王 宇，柏劲松，2，王 翔，2，谭 华，2，李 平

(1.中国工程物理研究院流体物理研究所，四川绵阳 621999;2.中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理实验室，四川绵阳 621999)

1 引 言

超高速发射主要为超高压状态方程测量提供加载手段，以期实现对太帕(1012Pa)量级下物质的相应特性和状态方程的研究[1-2]。要达到这一目标，轻质的Al、Mg、Ti二级飞片需要发射到约16 km/s的速度方能实现，而更重的Ta、Pt二级飞片需要发射到10 km/s以上。常见的超高速发射技术有激光加载技术、Z-Pinch技术、三级炮技术等，其中三级炮技术由于实验设备简单、费用低，驱动过程中物理状态变化较小，基本满足状态方程测量的要求，因而是开展极端高压下材料状态方程测量的重要手段。

美国圣地亚实验室在20世纪90年代发展了非汇聚型超高速发射技术，能将1 mm厚的克量级铝、镁、钛合金飞片加速到10 km/s[3]，将0.5 mm厚的铝、钛合金飞片加速到12.2 km/s[4]，将长径比约为0.5的厚块飞片加速到10.2 km/s[5]。使用阶梯型的套筒替代原有的等直径的套筒，进一步发展了汇聚型的超高速发射装置(EHVL)，能将1 mm厚的钛合金飞片加速到14.4 km/s，0.5 mm厚的钛飞片加速到15.8 km/s[6]，甚至在此装置上实现了高达19 km/s的超高速发射[7]，但飞片在飞行过程中已经不能保持其完整性。国内目前使用汇聚型超高速发射装置已能将0.5 mm厚的Ta飞片加速到13 km/s。更高速度的获得需要对现有的发射装置进行优化设计，由于影响二级飞片速度的因素较多，包括级轻气炮的加载能力、一级飞片和二级飞片的尺寸和结构参数、发射腔构型等因素，若完全依靠实验进行优化会产生高昂的成本，需通过数值模拟精心设计，进一步提高二级飞片的速度。……