高固体含量丁羟推进剂性能研究

为进一步提高HTPB推进剂的能量水平,从理论和实验两个方面研究了固体组分含量对HTPB推进剂的能量性能、燃烧性能和力学性能的影响。结果表明,随固体含量的增加,推进剂理论比冲增加,当固体含量为90%(高氯酸铵37%、黑索今36.6%、铝粉17.4%)时,其理论比冲可达270.62s;高氯酸铵43%、黑索今30%、铝粉17%时,燃速压力指数约为0.34,-40℃时的最大延伸率为48%。当固体含量为88%(高氯酸铵48%、黑索今23%、铝粉17%)时,调节HTPB推进剂配方填料粒度及级配,燃速可从7.0MPa下的7.0mm·s-1提高至10.9mm·s-1,燃速压力指数相当(约为0.4),20℃时的最大延伸率可达74%。     

铝粉含量和粒度对NEPE推进剂燃速影响的模型化

以高能固体推进剂热分解特性和燃烧模型的研究成果为基础,建立了由化学结构参数计算NEPE推进剂的燃速和压力指数的公式,计算了铝粉含量和粒度变化对燃烧性能的影响.结果表明,计算结果与实测燃速值的偏差全部在±15％以内,且70%的误差在10%以内.预估在小于5MPa下,使用细粒度的铝粉(1～3μm)可显著降低NEPE推进剂的压力指数.     

纳米铝粉在固体推进剂中的应用研究

采用与常规铝粉相比较的方法,考察了不同类型纳米铝粉的活性铝含量与燃烧热值,并对含纳米铝粉推进剂的燃烧性能、能量性能进行了测定.结果表明,纳米铝粉自身的能量性能要劣于常规铝粉,亦不能改善推进剂的能量性能,但纳米铝粉有利于提高推进剂的燃速,并降低燃速压强指数.     

Al粉对NEPE推进剂感度的影响

研究了配方中Al粉含量和粒径对NEPE推进剂的撞击感度、摩擦感度和静电火花感度的影响。结果表明,随配方中粒径为d50=90μm、41μm的Al粉含量增加、HMX含量的降低和Al粉粒径的增加,NEPE推进剂的摩擦感度降低,静电火花感度升高,而由粘合剂包覆的小粒径Al粉可使NEPE推进剂的静电火花感度降低。     

含CL-20的BAMO/THF固体推进剂能量特性及低特征信号

在BAMO/THF推进剂基础配方中添加高能氧化剂六硝基六氨杂异伍兹烷,同时降低铝粉和高氯酸铵含量,以降低特征信号。对具体配方的能量水平进行了理论计算,研究高氯酸铵、铝粉和催化剂含量对含CL-20的BAMO/THF推进剂能量特性的影响。计算结果表明,随着高氯酸铵、铝粉含量的降低和CL-20的增加,推进剂的比冲增加,体系的特征信号降低。     

含CL-20的NEPE固体推进剂能量特性及低特征信号的研究

在NEPE推进剂基础配方中添加高能氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷（CL－20），同时降低铝和高氯酸铵（AP）含量，以降低特征信号，大幅度提高推进剂的能量特性。对具体配方的能量水平进行了计算，研究AP、铝粉和催化剂含量对含CL－20的NEPE推进剂能量特性的影响。通过对比分析发现，随着AP、铝粉含量的降低和CL－20的增加，推进剂的比冲增加，体系的特征信号降低。     

含四(3,5-二硝基-1,2,4-三唑基)硼酸肼推进剂的能量特性计算

为了探究一种高能含硼化合物硼酸肼对HTPB推进剂和改性双基推进剂能量性能的影响,采用美国NASA-CEA软件,在标准状态下(Pc∶P0=70∶1)模拟计算了含硼酸肼的丁羟推进剂和改性双基推进剂的能量特性。结果表明:硼酸肼单元推进剂的理论比冲值(Isp)达到2 639.9 N·s·kg~(-1);用硼酸肼取代HTPB中的AP,当硼酸肼质量分数为80%,Isp最大值为2 598.8N·s·kg~(-1),较基础配方提高了7.5%,继续使用ADN与硼酸肼进行复配,Isp最大值为2 638.3 N·s·kg~(-1);用硼酸肼取代CMDB推进剂中AP,当硼酸肼质量分数为20%时,获得最大比冲值2 451.5 N·s·kg~(-1),较基础配方提高了0.6%,继续加入Al粉可显著增加配方体系的能量水平。     

基于反向撞击法的RDX基含铝炸药冲击起爆实验研究

为了研究铝粉对黑索今（RDX）基含铝炸药冲击起爆性能的影响,采用基于反向撞击法的炸药冲击起爆性能测试方法,对铝粉含量分别为0,15%和30%的3种RDX基含铝炸药（RDX/Al）的冲击起爆性能进行了对比研究。该方法通过火炮加载平台驱动炸药撞击LiF窗口,利用光子多普勒测速仪测量炸药与窗口界面粒子速度的变化历程。实验结果表明,该方法具有较高的测试精度（3%）和时间分辨率（5 ns）,且对炸药样品的制备要求较低。在相同加载条件下,铝粉含量越高,含铝炸药冲击起爆反应增长越慢,与RDX炸药相比,铝粉含量为30%的RDX基含铝炸药的界面粒子速度达到峰值所需的反应时间增加了47%,表明铝粉的加入使得炸药冲击波感度明显降低,铝粉在含铝炸药冲击起爆过程中主要起到能量稀释的作用。     

推进剂用纳米膜包覆金属Al粉研究

在活化后的微米金属铝粉表面包覆了一层对固体推进剂组分热分解有催化作用的纳米膜,成功防止了金属铝粉的进一步氧化,有利于高能固体推进剂中活性金属铝粉含量的提高.通过对包覆有纳米膜的复合金属铝粉的SEM、TEM和XPS分析表征,发现纳米膜对微米金属铝粉形成了很好的包覆,包覆膜的厚度为10nm左右.金属粉的比表面积(BET)由包覆前的1.46m2/g,增加到13.74 m2/g,提高了粉体的分散性.热分析研究表明,包覆后的金属粉热量释放更大、更快速、更集中,非常适合于固体推进剂所要求的能量释放特点.     

螺压硝胺改性双基推进剂对冲击波激励的安全性评价

为深入研究硝胺改性双基推进剂的安全性能,根据GB14372-1993以及GJB772A-1997对黑索今(RDX)含量不同(18.0%~55.1%)的硝胺改性双基推进剂进行了雷管感度试验、冲击波感度试验、爆轰临界直径测定以及爆速测试,并与普通双基推进剂进行了对比。结果表明:随着推进剂中RDX的增加,推进剂的雷管感度、冲击波感度呈上升趋势,爆轰安全性呈下降趋势,爆速呈升高趋势。当RDX含量达到34%以上时,在-5℃下就可以被雷管直接引爆;当RDX含量达到55.1%时,推进剂的临界隔板厚度增加至33.5 mm,爆轰传播临界直径为8 mm,爆速超过8000 m·s-1。     

含FOX-7发射药的低压燃烧性能及力学性能

通过中止燃烧试验及密闭爆发器试验研究了含FOX-7发射药的低压燃烧性能。结果表明:随着样品中FOX-7含量的增加,其燃速压力指数降低; 发射药燃烧过程中,药体表面形成连续的熔融层,抑制了RDX的爆燃,发射药燃烧一致性变好,有利于发射药低压下的稳定燃烧。抗冲强度试验结果表明,增加配方中FOX-7含量,发射药抗冲强度增大。     

高效双模逻辑机械综合传动技术研究

针对目前液力机械综合传动系统传动效率较低,同时进一步提升传动效率难度大等问题,提出了一种高效双模逻辑机械综合传动总体方案,分析了该方案的系统结构组成,其中双模逻辑行星变速机构是该系统的关键部件.利用行星传动理论,建立了该类行星变速机构的模块化设计方法,并分析了双模逻辑行星变速机构的工作原理.对直驶和转向总体性能进行分析,计算结果表明:双模逻辑机械综合传动能有效提高传动效率、发动机功率利用率和转向行驶稳定性.     

无机聚合物混凝土高温性能研究综述

分别从无机聚合物胶凝体高温性能,无机物聚合物混凝土高温劣化机理,高温静、动力学特征,耐火混凝土5个方面综述了目前国内外关于无机聚合物混凝土高温性能的研究进展,指出并探索无机聚合物混凝土高温性能需要进一步深入研究的问题和今后的发展方向。     

不同晶型奥克托今用于硝胺发射药的性能

为了研究奥克托今(HMX)的晶型对硝胺发射药性能的影响,采用密闭爆发器以及力学性能测试仪,对含α-HMX和β-HMX两种不同晶型硝胺发射药的燃烧性能和力学性能进行测试.结果表明: 含α-HMX发射药点火容易,其气体生成猛度和燃烧速度比含β-HMX发射药的小,含α-HMX比含β-HMX发射药的燃速压力指数高0.1、力学性能差.另外,当装填密度为0.12 g·cm-3时,两者的燃速压力指数都大于1,而在装填密度为0.20 g·cm-3时,两者的燃速压力指数都达到小于1的水平.     

不同溶剂中黑索今的结晶与其力学性质分析

制备了三种黑索今晶体,第一种是由直接法制得的,其它两种是分别将第一种产品在丙酮和环己酮溶剂中重结晶得到的。试验并分析了这三种黑索今的机械性能。其中,环己酮重结晶黑索今具有最好的机械性能。数据对黑索今的应用具有一定意义。     

热冲击对压装含铝炸药性能的影响

为评价一种黑索今基压装含铝炸药(JHL-X)的环境适应性,利用-55~70℃热冲击试验,研究了JHL-X炸药热冲击前后炸药药柱的内部损伤、安全性能和力学性能。用JHL-X炸药药柱自发火温度和冲击波感度表征了炸药安全性能,用弹性模量、压缩强度和断裂应变表征了力学性能。结果表明,经热冲击后,JHL-X炸药药柱内部主要损伤为空穴和微裂纹。安全性能略有降低,自发火温度从211℃降低至208℃,冲击波感度从51.5 mm增加到53.5 mm。力学性能变化较为显著,弹性模量和压缩强度分别提高了85.3%和37.7%,断裂应变降低29.2%。     

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.     

纳米纤维素纤维在高能太根发射药中的应用

为了改善高能太根发射药的力学性能,在高能太根发射药配方的基础上,添加少量(质量分数0.5%,1.0%,1.5%,2.0%)由湿木浆纤维素得到的纳米纤维素纤维(CNFs),制备了含CNFs的高能太根发射药。采用扫描电镜、热重分析仪和差示扫描量热仪研究了添加CNFs前后高能太根发射药的表面结构和热分解性能。采用简支梁冲击试验机和密闭爆发器试验研究了含CNFs高能太根发射药的冲击强度及能量性能。结果表明,少量添加CNFs可明显提高高能太根发射药的低温冲击强度,对热分解性能影响很小。与高能太根发射药(参比样)相比,添加0.5%CNFs的高能太根发射药,在-40℃低温和20℃室温下,冲击强度分别提高了30.4%和8.9%。随着CNFs含量增加,火药力逐渐降低,余容逐渐上升,燃速逐渐减小,压力指数小幅度上升。当CNFs的添加量为0.5%时,高能太根发射药的火药力为1191.91 k J·kg~(-1),余容为0.870 L·kg~(-1),压力指数为1.06,分别较参比样减少了1.9%、增加了5.1%和增加了4.2%。     

热塑性弹性体对硝胺发射药力学性能和燃烧性能的影响

为提高含大量高能固体填料硝胺发射药的力学性能,在其中加入一定量(质量分数为2%)的聚氨酯热塑性弹性体(TPE).采用低温落锤冲击韧性试验、简支梁抗冲击强度和密闭爆发器试验,研究了聚氨酯热塑性弹性体对硝胺发射药力学性能和静态燃烧性能的影响.研究表明,聚氨酯热塑性弹性体能有效提高硝胺发射药的低温落锤冲击韧性和抗冲击强度,并...     

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。