平面飞片下气体绝热压缩后的聚能效应
——两次不寻常的爆炸实验结果*
2011-06-20张路青
张 凯,张路青
(中国大连凯峰超硬材料有限公司,辽宁大连116025)
在爆炸合成和爆炸压实研究中,大多采用平面飞片碰撞进行压力加载,且大多数实验都是在常压下进行,即飞片飞行过程是在常压下的空气而不是真空中的。从事爆炸力学的学者大都认定:随着飞片向下飞行,平面飞片下的空气会向飞片四周自然排出,不会对飞片飞行构成大的阻力,且一般飞片飞行距离很短,飞片下体积内的常压气体量是个很小的量,不会造成聚能效应。而我们在两次实验中,非常典型地发现了:飞片高速飞行,特别是飞片速度超过3 km/s时,飞片下空气很难全部向四周排出,大部分气体被飞片压向被打击表面,造成绝热压缩,而绝热压缩气体的比热容cV不是常数,随温度增高而增高,少量的气体经过绝热压缩,不仅温度很高,且压力也达到碰撞压力的同量级,这极高温高压的气体会以极高速气流通过压缩缝隙中喷出,造成能量巨大的聚能效应。
1 第一次实验方法

图1 爆炸实验装置图Fig.1 The unit of explosive experiment

图2 爆炸后粉盒上表面Fig.2 The upper surface of powder box after explosion
爆炸压实实验装置[1]如图1,炸药柱在水中爆炸,推动飞片向下飞行。飞片速度pp=3.595 km/s,计算值[2]与实测值基本一致。飞片下方安置一个装有粉末的装粉盒,在粉末面上安放一块厚0.4 mm的薄铁皮,粉盒下方又安置一块底板,在水层的底面,飞片的外圈特别放置一块厚2 mm的钢板。爆炸后,发现粉盒上表面即迎着飞片打击的一面有被严重冲涮现象。图2所示的部分正好是此粉盒直径(68~138)mm之间的盒边缘上,图中粉盒的上方已有一个缺损口,内孔已经涨大,在图中中线上测得直径88 mm。……
