Page 139 - 《爆炸与冲击》2025年第9期

第 45 卷 焦俊杰，等： 基于水下爆炸的爆轰产物JWL状态方程确定方法研究 第 9 期

45 1.2

40 1.0
35
Bubble radius/mm 30 Velocity/(km·s −1 ) 0.8
0.6
25
0.4
20
15 0.2
10
0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100
Time/μs Time/μs
(a) Radius (b) Velocity
图 4 水下爆炸气泡半径和速度随时间的变化曲线
Fig. 4 Curves of underwater explosion bubble radius and velocity with time

表 1 RDX 炸药水下爆炸气泡半径的拟合参数
Table 1 Fitting parameters of the underwater explosion bubble radius for RDX

F 1 /mm τ 1 /μs −1 F 2 /mm τ 2 /μs −1 F 3 /mm
−9.46 0.112 8 46.3 0.008 9.9

对于冲击波在水中的传播过程，其波阵面位置随时间的变化可以通过非线性函数进行拟合：

( ) ( )
r −r 0 = a 1 1−e −b 1 t +a 2 1−e −b 2 t +ct (14)
式中：r−r 为冲击波阵面沿径向的传播距离，a 、a 、b 和 1 b 为拟合参数，c 为水中的声速。其拟合参数列
2
0
2
1
于表 2。

表 2 RDX 炸药水下爆炸冲击波阵面位置的拟合参数
Table 2 Fitting parameters of the underwater explosion shock wave front position for RDX
a 1 /mm b 1 /μs −1 a 2 /mm b 2 /μs −1
8.65 0.259 22.2 0.033

根据第 1 节的方法，结合试验结果，得到 RDX 炸药的 JWL 状态方程参数，如表 3 所示。为了对比不
同测定方法得到的 JWL 方程参数的差异，表 3 给出了文献 [17] 中利用圆筒试验测定的 JWL 方程参数。

表 3 RDX 炸药爆轰产物的 JWL 状态方程参数
Table 3 Parameters of JWL equation of state for RDX detonation products

A/GPa B/GPa C/GPa R 1 R 2 ω 数据来源
933.82 7.236 0.788 4.51 1.22 0.15 本研究
581.40 6.801 0.234 4.10 1.00 0.35 文献[17]

由表 3 可知，采用本文的水下爆炸方法测定的 JWL 状态方程在低压阶段的参数 C 和 ω 与圆筒试验
[5]
测定结果的差异比较大。其主要原因是：在圆筒试验中，当爆轰产物的压力降至 0.1 GPa 时 ，圆筒发生
破裂，从而导致爆轰产物扩散；而在水下爆炸中，水介质在爆轰产物的扩散过程中起到束缚作用，因此，
低压阶段的参数相差比较大。由水下爆炸 JWL 状态方程确定方法可知，JWL 状态方程首先确定低压状
态的参数，而中高压状态的参数与中压和低压的参数相关联，因此，圆筒试验与水下爆炸方法测定的中
高压的状态参数 A、R 、B 和 R 也有一定的差异，但是 2 种方法测定的中高压状态参数的差异小于低压
2
1
状态参数的差异。

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