超高速碰撞2A12鋁撞擊點(diǎn)附近的輻射特性研究.pdf

1、當(dāng)彈丸高速碰撞靶板時(shí)，在彈丸與靶板接觸的碰撞點(diǎn)處產(chǎn)生極端條件，彈丸與靶板材料受到?jīng)_擊、剪切、粉碎并經(jīng)歷快速的壓力和溫度變化，被加熱的材料達(dá)到足夠高的溫度將產(chǎn)生發(fā)光，這種現(xiàn)象稱為碰撞“閃光”，閃光是碰撞初始條件和彈靶材料性質(zhì)的“指紋”。為了揭示超高速碰撞2A12鋁板產(chǎn)生閃光的輻射特性，本文利用建立的瞬態(tài)光纖高溫計(jì)測(cè)量系統(tǒng)和超高速相機(jī)成像系統(tǒng)結(jié)合二級(jí)輕氣炮開展不同碰撞參數(shù)條件下2A12鋁球彈丸超高速碰撞2A12鋁靶過程中撞擊點(diǎn)附近閃光輻射特

2、性的研究。基于普朗克黑體輻射理論，通過MATLAB軟件編程經(jīng)數(shù)據(jù)處理得到閃光輻射強(qiáng)度隨時(shí)間的變化曲線，進(jìn)而通過比率法得出閃光輻射溫度隨時(shí)間的變化曲線，在此基礎(chǔ)上建立撞擊點(diǎn)附近閃光輻射的空間演化模型。結(jié)合前人對(duì)超高速碰撞產(chǎn)生閃光輻射影響因素的研究，設(shè)計(jì)不同彈丸碰撞速度、不同碰撞角度和不同探測(cè)位置的超高速碰撞實(shí)驗(yàn)。高速碰撞產(chǎn)生閃光的輻射特性研究在導(dǎo)彈攔截、天體物理及深空探測(cè)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)對(duì)提高我國(guó)在超高速碰撞領(lǐng)域的研究水平意義

3、重大。取得的研究成果如下：
　?。?）通過對(duì)碰撞參數(shù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，超高速碰撞過程中撞擊點(diǎn)附近最大閃光輻射強(qiáng)度與彈丸碰撞速度、碰撞角度和探測(cè)位置有直接關(guān)系。在碰撞角度相同、探測(cè)位置相同的條件下，通過MATLAB軟件編程經(jīng)數(shù)據(jù)處理得到的最大閃光輻射強(qiáng)度隨彈丸碰撞速度的增加而增大，而且隨著碰撞速度的增加，增加的幅度有減小的趨勢(shì)；在彈丸碰撞速度相近、探測(cè)位置相同條件下，經(jīng)數(shù)據(jù)處理得到的最大閃光輻射強(qiáng)度隨碰撞角度的增加而減小，而且隨著碰

4、撞角度的增大，減小的幅度有減小的趨勢(shì)。
　　（2）通過對(duì)碰撞參數(shù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，超高速碰撞過程中撞擊點(diǎn)附近最大閃光輻射溫度與彈丸碰撞速度、碰撞角度和探測(cè)位置有直接關(guān)系。在碰撞角度相同、探測(cè)位置相同的條件下，通過4通道比率法得到的最大閃光輻射溫度隨彈丸碰撞速度的增加而增大，而且隨著碰撞速度的增加，增加的幅度有增加的趨勢(shì)；在彈丸碰撞速度相近、探測(cè)位置相同條件下，經(jīng)數(shù)據(jù)處理得到的最大閃光輻射溫度隨碰撞角度的增加而減小，而且隨著碰撞角度

5、的增大，減小的幅度有減小的趨勢(shì)。
　　（3）基于 MATLAB軟件編程經(jīng)數(shù)據(jù)處理得到的最大閃光輻射強(qiáng)度和最大閃光輻射溫度建立了撞擊點(diǎn)附近產(chǎn)生閃光輻射的空間演化模型，通過模型揭示了彈丸碰撞速度、碰撞角度和相同位置橢球上探測(cè)位置的不同，最大閃光輻射強(qiáng)度、最大閃光輻射溫度的強(qiáng)弱差異很大。在碰撞角度、彈丸碰撞速度和光纖探頭前端面到著靶點(diǎn)間距離均相同條件下，撞擊點(diǎn)附近產(chǎn)生的最大閃光輻射強(qiáng)度和最大閃光輻射溫度在實(shí)驗(yàn)中確定的空間直角坐標(biāo)系中沿Y