不同药量下“高能燃烧剂”爆燃波的传播规律及强度特性

摘要

针对不同药量对高能燃烧剂爆燃效果的影响问题，本文通过高速纹影系统和超压检测系统对高能燃烧剂爆燃产生的前驱压力波和燃烧气体在空气流场中的传播规律以及压力波的强度变化开展研究.以药量作为变量设计了3种尺寸相同的药包，并设置了4个位置不同的压力传感器，对压力波进行全面的测量.通过纹影照片分析前驱压力波和燃烧气体的波动变化，对比分析3种药量下压力波的传播过程、速度变化、压力变化，并将理论分析与实验结果相结合，得到前驱压力波在空气流场中传播速度及压力的演化过程和压力分布规律，以及非炸药型高能燃烧剂破岩的可行性理论.研究结果表明：高能燃烧剂从点燃开始进入了一个较长的燃烧过程，燃烧剂释放出大量高温、高压气体，在药包内部不断积累升温、升压，达到药包致裂压力极限后，前驱压力波与燃烧气体以燃烧源为中心向外不规则球形传播，随后两者逐渐分离.前驱压力波的传播速度较快，相同时间内，压力波传播距离更远.药量越大，累压过程越短，前驱压力波传播速度越快，燃烧产生的高温高压气体越多，使药包的破碎效果越好，进而前驱压力波与燃烧气体的传播形态越规则.超压峰值压力、压力波正压时间和峰值冲量随着药量的增加，均呈现出一种递增的趋势.非炸药型高能燃烧剂的爆燃效果、前驱压力波的传播形态、破岩能力等与药量成正比，药量越大的高能燃烧剂威力越大.

关键词

高能燃烧剂 / 高速纹影拍照系统 / 超压检测系统 / 前驱压力波 / 燃烧气体

基金资助

煤岩动力灾害防控国家矿山安全监察局重点实验室开放基金资助项目（12345678）; 国家自然科学基金铁路基础研究联合基金资助项目（U2468219）; 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（2025JCCXLJ01）