Page 58 - 《爆炸与冲击》2026年第9期

第 46 卷 王佳敏，等： 考虑约束条件的CL-20基PBX炸药装药非冲击点火反应特性 第 9 期

1 试验布置与方案

1.1 试验原理与方法
为研究不同约束强度下炸药反应演化行为，采用如图 1 所示的试验装置，该装置由可调节约束片、
装药壳体、点火器及圆柱形炸药药柱组成。炸药药柱放入壳体后，在壳体上端安装约束片，约束片尺寸

为 M56 mm。设计约束片内径小于炸药药柱内 Constraint sheet
径，当高压产物冲破约束片后，使其在轴向方向
仍能对炸药基体施加约束。装药壳体底部预留
HE sample
填充黑火药的中心孔，试验过程中使用点火器先 Overpressure sensor 1 Overpressure sensor 2
点燃黑火药，继而黑火药反应产生的高温高压气 Black powder
pressure sensor
体产物点燃装药药柱，装药在自身基体约束与壳
体机械约束下进行反应演化。黑火药的燃烧产 Igniter
物可以模拟炸药受到非冲击载荷后，在炸药基体
图 1 试验装置示意图
某个位置发生点火，并产生数兆帕的高温高压气
Fig. 1 Diagram of test device
体。通过改变装药壳体厚度与调节约束片的强
度，对炸药实现不同的约束条件。

1.2 反应演化试验
试验过程中，采用 KISTLER6215 高量程压力传感器，将其固定在腔体侧壁，传感器敏感面与侧壁的
距离为 2 mm，对腔体内炸药反应演化过程中的压力变化情况进行测量。将 PCB 公司超压传感器布置在
距离装药 0.75、1.25 和 1.75 m 位置处，测量装药反应后在空气中产生的冲击波超压，每个距离处布置两
路传感器。采用高速摄像系统记录壳体膨胀变形与装药反应演化过程。试验过程中，在约束片顶端安
装触发探针，探针导通信号触发同步机，同步机同时触发冲击波超压系统和高速摄像系统。试验现场的
装药与超压测试系统整体布局如图 2(a) 所示，装药与局部测试系统布局如图 2(b) 所示。

Background
Trigger probe
Explosive

Constraint sheet

Pressure sensor
Overpressure sensor
(a) Overall layout of charge and overpressure (b) Layout of charge and local test system
test system
图 2 试验现场布局照片
Fig. 2 Photo of test site layout

装药腔体设计时，保持内半径 r =25 mm 不变，通过改变壳体厚度 (h) 确定外径尺寸，设计了 2 种腔
i
体厚度，分别为 6 和 20 mm 厚，因此外半径分别为 31 和 45 mm。可调节约束片依据强度 (p ) 选用了 2
s
和 50 MPa 两种规格，用来对炸药装药的约束条件进行小幅调节。试验中装药所采用的约束条件如表 1
所示。
装药为 CL-20 基 PBX 压装炸药，药柱的几何外形为圆柱形，质量为 392 g，尺寸为 ∅ 50 mm×100 mm，
∅ 50 mm×50 mm 的小药柱拼接而成。CL-20 基 PBX 裸药柱如图 3 所示，其主要成分为 CL-20 和
由两节
铝粉，质量分数分别为 51% 和 29%，密度为 1.99 g/cm ，爆热为 8 080 J/g。
3

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