CL-20/AP/Al与HMX/AP/Al体系能量释放特性对比研究

【作者】 焦清介； 郭学永； 聂建新； 周正青； 张朴；

【机构】 北京理工大学；

【摘要】 非理想炸药的能量释放是决定其输出威力的主要因素。为了对比研究CL-20/AP/Al与HMX/AP/Al的能量释放特性,利用水下爆炸实验,研究了该两体系炸药含量从5-20%的各四种配方的能量释放。实验得到了CL-20/AP/Al与HMX/AP/Al两体系炸药的冲击波压力时程曲线、冲击波能、气泡能、总膨胀功,并依据实验结果计算了炸药的能量释放率和能量释放速率。研究结果表明:冲击波峰值压力随着炸药含量的增加而增加,当CL-20和HMX含量分别为5-10%和5-15%时冲击波具有双峰结构,双峰时间间隔随炸药含量的增加而减少,且CL-20/AP/Al体系中的双峰时间间隔明显小于同比例HMX/AP/Al体系。当CL-20含量为15%,HMX含量为20%时双峰消失。冲击波的双峰现象表明能量释放分为两个阶段,第一阶段为炸药的爆轰反应,第二阶段为Al/AP与炸药的爆轰产物进行的反应。在CL-20含量为20%条件下,CL-20/AP/Al体系中的冲击波能、气泡能及总能量分别较同比例HMX/AP/Al体系高5.6%、12.6%、7.2%,同时由冲击波能和气泡能推算CL-20/AP/Al体系的体积爆热为2.76倍TNT当量,与HMX相比爆热提高11.7%,这是因为首先在该两体系中CL-20炸药本身的能量高于HMX,其次以炸药作为第一氧化剂时,CL-20分解后体系的温度更高,这为后续AP/Al的放热反应提供了更为有利的条件。在体系的能量释放率方面,除炸药含量为5%配方以外,CL-20/AP/Al体系的能量释放率均高于HMX/AP/Al;能量释放率与炸药含量成正比,当CL-20和HMX含量为20%时,两种体系的能量释放率均达到最高,分别为94.2%和90.6%。更多还原