[发明专利]水下爆轰产物向船舱内扩展演化的观测装置及测试方法

说明书

本发明涉及炸药水下爆炸载荷测量技术领域，尤其是一种水下爆轰产物向船舱内扩展演化的观测装置及测试方法，包括前端靶板、后端靶板、四周有机玻璃板和高速摄像机，前端靶板、后端靶板和四周有机玻璃板通过安装机构安装在一起围合形成封闭舱室，前端靶板的中部开设预制破孔，利用塑料薄膜将预制破孔密封，后端靶板上安装压力传感器，高速摄像机布置在舱室外侧，利用压力传感器测得后端靶板压力载荷时程、利用高速摄影机精准记录爆轰产物及气泡向舱内扩展演化过程，采用以四周透明的有机玻璃板作为透光和观测窗口，可以有效的观测破口条件下爆轰产物向舱室内发展演化过程，为水下近距及接触爆炸条件下爆轰产物的发展演化研究提供了技术手段。

技术领域

本发明涉及炸药水下爆炸载荷测量技术领域，尤其是一种水下爆轰产物向船舱内扩展演化的观测装置及测试方法。

背景技术

随着水中兵器毁伤效应及舰船抗爆防护研究的深入，水下近场及接触爆炸问题逐渐成为当前水下爆炸研究的重点和难点。当战斗部近距或接触作用于舰船舷侧时，初始爆炸冲击波导致舰船结构出现破口，而后爆轰产物(气泡)从破口处涌入船舱，将造成进一步的破坏。虽然各国学者对水下爆炸气泡及其载荷特性进行了大量研究，关于气泡与具有初始破口的船体结构相互作用的文献仍然十分少见。爆轰产物(气泡)从破口的随进、在舱内的扩展演化及与舱内结构的作用过程更是鲜有报道。主要原因在于水下近距及接触爆炸区域存在高温、高压和高能量密度环境，爆炸载荷与结构的相互作用过程中存在剧烈的结构变形破损、介质相变、能量交换等复杂的物理过程，给试验观测带来了巨大挑战。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种水下爆轰产物向船舱内扩展演化的观测装置，可以精准、有效的观测破口条件下爆轰产物向舱内发展演化过程，为水下近距及接触爆炸条件下爆轰产物(气泡)的发展演化研究及测量提供了技术手段。

本发明所采用的技术方案如下：一种水下爆轰产物向船舱内扩展演化的观测装置，包括前端靶板、后端靶板、四周有机玻璃板和高速摄像机，前端靶板、后端靶板和四周有机玻璃板通过安装机构安装在一起围合形成封闭舱室，前端靶板的中部开设预制破孔，利用塑料薄膜将预制破孔密封，后端靶板上安装压力传感器，高速摄像机布置在舱室外侧。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述安装机构包括前端框架、后端框架和多个固定杆，前端框架和后端框架均为四边形框架，前端框架和后端框架平行相对布置且二者之间通过固定杆连接固定，前端框架的内侧面沿框架的周长方向开设四边形槽一，后端框架的内侧面沿框架的周长方向开设四边形槽二，四边形槽一和四边形槽二的槽口相对布置，有机玻璃板为四块，四块有机玻璃板围合成四边形柱体状玻璃围板且玻璃围板的一端安插固定在四边形槽一中、玻璃围板的另一端安插固定在四边形槽二中，前端靶板安装在前端框架上并将前端框架的框内通孔挡住，后端靶板安装在后端框架上并将后端框架的框内通孔挡住。

所述玻璃围板的两端和四边形槽一、四边形槽二的槽底面之间分别设置密封垫一。

所述固定杆包括圆柱段、两个方柱段和两个螺纹段，圆柱段的两端分别拼接方柱段，两个方柱段的外端分别拼接螺纹段，前端框架的四个拐角处和对应的后端框架的四个拐角处分别开设方形孔，固定杆为四个，每个固定杆的两个方柱段分别安插在前端框架的其中一个方形孔和对应的后端框架的方形孔中，每个固定杆的两个螺纹段分别配合有螺母。

所述前端框架的上端设置多个吊耳一，后端框架的上端设置多个吊耳二。

所述前端靶板的四周边缘通过螺钉连接贴靠固定在前端框架的内侧板面，后端靶板的四周边缘通过螺钉连接贴靠固定在后端框架的外侧板面，压力传感器安装在后端靶板的中部安装孔中，压力传感器向后端靶板的外侧悬伸，压力传感器的敏感面和后端靶板的内侧板面平齐。

所述前端靶板的四周边缘和前端框架之间设有密封垫二，后端靶板的四周边缘和后端框架之间设有密封垫三。