发射装药发射安全性评定技术的研究进展

介绍了发射装药发射安全性研究进展。弹底附近的发射药床在点燃前的大规模破碎是导致膛炸的根本原因,沿着这一主线,系统论述了发射装药发射安全性评定技术框架。发射装药发射安全性试验包括：膛内燃烧与力学环境物理仿真试验、发射药床挤压破碎模拟试验和发射药活性测试试验。弹底发射药床挤压破碎程度是发射安全性判据的立足点,用初始相对活性比可表征破碎程度,指出了评定发射装药发射安全性的判别准则。     

火炮发射药床冲击破碎动力学仿真研究

为了研究发射装药引起膛炸的基本原理,确保火炮武器系统发射过程安全,实现末端毁伤效应,从理论分析计算的角度出发,基于离散单元法,建立了火炮发射药床冲击破碎动力学仿真模型,模拟了大口径火炮发射药床在燃气流冲击载荷下的破碎过程,并与有限元计算软件LS-DYNA的结果进行对比,结果表明,离散单元法和有限元法计算结果几乎一致,验证了该方法的准确性。该计算方法对发射装药发射安全性研究具有一定理论实用价值。     

发射药挤压破碎动力学分析

发射药床在运动过程中的挤压破碎机理是发射安全性研究中的核心问题,采用数值仿真的方法识别发射药粒的破碎机理.用有限元软件分别对药粒在静载及冲击载荷作用下的力学行为进行了数值仿真,仿真结果表明,在不同的承载模式下发射药颗粒在运动过程中挤压有体积破碎与接触破碎两种基本模式.对药粒在不同承载方式下的破碎规律进行了数值仿真,并对破碎块度的分布进行了分析,分别建立了不同承载方式下破碎块度与载荷幅度间的关系式,为火炮发射安全性研究奠定了基础.     

对发射装药引起膛炸机理的讨论

从发射药床破碎导致发射安全性问题的角度出发,指出用基于起始负压差和敏感度试验的压力波安全性标准评定发射装药发射安全性的依据不充分,而且可操作性差。一般情况下,压力波强度与最大膛压之间不存在对应关系。压力波大小既不能表征膛内发射药的破碎程度,也不能准确完全地反映发射药破碎所处力学环境。评定发射装药发射安全性的判别准则应当建立在刻画发射药床破碎程度的基础上。     

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。     

装药射击安全性模拟检测方法研究

围绕着影响发射装药射击安全性的主要因素，研究了发射药的力学强度与膛内点火动力条件之间的匹配，并建立了发射药粒动态强度的测量方法。考虑了发射时膛内的诸多复杂因素，例如药粒在膛内受到的撞击与压缩，提出了提高装药发射安全性的途径以及实验室模拟检测方法。     

发射药床自然堆积模拟

为进行发射装药挤压破碎动力学研究,通过几何方法构建了初始构型下发射药床的动力学模型,采用牛顿-欧拉方程描述发射药粒的运动过程,应用线性连接目录法建立每个药粒的邻居目录,建立发射药粒接触识别算法及三维块体接触模型,在邻居目录内应用射线交叉法进行块体间的接触检索,模拟了发射药床在重力作用下的自然堆积过程.获得了发射药床的密...     

炸药装药发射安全性模拟试验方法研究

介绍了炸药装药发射安全性模拟试验方法的研究概况,论述了膛压冲击试验装置和落锤冲击试验装置的设计原理、结构特点和试验方法.试验结果表明,膛压冲击试验装置能够模拟火炮膛压变化过程,炸药装药的受力过程接近发射实际情况;落锤冲击试验装置能够近似模拟膛压曲线,但其曲线的重复性好.2种模拟试验装置各有特点,都能模拟膛内发射的主要力学过程.试验者可根据研究需要来选定不同的模拟装置.     

液体发射药火炮发射安全性的分析

该文分析了影响液体发射药火炮发射安全性的几个主要因素.文中介绍了以硝酸羟胺为基的液体发射药的一般易损性能的试验结果,指出了这些方法作为评估发射安全性的局限性.液体发射药在火炮工作条件下,受到绝热压缩和喷射雾化时产生的热刺激,容易引发非期望点火,对发射安全性有重要的影响.此外火炮内弹道性能、喷注装置的结构、膛内压力振荡对发射安全性影响也应引起研究者的重视.     

Experimental Simulation for Fracture of Gun Propellant Charge Bed

The simulation of compression and fracture of charge bed in chamber is one of the key problems in the study of launch safety of gun propellant charge. A new kind of experimental device that can be used for simulation is given. Its structure and operational principle are introduced. Using a semi-closed vessel as a source of compression force, the device can simulate any kind of dynamic environment in a gun propellant charge. Using the low temperature inert gas (N2) as the compression medium, the device can not only ensure that the simulation is real, but also protect the fragmentized propellant from combustion after experiment. Using the device, many simulation experiments have been accomplished, and dynamic environment of propellant fracture is acquired. With the experiments, fragmentized propellant for the compression and fracture of charge bed is obtained. Results of experiments show that the new device can be used to study the principle of the compression and fracture of charge bed.     

序列堆积杆状药床微细孔道相间阻力特性研究

为了进一步提升火炮发射弹丸的炮口动能,传统粒状药由于其装填条件的制约,在很大程度上无法满足现代火炮的需求。杆状药以其优异的装填性能得到了广泛的关注,采用杆状药以序列形式进行装填,可以有效调高火药装填密度。对于花边形的多孔杆状药,为更好研究其内弹道性能,采用仿真计算分析其燃烧性能,此过程需要大量辅助方程以保证计算结果的准确性。其中,燃气在序列堆积杆状药床微细孔道内流动的阻力系数是两相流内弹道的重要参数。利用实验装置分别完成氮气在杆状药内孔、花边间隙及装填药床流动的阻力特性实验研究,测量孔道进出口压降以及流量,总结出相间阻力系数f与雷诺数Re与间的关系。在同等条件下,使用Fluent仿真软件对氮气在微细孔道的流动特性进行计算分析,与实验结果吻合较好。在验证此模型的合理性后,将氮气更换为杆状药燃烧生成的火药燃气,结果表明：随着雷诺数Re增大,阻力系数f不断降低,可以拟合出相应的无量纲关系式f(Re),为两相流内弹道计算提供基础。     

密实装药床中点火火焰传播特性的实验与数值研究

以某火炮密实装药为背景,为了研究在中心点传火结构下装药床中点火火焰的传播特性,设计并使用了可视化半密闭爆发器式模拟实验装置。考虑到实验安全性,装置中以尼龙假药粒床来替代真实发射药,通过高速摄影系统拍摄了装药床中点火火焰的传播过程。实验结果表明,点火火焰在前期主要体现为径向传播,直至火焰气体受到药室壁面的约束,径向传播减弱而轴向扩展成为主要特征。基于实验,结合多孔介质模型建立了装药床中点火燃气流的二维轴对称传播模型,并利用FLUENT软件对点火火焰的流动过程进行了数值模拟。将气体高温面等效为火焰面,数值计算得到的气相温度场云图与实验拍摄的火焰图像对比基本吻合,火焰轴向位移的数值结果与实验结果相差不超过7.14%,并由数值计算的火焰位移曲线得出装药床中火焰轴向传播的平均速度为14.1 m/s。     

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。     

四级渐扩型BLPG内弹道特性实验研究及数值模拟

以整装式液体发射药火炮(BLPG)为研究背景,设计了一种小口径四级渐扩型整装式液体发射药燃烧推进模拟装置,实验测得该装置药室内部的p-t曲线。在经典的液体炮内弹道数理模型基础上,构建了一种全新的四级渐扩型整装式液体发射药火炮三阶段内弹道模型,并得到了数值模拟结果。结果表明:药室内燃烧压力与时间的模拟值与实测值吻合较好,计算模型合理,可用于指导渐扩型整装式液体发射药火炮的内弹道设计。采用渐扩型的药室结构可以促进燃烧稳定性。     

发射药和推进剂在油田压裂中的应用

本文阐述了发射药及推进剂在能源工业中的特殊的应用技术.介绍了利用发射药和推进剂在油井中进行压裂的技术原理和装药设计技术,并典型地展示了部分油井的压裂效果。最后,就该技术研究目前所达到的水平,本文提出了几点看法。     

发射药及装药的清洁燃烧技术概述

针对武器设计中提高能量利用率和降低射击污染的要求,对发射药及装药的清洁燃烧技术研究进行了初步概述.分析了发射药及装药清洁燃烧技术研究的重要意义,以及射击污染的来源,认为发射药设计和装药设计的不合理性是射击污染的两个主要来源;实现发射药和装药清洁燃烧的可行途径主要有:优化发射药的配方设计,设计高渐增性药型发射药,装药结构...