Page 39 - 《爆炸与冲击》2026年第8期
P. 39
第 46 卷 贾大卫，等： 燃料空气炸药云团的起爆裕度 第 8 期
新的火球区域，无爆轰特有的火球扩张过程，判定云团未成功起爆。因此，若采用 1 kg 的 HMX 基炸药作
为二次起爆药柱，为保证云团的可靠起爆，药柱与云团边缘的距离应不超过 0.5 m。
3.3 超压测试
根据超压测试结果，统计出不同位置处的云团爆轰超压峰值，如表 2 所示。由于测量误差不可避
免，以 2 个传感器测量结果的平均值作为评估起爆状态的指标。由表 2 可知，在距离 5 和 7 m 处，当二次
起 爆 药 柱 距 离 云 团 边 缘 0.4 和 0.5 m 时 ， 其 超 压 峰 值 约 为 距 离 云 团 边 缘 0.6 和 0.7 m 处 超 压 峰 值 的
10 倍。在距离 9 m 处，当二次起爆药柱距离云团边缘 0.4 和 0.5 m 时，其超压峰值约为距离云团边缘
0.6 和 0.7 m 处超压峰值的 6 倍。因此，从超压峰值也可以直观看出，当二次起爆药柱距离云团边缘为
0.4 和 0.5 m 时，云团发生了爆轰，而在 0.6 和 0.7 m 处云团未爆轰，从而印证了所得“药柱与云团边缘的
距离应不超过 0.5 m”的结论。
表 2 云团爆轰超压峰值
Table 2 Peak overpressure of cloud detonation
超压峰值/MPa
云团边缘距离/m 测点距离5 m 测点距离7 m 测点距离9 m
1号 2号 平均 1号 2号 平均 1号 2号 平均
0.4 0.339 0.392 0.365 0.227 0.201 0.214 0.101 0.114 0.107
0.5 0.383 0.388 0.385 0.235 0.214 0.224 0.115 0.108 0.111
0.6 0.035 0.038 0.036 0.021 0.024 0.022 0.018 0.021 0.019
0.7 0.030 0.032 0.031 0.023 0.021 0.022 0.017 0.019 0.018
−1（云团内） 0.295 0.415 0.355 0.232 0.200 0.216 0.098 0.106 0.102
另外，在距缩比样机 5 m 处，以二次起爆药柱位于云团内的测试结果为基准，当二次起爆药柱位于
云团外围时，距离云团边缘 0.4 和 0.5 m 处测试结果的相对误差分别为 2.82% 和 8.45%。对云团发生爆
轰的 3 种情况，超压峰值的变异系数为 0.041 5。在距缩比样机 7 和 9 m 处，同样可以得到三者差异很小
的结论。因此，当云团抛散状态稳定后，如果二次起爆药量充足且能够使云团发生稳定爆轰，则二次起
爆药柱的位置对云团爆轰超压分布的影响不显著。
4 云团起爆边缘超压峰值分析
根据试验结果对云团能够发生可靠爆轰的起爆超压峰值进行计算。采用 2 种方法：经验公式法和
数值模拟法。经验公式法的计算过程简单，但不同的公式得到的计算结果可能差异较大；数值模拟法的
精度较高，但计算时间较长。将经验公式和数值模型的计算结果进行比较，从而验证结果的可信度。
本次试验所选的二次起爆药柱为 1 kg 的 HMX 基炸药，根据 TNT 当量计算公式：
(1)
M = E/E TNT
M 为 TNT E 为炸药的爆热，对 HMX 基炸药，爆热约为 E TNT 为 TNT 的爆热，取
式中： 当量倍数； 7 800 J/g；
M = 1.857 。
4 200 J/g。计算得到
本文采用余炜等 [18] 使用的 Henrych 公式，对超压峰值 p H 进行估算，表达式如下：
1.407 0.553 97 0.035 72 0.000 625 1/3
+ − + R≤0.3 m/kg
2 3 4
R R R R
0.619 38 0.032 62 0.213 24
1/3
p H = + + 0.3 m/kg ＜R≤1 m/kg 1/3 (2)
R R 2 R 3
0.066 2 0.405 0.328 8
1/3 1/3
+ + 1 m/kg ＜R≤10 m/kg
R R 2 R 3
082101-7
