计缺陷导致弹药达不到预先效果，三是靶标设置不合理导致引信没能动 作，四是操作失误导致引信装配错误或者射击参数错误。未爆弹的出现给人民的生命财 产带来巨大的安全威胁，给部队机动和任务的执行造成阻碍。对于水下的未爆弹药，由 于发现难度高，所处环境复杂，装药量大，弹体状况未知等特点导致销毁难度特别大。 由于与场地和环境限制，难以通过原型弹药水下销毁进行研究，传统模型和研究方法也 难以真是揭露其水下销毁机理。研究爆炸聚能切割销毁水下未爆弹的模型试验装置与实 际水下弹药环境相似，从而可以模拟复杂的水下弹药销毁问题。
由于场地有限且水下爆炸对介质传递的能量远大于空气中，同时爆炸冲击波在爆炸 水箱边界产生的反射波可能干扰自由场冲击波数据的获取，因此装药诱爆实验的设计需 合理选择爆炸装置并充分考虑爆炸水箱的承受能力，且需根据爆炸元及介质特性合理布 设传感器。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于研究爆炸聚能切 割销毁水下未爆弹的模型试验装置，能较为准确的模拟水下未爆弹药所处状态和销毁面 临的问题，使得实验数据更贴近于真实的数据，且实现爆炸装置在水下试验中的精确安全起爆及型号的同步采集与传输。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的研究爆炸聚能切割销毁水下未爆弹的模 型试验装置，包括爆炸水箱，在爆炸水箱内安装有支架，在支架上悬挂有模拟弹体，在模拟单体周围安装有压力传感器，在模拟单体上安装有切割装置，在爆炸水箱上设有观 察窗口，观察窗口外设有高速摄影装置；切割装置切割弹体，引爆弹体，压力传感器和 高速摄影装置采集爆炸信号。
作为优选，所述模拟单体包含空心圆柱壳、螺杆、固定板和封闭件，所述空心圆柱壳两端分别安装有固定板，两个固定板通过螺杆连接，在空心圆柱壳内壁对应切割处安 装有微型炸药，空心圆柱壳两端通过封闭件密封。
作为优选，所述切割装置包括外套筒、内套筒和雷管壳，所述内套筒安装在外套筒内，在内套筒内固定安装有软金属缓冲片，在软金属缓冲片内嵌入有刚性金属框，刚性 金属框通过连接杆与击针连接，在外套筒上横插有保险销，保险销穿过击针，在击针上 套有击针簧，雷管壳通过螺纹与外套筒连接，在外套筒内安装有橡胶圈，在橡胶圈上安 装有防水膜，防水膜的下方放置有火帽；当需要引爆点火药时，拔出保险销，击针在击 针簧的作用下，击针带动刚性金属框移动，刚性金属框切割软金属缓冲片，切割完软金 属缓冲片后，击针穿透防水膜，完成起爆。
作为优选，所述内套筒焊接在外套筒内。
作为优选，所述软金属缓冲片焊接在内套筒上。
作为优选，所述软金属缓冲片与安装板固定连接，安装板设有通孔，安装板的通孔内插入螺栓，螺栓安装在内套筒上。
作为优选，所述安装板为弹性材料支撑，安装板设有通槽，软金属缓冲片卡在通槽内，在安装板通孔的两侧分别设有压孔，在压孔内设有螺栓，通过锁紧螺栓和锁紧螺母 将软金属缓冲片卡在通槽内。
作为优选，所述保险销通过橡胶圈与外套筒连接。
有益效果：本发明的研究爆炸聚能切割销毁水下未爆弹的模型试验装置，能满足水 下未爆弹药所面临的环境及人工销毁面临的难题，实验结果更接近真实效果；本实验装置中的爆炸装置使用小型柔性聚能切割器和微型电雷管，并通过螺纹紧密连接，防水性好，各方面性能优于常规导爆索；切割器进行防水处理，保证射流不受水的影响；考虑 水中爆炸压力的增大和雷管破片的影响，数据接收分析单元进行可靠防护，保证了仪器 的完好性，同时选择的传感器具有量程大、灵敏度高、性能稳定的特点，实验中保证数 据信号可靠同步采集与传输；本发明的切割装置，在该装置主体部分为一个击发机构， 由软金属缓冲片控制时间，击针簧给击针提供动力，当到达指定时间后击针解脱向前击 发，除此之外，还有一道二次保险，在击针和内套筒中有一个保险销进行固定，只有拔 掉保险销后，击针簧才会工作而保险销孔部有橡胶垫圈进行紧固和防水，保证装置内部 不进水，配套使用的雷管靠击针撞击火帽发火，火帽前的雷管口有一个橡胶圈和塑料片 组成的一个防水塞，有效防止雷管进水，雷管和击发机构之间靠螺纹连接，达到很好的 防水效果，本发明达到了很好的防水效果，击发时间可控，发火可靠性高，操作简单， 便于携带。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1中模拟单体的结构示意图。
图3为本发明的切割装置的结构示意图。
图4为内套筒的结构示意图。
图5为安装板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1至图5所示，本发明的一种用于研究爆炸聚能切割销毁水下未爆弹的模型试验装置，包括爆炸水箱14、模拟弹体18、数据采集与分析单元和同步控制单元，所述 爆炸水箱14四个侧面有透明窗，爆炸水箱14规格2m×2m×2m,且抗微型装药爆炸，在 爆炸水箱内安装有支架15，在支架15上悬挂有模拟弹体18，爆炸水箱14内装有试验 介质，在试验介质中放入模拟弹体18、切割装置和感知压力变化的压力传感器19，同 时透明窗外有高速摄影装置17，数据接收单元与数据传输单元连接，数据传输单元与数 据接收分析单元连接；切割装置16起爆与模拟弹体18作用后，传感器采集信号传送到 数据接收分析单元。
在本发明中，所述数据接收单元包括压力传感器19和高速摄影装置17，所述压力传感器19置于实验介质中，与模拟弹体18处于同一平面，所述高速摄影装置17设置 在透明窗外。
在本发明中，所述模拟弹体18由空心圆柱壳、螺杆、固定板、封闭件组成，所述 空心圆柱壳模拟未爆弹药的弹体18外壳，内壁对应于切割器处贴微型炸药，所述封闭 件有透明胶片和铁皮两种，根据具体实验需要选择使用，封闭件由固定板通过螺杆固定 于空心圆柱壳两端，且连接处用玻璃胶进行防水处理。
在本发明中，切割装置包括外套筒2、内套筒8和雷管壳5，所述内套筒8安装在 外套筒2内，在内套筒8内固定安装有软金属缓冲片1，在软金属缓冲片1内嵌入有刚 性金属框9，刚性金属框9通过连接杆3与击针6连接，在外套筒2上横插有保险销7， 所述保险销7通过橡胶圈4与外套筒2连接，保险销7穿过击针6，在击针6上套有击 针簧，雷管壳5通过螺纹与外套筒2连接，在外套筒2内安装有橡胶圈4，在橡胶圈4 上安装有防水膜11，防水膜11的下方放置有火帽；当需要引爆点火药时，拔出保险销 7，击针6在击针簧的作用下，击针6带动刚性金属框9移动，刚性金属框9切割软金 属缓冲片1，切割完软金属缓冲片1后，击针6穿透防水膜11，完成起爆。
在本发明中，所述内套筒8焊接在外套筒2内，所述软金属缓冲片1焊接在内套筒 8上。如图2所示，所述软金属缓冲片1与安装板12固定连接，安装板12设有通孔， 安装板12的通孔内插入螺栓，螺栓安装在内套筒8上。所述安装板12为弹性材料支撑， 安装板12设有通槽，软金属缓冲片1卡在通槽内，在安装板12通孔的两侧分别设有压 孔13，在压孔13内设有螺栓，通过锁紧螺栓和锁紧螺母将软金属缓冲片1卡在通槽内。
在本发明中，对于整个装置：
a.爆炸装置选择：柔性切割器长15cm，有效切割长度为13cm。切割器外壳为铅锑合金，装药为8701，线密度4g/m；微型电雷管采用一端起爆方式，为保证切割器的起 爆可靠，切割器端部预设一螺纹插口，并通过铝制连接件使其与电雷管紧密结合，隔绝 水介质的影响；试验前切割器延圆柱壳中部周向截面布设，切割器外壳预先作防水处理， 其整体固定在一次性炸高具中，炸高具为柔性泡沫材料材质。通过在炸高具与圆柱壳接 触部位涂抹防水材料以及炸高具外部防水处理可实现切割器药型罩的初始临空条件。
b.模拟弹体：主体部分采用空心圆柱壳材料为45#钢，外径和柱壳轴向长度均为20cm，壳体厚度分为1mm和2mm两种。固定板为尺寸为30cm×30cm×1cm的镂空金属板， 空心圆柱壳通过螺栓紧固结构设置在固定板之间，为保证装置整体的密闭性并便于高速 摄影观察，固定板与圆柱壳之间通过厚度为0.5mm的透明薄膜进行密封，并预先涂抹防 水材料保证其防水性。
c.爆炸水箱：尺寸为2.2m×2.2m×2.2m爆炸水箱四周中间位置各设置有一面积为40cm×40cm的观察窗用于拍摄聚能射流侵彻圆柱壳及诱爆内壁炸药的全过程。如图1 所示箱体上部固定有一长度为2.5m，宽度为10cm的槽钢，箱体盛水深度为2m，试验装 置放置在装药入水深度为1m的水平位置，试验装置通过固定在槽钢上的金属吊环水平 放置在水中，其中轴线方向与高速摄影观测方向相同。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种用于研究爆炸聚能切割销毁水下未爆弹的模型试验装置，其特征在于：包括爆炸水箱，在爆炸水箱内安装有支架，在支架上悬挂有模拟弹体，在模拟单体周围安装有压力传感器，在模拟单体上安装有切割装置，在爆炸水箱上设有观察窗口，观察窗口外设有高速摄影装置；切割装置切割弹体，引爆弹体，压力传感器和高速摄影装置采集爆炸信号。
2.根据权利要求1所述的研究爆炸聚能切割销毁水下未爆弹的模型试验装置，其特征在于：所述模拟单体包含空心圆柱壳、螺杆、固定板和封闭件，所述空心圆柱壳两端分别安装有固定板，两个固定板通过螺杆连接，在空心圆柱壳内壁对应切割处安装有微型炸药，空心圆柱壳两端通过封闭件密封。
3.根据权利要求1所述的研究爆炸聚能切割销毁水下未爆弹的模型试验装置，其特征在于：所述切割装置包括外套筒、内套筒和雷管壳，所述内套筒安装在外套筒内，在内套筒内固定安装有软金属缓冲片，在软金属缓冲片内嵌入有刚性金属框，刚性金属框通过连接杆与击针连接，在外套筒上横插有保险销，保险销穿过击针，在击针上套有击针簧，雷管壳通过螺纹与外套筒连接，在外套筒内安装有橡胶圈，在橡胶圈上安装有防水膜，防水膜的下方放置有火帽；当需要引爆点火药时，拔出保险销，击针在击针簧的作用下，击针带动刚性金属框移动，刚性金属框切割软金属缓冲片，切割完软金属缓冲片后，击针穿透防水膜，完成起爆。
4.根据权利要求3所述的研究爆炸聚能切割销毁水下未爆弹的模型试验装置，其特征在于：所述内套筒焊接在外套筒内。
5.根据权利要求3所述的研究爆炸聚能切割销毁水下未爆弹的模型试验装置，其特征在于：所述软金属缓冲片焊接在内套筒上。
6.根据权利要求3所述的研究爆炸聚能切割销毁水下未爆弹的模型试验装置，其特征在于：所述软金属缓冲片与安装板固定连接，安装板设有通孔，安装板的通孔内插入螺栓，螺栓安装在内套筒上。
7.根据权利要求6所述的研究爆炸聚能切割销毁水下未爆弹的模型试验装置，其特征在于：所述安装板为弹性材料支撑，安装板设有通槽，软金属缓冲片卡在通槽内，在安装板通孔的两侧分别设有压孔，在压孔内设有螺栓，通过锁紧螺栓和锁紧螺母将软金属缓冲片卡在通槽内。
8.根据权利要求3所述的研究爆炸聚能切割销毁水下未爆弹的模型试验装置，其特征在于：所述保险销通过橡胶圈与外套筒连接。
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| CN112013728A (zh) * | 2020-08-10 | 2020-12-01 | 西安近代化学研究所 | 一种射流高速碰撞靶板产生碎片云瞬态过程的实验方法 |
| CN112013728B (zh) * | 2020-08-10 | 2022-08-19 | 西安近代化学研究所 | 一种射流高速碰撞靶板产生碎片云瞬态过程的实验方法 |
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