[发明专利]一种射流高速碰撞靶板产生碎片云瞬态过程的实验方法

权利要求书

1.一种射流高速碰撞靶板产生碎片云瞬态过程的实验观测方法，其特征在于，该方法将射流高速碰撞靶板系统布置于爆炸场所中，该方法包括以下步骤：

步骤一、布设同时分幅扫描相机系统和激光照明系统，通过调整反射平面镜，保证激光光路穿过爆炸防护窗口进入同时分幅扫描相机系统视场正中心；

步骤二，布设射流发射装置和靶板，保证靶板水平、射流垂直入射靶板，同时保证射流碰靶区域位于同时分幅扫描相机系统视场内、射流轴线与视场左右对称线重合；

步骤三，在主炸药上安装触发探针，触发探针通过触发线连接到相机系统，测量并记录触发探针到药型罩下端面的距离H₁和药型罩下端面到靶板上端面的距离H₂，H₁小于药型罩高度H₀；

步骤四，在同时分幅扫描相机系统视场内放置标志物，通过对比标志物实际尺寸和在同时分幅扫描相机系统视场内的尺寸，确定比例尺，计算获得靶板上端面到视场顶部的距离H₃；

步骤五，计算射流进入视场时刻距离主炸药爆轰波到达触发探针时刻的时间差ΔT，同时分幅扫描相机系统的延时设置将以ΔT为参考时间差，计算公式为：

式中，V_j为射流预估平均速度；

步骤六，将雷管插入主炸药顶部的起爆药柱中，雷管尾端通过起爆线连接到延时起爆器，同时延时起爆器连接到激光照明系统的触发电路；

步骤七，通过延时起爆器产生脉冲信号打开激光光源并引爆雷管，主炸药起爆后压垮药型罩形成弹丸，同时触发探针给同时分幅扫描相机系统触发信号，当触发信号达到相机设定触发值时，打开相机快门，获取分幅图像和扫描图像；

步骤八，分幅图像数据处理：

对比分幅获得的两幅图像之间的信息，除以时间间隔，获得射流入射速度、出靶速度、碎片云扩散速度和冲击波速度信息；

步骤九，扫描图像数据处理：

步骤901，提取扫描图像中连续的数据点，在拐点处增加同等距离判读处的多个数据点；

步骤902，计算扫描图像上成像的放大比，计算公式为：

α＝L_X/L_a

β＝L_Y/L_b

式中，α和β分别为X、Y方向的放大比，L_X和L_Y分别为X和Y方向的标尺长度，L_a和L_b分别为扫描图像上标尺像的尺寸；

步骤903，将扫描图像上的空间二维信息转化为时间-空间坐标中的信息：

将通过X方向的放大倍数α，结合扫描图像上的狭缝间距，求得射流的运动时间；通过Y方向的放大倍数β和扫描轨迹上的各点坐标可求出射流、碎片云和冲击波的运动距离，用测得的图像中Y方向的坐标除以扫描时间可得到各点所对应的运动速度；

步骤904，在对图像进行数字化判读的基础上，结合同时分幅扫描相机系统扫描速度和图像放大比参数，得到试验射流速度、碎片云扩散速度和冲击波速度的具体曲线值。

2.如权利要求1所述的射流高速碰撞靶板产生碎片云瞬态过程的实验观测方法，其特征在于，所述的射流高速碰撞靶板系统包括激光照明系统、射流发射装置和靶板，所述的射流发射装置一侧放置有反射平面镜，爆炸场所的第一爆炸防护窗口外布设有激光发射系统，爆炸场所的第二爆炸防护窗口外布设有同时分幅扫描相机系统；

所述的射流发射装置包括从底部至顶部依次设置的药型罩、主炸药、起爆药柱和雷管。

3.如权利要求2所述的射流高速碰撞靶板产生碎片云瞬态过程的实验观测方法，其特征在于，所述的爆炸场所为爆炸塔，爆炸塔的塔壁上开设有第一爆炸防护窗口和第二爆炸防护窗口。