叠氮化钠气体发生剂安全性评估

研究了汽车安全气囊用叠氮化钠(NaN3)气体发生剂的安全性能并对生产工艺过程进行安全评估,研究表明该气体发生剂危险等级是1.3级,具有燃烧危险性而不具有整体爆轰危险性;在目前的工艺条件下,气体发生剂的生产是安全的;气体发生剂在压片成型过程中因成型压力较高存在一定的安全隐患,在压片成型过程中应严格控制压力并采取一定的防范措施.     

点火药点火性能的研究

研究了3种点火药的燃烧性能及它们对气体发生剂的点火能力.试验表明,黑火药的比容较大,但燃烧热较小,而B点火药的燃烧热很大,但比容较小,因此它们的点火压力不大.K1K点火药燃烧热较高且比容较大,即点火压力较高,它能迅速点燃NFA -2气体发生剂,并提高这个气体发生剂的燃烧速度.     

二羟基乙二肟对硝酸胍/碱式硝酸铜气体发生剂燃烧性能的影响

选择燃烧温度较低的硝酸胍(GN)/碱式硝酸铜(BCN)为气体发生剂基础组分,二羟基乙二肟(DHG)为降温剂,通过测量燃烧温度,以及对其热分解和燃烧产物表面形貌进行分析,研究了DHG对GN/BCN气体发生剂燃烧性能的影响。结果表明,DHG的分解作用影响了GN/BCN体系的分解温度和燃烧反应,加入5%DHG的GN/BCN气体发生剂燃烧温度从1062.13℃降低到1005.19℃,4MPa压力下燃速升高了34.44%,燃烧产物表面有大量的Cu纳米线生长,且结构多孔。     

复合射孔器爆燃气体压力计算模型

为获得适合工程应用的爆燃气体压力计算方法,并分析装药燃烧形式以及爆燃气体压力变化过程,对复合射孔器爆燃气体压力计算模型进行了研究.基于装药燃烧满足几何燃烧定律,燃气体特性参数均匀分布,注水区和岩石区在爆燃气体作用下分别发生弹性压缩和塑性压缩等假设,考虑装药燃烧、射孔扩展过程、注水区运动和压缩过程等因素对爆燃气体压力的影响,推导出了计算模型微分方程组.算例分析表明:该模型能正确反映爆燃气体压力的基本特性,并具有操作性强、能够反映压力变化过程等特点.     

汽车防撞气囊气体发生剂燃烧示性参数的实验研究

通过密闭爆发器试验，对含有叠氮化钠类汽车防撞气囊用气体发生剂的火药烽、余容、燃烧速度进行了实验测量，为研究气体发生剂在气体发生器中的燃烧特性提供一些有用的基础数据。     

颗粒尺寸对烟火混合剂燃烧特征的影响

能够产生气体的固体烟火混合剂应用于气体的急速而有控制的产生，产生时间可以从几微秒到持续几分钟。此项工作集中于能够产生气体的固体药剂，用作充气设备(例如气囊、安全带张紧装置或救火装备)的气体发生器。根据作业需要，气体产生物质必须满足一系列要求。例如：良好的复验性能，简单可靠点火，低爆炸温度、高产气量，凝结物产生量低，气体构成简单以及充分的燃烧率和活泼性。在以前的工作[1，2，3]中，对一系列可能适合的单质化合物如叠氮化钠，双基推进剂，偶氮二酰胺，胍基衍生物和吡咯衍生物等进行了研究。不论这些化合物是否与一种氧化剂(如KNO3，KClO4或NH4NO3)以化学计量法合成，都从理论、实验方面进行了检验，以便测定其燃烧特性。此项工作的目的是通过实验研究氧化剂的颗粒尺寸对产生气体的烟火混合剂燃烧过程的影响。例如一系列的NQ／KNO3混合物，选用的KNO3颗粒尺寸是严格控制的。通过密闭容器实验比较点火延期、燃烧率和动态活性系数。通过测量冷却的燃烧气体的静电压力确定产气量，通过气体分析检验燃烧气体的成份。实验表明，减少KNO3颗粒的颗粒尺寸对于NQ／KNO3药剂的燃烧特性具有正面影响，而且此种混合物的燃烧过程也更易于控制。     

长燃烧时间黄色信号剂的研制

为研制燃烧时间达到16s以上的黄色信号剂,进行了黄色信号剂基本配方设计,通过研究装药压力、阻燃剂氟化钙含量、虫胶含量对燃烧时间的影响,得到了优化配方,优化配方的黄色信号剂燃烧时间达到17.8s。     

烟火式筒状气体发生器压力性能调节技术

电控式安全气囊气体发生器是汽车安全气囊系统中的核心部件之一,烟火式筒状气体发生器主要应用于副驾驶员侧前碰撞和乘员侧碰撞。由于筒状结构的长径比较大,一般≥2,所以药剂在内部燃烧时容易出现燃烧气体堵塞,气体流动不顺畅,药剂整体燃烧性能较差,造成点火时间和最大压力时间的延迟,燃烧室内部压力也急剧上升,输出压力波动较大。研究表明,通过改变药片、排气孔、过滤网等,可以改善发生器压力性能。     

钝感球扁药及其混合装药燃烧性能研究

为探究钝感球扁药装药提高弹丸初速的机理,采用密闭爆发器试验研究了钝感球扁药及其混合装药的燃烧性能,分析了钝感剂的加入量、钝感时间和加入方式对钝感球扁药燃烧性能的影响.研究了钝感球扁药与主装药混合后的燃烧规律.结果表明,合适的钝感剂加入量、钝感时间及钝感剂加入方式均能改善钝感效果;钝感球扁药与主装药混装填可以有效改善火药的燃烧性能.该钝感技术能有效控制钝感球扁药及其混合装药的渐增性燃烧.     

汽车防撞气囊系统用气体发生剂燃烧特性探讨

通过气体发生器模拟装置，探讨了3种气体发生剂配方在组分、药量、氧平衡等方面的变化对其燃烧特性的影响。     

气体发生剂产气燃料研究进展

简介了气体发生剂的组成与应用。重点评述了唑类、胍类和嗪类等产气燃料的爆炸性能与国内外合成的研究进展。对比了传统叠氮类气体发生剂的性能,指出具有高产气量、燃速快、低燃温、热稳定性好、工艺性能好、无毒性、绿色环保等优点的新型气体发生剂是今后的研究重点。     

基于气体发生剂的子弹药气囊抛撒数值模拟研究

针对以气体发生剂为动力源的子弹药气囊抛撒数值模拟问题,采用LS-DYNA有限元软件,建立了以燃气质量流率-时间历程曲线为输入条件的子弹药气囊抛撒任意拉格朗日-欧拉流体与固体耦合计算模型,提出了采用内弹道理论和密闭爆发器试验求解气体发生剂名义燃速方程和燃气质量流率-时间历程曲线的方法。通过对装填不同药量氮气发生剂的典型子弹药气囊抛撒结构数值模拟,得到该抛撒结构下子弹药出舱速度、过载峰值随气体发生剂药量的变化规律,验证了弹箍对子弹药抛撒的促进作用。试验验证结果表明,所建立的数值模拟计算方法能较好地预测子弹药抛撒运动参数。     

采用氮气发生剂的子弹药气囊抛撒实验研究

对以氮气发生剂为抛撒药的子弹药气囊抛撒装置进行实验。研究子弹抛撒速度、气囊压力与药量之间的关系以及母弹舱体结构强度与气囊强度对子弹抛撒速度的影响,获得相关的规律。同时,也对多舱定时、定序抛撒过程进行研究。实验结果表明,采用氮气发生剂为抛撒药的技术方案是可行的,且具有峰值压力低和抛撒过载小的优点。     

底排燃气二次扩张压力场研究

提出了底排燃气压力不随外部压力变化即可改善底部弹射击精度又可提高关阻效果的二次扩张原理，建立了底排燃气二次扩张压力的计算模型，并通过采用二次扩张原理的新型底排装置与传统底排装置的对比试验，验证了新型底排装置结构实现的可行性。     

底排弹底排装置内弹道参数计算模型

本文给出了求解底排弹底排装置内弹道参数的方程组,并在试验研究的基础上建立了能反映几种主要因素对底排药剂燃速影响的新的燃速公式,从而解决了在求解上述方程组中最为关键的问题.解法的正确性通过在低压舱内进行的底排弹高空动态模拟试验得到了验证.实测的底排装置内的燃气压力随时间变化曲线与利用上述计算模型计算出来的曲线吻合得较好.     

某压裂火药燃烧速度特征与温度关系的密闭爆发器实验研究

为模拟某压裂火药在油井作业中燃气的压力变化规律,需要确定火药的燃烧速度与其温度的关系。利用密闭爆发器实验系统,获得不同温度条件下火药燃气的压力随时间的变化曲线。基于内弹道火药燃烧特征量静态分析方法,计算出不同温度下火药的燃烧速度定律,并进一步计算燃速系数与温度的关系。通过拟合得出火药的燃速随温度增长的指数式变化函数,通过误差分析判定该函数适用于30 ℃～150 ℃的温度变化区间,为不同温度下的井下模拟计算提供了理论支持。     

定容燃烧器法热损失率不确定度分析

定容燃烧器法是一种测试高压下固体推进剂燃速特性的方法。定容燃烧器法工作过程中散热损失是影响燃速测试精度的主要因素。推导了热损失率计算方程,分析了各因素对热损失率的影响;建立了热损失率测试结果的不确定度评定方法,并对测试结果进行了不确定度评定。研究表明,推进剂试样燃面、燃气定容比热、燃气压强、燃气温度是影响热损失率不确定度的主要因素,其中燃面是影响热损失率不确定度的最大因素;后续实验中必须提高推进剂试样尺寸加工精度,减小推进剂试样燃面误差。     

环境氧含量和压力对铝镁贫氧推进剂燃烧性能的影响

为研究不同海拔处大气氧含量(氧体积分数)变化对铝镁贫氧推进剂燃烧特性的影响,采用激光辐射点火,使用高速摄影仪记录推进剂的点火与燃烧过程,并利用红外测温仪测量推进剂的表面温度及火焰温度,研究了环境氧含量与压力对推进剂的点火过程、火焰温度和燃速的影响。结果表明,环境气体氧含量高于推进剂热解产物中氧含量时,点火气相化学反应主要发生在推进剂热解产物与环境气体的扩散区,初现焰远离推进剂表面,但随着压力增加,扩散区与推进剂表面之间距离减小;火焰温度与环境氧含量和压力线性正相关;压力与环境氧含量增加时,铝镁贫氧推进剂燃速增加,压力和环境氧含量对铝镁贫氧推进剂燃速的影响符合B数理论,压力是影响推进剂燃速的主要因素,但随着压力增加,压力对燃速的影响相对减小,压力从0.1 MPa增加到1.5 MPa时,压力和环境氧含量的燃速敏感系数比从200下降到40。     

侵蚀燃烧在发射装药内弹道中的应用研究

侵蚀燃烧是具有内孔燃烧火药的一种普遍现象，应用侵蚀燃烧可改变火药燃烧的规律。由于火炮发射装药装填密度的变化，不同装填密度发射药所受的内孔与外部压力也不同，这种压力差使发射药内孔在火炮膛内燃烧时发生侵蚀燃烧。利用发射药内孔燃气流动的流速、传热和冲刷对燃速的影响，研究了火炮发射装药的侵蚀燃烧对发射药燃速的影响，建立了发射装药侵蚀燃烧数学模型，分析了发射药装填密度、内孔的孔径、药粒长度等变化所引起的侵蚀燃烧变化及对发射装药内弹道性能的影响。提出了在变装药中，利用侵蚀燃烧提高小装药量、小射程用发射装药膛压的方法。     

柱形充液室内多股燃气射流流场的气体与液体两相流场演化特性

基于水下枪炮发射的工程背景,对火药燃烧形成的多股高压燃气射流从模拟弹头头部喷入柱形充液室的过程进行了实验观测和数值模拟研究。实验观测采用高速录像记录,数值模型采用流体体积函数模型来描述液体环境中多个燃气泡的扩展,数值模拟结果与实验观测结果相符。数值仿真结果表明：喷孔轴线上的燃气压力经历下降和上升的过程后达到稳定值,空腔附近的水流场由于燃气作用出现压力峰,随后逐渐衰减;在燃气空腔扩展的过程中,离喷孔距离越远的截面上燃气-水流场的压力分布越均匀,截面平均压力随着空腔扩展逐渐下降;随着时间的增长,截面上气体组分分数可达70%.