液體推進(jìn)劑爆炸沖擊波數(shù)值計(jì)算及實(shí)驗(yàn)誤差分析

王 巖， 王 華， 崔村燕， 趙蓓蕾， 辛騰達(dá)

(1. 裝備學(xué)院 研究生管理大隊(duì), 北京 101416； 2. 裝備學(xué)院 航天裝備系, 北京 101416)

液體推進(jìn)劑爆炸沖擊波數(shù)值計(jì)算及實(shí)驗(yàn)誤差分析

王 巖1， 王 華2， 崔村燕2， 趙蓓蕾1， 辛騰達(dá)1

(1. 裝備學(xué)院 研究生管理大隊(duì), 北京 101416； 2. 裝備學(xué)院 航天裝備系, 北京 101416)

液體推進(jìn)劑爆炸危害后果的精確計(jì)算需要對爆炸當(dāng)量進(jìn)行精確估算，實(shí)驗(yàn)測量存在高成本、高風(fēng)險的缺點(diǎn)，而數(shù)值計(jì)算成本低、時間快、可重復(fù)性強(qiáng)，因而成為爆炸沖擊波危害性研究的一種重要手段。基于爆炸相似律，利用LS-DYNA有限元軟件對開放空間N2O4/UDMH爆炸模型進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，研究了液體推進(jìn)劑爆炸沖擊波在無限空氣域的傳播規(guī)律。通過仿真值和實(shí)驗(yàn)值的對比分析，將引起實(shí)驗(yàn)誤差的主要原因總結(jié)為測量點(diǎn)布置高度、測量裝置加固情況和推進(jìn)劑混合不均勻，并給出了相應(yīng)的建議。

爆炸沖擊波；數(shù)值計(jì)算；傳播規(guī)律；實(shí)驗(yàn)方案

偏二甲肼(UDMH)和四氧化二氮(N2O4)是當(dāng)前我國長征系列運(yùn)載火箭廣泛使用的液體推進(jìn)劑組合，使用過程中的安全問題一直倍受關(guān)注。液體火箭一旦發(fā)生意外爆炸，將會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至重大人員傷亡。為了將液體推進(jìn)劑意外爆炸產(chǎn)生的沖擊波對發(fā)射場人員和設(shè)施設(shè)備的危害控制在最小范圍，保護(hù)地面人員安全和設(shè)施設(shè)備不受損害，國內(nèi)外許多單位和學(xué)者針對爆炸沖擊波的危害特性展開了大量研究。

20世紀(jì)60—80年代期間，美國ADL公司的PYRO項(xiàng)目對液氫/液氧推進(jìn)劑在不同混合模式下的爆炸特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，提出了計(jì)算沖擊波超壓的數(shù)學(xué)模型[1]；……