基于PVDF压电薄膜的大口径火炮弹底发射装药挤压应力测试方法

发射环境下弹底发射装药承受的挤压应力和挤压破碎过程是发射装药发射安全性的依据。基于发射装药膛内燃烧与力学环境试验装置和PVDF压电薄膜,本文建立了大口径火炮弹底发射装药挤压应力PVDF传感器测试方法,并首次用该方法试验获得了自然温度和低温条件下的某大口径火炮弹底发射装药挤压应力时间历程,试验结果表明,本文方法满足大口径火炮大面积弹底压力测试要求,为发射装药发射安全性研究提供了新的测试手段。     

弹底总压PVDF 传感器

为了测试发射环境下大口径火炮弹底发射装药的挤压应力和挤压破碎过程,设计某型大口径火炮弹底发射装药挤压应力PVDF传感器。基于PVDF压电薄膜,设计了新型弹底总压PVDF传感器;应用发射装药动态挤压破碎试验装置,进行了该新型弹底传感器标定试验;应用该PVDF传感器测试获得了弹底发射装药挤压应力,试验验证了弹底挤压应力PVDF传感器的可行性。试验结果表明:该新型传感器具有灵敏度高、价格低、性能可靠、能大面积测试的优点,为发射装药发射安全性研究提供了新的测试手段。     

发射装药破碎程度表征方法研究

为定量表征发射装药的破碎程度,引入了动态活度比和起始动态活度比的概念。采用密闭爆发器内燃气状态方程,推导出:动态活度比即为破碎发射装药与相应未破碎发射装药的燃烧表面积比,起始动态活度比即为破碎发射装药与相应未破碎发射装药初始时刻的燃烧表面积之比。用三种均为花边19孔仅长度不同(13.6,10,5 mm)的发射药进行了密闭爆发器试验。获得了不同长度发射药的p-t曲线。处理p-t曲线得到相应发射装药的起始动态活度比。根据几何形状通过计算获得不同长度的发射药的初始表面积,从而获得发射装药的起始动态活度比。结果表明,起始动态活度比的试验结果接近理论计算值,误差仅为1.8852%,说明发射装药起始动态活度比可以定量表征破碎发射装药的破碎程度。     

发射过程中某硝胺发射装药的动态挤压破碎情况

利用发射装药动态挤压破碎试验装置对发射过程中低温、常温、高温发射装药的挤压破碎情况进行了模拟动态挤压破碎试验,用发射装药起始动态活度比确定了多种试验条件下破碎发射装药的起始动态活度比,可定量表征发射装药的破碎程度。结果表明,该发射装药在常温、高温下力学性能较好,低温时在相应力学环境下破碎严重。根据试验结果,建立了最大挤压应力与装药破碎程度之间的定量关系。     

发射装药发射安全性评估方法

为解决高性能火炮发射装药发射安全性问题,对发射装药发射安全性评估方法进行研究。揭示了发射装药引起膛炸的机理,建立了发射装药燃烧与力学环境试验方法、发射装药动态挤压破碎试验方法、发射装药动态活度试验方法,并提出了发射装药发射安全性评估方法。该方法为科学评估发射装药发射安全性提供了理论依据与技术手段。     

发射装药发射安全性评定方法研究

发射装药发射安全性问题严重制约现代火炮武器的发展,成为各军事强国竞相攻关解决的重大理论与技术难题。从揭示发射装药引起膛炸的机理入手,通过理论、计算、试验3个方面连续17年的系统深入研究,引入起始动态活度比新概念,建立了我国首个基于发射装药起始动态活度比的发射装药发射安全性评定方法兵器行业标准和国家军用标准。文中包括：发射装药发射安全性评定原理、发射装药发射安全性评定流程、发射装药膛内力学环境试验方法、发射装药动态挤压破碎试验方法、发射装药起始动态活度比试验方法、发射装药发射安全性判据的确定方法、发射装药发射安全性评定方法,并成功用于工程实践,为科学评估发射装药发射安全性提供了系统的理论依据、技术手段和技术标准。     

破碎发射药等效形状特征量的确定方法

为了解决破碎发射药无法通过几何方法直接计算形状特征量的难题,基于起始动态活度比理论,利用全局连续分段最小二乘曲线拟合方法,建立了一种确定破碎发射药等效形状特征量的方法。通过发射装药动态挤压破碎试验得到了不同破碎程度的发射药,并进行了密闭爆发器试验。利用建立的方法计算了破碎发射药的等效形状特征量,计算结果与试验结果最大相对误差仅为1.81%,说明该方法合理可行,为研究发射药破碎情况提供了一种有效的方法。     

密闭爆发器压力损失对起始动态活度比的影响

为研究密闭爆发器试验压力损失对发射药起始动态活度比的影响,分别对未破碎发射药、低温和常温破碎硝胺发射药、破碎15/9发射药进行了起始动态活度比试验分析.根据实际试验条件与计算需求,采用能够修正密闭爆发器试验中燃烧全过程压力曲线的方法对不同破碎发射药试样的试验结果进行了压力修正,计算了压力修正前后破碎发射药的起始动态活度比的相对误差.分析结果表明,压力损失对发射药起始动态活度比的影响较小,在实际试验中可以依据实际条件选择是否进行修正.