DIANP对双基推进剂燃烧速率的影响

采用靶线燃速测速法,研究了新型增塑剂1,5-二叠氮基-3-硝基-氮杂戊烷(DIANP)的引入及含量变化对双基推进剂燃烧速率的影响,并讨论了不同催化剂对含有DIANP的双基推进剂燃烧速率的影响。实验结果表明:在爆热相近的情况下,DIANP部分取代硝化甘油,在10MPa下燃速可提高20%以上,压力指数升高20%左右,提高幅度与所使用的催化剂品种有关;在配方其它组分不变的条件下,用DIANP部分取代硝化甘油,随着配方中DIANP含量的增加推进剂爆热减小,燃速先增加然后降低,燃速存在一个最大值。     

1,5-二叠氮基-3-硝基-3-氮杂戊烷溶解度参数的估算与测定

采用基团贡献法估算了1,5-二叠氮基-3-硝基-3-氮杂戊烷(DIANP)的溶解度参数。用浊度滴定法测定了其溶解度参数。研究了DIANP在不同溶剂中的溶解性。结果表明,基团贡献法的估算值与浊度滴定法的测定值相吻合。测得DIANP的溶解度参数为22.29 (J/mL) 1/2。DIANP在不同溶剂中的溶解性符合“溶解度参数相近相溶”原则。     

DIANP对NC溶塑作用的实验与模拟

用动态流变实验和扫描电子显微镜观察对比研究了1,5-二叠氮-3-硝基氮杂戊烷(DIANP)和硝化甘油(NG)溶塑硝化纤维素(NC)的速率和效果,用分子动力学模拟方法对DIANP、NG、NC的溶度参数和DIANP、NG在NC中的扩散系数进行了模拟计算,采用介观动力学模拟方法得到了NC/DIANP和NC/NG共混体系的介观形貌。结果表明,与NG相比,DIANP溶塑NC速率较快,二者在NC中的扩散系数分别为1.39×10~(-10)m~2·s~(-1)和2.24×10~(-10)m~2·s~(-1)。相对于NG,DIANP溶塑效果更好,两种共混体系的显微形貌特征与介观动力学模拟结果具有很高的一致性。溶度参数计算结果表明,DIANP的分子间作用力大小与NC较为相似,而NG溶度参数的范德华力和静电力分量所占的比例与NC接近。     

某浮动冲击平台外载荷与冲击环境分析

为了进行舰载设备在接近实战条件下的抗冲击考核,设计并建造了浮动冲击平台。为摸清浮动冲击平台在一定外载荷下的冲击环境,进行了三次水下爆炸试验,采用1 kg RDX 装药在距离平台不同距离处爆炸,分别对平台外载荷和冲击环境进行了测量;外载荷测量结果表明：装药在水下5 m 爆炸时产生明显的气泡脉动载荷和空化效应,加强了对平台本体的冲击作用;冲击环境测量结果表明：冲击响应从迎爆面到背爆面有逐渐减小的趋势,迎爆面冲击谱速度达到5．3 m／s,位移11 cm;冲击环境满足Ⅲ类区域冲击环境要求。     

固体推进剂安全性评价试验研究

根据美军标MIL-STD-2105C"非核弹药的危险性评估试验"建立的7种易损性试验方法,对典型固体推进剂进行了易损性试验,得到了典型固体推进剂在不同刺激下响应特性。结果表明推进剂对于刺激源具有选择性,相同配方推进剂在不同刺激源下响应特性不同。     

惯性起爆弹丸内装药摩擦起爆特性

为了对惯性起爆弹丸的起爆特性进行定量分析,对弹丸的撞击起爆过程进行了试验研究。根据炸药的热起爆理论,建立了装药的摩擦起爆模型; 结合LS-DYNA软件对装药的惯性撞击特性进行分析,得到了不同工况下装药的摩擦温升曲线。结果表明:在弹丸能够有效穿透靶板的情况下,弹丸的着靶速度越低,装药所受的惯性冲量越大,装药越容易被起爆。计算得到的钝化RDX与钢惯性体之间的滑动摩擦系数为0.04。将数值计算与试验测量的结果进行了对比分析,验证了摩擦起爆模型的有效性。     

爆炸作用下发射药点火试验

为了研究爆炸作为发射药的点火能源时的点火性能，应用试验研究的方法，建立了爆炸点火试验系统，对不同点火装置和装药条件下爆炸点火的性能进行了试验研究．试验结果表明，采用雷管和导爆索作为发射药爆炸点火装置，不仅可以实现发射药的可靠点火，而且点火的及时性好、发射药燃速快、火药燃气压力高，是一种很有前途的点火方式．     

RDX基含铝炸药不同尺寸的圆筒试验及数值模拟

为了研究RDX基含铝炸药在不同装药直径下的做功能力,进行了Φ25.4 mm和Φ50.0 mm两种尺寸的圆筒试验。试验结果表明,爆轰产物相对比容均为10时,Φ50.0 mm比Φ25.4 mm圆筒的膨胀速度提高约4.73%。此外,基于Lee-Tarver点火增长模型,采用有限元动力学程序LS-DYNA对两种尺寸的圆筒试验进行了数值模拟,并与试验结果相比较,确定了该含铝炸药爆轰产物的Jones-Wilkins-Lee状态方程和反应速率方程参数。     

高架桥下通道内爆炸灾害荷载数值模拟分析

为了掌握爆炸灾害中爆炸冲击波作用于建筑上的荷载特性,应用非线性显式有限元软件LS-DYNA建立了高架桥下通道内的爆炸数值模型;分析了网格划分方法对超压荷载计算结果的影响;得出了刚性地面上不同炸药当量、不同爆距下,通道外建筑迎爆面上荷载的变化规律,为建筑物的抗爆炸灾害预警、设计和加固等实际工程提供参考。     

一种间隙弱化爆炸零门的仿真与试验

为了提高爆炸零门的作用可靠性,利用ANSYS/LS-DYNA程序对装药尺寸为0.8 mm×0.8 mm,不同间隙厚度的传统间隙零门和间隙弱化零门进行了数值模拟和理论分析,并通过试验对仿真结果进行了验证。仿真和试验结果表明,在传统间隙零门的基础上,增加间隙厚度,并增设圆形空气隙来弱化零门间隙强度,有助于冲击波的衰减和零门间隙的打开,零门间隙厚度的可靠性窗口从0.6~0.7 mm提高为0.7~1.0 mm,明显提高了爆炸零门的作用可靠性。     

水下爆炸爆心坐标计算方法

在水中兵器实航爆炸试验中，借助软件测得的爆炸冲击波压力和传播时间差计算出爆炸爆心坐标。计算结果表明，计算精度满足水下爆炸调试系统要求。     

炸药水下爆炸气泡脉动周期工程计算方法

在前入水下爆炸实验研究的基础上，引入柱形和球形装药的修正因子，建立了炸药水下爆炸气泡脉动周期的工程计算方法，揭示了炸药爆热与水下爆炸气泡脉动周期的关系，通过实验进行了验证，其计算误差小于5%，实现了不同炸药、不同装药结构水下爆炸气泡脉动周期准确的计算。该计算方法的建立为水下炸药配方设计、水中炸药性能评估提供重要的科学依据。     

多点水中阵列爆炸冲击波的传播特性

为了研究多个装药水中阵列爆炸冲击波的耦合作用和传播规律,利用水中爆炸试验,测量了整体装药、两装药和四装药水中阵列爆炸的冲击波-压力时间曲线,分析了装药数量、阵列距离对水中冲击波峰值压力、冲量和作用时间的影响以及阵列爆炸冲击波参数随距离的变化规律.结果表明,两点阵列爆炸,装药聚焦方向(对称中心线)的冲击波可形成叠加,比例距离2～6 m·kg-1/3的范围,冲击波压力强度增加了22.8％～55.4％,冲击波峰压的增益随着传播距离的增大逐渐增大,非对称方向的冲击波压力可形成延时耦合;四点阵列爆炸,装药聚焦方向的冲击波最高峰值压力都接近于整体装药,装药数量的增加可以提高冲击波的高压区域范围和冲量.阵列爆炸点和布局相同时,阵列距离的增加可提高冲量和冲击波作用时间,冲击波压力作用时间则随着装药数量和阵列距离的增大而增大.两点和四点爆炸,冲击波耦合叠加后的多个冲击波峰值压力、冲量都仍符合爆炸相似率,但冲击波压力作用时间则不符合爆炸相似率.     

爆炸抛撒方式对FAE云雾爆轰特性及威力影响的实验研究

为探讨中心药管和径向药管爆炸抛撒对FAE爆轰特性及威力影响,通过高速录像、压电传感器和红外热像仪记录FAE静爆实验。获得两发50kg PO、1.5kg抛撒装药、两种爆炸抛撒作用下的云雾扩散、火球温度、冲击波超压数据。结果表明,采用中心药管和径向药管爆炸抛撒形成的云雾覆盖面积和起爆形态相差不大;后者在云雾和破片均匀性方面优于前者,火球温度比前者增益约12%,冲击波超压比前者增益约20%~35%。     

内置障碍物诱导下的开敞空间球形气云爆炸冲量的研究

为研究带有结构物的可燃气云爆炸冲量,设计了内置半球条栅形和球袋形两种障碍物的气云爆炸实验,对障碍物特性参数与冲量的关系进行了研究,得到了半球形气云爆炸冲量随障碍物特性参数的近似余弦衰减规律。对实验数据进行综合回归,引入多能模型思想,得到了计算可燃气云爆炸冲量的拟合方程式。     

甲烷爆炸初期关键自由基化学发光与爆炸压力的耦合关系分析

为建立甲烷爆炸初期微观化学反应机理与宏观爆炸压力之间的联系,利用20L标准球型爆炸测试装置和光栅光谱仪采集了甲烷爆炸初期爆炸压力数据,采用光谱分析和数据同步分析方法研究了CO_2、C_2、CHO·、OH·、C_3等关键激发态自由基及分子的光谱强度和爆炸压力的耦合变化关系。研究表明,CO_2在爆炸升压阶段大量生成;C_2、CHO·在爆炸感应期内大量产生,在爆炸升压阶段大量消耗;OH·含量在整个甲烷爆炸的过程中处于较高水平。微观角度CO_2大量生成在宏观上部分表现为爆炸压力的迅速上升,其含量变化趋势与升压过程呈正相关关系;C_2、CHO·迅速消耗在宏观上部分表现为爆炸压力的迅速上升,其含量变化趋势与升压过程呈负相关关系。在爆炸感应期减少C_2、CHO·的生成,降低其含量;在整个甲烷爆炸的过程中抑制OH·产生,降低其含量;减少或抑制CO_2的生成,可以减缓或抑制爆炸进程,有效减小甲烷爆炸的压力。     

基于Fisher准则函数的凝聚相炸药爆炸火光图像识别研究

为研究利用爆炸火光常规RGB图像识别炸药类型的可行性,以30 g小药量凝聚相炸药爆炸火光的高速摄像图片为对象,提取爆炸火光高光区域的面积时程曲线,用面积时程曲线的形态特征参数建立了描述凝聚相炸药爆炸火光的多维特征向量空间,采用经过推广的三类问题的Fisher准则函数和Bayes决策规则确定了具有最佳识别特征向量的三类问题的线性识别模式,并对试验样本集进行TNT、RDX、HMX三类炸药识别.结果表明: 检测样本集对训练样本集所确立的线性识别模式的误判率的检测结果为10.07%,在全样本空间,利用自析方法所检测的线性识别模式的误判率为17.48%,识别效率较高.     

微爆索切割航空有机玻璃板实验研究

采用六硝基芪域( HNS域) 微爆索切割航空有机玻璃( PMMA) 板。在改进的实验装置上,针对3 种不同长度的PMMA 板材,在3 种不同温度下,完成了45 次微爆索爆炸切割PMMA 板实验,研究温度、尺寸和边界约束对切割效果的影响。实验结果表明,在所研究的范围内,温度、尺寸和边界约束条件对爆炸切割PMMA 板的效果影响甚微,可以忽略不计。因此,元件的实验参数和结果,可以直接用来指导真实件实验,为弹射救生系统的设计和改进提供科学依据。     

机库内爆炸效应的数值模拟研究

利用自编程序MMIC3D建立了机库的三维数值模型,采用三维Youngs界面技术对战斗部侵彻机库后发生爆炸情况下的流场分布进行了三维数值模拟。采用后处理软件Visc3D分析了冲击波在机库内的分布情况,在与实验结果对比的基础上,给出了不同关键点的压力曲线和一些规律性的仿真结果,并且通过计算结果的动画处理,清晰地看到战斗部在机库内部爆炸后所形成冲击波的传播规律。这些结果与规律基本符合物理现象和理论分析,对爆炸场近、远场的物理过程及其效应有了深刻的认识和理解,这对于如何高效毁伤机库内的飞机、人员以及相关设施具有重要的参考价值。     

红外热成像技术在云团爆炸测温中的应用

利用红外热成像技术研究了具有云团爆炸性质的燃料空气炸药(FAE)的爆炸温度场.实验测试了两发液体FAE和一发固体FAE试验弹的爆炸温度参数,得到了爆炸火球温度的时空分布,并根据火球温度分布分析了燃料的抛撒情况.结果表明,在装药量相同的情况下,固体FAE和液体FAE的爆炸火球表面温度分别比TNT高22.3%和6.2%,1000℃以上高温持续时间是TNT的1.95和1.23倍；液体燃料爆炸形成的火球覆盖面积比固体云爆剂大；预制刻槽的薄壁弹体更利于燃料的抛撒和分散.