核爆冲击波信号非光电实时感知方法与机理研究

大型地下工程口部对核爆炸冲击波的主动防护是国家安全和军事防护的热点和难点，其中基于非光电方法对核爆冲击波的实时感知技术及感知信号的瞬时触发方法更是实现主动防护技术亟待解决的关键问题。课题针对核爆冲击波的非光电实时感知方法与机理展开研究，通过建立基于敏感度、响应频率、触发速率、抗干扰能力以及机构抗冲击特性的感知与触发数学模型，研究基于机械全向感知装置的实时感知与冲击响应原理、感应瓣片机构的设计方法、基于冲击引爆原理的感知信号瞬时爆炸触发方法以及触发信号的爆轰波瞬时传递机理，得到一种对核爆冲击波信号敏感可靠的带有感应瓣片的机械实时感知结构，以及基于火工技术的爆炸信号触发输出新方法。通过小药量常规化爆模拟实验与超高速跟踪摄影验证方法，研究感知响应频率、触发速率和信号传播速度的时间响应匹配特性。研究结果可为进一步开展地下工程口部核爆炸冲击波主动防护研究奠定坚实基础。

课题以大型地下工程口部对核爆炸冲击波的主动防护为背景，研究核爆冲击波的非光电实时感知方法与机理。提出了机械爆炸复合的核爆炸冲击波信号实时感知方法，建立了冲击波信号感知与触发的数学分析模型；设计了强冲击波敏感的感应瓣片和爆炸触发结构，并设计了核爆冲击波信号非光电实时感知的模拟实验；通过静爆冲击波信号感知与触发的缩比试验验证研究，证明了瓣状感知机构与爆炸信号触发装置一体化结构对核爆炸冲击波信号非光电瞬时感知与触发总响应时间仅需1.8ms，满足工程应用需求。该非光电实时感知方法可应用于地下工程口部的核爆炸冲击波主动防护，解决主动防护技术中对来袭核爆炸冲击波信号的实时感知及将感知信号触发传输至防爆活门快速关闭装置的难题，为“提前主动关闭防爆活门/窗”的地下工程口部的核爆炸冲击波主动防护方法提供最为关键的科学技术与方法支撑。