退役單基藥的沖擊起爆特性*

姜夕博，饒國(guó)寧，徐森，姚淼，馬安鵬，彭金華

(南京理工大學(xué)化工學(xué)院，江蘇南京210094)

退役單基藥的沖擊起爆特性*

姜夕博，饒國(guó)寧，徐森，姚淼，馬安鵬，彭金華

(南京理工大學(xué)化工學(xué)院，江蘇南京210094)

為了研究退役單基藥的沖擊起爆特性，參照GJB772A-97中卡片式隔板法實(shí)驗(yàn)方法，分別開展了退役單基藥的連續(xù)爆速實(shí)驗(yàn)、沖擊波感度實(shí)驗(yàn)及錳銅壓力計(jì)實(shí)驗(yàn)，觀測(cè)了其沖擊起爆的爆轟建立過程，得到了臨界隔板值以及臨界起爆壓力。在連續(xù)爆速實(shí)驗(yàn)中，隔板厚度為50 mm時(shí)，觀察到了退役單基藥反應(yīng)沖擊波不斷增長(zhǎng)的過程，并在90mm處轉(zhuǎn)變?yōu)楸Z;在沖擊波感度以及錳銅壓力計(jì)實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得其臨界隔板厚度為50～52 mm，臨界起爆壓力為1.35～1.49 GPa。對(duì)退役單基藥的沖擊起爆過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，結(jié)合三種實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，標(biāo)定了其點(diǎn)火增長(zhǎng)模型反應(yīng)速率方程參數(shù)。

爆炸力學(xué);沖擊起爆;連續(xù)爆速;退役單基藥;沖擊波感度;反應(yīng)速率方程

退役單基藥是指過期失效的或被淘汰的用于槍炮發(fā)射能源的火藥，對(duì)它再利用不僅可以減少儲(chǔ)存和處理費(fèi)用，還能夠帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)退役單基藥的再利用方面，起初是將它粉碎后，制成粉狀乳化炸藥、粉狀炸藥和漿狀炸藥［1-4］，部分已經(jīng)投入生產(chǎn)。近年來(lái)，粉碎后用于制備煙花用無(wú)煙發(fā)射藥，也取得了巨大的研究成果［5-7］。然而，由于退役單基藥經(jīng)長(zhǎng)期儲(chǔ)存后，安定劑含量降低，發(fā)生自燃甚至爆炸的可能性增加，隨著再利用的不斷開展，其安全性也成為急需解決的問題。如2000年日本愛知縣的爆炸事故(79人傷亡、888間房屋損壞)，原因是部分退役發(fā)射藥發(fā)生反應(yīng)、產(chǎn)生沖擊波，最終導(dǎo)致了整體的殉爆。退役單基藥的沖擊起爆問題是使用安全性研究的重要方面，也是退役單基藥實(shí)際的引爆、傳爆序列等相關(guān)技術(shù)方面研究的基礎(chǔ)。然而，目前對(duì)其安全性方面的研究還處于初級(jí)階段，而沖擊起爆特性方面的研究尚未開展。

沖擊起爆過程的研究主要包括臨界起爆閾值及相應(yīng)判據(jù)、爆轟建立過程和化學(xué)反應(yīng)速率方程［8］。為了系統(tǒng)研究退役單基藥的沖擊起爆特性，本文中，分別在這3個(gè)方面進(jìn)行研究:利用連續(xù)爆速的方法對(duì)退役單基藥的爆轟建立過程進(jìn)行探索性研究，通過測(cè)量爆速的連續(xù)變化過程，觀察其反應(yīng)沖擊波的成長(zhǎng)過程;在臨界起爆閾值方面，通過沖擊波感度實(shí)驗(yàn)以及錳銅壓力傳感器測(cè)定退役單基藥的臨界隔板值及臨界起爆壓力;最后，結(jié)合連續(xù)爆速及臨界起爆壓力的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，利用數(shù)值模擬方法標(biāo)定退役單基藥的點(diǎn)火增長(zhǎng)模型反應(yīng)速率方程參數(shù)。擬通過對(duì)退役單基藥的沖擊起爆過程的研究，了解其起爆性能和安全性能，為合理利用退役單基藥提供參考。

1 沖擊起爆實(shí)驗(yàn)

隔板實(shí)驗(yàn)是測(cè)定炸藥沖擊起爆特性的典型方法，廣泛應(yīng)用于炸藥沖擊起爆的研究中［9-11］。本文中參照GJB 772A-97《炸藥試驗(yàn)方法》中的卡片式隔板法的實(shí)驗(yàn)裝置，分別開展了連續(xù)爆速實(shí)驗(yàn)、沖擊波感度實(shí)驗(yàn)及錳銅壓力計(jì)實(shí)驗(yàn)，研究退役單基藥沖擊起爆過程。除連續(xù)爆速實(shí)驗(yàn)由于探針長(zhǎng)度的需要，將鋼管長(zhǎng)度加長(zhǎng)至600 mm，其余實(shí)驗(yàn)材料及尺寸完全相同。

粉碎后退役單基藥為黃色粉狀纖維，粒度范圍106～180μm，其中:w(硝化纖維素)=95%～97%，w(二苯胺)=1%～2%，w(揮發(fā)性成分)=2.3%～4.1%，而在硝化纖維素中w(氮)=12.75%～12.97%。

1.1 連續(xù)爆速實(shí)驗(yàn)

研究爆轟建立過程的基本手段為楔形炸藥實(shí)驗(yàn)，但楔形炸藥試樣加工困難，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較難捕捉，而且實(shí)驗(yàn)費(fèi)用昂貴。因此，本文中利用連續(xù)爆速方法，通過測(cè)量爆速的連續(xù)變化過程，得到反應(yīng)沖擊波在退役單基藥中的運(yùn)動(dòng)跡線，其中轉(zhuǎn)折點(diǎn)即為轉(zhuǎn)變?yōu)楸Z之處。連續(xù)爆速測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試原理［12］為:隨著爆轟波陣面向前推進(jìn)，連續(xù)速度探針長(zhǎng)度逐漸縮短，利用瞬態(tài)數(shù)據(jù)記錄儀采集探針的電壓隨時(shí)間變化曲線d v/d t，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的處理，轉(zhuǎn)化為探針長(zhǎng)度隨時(shí)間的變化曲線d L/d t，通過L-t曲線的斜率變化直接讀取爆速連續(xù)變化的情況。

連續(xù)爆速實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。實(shí)驗(yàn)前，在試樣的試件殼體中縱向插入連續(xù)速度探針，通過導(dǎo)向裝置保證探針與炸藥軸向平行。退役單基藥人工散狀裝填于長(zhǎng)600 mm的鋼管中，平均裝藥密度為0.76 g/cm3，試樣間的密度極差為0.03 g/cm3。通過改變有機(jī)玻璃隔板的厚度，控制加載到退役單基藥的沖擊波強(qiáng)度，直至明顯觀察到爆轟建立過程為止。連續(xù)爆速測(cè)試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備為加拿大MREL公司的HANDITRAPⅡ型。連續(xù)速度探針由鍍絕緣層的電阻絲和細(xì)銅管組成，速度探針的電阻絲長(zhǎng)度900 mm、電阻360.9Ω/m，細(xì)銅管直徑1.5 mm，爆轟波陣面上的等離子現(xiàn)象能夠保證探針的電阻絲與細(xì)銅管間的導(dǎo)通，保障電壓隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)信號(hào)的記錄。

圖1 連續(xù)爆速實(shí)驗(yàn)裝置示意圖Fig.1 Sketchmap of experimental device for continuous detonation velocity

1.2 沖擊波感度實(shí)驗(yàn)

為了確定退役單基藥的臨界隔板厚度，參照GJB 772A 97中卡片式隔板法進(jìn)行沖擊波感度實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示。

采用8號(hào)工業(yè)電雷管起爆，主發(fā)藥柱為直徑40 mm、密度1.60 g/cm3的鈍化黑索今(RDX);隔板為直徑40 mm的有機(jī)玻璃;被發(fā)藥柱為退役單基藥，散狀裝填于45鋼管中，裝藥方式及裝藥密度與連續(xù)爆速實(shí)驗(yàn)相同，鋼管外徑32 mm、內(nèi)徑25 mm、長(zhǎng)76 mm;見證板為Q235鋼板，尺寸為100 mm× 100 mm×6 mm。實(shí)驗(yàn)后，通過觀察見證板上的變形或破壞情況，判斷退役單基藥的反應(yīng)情況。

圖2 沖擊波感度實(shí)驗(yàn)裝置示意圖Fig.2 Sketchmap of experimental device for shock wave sensitivity

圖3 臨界起爆壓力實(shí)驗(yàn)裝置示意圖Fig.3 Sketchmap of experimental device for critical initiation pressure

1.3 臨界起爆壓力實(shí)驗(yàn)

臨界隔板值對(duì)應(yīng)主發(fā)藥柱產(chǎn)生的沖擊波經(jīng)隔板衰減后的輸入沖擊波壓力，即為沖擊波臨界起爆壓力。因此，只需要測(cè)出鈍化黑索今藥柱產(chǎn)生的沖擊波在有機(jī)玻璃隔板中的衰減規(guī)律，就可將沖擊波感度實(shí)驗(yàn)測(cè)得的臨界隔板厚度轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的壓力［13］，即可得到退役單基藥的臨界起爆壓力。采用這種方法，同時(shí)可以避免退役單基藥發(fā)生反應(yīng)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生的影響［14-15］。

采用錳銅壓力傳感器測(cè)定沖擊波經(jīng)不同厚度有機(jī)玻璃隔板衰減后的壓力，實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示。實(shí)驗(yàn)各部件的材料、尺寸，完全按照GJB 772A-97要求制作。

測(cè)試采用的H型錳銅壓力傳感器，在高壓作用下電阻的溫度系數(shù)可以忽略，受壓后電阻的變化反應(yīng)為電壓的變化［16］。根據(jù)錳銅壓力計(jì)的標(biāo)定公式，就可以將電壓的變化轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的沖擊波壓力。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 連續(xù)爆速實(shí)驗(yàn)

圖4為有機(jī)玻璃隔板厚度為30和50 mm時(shí)連續(xù)爆速探針的連續(xù)爆速曲線，從圖中可以清晰觀察到，不同強(qiáng)度沖擊加載下退役單基藥的爆轟建立過程。

圖4(a)的曲線比較平滑，而圖4(b)的在前半部分有較多的干擾波形。這是由于

隔板較薄時(shí)，入射沖擊載荷較高，退役單基藥的爆轟較完全，爆轟波陣面上的等離子體濃度較高，電阻絲與細(xì)銅管的導(dǎo)通性好。而隔板較厚時(shí)，入射沖擊載荷較低，前半部分退役單基藥爆轟不完全，爆轟波陣面上的等離子體濃度較低，電阻絲與細(xì)銅管導(dǎo)通性較差，導(dǎo)致探針上的電壓降突然增大，這在連續(xù)爆速測(cè)量中不可避免。

圖4 退役單基藥的連續(xù)爆速曲線Fig.4 Curves of continuous detonation velocity for expired single-base propellant

由圖4(a)可以看出，退役單基藥的爆速在9μs(28mm)之前為3218.4 m/s，之后爆速雖然有一定的變化，但基本穩(wěn)定在3 600～3 800 m/s。由錳銅壓力計(jì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，30 mm厚有機(jī)玻璃隔板對(duì)應(yīng)的入射沖擊波壓力為4.03 GPa。這說明，當(dāng)較強(qiáng)的沖擊波進(jìn)入試樣后，瞬時(shí)引發(fā)了大部分試樣的化學(xué)反應(yīng)，并且在隨后的傳播過程中持續(xù)增長(zhǎng)，在28 mm處反應(yīng)沖擊波最終成長(zhǎng)為爆轟波，即此種情況下退役單基藥的爆轟成長(zhǎng)距離為約28 mm。

由圖4(b)可以看出，退役單基藥的爆速呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì)，也即隨著沖擊波的傳播，化學(xué)反應(yīng)逐漸增強(qiáng):初始階段8μs前，爆速2 681.4 m/s為入射沖擊波速度;之后的5μs，速度略降至2 333.3 m/s，這是沖擊波在試樣中衰減的結(jié)果，表明退役單基藥發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，只是參與反應(yīng)的試樣量較少，反應(yīng)釋放的能量不足以提供沖擊波衰減所需的能量，導(dǎo)致反應(yīng)沖擊波速度有一定的下降;13μs后，爆速迅速上升至3 283.6 m/s，證明隨著反應(yīng)沖擊波的傳播，激起越來(lái)越多的反應(yīng)核，它們的釋能直接推動(dòng)了反應(yīng)沖擊波的增長(zhǎng)，使爆速增加;35μs(90 mm)后，4段爆速基本穩(wěn)定在3 650～3 850 m/s，證明反應(yīng)沖擊波不斷增長(zhǎng)，并在35μs時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)楸Z。35μs之前的階段為反應(yīng)沖擊波的增長(zhǎng)階段，之后的階段為穩(wěn)定爆轟階段，退役單基藥的爆轟成長(zhǎng)距離為約90 mm。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，現(xiàn)場(chǎng)沒有發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的殘留物，證明600 mm長(zhǎng)的鋼管已經(jīng)被撕裂成碎片，由此也可以判斷出此時(shí)退役單基藥已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定爆轟。

2.2 沖擊波感度實(shí)驗(yàn)

共進(jìn)行了4發(fā)退役單基藥的沖擊波感度實(shí)驗(yàn)，通過觀察見證板的破裂情況，判斷試樣是否發(fā)生爆轟。實(shí)際上，試樣與見證板相互作用的過程中，相當(dāng)一部分能量轉(zhuǎn)換為見證板變形與破壞所需的能量。所以，觀察見證板的破裂情況，對(duì)認(rèn)識(shí)退役單基藥與見證板的相互作用情況及判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常重要。回收的見證板照片如圖5所示，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

由圖5可知，隔板厚度為48 mm時(shí)，隔板中心被穿出直徑約35 mm的孔，從孔背面的局部放大圖可以看出，穿孔的邊緣部分呈不規(guī)則形狀向后翻起，其間的裂口是由爆轟波直接作用的強(qiáng)大沖擊力撕裂所致。隔板厚度為50 mm時(shí)，穿孔邊緣的形狀與前者基本相同，但是穿孔直徑略小，而且回收到很多長(zhǎng)度20～50 mm不等的條形鋼片，這可能是鋼管變形破壞后留下的。通過這些現(xiàn)象可以定性判斷，50 mm隔板厚度時(shí)試樣與見證板和鋼管的作用程度，小于隔板厚度為48 mm時(shí)的。隔板厚度為52 mm時(shí)，隔板中心呈鍋底狀向下凹陷約30 mm，但是未被撕裂，可見此時(shí)試樣與見證板作用的能量小于前兩種情況。而隔板厚度54 mm時(shí)，見證板完好無(wú)損，且現(xiàn)場(chǎng)沒有回收到殘藥，證明退役單基藥在隔板厚度52 mm時(shí)發(fā)生了向爆轟的轉(zhuǎn)變，在54 mm時(shí)只發(fā)生了燃燒反應(yīng)。雖然沖擊波感度的實(shí)驗(yàn)數(shù)量有限，但由于實(shí)驗(yàn)前對(duì)隔板厚度進(jìn)行了理論預(yù)估，使不同的反應(yīng)情況都有實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。因此，通過這些實(shí)驗(yàn)，能夠近似判斷退役單基藥的臨界隔板厚度在50～52 mm。

圖5 見證板破裂情況Fig.5 Rupture condition of witness board

表1 沖擊波感度實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 1 Experimen tal results of shock wave sensitivity

2.3 臨界壓力閾值實(shí)驗(yàn)

有機(jī)玻璃隔板厚度從0～40 mm，每隔5 mm測(cè)試一次，示波器采集到的典型波形見圖6。隔板厚為0、5、10、15、20、25、30、35和40 mm，對(duì)應(yīng)的沖擊波壓力分別為17.97、12.67、8.39、7.00、5.66、5. 28、4.03、3.20和2.61 GPa。

沖擊波壓力在密實(shí)介質(zhì)中的衰減符合指數(shù)形衰減規(guī)律［17］:

由上述沖擊波壓力數(shù)據(jù)，可得:k=18.20 GPa，α=0.05 mm-1。將退役單基藥的臨界隔板厚度代入式(1)中，可以得到其臨界起爆壓力在1.35～1.49 GPa。

圖6 典型波形示意圖Fig.6 Typicalwaveform

3 數(shù)值模擬

對(duì)含能材料沖擊起爆過程的研究，重點(diǎn)之一是確定其反應(yīng)速率方程參數(shù)，它決定了含能材料起爆過程的行為和特征［18-19］。但是由于炸藥反應(yīng)過程復(fù)雜，難于用嚴(yán)格的化學(xué)化學(xué)動(dòng)力學(xué)描述，反應(yīng)速率方程的有關(guān)系數(shù)基本上依靠擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出。所以，運(yùn)用顯示動(dòng)力學(xué)有限元程序AUTODYN軟件，對(duì)退役單基藥的沖擊起爆過程進(jìn)行數(shù)值模擬研究。按照連續(xù)爆速實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停⒘硕S軸對(duì)稱計(jì)算模型，采用中心點(diǎn)起爆方式起爆主發(fā)藥柱，網(wǎng)格尺寸為1 mm×1 mm。

目前，用于描述炸藥爆轟過程的反應(yīng)速率方程形式較多，應(yīng)用較廣泛的是點(diǎn)火增長(zhǎng)模型。本文中結(jié)合爆轟建立過程及臨界起爆壓力實(shí)驗(yàn)結(jié)果，利用數(shù)值模擬方法近似標(biāo)定退役單基藥點(diǎn)火增長(zhǎng)模型的反應(yīng)速率方程參數(shù)。

點(diǎn)火增長(zhǎng)模型的反應(yīng)速率方程為［20］:

式中:λ為炸藥的反應(yīng)度;t為反應(yīng)時(shí)間，μs;ρ為密度，ρ0為初始密度，g/cm3;p為壓力，100 GPa;I、G1、G2、a、b、c、d、e、g、x、y、z為12個(gè)可調(diào)系數(shù)。上式為三項(xiàng)式點(diǎn)火增長(zhǎng)模型，第一項(xiàng)描述熱點(diǎn)的形成及點(diǎn)火階段，在此階段部分炸藥在沖擊壓縮下點(diǎn)火;第二項(xiàng)描述熱點(diǎn)反應(yīng)成長(zhǎng)的燃燒階段，與爆燃過程類似;第三項(xiàng)描述熱點(diǎn)的開始連結(jié)，未反應(yīng)炸藥的快速分解引起向爆轟的快速轉(zhuǎn)變。

數(shù)值模擬計(jì)算中，先輸入一組待擬合的點(diǎn)火增長(zhǎng)模型參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算所得的爆轟建立過程與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。如果計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不相符，則重新調(diào)整模型參數(shù)，直到計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。再利用此時(shí)的點(diǎn)火增長(zhǎng)模型參數(shù)計(jì)算臨界起爆閾值，直到計(jì)算得到的爆轟建立過程和臨界起爆閾值均與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合。認(rèn)為此時(shí)的點(diǎn)火增長(zhǎng)模型反應(yīng)速率方程參數(shù)能夠近似描述退役單基藥的沖擊起爆過程。

圖7為有機(jī)玻璃隔板厚度為50 mm時(shí)，模擬得到的L-t曲線與實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果的對(duì)比。由圖可見，計(jì)算得到的L-t曲線與實(shí)驗(yàn)測(cè)得的曲線基本吻合。

圖7 連續(xù)爆速曲線的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬結(jié)果Fig.7 Experimental and calculated results of continuous detonation velocity

退役單基藥的臨界起爆壓力在1.35～1.49 GPa，即1.49 GPa壓力起爆時(shí)，能夠成長(zhǎng)為爆轟，而1.35 GPa壓力時(shí)，不能成長(zhǎng)為爆轟。圖8為入射沖擊波壓力為1.49和1.35 GPa時(shí)，退役單基藥中不同位置處的壓力曲線。在試樣中心軸向每隔10 mm設(shè)置6個(gè)測(cè)試點(diǎn)，h為測(cè)試點(diǎn)距隔板距離。

由圖8可以看出，入射沖擊波壓力為1.49 GPa時(shí)，壓力逐漸增大，而入射沖擊波壓力為1.35 GPa時(shí)，沖擊波壓力逐漸衰減，也與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。這說明，擬合得到的點(diǎn)火增長(zhǎng)反應(yīng)速率方程參數(shù)能夠較好地描述退役單基藥沖擊起爆過程，相應(yīng)標(biāo)定的點(diǎn)火增長(zhǎng)模型反應(yīng)速率方程參數(shù)分別為:I=100，b= 0.667，a=0，x=4，G1=50，c=0.667，d=0.9，y=1，G2=40，e=0.3，g=1，z=2，λig，max=0，λG1，max=0.5，λG2，min=0.5。

圖8 退役單基藥的壓力曲線Fig.8 Pressure curves of expired single-base propellant

4 結(jié)論

采用連續(xù)爆速實(shí)驗(yàn)、沖擊波感度實(shí)驗(yàn)、錳銅壓力計(jì)實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬方法，系統(tǒng)研究了退役單基藥的沖擊起爆特性，并得到了以下結(jié)論:

(1)利用連續(xù)爆速方法對(duì)退役單基藥的爆轟建立過程進(jìn)行了探索性研究，在隔板厚度為50 mm時(shí)，能夠清晰地觀察到爆速的增長(zhǎng)過程，且此時(shí)退役單基藥的爆轟成長(zhǎng)距離為90 mm;

(2)沖擊波感度實(shí)驗(yàn)中，分析見證板的破裂情況，在隔板厚度為48和50 mm時(shí)，退役單基藥爆轟完全，在隔板厚度為52 mm時(shí)，發(fā)生向爆轟的轉(zhuǎn)變過程，在隔板厚度54 mm時(shí)，只發(fā)生了燃燒反應(yīng)，證明退役單基藥臨界隔板厚度為50～52 mm;

(3)利用錳銅壓力計(jì)實(shí)驗(yàn)確定了退役單基藥的臨界起爆壓力為1.35～1.49 GPa;

(4)利用數(shù)值模擬方法，結(jié)合以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，標(biāo)定了退役單基藥點(diǎn)火增長(zhǎng)模型反映速率方程參數(shù)。

對(duì)退役單基藥沖擊起爆過程的研究，可為可靠起爆和避免在意外沖擊作用下發(fā)生爆炸提供參考，同時(shí)可為起爆、傳爆序列設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬研究提供參考。

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Shock initiation characteristics of expired single-base propellants*

Jiang Xi-bo，Rao Guo-ning，Xu Sen，Yao Miao，Ma An-peng，Peng Jin-hua
(School of Chemical Engineering，Nanjing University of Science＆Technology，Nanjing 210094，Jiangsu，China)

The continuous detonation velocity test，the shock wave sensitivity test and the critical initiation pressure testwere developed，respectively，with reference to the GJB772A-97 card gap test.Based on the above tests，the detonation establishment process in the expired single-base propellantwas investigated，and the critical gap thickness and the critical initiation pressure were obtained.In the continuous detonation velocity test，the building-up process of the reactive shock wave was observed at the PMMA gap thickness of 50 mm and itdeveloped into a normal detonation at the PMMA gap thickness of90mm.The critical gap thicknesswas 50-52 mm obtained from the shock wave sensitivity test.And the critical initiation pressure was1.35-1.49 GPa obtained from the critical initiation pressure test.According to the above tests，the numerical simulations were conducted to calibrate the parameters of the reactive rate equation in the ignition-and-growth model for the expired single-base propellant.

mechanics of explosion;shock initiation;continuous detonation velocity;expired single-base propellant;shock wave sensitivity;reaction rate equation

Rao Guo-ning，raoguoning@foxmail.com

O381國(guó)標(biāo)學(xué)科代碼:1303510

A

1001-1455(2014)01-0099-07

(責(zé)任編輯 丁峰)

2012-08-20;

2012-12-05

姜夕博(1985—)，女，博士研究生。

*Received 20 August2012;Revised 5 December 2012