密闭爆发器试验在库存发射药检验中的应用

本文阐述了应用密闭爆发器试验方法对库存发射药的性能进行检验时,应把研究工作的重点放在燃烧性能方面,并应特别注意30～80MPa压力范围内燃烧性能变化情况。     

DIANP发射药用于榴弹发射器装药的内弹道性能分析

从榴弹发射器对装药的要求入手，探讨了1，5—二叠氮—3—硝基氮杂戊烷(DIANP)发射药用于榴弹发射器装药的可行性。试验结果表明，叠氮硝胺发射药用于榴弹发射器装药，不仅具有良好的内弹道性能，而且可以克服多—125发射药装药存在的缺陷，如吸湿性大、能量低，尤其是瞬间速燃特性使得装药的燃烧过程显得很不合理，提高初速潜力有限，也可以改善榴弹发射器目前采用高硝化甘油含量双基发射药装药所存在的烧蚀大、枪口焰大的问题。     

片状多层发射药的内弹道性能

制备了片状多层发射药,内层选用燃速较高的高能发射药,外层为含有高分子阻燃材料的低燃速配方发射药.对不同阻燃剂含量和不同厚度比的片状多层发射药进行了密闭爆发器实验和30 mm模拟弹道炮试验.结果表明,外层阻燃剂含量不同的MD1和MD2多层发射药均有较好的燃烧渐增性,外层阻燃剂含量较高的MD2多层发射药的燃烧渐增性要优于MD1多层发射药;在保证最大膛压基本不变的情况下,外内层厚度比为1∶10的MD1发射药的初速较5/7单基药的初速提高77.4 m/s,外内层厚度比为1∶5的MD2初速较5/7单基药的初速提高108.7 m/s.因此得出,通过调节多层发射药外层阻燃剂含量和外内层的厚度比,可以实现增加装药量、提高炮口初速而保持最大膛压不变.     

变燃速发射药内弹道参数的预估

运用内弹道势平衡理论将待测药和基准药的密闭爆发器实验数据及基准药的内弹道参数相联系,得到待测药与基准药最大膛压与炮口初速的关系式。以双基类XSX-1型和单基类XNX-1型变燃速发射药为基准药,以其在某火炮的内弹道参数为标准,分别对双基和单基变燃速发射药的炮口初速和最大膛压进行预估。结果表明,运用势平衡理论对变燃速发射药最大膛压和炮口初速进行预估是可行的,其结果具有准确性;预估结果能够体现药型尺寸与配方对变燃速发射药内弹道参数的影响。     

通过阻燃与组合装药方法优化开裂棒装药的弹道性能

通过分析及理论计算表明,阻燃与组合装药方法是优化按序开裂棒状药弹道性能的有效途径,它至少可从两个方面改善ＰＳＳ装药的弹道性能：（１）能消除装药双峰压力时间曲线的“Ｖ”字形低谷,形成类平台压力曲线,甚至形成平台压力曲线,从而在膛内最大压力基本保持不变的条件下,大幅度提高火炮示压效率及弹丸初速;（２）可以减小装药的温度系数,使ＰＳＳ装药在火炮中的应用更具有现实性。     

混合装药内弹道性能优化及应用

为了研究混合装药结构对内弹道性能的影响,以某舰炮为工程背景,提出内弹道多目标优化设计方案,研究了目标函数、设计变量及约束条件.采用e-约束法对次要目标函数进行简化处理,利用当前流行的进化算法—遗传算法进行优化计算,并针对内弹道数学模型特性,对算法进行改进.最后,通过进化计算得到的优化方案为一组非劣解集,同时验证了该改进...     

数字滤波器在密闭爆发器实验中的应用

为消除密闭爆发器测试压力信号中的杂波,真实地反映发射药的燃烧性能,采用有限冲激响应低通滤波和最小二乘结合的数字滤波器,对密闭爆发器实验结果进行滤波.结果表明,该数字滤波器能有效滤除测试信号中的杂波,处理得到的u-p曲线较好地反映发射药的实际燃烧性能,lnu-lnp曲线光滑,对局部压力段回归得到的燃速压力指数贴近发射药的真实值.     

一种随行装药定容燃烧性能研究

为了在静态环境下模拟某新型随行装药的内弹道燃烧性能,采用将小粒发射药进行钢筒中压制成型,端面封堵延时处理的方法得到了一种新型随行装药试样。并将制得的随行药与单樟6/7混合进行密闭爆发器实验,测试了其燃烧性能。实验结果表明:与单樟6/7单独装药相比,其燃烧过程分为2个阶段,且第二阶段燃烧速率远大于第一阶段,通过延迟装置质量和装药密度的调节可以实现对随行药点火延迟时间的控制。随行药具有很高的燃速和较强的燃烧渐增性,在内弹道过程中可有效改善膛内压力分布。     

端面不堵孔包覆对多孔发射药燃烧和弹道性能的影响

用密闭爆发器测量了相同装填密度下37孔硝基胍发射药不堵孔包覆前后的燃烧性能,并以100mm加农炮弹道诸元为参考,对包覆前后发射药的弹道性能进行了预估。结果表明,发射药药粒包覆后其密闭爆发器试验最大动态活度增加约23%。在0.7kg/dm3的装填密度下,采用不堵孔包覆药装药的示压效率比未包覆药粒装药提高了约4%。包覆药粒装药装填密度0.759kg/dm3时的膛压与原药装药装填密度为0.700kg/dm3时的膛压相同,但初速提高16m/s,并与未包覆药粒装药具有相同的燃烧结束点。     

序列装药内弹道过程的模拟分析

基于经典内弹道学理论,建立了序列装药的内弹道数学模型.用MATLAB语言编写了模拟程序,以某小口径武器为对象,模拟分析了不同装药量、喷孔直径和点火时间差对p-t和v-t曲线的影响.结果表明,附加药室的装药量存在一理想值,此时附加药室火药的利用率最高;喷孔直径存在一域值,大于或小于该值,初速都将变小;点火时间差为某一值时,最大膛压不变且作功能力最强.合理选择附加药室装药量、喷孔直径和控制能量补充时间是能否在最大压力处实现压力平台的关键.     

多层发射药内弹道模型及数值求解

基于经典内弹道理论建立了多层发射药的内弹道模型,用MATLAB编写了计算程序,以59式100mm高炮发射装药为基础进行了数值模拟.计算结果表明,在假定各层发射药为双芳-3、单基药、高能硝胺药、双迫药,发射药层数由1层依次增加到4层时,初速分别增加了3%、3.63%、3.69%;当燃烧层的燃速比为1:1.4:1.8:2.2,燃烧层的厚度比为5.5:1.5:1:2时,最大膛压为306.4 MPa,初速为932.4m/s,此时初速增加3.69%,且最大膛压未变,压力平台效果明显.从内弹道过程和工艺技术的可行性方面考虑,多层发射药采取3层即可达到较好的效果;对于多层发射药,当武器选定后,最优化的燃烧层厚度比和燃烧层燃速比存在唯一确定的关系,此时,在保持最大膛压不变的情况下,初速增加最多.     

颗粒密实模块药的弹道性能

采用含能材料对高能硝胺发射药药粒进行表面处理并模压,得到一种新型颗粒密实模块药。利用30mm高压模拟试验火炮,研究其弹道性能。结果表明,不同密度颗粒密实模块药弹道试验稳定性均较好,与散粒药相比相同膛压下初速提高4.1%。另外,该颗粒密实模块药还具有明显的低温度系数效果,低温(-40℃)初速降为-0.13%,高温(50℃)膛压升为0.37%,而散粒药低温(-40℃)初速降为0.26%,高温(50℃)膛压升为9.04%。因此,将散粒药制成颗粒密实模块药,在保持最大膛压不变的条件下可以实现增加装药量,降低温度系数,达到大幅度提高炮口初速的目的。     

高性能改性单基发射药的制备与性能

以高氮量单基发射药为原料,使用先吸收NG、后吸收聚酯钝感剂的两步法工艺,成功制备出高能钝感单基药（HEDS）。试验表明,对比单基发射药,HEDS发射药的能量更高,燃烧渐增性更强,吸湿性更小。随NG加入量增大,钝感剂加入量减小,HEDS发射药的爆热增大。HEDS发射药具有十分优异的燃烧渐增性能,且钝感剂含量对其燃烧渐增性有显著影响,这种特性与其特殊结构有关。HEDS发射药的点火性能有待改进。     

发射装药用可燃紧塞元件的力学强度及燃尽性试验

为减少某发射装药的燃烧残片,对可燃紧塞元件的强度及燃尽性开展了试验研究,对比测试了传统纸质紧塞元件及可燃紧塞元件的压缩力,通过火炮输弹上膛冲击试验及野战公路运输试验测试了采用可燃紧塞元件的发射装药的结构强度;通过密闭爆发器试验测试了可燃紧塞元件的表观燃速,并通过内弹道射击试验验证了可燃紧塞元件的结构强度及膛内燃尽性。结果表明,可燃支撑筒的压缩力约为纸质支撑筒的两倍;可燃紧塞盖的压缩力约为原纸质紧塞盖的40%,约为原纸质支撑筒的80%,可燃紧塞元件力学强度可保证该发射装药在运输过程及供输弹过程中的结构完整性;在50~150MPa下,可燃紧塞元件的线燃速为ADiGu发射药燃速的8倍以上,在同一燃烧环境下,可燃紧塞元件可先于发射药在膛内燃尽;射击后炮口无燃烧残片,在内弹道过程中燃烧完全,无二次火焰,炮口无残留。     

程序控制燃烧发射药的概念和原理

从提高发射药燃烧渐增性和提高发射装药总能量角度,提出了一种新概念发射药及装药--程序控制燃烧发射药及装药.通过总结和归纳大量密闭爆发器和内弹道试验结果,得到了3个经验公式.根据经验公式可推断出高初速发射装药应同时具备高能量和高燃烧渐增特性,验证了程序控制燃烧发射药概念原理上的正确性.     

高能硝胺发射药在高膛压火炮上的使用安全性

采用30mm高压模拟炮试验研究手段和与单基药相对比的方法,对RGD7发射药在高膛压下的膛内压力波特征、内弹道适应性及其低温动态燃烧活性进行了研究与分析。结果表明,RGD7发射药低压下缓燃的燃烧特性有利于改善其在火炮膛内的受力环境,并表现出较好的内弹道适应性,具有良好的使用安全性,但其低温动态燃烧活性偏大,应用中需要加强控制,并进一步改善其低温力学性能。     

对某平衡炮高、低温内弹道性能异常的分析

针对某平衡炮武器系统高、低温内弹道性能异常的问题,建立了平衡炮的内弹道方程,并计算了其常、高、低温内弹道性能.通过对内弹道性能计算值与试验结果的对比,找出了造成低温性能异常的原因是发射药片因低温脆性在点火过程产生的严重破碎,高温性能异常的原因是发射药片因高温变软相互黏结导致初始燃面变小.这两种现象及其随机性影响了初速或然误差,尤其是低温下的药片破碎会给发射安全性带来隐患,应更换温度性能较好的发射药.     

发射药及装药燃烧残渣的研究进展

针对身管武器射击中消除或减少燃烧残渣的要求,对发射药及装药燃烧残渣的研究进行了综述。根据燃烧残渣在身管武器及射击环境中的存在位置,将其分为膛内燃烧残渣和膛外燃烧残渣;分析了燃烧残渣的特性及危害、收集分析技术、抑制技术等;提出今后发射药及装药燃烧残渣研究的重点方向是新型材料在低燃烧残渣发射药及装药中的应用、实弹射击过程中燃烧残渣测试评价方法的研究以及抑制技术的集成优化等。附参考文献72篇。