爆炸场热效应测定的热通量测试装置设计(2)
密闭或半密闭空间内炸药装药发生爆炸后，爆炸场对周围介质、目标等产生的热效应（介质或目标的温度发生变化）也是炸药毁伤效能的重要评价指标。目前被誉为“常规武器中的核武器”的温压武器倍受关注，就是因为温压炸药的温度和压力双重效应会产生更强的毁伤效果。因此发展约束空间内的爆炸场热效应测量与表征技术具有重要意义。
本课题结合现代快速温度测试技术和爆炸容器常规爆炸场测试系统，对已有的爆炸容器测试系统进行改进，尝试对爆炸场热效应进行测试和参数表征，开发出相应的测试系统。
20世纪70年代，美军在越南战争中首次大量使用云爆弹，因其远远高于常规炸药的毁伤威力，从而使得云爆武器成为各国研究的重点。当前，受到国内外广泛关注的温压武器从某种意义上讲也可以认为是云爆武器的新一代产品。温压炸药爆炸的毁伤效应主要有冲击波超压、破片、以及热效应等。然而，目前对于炸药爆炸尤其是凝聚相炸药的研究主要集中在冲击波超压及破片毁伤方面，主要有以下两方面的原因：一方面，冲击波及破片的作用范围要远远大于热辐射的作用范围；另一方面，爆炸火球的热效应作用时间短，测试条件恶劣，测试手段有限，难以进行有效的测试。但是，随着受限空间内爆源爆炸后各种毁伤效应研究的深入，对热毁伤效应的测试评价方法的研究越来越受到重视[1]。
在热毁伤的研究方面，国外的Baker、S.B.Dorofeev等人对石油、化工等工业爆炸火球模型进行了理论研究[2]。国内的许学忠[3]、郭学永[4]等人通过红外成像仪研究了爆炸火球表面温度及火球结构；何志光从理论上计算了二次FAE的火球温度及热辐射效应[5]；王泽溥、王志利等人也提出了相应的火炸药爆炸火球的计算方法[6]。近些年来，随着热传感器技术的发展，传感器响应时间越来越短，灵敏度越来越高，为爆炸火球热辐射提供了新的测试方法[7,8]。
1.3 本论文的主要研究工作
设计出用于爆炸容器中炸药爆炸场热效应的测试系统，并对炸药装药进行爆炸热效应测试并改进测试系统。
为了实现以上工作目的，本文在原有爆炸容器数值模拟和实验研究的基础上采纳多通道数据采集装置、辐射传感器及同步触发等先进技术建立了一套用于测试分析热场效应的测试系统并对测试系统进行优化。围绕着它，本文要做的主要工作及解决的问题如下：
（1）对大量文献资料进行了调研，掌握和了解了目前国内外的爆炸场热效应的测试表征方法及发展趋势；
（2）了解爆炸的能量释放过程，熟悉炸药爆炸输出的特征参数及其表征方法；
（3）掌握爆炸容器、现有快速测温技术的测试原理、仪器设备和一般步骤；
（4）选取两种以上的炸药，利用爆炸容器测试系统对炸药装药爆炸场热效应进行测试；
（5）对实验现象进行总结，改进测试系统，以获得较合理的结果.
2 原理论证与方案设计
2.1 爆炸的能量释放过程
含铝炸药、燃料空气炸药（FAE)是不同于传统单质炸药的典型非理想炸药，它们均以金属粉作为可燃剂来提高做功能力。在密闭或半密闭条件下，爆炸产物将继续进行后续燃烧并释放大量能量，对毁伤做出贡献。研究爆炸能量的释放规律，可以揭示炸药能量提高和能量结构变化对环境作用与破坏效能的影响，为空中、水中目标在高威力炸药爆炸作用下力学响应的分析和武器战斗部设计提供基本参数和科学依据。其研究成果可以应用于各种航弹、打击地下掩体武器和水中兵器，具有较好的应用前景[24]。