TNT 爆炸电磁辐射信号测量及分析
2021-04-06崔元博孔德仁张学辉王良全
含能材料 2021年3期
崔元博,孔德仁,张学辉,王良全
(南京理工大学机械工程学院,江苏 南京 210094)
1 引言
炸药在爆炸时会产生较强的电磁辐射,不同强度或频率的电磁辐射会对一定范围内的电子设备(如无人机、引信装置、通信设备等)产生电磁干扰,严重时造成设备无法启动甚至损坏,引发事故。为了提升电子设备抗电磁干扰性能,有必要对炸药爆炸时产生的电磁辐射进行测量研究。
国外对炸药电磁辐射的研究较早,1954 年Kolsky[1]首先发现了炸药爆炸可以产生电脉冲这一现象,随后国外学者相继对该现象进行了实验研究。Boronin[2-3]对凝聚炸药爆炸产生电磁场的物理机制进行研究,提出通过爆炸产生无线电辐射的机制与激波前沿的电离空气层中某些电子基因的加速或减速过程有关,这一观点后被称作“Boronin 效应”。Boronin 等人的工作首次详细阐述了炸药爆炸产生电磁辐射的机理,并给以后相关研究指引了方向。A.L.Kuhl 等[4]对TNT产生电磁波的机理进行了阐述,认为电离原子、离子和电子的运动是产生爆炸电磁波现象的原因,爆轰产物的膨胀在周围空气中引起强烈的震动,形成了持续时间约20 μs 的强烈热波(约11000 K),这样的温度使空气产生明显的电离作用,离子斑块的运动产生电流,这些 电 流 产 生 电 场 和 磁 场。另 外,Kuhl[5]对TNT 爆 炸 的数值模拟来研究这些运动的影响,采用高阶Godunov公式对一维气体动力学守恒定律进行积分,通过一个非常精细的网格化(10 μm)来获得收敛的温度和电导率剖面,用于预测TNT 爆炸产生的三维电磁波。……
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