水下爆炸气泡射流载荷测量目前存在两个难点:(1)气泡射流载荷是非均匀的面载荷,但其作用半径仅为气泡最大半径的1/10,限于传感器尺寸及安装空间,敏感元密度较低,难以准确获取气泡射流载荷空间分布规律;(2)气泡射流载荷测量时传感器所处的力学环境非常复杂,传感器容易损坏,导致无法测得完整时程.因此现有测量手段难以获取气泡射流载荷的时空分布特性.鉴于此,设计了一种阵列传感器,在一张PVDF(聚偏氟乙烯)压电薄膜上采用特殊工艺加工多个小型敏感元,敏感元尺寸为5 mmx5 mm,呈8×8矩阵排列,敏感元密度≥1 cm-2,同时在揭示传感器损坏机理的基础上设计了传感器防护装置.在小型观测水槽内开展了小当量炸药水下爆炸试验,采用阵列传感器测量获取了气泡射流载荷的时空分布特性.研究结果表明:(1)设计的防护装置可保证传感器在气泡射流载荷测量过程中不损坏;(2)气泡射流载荷中心最大,向四周逐渐减小,中心处气泡射流载荷峰压约35.6MPa,约为冲击波峰压的1.16倍.建立的阵列测量技术可为水下爆炸气泡射流的深入研究提供技术支撑.
气泡射流 阵列测量 传感器防护 水下爆炸