双装药多层箱体内部爆炸的破坏效应试验研究

2022-04-24 02:59胡宏伟肖川冯海云宋浦
北京理工大学学报 2022年4期
关键词:舱室侧壁装药

胡宏伟,肖川,冯海云,宋浦

(1. 西安近代化学研究所,陕西,西安 710065;2. 中国兵器科学院,北京 100089)

半穿甲反舰导弹战斗部利用动能穿透船体外侧舷的防护装甲进入到舰体内部爆炸,破坏舰船舱室结构,并对舱内人员、设备造成杀伤,这也是反舰导弹对舰体结构毁伤的主要模式[1-2]. 由于现今大型水面舰艇的防御能力大大加强,不仅采用了较强的加强筋结构,而且为多舱室结构,整体战斗部在单舱内部爆炸的毁伤作用很难对周围舱室造成有效破坏.若战斗部分成多个子战斗部进入到不同舱室内部爆炸,爆炸能量的空间优化分布和爆炸参量的耦合叠加,可避免局部过毁伤造成的能量损失,有效提高战斗部的爆炸能量利用率,如扩大破坏作用范围,利用爆炸参量的聚焦或协同效应在目标内部形成贯穿毁伤效应等[3].

目前舰船内爆炸研究主要集中在简化单舱/多舱结构内部单点爆炸,对于舱室结构内部的爆炸载荷、破坏效果及破坏模式等进行了较多研究. 梅志远等[4]提出了复杂板架结构爆炸冲击波作用下动态响应的有限元计算方法,并进行了模型试验,发现大尺寸骨架(纵骨和肋骨)背向爆炸冲击波设置能够分散爆炸冲击波的冲击作用、减小板架变形、增强其抵抗爆炸冲击波冲击的能力. 侯海量等[5-6]对缩比舱内爆炸模型进行了试验和数值仿真,分析了舱内爆炸载荷的特征以及舱内爆炸下舱室板架结构的失效模式.魏继峰等[7]分析了反舰导弹侵彻舰船过程中的结构变化和过载响应,发现模拟舱室在内爆情况下焊缝开裂导致结构垮塌. 樊壮卿等[8]建立了大体积复杂结构的典型舱室模型,分析了舱内爆炸载荷传播特性,得出舱室撕裂主要集中在舱壁角隅处,加强筋结构为大变形破坏,舱壁结构解体飞散. 汪维等[9]发现4 舱室钢质箱体在结构内爆炸荷载作用下,随着装药量的增加,毁伤程度逐渐增加,完全密闭舱室的顶盖钢板由轻微隆起逐渐增加为加筋端部出现裂口,破坏模式由起爆舱室内侧隔板及顶盖钢板轻微变形逐渐增加为明显变形及自由通道一侧隆起加剧,直至顶盖加筋处出现裂口及内侧隔板顶部断裂破坏. 谷鸿平等[10]发现内爆载荷具有多峰值与作用时间长的特点,箱体壁板中心位置的冲击波压力峰值与冲量值均满足Hopkinson 爆炸相似律,但在箱体棱、角等冲击波相互影响作用区域不满足. 焦晓龙等[11]研究表明内爆下多舱室结构的毁伤特点主要表现为舱壁挠曲变形、舱壁中心冲切失效、舱壁边界撕裂,舱壁挠曲变形的挠厚比δ/H和固定边界撕裂的裂缝长厚比l/H均与药量-单舱室容积比m/V有明显线性关系.但关于多弹不同舱室内爆炸的毁伤效果研究很少,黄雪峰等[12]运用有限元软件ANSYS-DYNA 进行了舱室内爆炸仿真,分析了爆炸载荷作用下主舱和后邻舱舱内流场分布、压力变化及其破坏模式,评估了穿爆战斗部装药对组合舱室的毁伤效果. 两级装药爆炸提高了主舱室内的冲击波峰值和准静态压力值,增强了对主舱室的毁伤能力,能够实现对舰艇组合舱室的高效毁伤. 翟红波等[13]对1∶ 8 等效缩比模型进行了双点装药同步内爆炸试验,得出双点装药同步爆炸时,冲击波在装药中心面上相互叠加,冲击波冲量效应比同药量单点爆炸显著增加,可有效提高对该类舱室的毁伤能力.

双装药在不同舱室内爆炸时,由于爆炸场的耦合叠加效应,相对于单装药单舱室内爆炸更为复杂.本文基于小型简化的4 层箱体结构,试验研究2 个相同装药在不同箱体内部爆炸的破坏效果,探索多弹对舰船等多密闭舱室结构内部爆炸的破坏效应,为反舰战斗部的设计、威力评估和舰船防护设计提供技术支撑.

术前24 h时,2组患者血清 IL-6、IL-10、CRP水平及补体C3、C4水平比较,差异无统计学意义(P>0.05);与术前24 h比较,术后24 h时2组患者血清IL-6、IL-10及CRP水平均显著升高(P<0.05或P<0.01),且实验组IL-10水平显著高于对照组,IL-6及CRP水平显著低于对照组(P<0.05或P<0.01)。与术前24 h比较,术后24 h时2组患者补体C3、C4水平均显著降低(P<0.05或P<0.01),且对照组显著低于实验组(P<0.05或P<0.01)。见表2。

1 实 验

1.1 试验样品

试样样品全部为压装TNT 炸药,密度1.56 g·cm-3,质量分200,300 和400 g 3 种规格,装药尺寸分别为φ55 mm×54 mm、φ60 mm×68 mm 和φ70 mm×66.5 mm.传爆药为10 g JH-14 炸药,装药尺寸φ20 mm×20 mm,采用8#铜壳电雷管上端面中心起爆,所有试验工况装药的起爆端面均朝上,试验炸药装药装配如图1 所示.

由于装药量较大,装药爆炸能量大部分用于箱体1 的塑性变形和箱壁的撕裂抛掷,部分爆轰产物气体传输到相邻箱体2,使箱体2 也产生了塑性变形,宽度方向跨度为0.78 m,长度方向跨度为0.89 m,但对隔舱(箱体3 和箱体4)的破坏效用很小.

1.2 模拟箱体结构

密闭结构内部爆炸时,准静态压力是结构破坏的主要因素[14-15],这里以准静态压力作为等效载荷,对舱室进行了尺寸缩比,设计了简化的小型模拟箱体,模拟箱体为角钢框架和钢板焊接而成. 试验主要探索舱室主体结构的破坏效果,因此内部没有设置模拟设备等结构.

模拟箱体分2 种结构,第1 种结构为单箱体结构,用于研究炸药装药质量与箱体的匹配关系,获得对箱体过毁伤较小的合适装药量,尺寸长(l)0.8 m、宽(k)0.5 m、高(h)0.25 m,箱体壁厚度全部4 mm,装药孔位于箱体上板面的几何中心,直径100 mm,单箱体结构如图2 所示.

图2 单箱体结构Fig. 2 Single-cabin structure

单箱体结构的试验布局如图3 所示.第2 种结构为4 箱体结构,由4 个单箱体焊接而成,用于研究2 个炸药装药在不同箱体内部爆炸的破坏效应,其中最上层箱体上盖板厚8 mm,其他壁厚度均为4 mm,装药孔位于最上层箱体上板面的几何中心,直径100 mm,4 箱体结构如图4 所示.

矿石结构主要为粒状结构、交代结构、胶状结构、压碎结构、网状结构、文象结构等,以粒状结构、交代结构为主;矿石构造主要有块状构造、细脉浸染状构造、团块状构造、松散土状构造、角砾状构造和条带状构造,以块状构造、细脉浸染状构造为主。

图3 单箱结构试验布局图Fig. 3 Experimental layout of explosion in single cabin

图4 4 箱体结构Fig. 4 Four cabins structure

以装药位于箱体1 和箱体3 为例,4 箱体结构的试验布局如图5 所示.

图5 4 箱结构试验布局图Fig. 5 Experimental layout of explosion in four cabins structure

为了观察箱体的破坏和飞散情况,在箱体的各个面按X(发)-Y(面)-Z(层)进行了标注,例如1-1-2为第1 发试验、箱体的第1 面第2 层. 4 箱体结构的壁面标注情况见图6.

(1)存在时间差,核心企业未按要求及时发货。经销商提出进货需求后,银行付款给核心企业,核心企业发货给经销商,经销商之后偿还银行欠款。但是会遇到银行已经支付了钱,但是没有及时发货的情况,物流信息更新较慢,效率变低。

由此,四则运算的计算方法有机地连结起来,从而构成了一个完整的知识结构.如此,可能会使教师对四则运算的计算原理(数学测量的可公度性原理)获得深层次的理解,从而为有品质的数学课堂的改进和提升提供方向.

图6 4 箱体结构的壁面标注情况Fig. 6 Marking of simulation cabin

1.3 试验布局

2 个200 g TNT 装药箱体2 和箱体3 内部同时爆炸,由于爆炸能量的叠加效应,中间2 箱产生了撕裂和大塑性变形,上、下两端的箱体由于能量的双向传送也产生了大塑性变形,破坏效果比箱体1 和箱体2 内部爆炸显著提高.

表1 试验工况Tab. 1 Test conditions

炸药装药爆炸后,观察箱体的破坏情况,统计舱壁撕裂数量(N),测量箱体变形(挠度d)和舱壁抛掷距离(最小抛掷距离Lmin和最大抛掷距离Lmax).

2 结果与讨论

2.1 装药质量与箱体的匹配关系

为了使装药爆炸能量尽可能转化为对箱体的破坏效应,减少过毁伤,依据以往的试验结果,选取200 g和300 g 2 种质量的装药进行了单箱内部爆炸试验,以获得与箱体较为匹配的试验药量.

4.2 协助护士做好职业规划 重视护士的职业规划和发展,协助护士制定准确的职业生涯计划,培养她们不断进取的信心,提供学习及深造机会,提升护士的专业价值,拓展晋升途径。

图7 200 g TNT 装药单箱体内部爆炸的破坏效果Fig. 7 Damage effect of 200 g TNT charge explosion in single cabin

由图7 可知,箱体并未完全解体,只有上端盖沿角隅(焊缝)撕裂,抛掷距离约55 m. 箱体四周侧壁向外凸起,发生了较大的塑性变形. 变形后长度方向的跨度为0.86 m,宽度方向跨度为0.75 m. 舱体底部有一直径约160 mm,深20 mm 的凹坑,无破口.

300 g TNT 装药单箱体内部爆炸的破坏效果如图8 所示.

图8 300g TNT 装药单箱体内部爆炸的破坏效果Fig. 8 Damage effect of 300 g TNT charge explosion in single cabin

由图8 可知,箱体局部解体,上端盖和一个侧壁面沿角隅(焊缝)撕裂,而且产生了较大的弯曲扰度,抛掷距离约63 m. 箱体其他3 个侧壁向外凸起,长度方向的跨度为1.1 m,宽度方向跨度为0.95 m,箱体底部有一直径约160 mm,深42 mm 的凹坑,无破口.

可见,单箱体内部爆炸时,四周侧壁均产生了不同程度的塑性变形,爆炸冲击波、准静态压力(爆炸产物气体在箱体内部形成)的共同作用下,顶盖在薄弱连接处(角隅处)发生撕裂,四周侧壁塑性变形,爆炸能量对金属板进行加速.

由上可知,200 g 和300 g 的TNT 装药都使单箱体产生了撕裂、塑性变形和抛掷效应. 综合考虑,为了减少过毁伤,这里选取破坏效果较弱的装药质量(200 g TNT 装药)作为试验药量.

至于襁褓中哇哇大哭的婴儿,他暂时顾不得了,反正还有姐姐和姐夫。他笃定了他们不会不管,他们的善良也是他破釜沉舟不顾一切的理由之一。

由于2 个箱体内装药爆炸能量的叠加效应,箱体1 和箱体2 内部爆炸的破坏效果明显要比200 g TNT 装药单箱体内部爆炸的破坏效果严重,箱体1的破坏效果接近400 g TNT 整体装药箱体2 内爆炸,能量单向传输导致箱体3 也产生了明显的塑性变形,隔箱的破坏效果很弱.

2.2 双装药4 层箱体内部爆炸的破坏效果

为了对比整体装药与2 个同质量装药分箱爆炸的破坏效应,开展了400 g 整体装药在箱体1、箱体2 内部以及2 个200 g 装药在2 个不同箱体内部爆炸的破坏试验.

2.2.1 400 g TNT 整体装药箱体内部爆炸的破坏效果

木偶已经有1000多年的历史了,在2006年被评为国家非物质文化遗产。木偶分为杖头木偶和卡通木偶。演员们分别为我们表演了杖头木偶戏《手绢佛珠》和卡通木偶戏《疯狂吉他手》,并进行了互动,若提问的问题回答正确,就可以上台体验卡通木偶,八位学生与四位老师分别进行了互动。后来,那里的工作人员带领我们走进他们的工作室,向我们展示了木偶造型的制作过程。我真佩服他们的聪明才智,他们高超的表演技艺使本无生命的木偶表现得富有生机活力。最后,我们体验了动手彩绘脸谱,感受到了艺术的乐趣。

①400 g TNT 装药箱体1 内部爆炸.

试验样品为400 g 的TNT 装药,爆心位于箱体1的几何中心,箱体的破坏效果如图9 所示.

图9 400 g TNT 装药箱体1 内爆炸的破坏效果Fig. 9 Damage effect of 400 g TNT charge explosion in cabin 1

由图9 可知,箱体1 破坏严重,四周侧壁和顶盖(D-1)全部撕裂变形并飞散,抛掷距离在40~75 m之间,顶盖产生了较大变形,向上弯曲挠度24 cm,底板(1-M-1)产生大扭曲变形,向下弯曲挠度21 cm. 相邻的箱体2 四周侧壁明显向外鼓起,箱体3 和箱体4四周侧壁微鼓,基本无变形.

世界各国对网络空间的认知和标准存在着差异,对于网络的主张不同,这是客观存在的事实,但是这种差异不能成为网络对立、冲突的根源,不能成为阻碍世界网络一体化的障碍。

②400g TNT 装药箱体2 内部爆炸.

本研究共纳入6项随机对照试验,研究质量等级均为“B”。随机方法上郭友华等[16]使用电脑分层随机,张裴景等[20]使用随机数字表法,均评定为低风险;包艳等[18]提及按入院顺序随机分组,但未对具体随机过程进行描述,评为不清楚;其余试验均只提及随机字样。6项研究均未提及使用分配隐藏和盲法,评定为不清楚。6篇研究数据均完整,评定为低风险。选择性报道中,刘惠惠[17]的研究存在结果报告不全的情况,评为高风险。纳入研究的方法学质量评价详见表2。

试验样品为400 g TNT 装药,爆心位于箱体2 的几何中心,箱体的破坏效果如图10 所示.

图10 400 g TNT 装药箱体2 内部爆炸的破坏效果Fig. 10 Damage effect of 400 g TNT charge explosion in cabin 2

由图10 可知,箱体2(装药箱体)破坏严重,四周侧壁向外鼓起,侧壁形成了一个近似圆形的空腔,宽度方向的最大跨度为0.92 m,长度方向的最大跨度为0.86 m,一侧壁连接处撕裂,底板(2-M-2)完全与箱体四周分离,掉落在箱体3 内. 箱体1 与箱体2 分离,箱体1 顶盖(2-D-1)无破坏,但底板(2-M-1)产生大变形和撕裂,向上弯曲挠度20 cm,四周侧壁向外鼓起.箱体3 的破坏情况与箱体1 相似. 箱体4 四壁向外鼓起,轻微破坏.

装药爆炸后,四周侧壁没有形成飞散,但整体破坏效果比箱体1 内部爆炸严重,这是由于箱体1 和箱体3 对箱体2 具有较强约束作用,装药爆炸能量在对箱体2 侧壁做功时,部分能量传输到了相邻箱体1 和箱体3,较强约束和能量分散使箱体2 内部爆炸的塑性变形要比箱体1 内部爆炸严重,能量耗散虽然减弱了爆炸能量对箱壁的加速能力,但加强了对相邻箱体的破坏效应.

2.2.2 2 个200 g TNT 装药邻舱内部同时爆炸的破坏效果

①2 个200 g TNT 装药箱体1 和箱体2 内部同时爆炸.

2 个装药分别放置在箱体1 和箱体2 的几何中心,箱体的破坏效果如图11 所示.

由图11 可知,箱体1 的顶盖(3-D-1)被撕裂,向上弯曲扰度为9.5 cm,抛掷距离约14.3 m,底板(M-1)完全撕裂,向上凸14 cm. 四周壁面也被撕裂,只有4个角的角钢连接,并且产生较大的扭曲变形,宽度方向跨度为0.92 m,长度方向的跨度为0.9 m. 箱体2 四周壁面向外鼓起,宽度方向跨度为0.8 m,长度方向跨度为0.92 m,底板与四周撕裂,向下弯曲挠度25 cm.箱体3 四周壁面向外鼓,宽度方向跨度为0.64 m,长度方向跨度为0.87 m. 箱体4 只有侧壁向外微鼓.

200 g TNT 装药单箱体内部爆炸的破坏效果如图7 所示.

图11 2 个200 g TNT 装药箱体1 和箱体2 内爆炸的破坏效果Fig. 11 Damage effect of 400 g TNT charge explosion in cabin 1 and cabin 2

干线公路沿线城镇化后,道路两侧建筑物多且绿化设置丰富,通视条件相对较差。因此,若因设计速度的提高等原因使得既有道路同向与反向圆曲线间的直线长度不再满足规范,但另建新路会大幅增加用地拆迁和工程造价时,可适当放宽6V与2V的规定,建议采用西班牙规范中2.78V和1.39V的规定,配合相应路段种植遮挡性绿植等手段以避免短直线全部进入驾驶员视野,保证驾驶员行驶时的视觉连续性与驾驶舒适性。

总体来说,2 个200 g TNT 装药箱体1 和箱体2内部同时爆炸的破坏效果与400 g TNT 装药箱体1内部爆炸的破坏效果接近.

②2 个200 g TNT 装药箱体2 和箱体3 内部同时爆炸.

2 个装药分别放置在箱体2 和箱体3 的几何中心,箱体的破坏效果如图12 所示.

由图12 可知,4 个箱体侧壁都向外鼓起,箱体2和箱体3 严重破坏,箱体中间的焊缝连接全部撕裂,箱体1 和箱体4 也产生了明显塑性变形. 箱体1 的顶盖向上凸起,最大弯曲度挠度为2.0 cm,宽度方向的跨度为0.59 m,长度方向的跨度为0.85 m,底部(9-M-1)大变形扭曲,与四周撕裂分离,中间孔口部撕裂.箱体2 宽度方向跨度为0.80 m,长度方向跨度为0.87 m,底部(M-2)大变形扭曲,与四周撕裂分离. 箱体3 宽度方向跨度为0.70 m,长度方向跨度为0.88 m. 箱体4 最大宽度距离为0.62 m,最大长度距离为0.88 m,底板向下弯曲挠度为2 cm.

图12 2 个200 g TNT 装药箱体2 和箱体3 内爆炸的破坏效果Fig. 12 Damage effect of 400 g TNT charge explosion in cabin 2 and cabin 3

试验工况包括单个200 g 和300 g 装药在单箱体内部爆炸,单个400 g 装药和2 个200 g 装药在4 层箱体内部爆炸,其中2 个200 g 装药为同时爆炸. 炸药装药布放在试验箱体的几何中心位置. 试验时箱体垂直放置,自上而下依次为第1~4 层箱体,简称箱体1~4,试验工况见表1.

2.2.3 2 个200 g TNT 装药隔舱爆炸的破坏效果

下一步,这项改革将依法合规全面确认集体成员身份,积极探索完善农村集体产权权能,通过多种路径发展壮大农村集体经济,确保2019年基本完成清产核资、2021年基本完成股份合作制改革。

①2 个200g TNT 装药箱体1 和箱体3 内部同时爆炸.

2 个装药分别放置在箱体1 和箱体3 的几何中心,箱体的破坏效果如图13 所示.

图13 2 个200 g TNT 装药箱体1 和箱体3 内爆炸的破坏效果Fig. 13 Damage effect of 400 g TNT charge explosion in cabin 1 and cabin 3

由图13 可知,装药爆炸后,箱体1、箱体2 和箱体3 都被严重破坏. 箱体1 的顶盖(4-D-1)被撕裂,抛掷距离为3.8 m,向上弯曲挠度为14 cm,四周侧壁向外鼓起,宽度方向跨度为0.76 m,长度方向跨度为0.90 m,4-1-2、4-1-3、4-1-4 3 面底部被撕裂,底部(4-M-1)产生大变形扭曲,中心孔口部撕裂. 箱体2 和箱体3 的破坏情况类似,4-2-4 面、4-3-4 面被撕裂,其他3个侧面向外鼓起,4-2-4 面、4-3-4 面的一端与箱体拐角处的角钢断开. 箱体2 宽度方向的跨度为0.86 m,长度方向的跨度为0.89 m,箱体3 宽度方向的跨度为0.89 m,长度方向的跨度为0.93 m,箱体4 向外微鼓.

根据齿圈的实际使用情况,与起动机齿轮啮合时的进入端受冲击力较大,工作频次大,即齿圈的倒角端与齿圈的非倒角端面承受不同的载荷,对齿圈两端面的淬硬层深度要求不同,硬度也不相同,并且为了保证齿的使用寿命,且淬硬层不能过齿根圆,这就是所谓的“阴阳脸”。在实际加工过程中虽然由于某些因素会导致“阴阳脸”的产生,但是这些“阴阳脸”属于热处理缺陷,无法精确控制。

由于箱体1 和箱体3 的爆炸能量同时传输到箱体2 内,并产生叠加效应,导致箱体1、箱体2 和箱体3 都发生了较严重撕裂和大塑性变形,箱体4 也有明显的塑性变形,2 装药相隔一个箱体内部爆炸的破坏效果明显好于临舱爆炸.

例如2018年广东中考题第6题,当电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数 U与电流表示数I的变化关系已经给出,下列说法正确的是( )

②2 个200 g TNT 装药箱体1 和箱体4 内同时爆炸.

2 个装药分别放置在箱体1 和箱体4 的几何中心,箱体的破坏效果如图14 所示.

图14 2 个200 g TNT 装药箱体1 和箱体4 内爆炸的破坏效果Fig. 14 Damage effect of 400 g TNT charge explosion in cabin 1 and cabin 4

由图14 可知,箱体1 与箱体2 分离,箱体1 的顶板变形严重,向上弯曲度20 cm,四周侧壁向外鼓起,宽度方向跨度为0.83 m,宽度方向跨度为0.90 m,高度方向跨度为0.50 m,底板(10-M-1)产生较大的扭曲变形,与箱体撕裂分离,向下弯曲挠度为30 cm. 箱体2 四周壁面向外鼓起,宽度方向跨度为0.65 m,长度方向跨度为0.86 m,10-1-2 和10-3-2 与箱体3 撕裂,底板(10-M-2)产生大扭曲变形,向上弯曲挠度9 cm. 箱体3 四周壁面向外鼓起,宽度方向跨度为0.68 m,长度方向跨度为0.90 m,1-2 和3-3 与箱体4 撕裂,底板(10-M-3)与箱体撕裂分离,并产生大扭曲变形,向上弯曲挠度为20 cm. 箱体4 四周壁面向外鼓起,宽度方向跨度为0.69 m,长度方向跨度为0.90 m,底板(D-4)向下弯曲挠度为6 cm,底板中心有一直径13 cm,深9 cm 的凹坑.

箱体1 和箱体4 之间相隔2 个箱体,2 个装药爆炸能量分散较多,因而叠加效应减弱,箱体1 破坏效应最严重,箱体2、箱体3 和箱体4 由于能量的匀化使破坏程度较为接近,连接处产生了撕裂和大塑性变形.

2.3 不同工况的破坏效果对比

由于舰船等多舱结构非常复杂,目前并未建立这种复杂结构内部毁伤效应的科学、有效评估或评价方法,主要采用简化的模拟舱室结构[6-8],基于结构的撕裂、变形、抛掷距离的来进行对比分析[7].

不同工况下箱体的变形情况见表2,表中l1为爆炸后箱体长方向的长度,k1为爆炸后箱体宽方向的长度,l1/l0为箱体变形后的长度与原长度之比,k1/k0为箱体变形后的宽度与原宽度之比.

表2 各种试验工况的箱体的塑性变形情况Tab. 2 Plastic deformation of cabins under various test conditions

对于表2 中箱体的塑性变形,设定l1/l0≥1.10、k1/k0≥1.20 为大塑性变形,0<l1/l0<1.10、0<k1/k0<1.20 为塑性变形,肉眼能够看到的轻微变形为微小变形,观察不到任何变化的为无变形.

本研究的主要目的是探索阵列爆炸对多舱室的较佳破坏模式,因此,基于结构的撕裂、变形情况,以400 g 整体装药箱体1 内部爆炸为基准,基于舱室的破坏数量来对比不同试验工况的破坏效果(见表3),获得双装药多舱室内部爆炸的较佳布放模式.

表3 各种试验工况的破坏效果对比Tab. 3 Comparison of damage effect of various test conditions

由表2 可知,相同质量整体装药单箱体内部爆炸时,虽然装药所在箱体的破坏程度较高,撕裂程度严重(抛掷远),但能量的快速耗散,导致相邻箱体的破坏效果弱,结构整体毁伤效果差.

以箱体的破坏数量为基准,2 个装药在双箱内部爆炸的毁伤效果要明显好于相同质量整体装药单箱内部爆炸,其中2 个装药箱体2/箱体3、箱体1/箱体3、箱体1/箱体4 内部爆炸的严重破坏箱体都为4 个,毁伤效果提升了100%;箱体1/箱体2 的破坏效果稍弱,严重破坏箱体都为3 个,毁伤效果提升了50%.

3 结 论

相对于单箱内爆炸,2 个1/2 质量装药在2 个不同箱体内爆炸时,爆炸参量的耦合叠加导致破坏效应差异显著. 本研究探索了2 个爆炸单元在4 个密闭箱体结构内部爆炸时,产生较佳破坏效应的设置模式,获得的主要结论如下:

①当装药大于箱体的破坏极限时,不仅会产生过毁伤,而且部分爆炸能量未形成有效功,能量利用率低. 从箱体的撕裂和抛掷来看,炸药装药单箱体内部爆炸的抛掷距离最远,撕裂程度最高,但结构整体毁伤效果较差.

②以箱体的破坏数量为基准,2 个装药箱体2/箱体3、箱体1/箱体3、箱体1/箱体4 内部爆炸的严重破坏箱体都为4 个,毁伤效果提升了100%;箱体1/箱体2 的破坏效果稍弱,严重破坏箱体都为3 个,毁伤效果提升了50%.

③装药爆炸位置导致的爆炸能量叠加和扩散对多箱体毁伤影响很大. 对于单装药,较佳的爆炸位置为中间箱体,爆炸能量能够向相邻箱体扩散. 对于双装药,较佳的爆炸位置为中间的相邻箱体或隔舱(相隔1 个舱最好),不仅可以产生能量叠加,还可以向两侧相邻箱体扩散能量,造成大范围的毁伤.

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