一种用于衰减坑道中爆炸冲击波的扰流板及其坑道的制作方法

本实用新型涉及一种坑道安全防护装置，属于灾害防护工程技术领域。

背景技术：

随着精确制导武器打击精度和威力的提高，当大量武器弹药在掩蔽部工程口部爆炸，使得产生的高强爆炸冲击波通过坑道进入工程内部，对掩蔽部工程内部设施和人员构成了极大的威胁。由于坑道壁面的约束，坑道内爆炸冲击波压力衰减较慢、持续时间较长，坑道中爆炸冲击波的杀伤破坏作用比敞开空间要大得多。

国内外研究学者应用数值模拟和理论分析方法对坑道中爆炸冲击波的衰减方法进行了广泛研究，提出了延长坑道长度、挖掘T型坑道、增加泡沫铝缓冲层和布置水帘(水雾)等坑道爆炸冲击波衰减措施。

上述措施存在实施不方便，以及成本较高的技术问题。

技术实现要素：

鉴于上述技术问题，本申请提出一种用于衰减坑道中爆炸冲击波的扰流板及其坑道，通过在隐蔽工程坑道壁面形成一系列突出的扰流板，当爆炸冲击波通过时，消波扰流板会阻挡、干扰冲击波流场，影响冲击波的传播，消耗冲击波的能量。从而实现坑道中爆炸冲击波的衰减，减弱其对掩蔽部工程内部设施和人员造成的损坏。

本实用新型提供如下技术方案：

一种用于衰减坑道中爆炸冲击波的扰流板，包括底座、挡板和连接轴等，所述底座为一平板，其上设置有若干个栓孔，所述挡板为一组与底座成一定夹角的斜板，所述挡板与所述底座通过连接轴转动连接。

优选地，所述挡板呈楔形形状，其靠近所述底座一侧厚度大于其自由端的厚度。

具体地，当所述挡板高度一定时，所述挡板厚度与冲击波荷载大小成正比；当所述挡板厚度一定时，挡板高度与冲击波荷载大小成反比。

具体地，消波扰流板长度与坑道壁面高度相适应。

优选地，所述挡板和所述底座之间的夹角为60至85度。

优选地，所述挡板绕所述连接轴的转动角度小于90度。

优选地，所述消波扰流板为钢材或轻质高强材料加工成的制式组件。

一种设置有消波扰流板的坑道，包括中空的坑道以及上述的消波扰流板，所述消波扰流板的底座与所述坑道壁面通过螺栓固定连接，消波扰流板数量与消波扰流板长度成反比，与坑道壁面高度成正比。

本实用新型与现有技术相比存在如下技术效果：

通过用钢材或轻质高强材料加工成制式组件，安装在坑道两侧的壁面上，平时收起贴于壁面，不影响坑道正常的交通使用；在需要时打开，沿坑道形成一系列突出的平板，将这些突出平板称为消波扰流板。

在爆炸冲击波通过时，消波扰流板会阻挡、干扰冲击波流场，影响冲击波的传播，衰减冲击波的能量。

消波扰流板结构简单，施工便捷，另外，组合方式灵活可根据不同工程实际进行随意组合。

附图说明

图1为本实用新型立体图；

图2为本实用新型挡板详图；

图3使用状态示意图；

图中，1-底座；2-连接轴；3-挡板；4-螺栓；5-坑道；6-爆炸冲击波。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1-2所示，本实用新型所述扰流板主要由底座1、挡板3、连接轴2等零件组成，底座1通过若干个螺栓4安装固定在坑道5壁面上，并承担挡板3和连接轴2传来的力；连接轴2用于连接底座1和挡板3；挡板3用于承担爆炸冲击波荷载，进而起到衰减爆炸冲击波传播的目的，挡板3可绕连接轴2旋转。

具体实施时，挡板3所受到的爆炸冲击波荷载通过连接轴2传递给底座1，进而传递给坑道壁面，挡板底端承受的荷载大于顶端；为增强荷载传导的可靠性，所述挡板3呈楔形形状，其靠近所述底座1一侧厚度大于其自由端的厚度。

扰流板为系列装置，针对不同的冲击波荷载大小，扰流板有不同的抗力强度，其形状尺寸均有所变化。

坑道某一位置处所设消波扰流板数量与消波扰流板长度成反比，与坑道壁面高度成正比。挡板厚度与冲击波荷载大小密切相关，冲击波荷载越大，挡板厚度越厚。挡板高度与冲击波荷载密切相关，冲击波荷载越大，挡板高度越小。因此，当所述挡板高度一定时，所述挡板厚度与冲击波荷载大小成正比；当所述挡板厚度一定时，挡板高度与冲击波荷载大小成反比。

在具体实施时，如图3所示，采用上述消波扰流板的坑道，包括中空的坑道5(坑道本体)以及上述消波扰流板，所述消波扰流板的底座与所述坑道本体壁面通过螺栓固定连接，消波扰流板数量与消波扰流板长度成反比，与坑道壁面高度成正比。所述挡板和所述底座之间的夹角θ为60至85度。

当爆炸冲击波6自坑道5的外部进入坑道5时会遇到挡板3的阻挡、干扰，在挡板3的阻挡、干扰下，爆炸冲击波6在挡板的前方形成高压区，在挡板的后侧形成低压区。一系列消波扰流板的共同作用，使得冲击波流场受到持续的扰动而变得杂乱无序，使得冲击波的传播速度降低，冲击波能量减少。

在具体实施时，所述挡板绕所述连接轴的转动角度小于90度。

在具体实施时，所述扰流板为钢材或轻质高强材料加工成的制式组件。

为了验证本申请的对衰减坑道中爆炸冲击波的有效性，实用新型人分别利用数值模拟方法和实验验证法进行了验证。

数值模拟方法表明，分析相同装药量条件下，扰流板在不同工况情况下，超压比、冲量比与扰流板夹角θ具有相关性。

经实验验证表明，扰流板能够有效衰减坑道中爆炸冲击波的压力峰值和冲量。

应用有限元分析软件模拟仿真爆炸冲击波荷载作用下扰流板动态响应，对扰流板强度进行校验位移云图和应力云图均显示，扰流板在受到外界冲击荷载作用下满足强度和刚度要求。

上述实施例只是为了更清楚说明本实用新型的技术方案做出的列举，并非对本实用新型的限定，本实用新型的保护范围仍以所附权利要求限定的范围为准。