含新型有机硅缓蚀剂的制备及性能研究

为了研究缓蚀剂组分及添加条件对发射药性的影响,设计并制备了一种含新型有机硅的缓蚀剂材料;采用烧蚀管法,对比石蜡+TiO2型缓蚀剂,研究了新型有机硅缓蚀剂的静态降烧蚀效果;采用密闭爆发器研究了不同缓蚀剂添加条件对高能硝胺发射药点火和燃烧性能的影响;采用14.5mm弹道枪和壁温测试装置,研究不同缓蚀剂添加条件对膛壁温度、内弹道性能和枪口烟雾的影响。结果表明,采用含新型有机硅的缓蚀剂,降烧蚀效果更为显著;随着缓蚀剂添加量的增加,压力峰值、弹丸初速也会产生小幅下降,但总体影响幅度较小;添加缓蚀剂后,射击过程膛壁峰值温度显著下降,下降幅度随着缓蚀剂添加量的增加而增加,在缓蚀剂质量分数为3%时,对身管壁温降低幅度可达17.1%,且产生的枪口烟雾量较少;在缓蚀剂质量分数为5%时,缓蚀剂添加过量,枪口产生较大烟雾。该缓蚀剂及添加条件有望应用于低烧蚀发射药配方中。     

TATB表面包覆高能硝胺发射药的性能研究

为了改善高能硝胺发射药的燃烧性能,且不降低其总能量,将低能炸药TATB加入硝胺药中作为包覆剂对高能硝胺发射药进行包覆处理;通过爆热、密闭爆发器和12．7mm机枪内弹道试验,研究了包覆发射药的能量性能、静态燃烧性能和内弹道性能;结果表明：包覆样品CF-1能量与高能硝胺药相当,且表现出较强的燃烧渐增性,对比高能硝胺药,包覆样品CF-1弹丸初速提高了5％,且具有低温度系数效果。     

颗粒模压发射药的燃烧性能

以粒状高能硝胺发射药RGD7A-6/7药为基药,采用密闭爆发器和30 mm模拟弹道炮试验,研究了颗粒模压发射药模块的密度和基药的表面处理方法对其燃烧性能的影响。分析了不同模块的密度、不同表面处理基药的颗粒模压发射药的燃烧p-t曲线、L-B曲线特征,得到了模块的密度和基药的表面处理方法对颗粒模压发射药的燃烧性能的影响规律。研究结果表明:在一定密度范围内(1.0~1.5 g.cm-3),模压药越密实,燃烧渐增性越好;经过表面钝感、包覆后的基药压制成型的模压发射药MD7燃烧渐增性最好。内弹道试验结果表明,MD7在膛压低于空白药29.7 MPa的情况下,弹丸初速提高了6.6%,炮口动能提高了13.8%。     

含FOX-12硝胺发射药的燃烧特性

采用DSC-TG、密闭爆发器、中止燃烧试验装置,研究了含N-脒基脲二硝酰胺盐(FOX-12)的硝胺发射药的热分解和燃烧特性。结果表明:该硝胺发射药中的NC-NG体系和FOX-12一起开始分解,加入FOX-12使硝胺发射药的燃速压力指数降低,其值小于1,随着FOX-12含量的增加,硝胺发射药的压力指数在低压段(10～20 MPa)降低幅度大于中高压段(40～240 MPa)的幅度。     

基于人工神经网络算法的发射药钝感剂浓度分布快速预测技术

提出一种适用于5/7改性单基发射药的快速预测钝感剂浓度分布情况的方法,基于人工神经网络算法构建了神经网络模型,然后使用已有的5/7改性单基发射药钝感剂浓度分布试验数据训练模型。结果发现,经过训练后模型输出的钝感剂浓度分布曲线和试验测定的钝感剂浓度分布曲线二者之间的复相关系数R高达0.93。这说明构建的模型可以较准确地快速预测出给定工艺参数条件下5/7改性单基发射药钝感剂浓度分布曲线,相较于传统的测试方法,具有省时、省力、方便快捷的优势,证明此方法具有很好的实用性。基于此模型还可以反向应用,根据需要的钝感剂浓度分布曲线来预测所需要的钝感发射药制备存贮工艺条件。     

提高改性单基药燃烧性能的研究

为了改善改性单基药的燃烧渐增性、提高初速,通过加入添加剂对改性单基发射药的制备工艺进行了改进。用显微红外光谱测定了发射药中功能组分的含量分布,用密闭爆发器和内弹道试验研究了发射药的燃烧性能。结果表明,加入添加剂后,发射药中硝化甘油NG的渗透深度由270μm增加到360μm,浓度最大值对应的深度由110μm增加到180μm;钝感剂NA聚酯的渗透深度由270μm增加到360μm。燃烧渐增性明显增强,燃烧渐增因子Pr由0.363 0提高到0.445 0。其装药的内弹道性能得到显著改善,初速提高3.1%,动能提高6.3%,装填密度从0.921 g/cm3提高到0.949 g/cm3,具有高装填密度、高燃烧渐增性、高初速的优点。     

Study on Influence of Functional Composition Distribution on Combustion Performance of a Modified Single Base Propellant

The modified single base propellant samples were prepared by impregnating blasting oil into single base grains and deactivating deterrent in water medium. The concentration distribution of functional compositions in this propellant was determined by using FTIR micro-spectroscopy. Its combustion performance was investigated by means of closed-bomb and interior ballistic tests. The results show that the concentration of NG distributes parabolically along the radius and the concentration of NA decreases from the surface to the centre exponentially. The deeper the NG impregnates, the slower the NA concentration decreases, the stronger the progressive combustion is and the better the interior ballistic performance is. When the depth corresponding to maximum NG concentration is about 1/2 of the web and the NA decreases slowly, the progressive combustion is the strongest and the interior ballistic performance is the best.     

提高新型高能发射药力学性能研究

采用压缩法和简支梁法测试手段,研究了硝化棉的含氮量对新型高能发射药力学性能的影响规律。试验结果表明,在-40℃时,硝化棉含氮量为12.6%的新型高能发射药的力学性能优于硝化棉含氮量为12.8%的发射药。通过SEM电镜观察发射药燃烧的表面状况,在新型高能发射药的燃烧过程中,发射药燃烧表面形成熔融层对发射药燃面的变化有较大的影响。     

高能硝胺发射药流变性能研究

为了提高高能硝胺发射药工艺稳定性并为成型模具设计提供依据,利用毛细管流变仪研究了溶剂比、温度、硝化棉含氮量对硝胺发射药胶化物料流变性能的影响规律。通过对数据进行线性回归分析,得到了物料的非牛顿性指数n、粘流活化能△E_η。实验结果表明:物料流变性能呈现典型假塑性流体特征,随着剪切速率的增大,n值减小非牛顿性增强;表观粘度随着溶剂比增大、温度升高或含氮量的降低而降低。     

消焰剂降低枪口火焰的研究

选择了硫酸钾、硝酸钾、新型钾盐AK和BK四种不同结构性能的消焰剂,采用在钝感和包覆时加入的两种添加工艺制备出装药样品。通过B门照相法测试了枪口火焰,进行了消焰剂影响降低枪口火焰的试验研究。结果表明,同种消焰剂不同的添加工艺对降低枪口火焰作用不同,钝感时加入消焰剂对降低枪口火焰作用大,而包覆时加入消焰剂对降低枪口火焰作用小。与常规消焰剂硫酸钾、硝酸钾相比较,新型钾盐AK和B K吸湿性小,在相同含量相同添加方式下消焰效果好。同种消焰剂相同添加方式下含量越高,消焰效果越好。