Page 64 - 《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

图可知，在约束条件为壳厚 6 mm、约束片强度为 2 MPa 时，装药的反应度为 0.11；约束片强度增大到
50 MPa 后，反应度变为 0.14；当壳厚增大到 20 mm、约束片强度为 2 MPa 时，装药反应度为 0.31。随着装
药的约束变强，炸药最终的反应度变大。由于约束变强后，装药反应演化时会经历更高的压力过程，而
高压力环境导致装药更快的反应速率，最终使得更多炸药参与反应释放能量。

0.16
Test 0.5 h=20 mm, p s =2 MPa
Fitting curve h=6 mm, p s =50 MPa
h=6 mm, p s =2 MPa
0.12 A=0.289 0.4
B=−1.041
C=2.224
Δp/MPa 0.08 λ 0.3
0.2
0.04
0.1
0
2 3 4 5 6 0 0.75 1.25 1.75
R/(m·kg −1/3 ) R/m

图 10 超压峰值拟合曲线 图 11 不同约束条件下装药的反应度
Fig. 10 Overpressure peak fitting curve Fig. 11 Reaction degree of charge under different
constraint conditions

针对 CL-20 基 PBX 炸药，装药外部机械约束强度对其非冲击点火后的反应剧烈程度有显著影响。
机械约束为炸药药柱在反应初始阶段裂纹网络扩展传播创造了条件 [25] ，导致燃烧比面积增大，进而引发
了装药的剧烈反应。本文量化了不同机械约束条件下 CL-20 基 PBX 炸药非冲击点火后的反应剧烈程
度，并分析了其反应过程中导致压力变化的原因，为 CL-20 基 PBX 炸药反应评估与配方筛选提供了参考
与数据支撑。
采用冲击波超压评估炸药装药的反应剧烈程度，是基于外部场的特征物理参数，侧重于装药整体反
应后对外部环境的作用结果。而针对评估炸药本身的反应而言，需采用局部测试与表征方法，如对壳体
膨胀速度进行时程记录，因此，为更全面深刻地认识 CL-20 基 PBX 炸药非冲击点火后的反应演化行为，
后续将进一步对装药自身的动力学响应开展更细致研究。

3 结 论

为研究不同机械约束条件下 CL-20 基 PBX 炸药的非冲击点火反应，设计了约束可变的炸药装药壳
体，可通过调整壳体厚度与约束片强度，改变对炸药装药的约束强度，开展了 CL-20 基 PBX 炸药在不同
约束下反应特性试验，并对反应剧烈程度、壳体内部压力和空气超压对进行了量化。主要结论如下。
(1) CL-20 基 PBX 炸药装药非冲击点火后反应的剧烈程度与外界约束条件强相关，其反应速率及装
药反应剧烈程度随着约束强度的减弱而降低。
(2) 约束条件下 CL-20 基 PBX 炸药非冲击点火后反应过程分为 2 个阶段：第 1 阶段压力增长相对缓
慢，炸药反应程度较低；第 2 阶段压力增长速率迅速增大，呈现指数型增长。随着约束强度增加，炸药装
药反应从第 1 阶段向第 2 阶段的过渡时间显著缩短。
(3) 约束条件对 CL-20 基 PBX 炸药装药的反应度影响明显，当壳厚为 6 mm、约束片强度为 2 MPa
和 50 MPa 时，炸药反应度分别为 0.11 和 0.14。而当壳厚为 20 mm、约束片强度为 2 MPa 时，炸药装药反
应度为 0.31。

参考文献：
[1] ASAY B W. Shock wave science and technology reference library, vol. 5: non-shock initiation of explosives [M]. Berlin:

092301-9