광 도플러 속도계를 이용한 폭약용기 벽 속도측정의 최적화

전문가 제언

○ 폭약이 폭발할 때 용기의 벽 속도 측정은 보통 전기 접촉 핀이나 고속 스트릭 카메라를 써서 이루어진다. 그러나 이 방식은 정밀도가 부족하여 팽창의 초기 단계를 계측하는 데는 적용하기가 곤란하다. 폭약 용기의 외피가 팽창하는 과정을 연속적으로 측정하는 데는 VISAR나 Fabry-Perot 간섭계가 주로 사용된다. 최근에 Manner 등은 광 도플러 속도 측정(PDV) 기법이 VISAR를 대신할 수 있는 것으로 확인하였다. PDV는 VISAR에 비해 조작이 간편하고 전체적인 운영비가 적게 드는 것으로 알려져 있다.

 

○ Kunzel 등은 PDV를 이용한 실린더 테스트의 측정을 최적화하기 위해 알루미늄 튜브에 충전된 고성능 폭약에 대하여 노출된 광섬유로 된 PDV 탐침을 의도적으로 잘못 정렬시키고 벽속도-시간 곡선에 나타나는 영향을 관찰하였다. 폭약 케이스의 벽 속도 측정에 사용된 광 도플러 속도계(PDV)는 레이저 방출기, 순환기, 감지기, 그리고 오실로스코프(4GHz, 25GS/s) 등으로 구성되었다.

 

○ Kunzel등이 사용한 화약은 분말형 PETN과 PETN 기반 PBX 두 가지이며 폭약 케이스로는 내경 16mm, 두께 2mm, 길이 200mm인 알루미늄 튜브가 사용되었다. 케이스 표면의 법선에 대한 PDV 탐침의 각도는 에서 사이에서 변화시켰다.

 

○ 일정한 경사를 갖는 탐침에서 얻은 신호의 질이 케이스 표면에 직각으로 설치된 경우(탐침 각도 )보다 더 좋았는데 특히 탐침 각도가 인 경우가 제일 나았다. 노출된 광섬유 탐침은 표적과의 거리가 10mm 이상인 경우에 질적으로 우수한 신호를 얻을 수 있었다. 벽속도-시간 곡선을 분석하여 저밀도 분말형 PETN과 PETN 기반 PBX의 Gurney 상수를 결정하였다.

 

○ 국내에서도 현재 사용하고 있는 전기핀이나 스트릭 카메라 혹은 VISAR 측정 방식에 대한 보완으로 PDV 방식을 적용하면 측정의 정밀도 향상 혹은 시험비 절감에 도움이 되리라 판단된다.

 

 

저자

Martin KUNZEL, Ond？ej N？MEC, Jiri PACHMAN

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

정밀기계

연도

2015

권(호)

12(1)

잡지명

Central European Journal of Energetic Materials

과학기술
표준분류

정밀기계

페이지

89~97

분석자

송*영

분석물

• 광 도플러 속도계를 이용한 폭약용기 벽 속도측정의 최적화.pdf [462,854 byte]

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