小口径模压可燃药筒能量性能及燃烧性能研究

基于最小自由能原理,采用迭代法对小口径可燃药筒的能量示性数进行计算,用密闭爆发器和氧弹量热仪对计算的火药力、余容及爆热进行了验证,并运用最小自由能法与定容燃烧试验分析了含能纤维对小口径可燃药筒能量性能与燃烧性能的影响规律。结果表明:与试验测定结果相比,最小自由能法计算得到的火药力、余容与爆热的误差均小于5%,适用于可燃药筒的能量示性数的理论计算;含能纤维的加入可以有效提高可燃药筒的能量,有利于提高可燃药筒的燃烧速度,缩短燃烧时间,增加火药力,改善可燃药筒的燃尽性。     

纤维增强组份对可燃药筒性能的影响

为研究影响可燃药筒强度和燃烧性能的因素,以聚丙烯腈纤维和自制含能纤维部分替换制式可燃药筒配方中的纸纤维组分,以抽滤模压工艺制备了3个配方的可燃药筒,分析并讨论了对药筒力学性能和定容燃烧性能的影响.与制式可燃药筒相比,加入聚丙烯腈纤维能提高可燃药筒的压缩力,但定容点火时间和燃烧结束时间延长,火药力下降;加入含能纤维能提高药筒压缩力和抗拉强度,同时使定容点火时间和燃烧结束时间明显缩短,火药力增大,有利于提高可燃药筒的燃尽性.     

新型含能纤维可燃药筒性能研究

为了同时提高可燃药筒的力学性能与燃烧性能,以含能纤维作为可燃药筒的增强组分,制备了一组新型可燃药筒,并对所制药筒进行了力学性能和燃烧性能的测试研究.结果表明,含能纤维的引入,可有效提高可燃药筒的力学性能;有利于药筒的点火,同时提高了药筒能量,使药筒燃烧速度加快,燃尽时间缩短,且随药筒中含能纤维含量的增加,这种趋势更为明显;而从枪弹模拟射击试验结果推论,与对比配方相比含能纤维可燃药筒能降低装药燃烧产生的固体残渣和可燃气体,减弱射击特性信号.     

小口径可燃药筒与发射药匹配性研究

采用密闭爆发容器试验的方式,研究不同配方的可燃药筒和不同配比混合装药的燃烧性能,并通过内弹 道性能试验研究不同发射药与可燃药筒占比下的内弹道性能及其燃尽性。试验结果表明：合适比例的含能纤维能提 高药筒的燃速和力学性能,采用3/7-单作为主装药与可燃药筒配合能有效提高内弹道性能和燃尽性,可提高内弹道 模型的准确性。     

一种新型可燃药盒的特性研究

为了改善可燃药盒的力学性能,适应单元药筒装药的特点,设计制备了一种新型可燃药盒(NCCC),对其与抽滤模压可燃药盒(SMCCC)的力学性能和燃烧性能进行测试研究,分析了NCCC与主装药共同装药时的燃尽性。结果表明,与SMCCC相比,NCCC的抗拉强度从32.68 MPa提高到94.18 MPa,抗压强度从7.79 MPa提高到11.78 MPa,表明力学性能得到明显改善;但NCCC存在8 ms左右的点火延迟现象,燃烧过程中压力上升缓慢,燃速较低;NCCC与三胍-15 7/7H以不同比例组成混合装药,当药盒含量在0%~60%时,密闭爆发器试验的燃烧残渣主要来源于三胍-15 7/7H;NCCC装药的弹道试验表明,其能够满足单元药筒装药的弹道性能要求。     

西德“德法”研究院关于可燃药筒和无壳弹的近期研究情况

西德“德法”研究院(1971～1975年相继对可燃药筒和无壳弹作了研究。1974年试验的目的是达到最佳弹道性能。稍后,无壳弹研究的任务是使之适应GEC计划中提出的各种弹种。根据西德国防部的要求,1975年起重点转到发射药装药的烤燃及其精确测定问题。还发展了高压火花电底火及可燃药筒用无硝酸酶发射药。 1.可燃药筒“德法”研究院型的可燃药筒由一个混有炸药的泡沫塑料壳体构成,其中装有普通松质火药制成的装药。松质火药的含能量占60～90％,壳体的含能量占10～40％。     

可燃药筒与主装药匹配的研究

通过对可燃药筒与主装药混装结构燃烧后装药能量释放规律的研究，分析了二者匹配的合理性。     

基于势平衡的小口径模压可燃药筒装药内弹道计算

为了研究小口径可燃药筒装药膛内实际燃烧规律,以小口径可燃药筒定容燃烧的p-t曲线与主装药膛内燃烧的p-t曲线为标准,应用势平衡理论确定了小口径可燃药筒装药的燃气生成函数表达式,建立了药筒装药的内弹道模型。利用该模型对25mm弹道炮在可燃药筒装药下的内弹道过程进行了模拟计算,得到了装药在膛内的实际燃气生成规律,并最终获得了25mm可燃药筒装药的弹道解。计算结果表明,小口径可燃药筒装药的燃烧过程分为3个阶段,即可燃药筒燃烧结束前阶段、可燃药筒燃完至势平衡点阶段及碎粒燃烧阶段,各阶段的燃气生成规律均以三项式表示。以小口径可燃药筒装药膛内燃气生成函数为基础模拟得到的计算曲线与火炮实测曲线基本一致,可以描述和分析小口径可燃药筒装药膛内实际燃烧规律。     

半可燃药筒埋头弹内弹道性能数值模拟

为了提高埋头弹药轻量化程度及发射过程的能量利用率,将可燃药筒材料应用到埋头弹药的结构中。基于二次点火和火药程序燃烧技术,将可燃药筒简化为变燃速片状药,并作为混合装药中的一种,建立了半可燃药筒埋头弹零维内弹道模型。对105 mm埋头式榴弹射击试验进行数值模拟,验证了所建模型的正确性。在此基础上对105 mm半可燃药筒埋头式穿甲弹的内弹道性能进行预测分析,得到最大膛压为537.5 MPa,炮口初速为1 667 m/s。     

燃烧灰烬对可燃药筒特征量的影响

在利用密闭爆发器进行可燃药筒燃烧性能试验时会产生一些燃烧灰烬,不满足燃烧状态方程推导过程中“固体火药全部转变为气体产物”这一假设,而可燃药筒火药力、余容的处理方法即建立在此假设之上。针对此问题,使用该处理方法得到更准确的可燃药筒火药力、余容表达式以指导火炮内弹道设计,引入了一个与燃烧灰烬质量相关的修正系数,对该处理方法进行修正,并推导得出了火药力、余容修正后的求解式。针对某批次可燃药筒的爆发器试验,应用修正后的求解式计算出火药力、余容。计算结果表明:与原处理方法相比,考虑燃烧灰烬的影响对可燃药筒火药力修正量较小,但对余容的修正量较大。     

抽滤型可燃药筒加主装药的静态试验研究

该文根据可燃药筒加所匹配主装药的密闭爆发器试验结果,研究了抽滤型可燃药筒及其加主装药后的燃烧规律,分析了不同主装药引起燃烧规律的差异,并把静态曲线与膛内曲线进行了对比,得出了一些有用的结论,为膛内可燃药筒装药燃烧规律的研究及装药设计提供了依据和参考.     

密度和冲击强度对ETPE发射药燃烧特性的影响

通过密闭爆发器、高压熄火装置、扫描电子显微镜(SEM)以及发射药理化性能检测技术,研究密度和冲击强度对含能热塑性弹性体(ETPE)发射药燃烧特性的影响。结果表明,BAMO/AMMO基ETPE发射药的实测密度大于理论密度的84%时,密度对燃烧特性影响明显,密度增加,燃烧速度、燃速系数和压力指数降低;冲击强度与燃烧速度和燃速压力指数呈一定负相关性。     

RDX对改性单基发射药燃烧性能的影响

为提高单基发射药(硝化棉/二硝基甲苯/邻苯二甲酸二丁酯/二苯胺,NC/DNT/DBP/DPA)的能量,在单基发射药中加入不同含量(5%、10%、15%、20%)、不同粒度(0.2,3.7,7.6,100.0μm)的黑索今(RDX),制备并得到改性单基发射药。通过密闭爆发器实验研究了RDX含量、粒度对改性单基发射药燃烧性能的影响规律。实验结果表明:在RDX粒度为7.6μm时,改性单基发射药的燃速随RDX含量的增加先降低再升高,在RDX含量为10%附近存在一个最小值;在50~p_(dpm)MPa(p_(dpm)为最大压力陡度所对应的压力值),改性单基发射药的燃速压力指数平均值均大于1。当RDX含量为5%时,改性单基发射药的燃速随RDX粒度的减小而减小;在50~p_(dpm)MPa,粒度为0.2,3.7μm的RDX改性单基发射药的燃速压力指数平均值均小于1,粒度为7.6,100.0μm的RDX改性单基发射药的燃速压力指数平均值均大于1。