DAGR125发射药的燃烧特征

采用密闭爆发器静态试验和30mm高压模拟炮的动态试验,以制式单基药作为对比发射药,研究了DAGR 125发射药的静态燃烧特性及膛内燃烧特征。结果表明,DAGR 125发射药具有低压下起始缓燃的燃烧特性,随压力的升高呈渐增性燃烧特征;在高膛压装药条件下DAGR 125发射药燃烧正常、稳定,膛内p-t曲线光滑,起始负压差小。     

发射药床初始堆积形态对破碎程度的影响

用发射装药动态挤压破碎试验和发射装药破碎程度表征试验,研究了在相同冲击载荷下,发射药床初始堆积形态对药床破碎程度的影响。结果表明,在装药质量相同的情况下,发射药床随机堆积形态对破碎程度的影响很小,试验的重复性较好;但当发射药床的堆积为竖排和横排时,发射药床的破碎程度有较大的差异,且横排的发射药床破碎程度明显大于竖排。     

DAGQ发射药膛内静态和动态燃烧性能

为了研究DAGQ发射药在膛内的燃烧性能,以经典内弹道理论为基础,建立了发射药膛内燃烧测试系统和处理方法,通过密闭爆发器燃烧试验和微波干涉法发射药膛内动态燃烧性能试验,研究了DAGQ发射药的静动态燃烧规律及不同温度下的动态燃烧特性。结果表明,所建立的试验系统和处理方法,能够很好地获得弹丸在膛内的运动过程。DAGQ发射药的静动态燃速都存在转折现象,静态燃速在转折点前压力指数大于1,转折点后压力指数都远小于1,动态燃速压力指数基本都小于1。在膛内燃烧过程中,由于高速气流对发射药的燃面冲刷,使得膛内的动态燃速要大于密闭爆发器内的静态燃速,并且随着膛内压力的增大,燃速相差越来越大。     

叠氮硝胺发射药强度的落锤撞击实验研究

为研究高能叠氮硝胺发射药的动态力学强度及影响因素,以现有配方DAGR1为基础,通过调节组分设计制备了4种21/19粒状发射药,低温(-40℃)下对其进行了落锤撞击试验。结果表明,撞击初速为4.0m/s时,DAGR1的临界撞击能约为33J/cm2;在配方中添加质量分数1.5%的热塑性弹性体(ETPE)及混合增塑剂总含量不变增加DIANP含量均可提高样品的低温抗撞击损伤强度。     

发射装药挤压破碎对燃烧规律的影响

为探索发射装药挤压破碎对燃烧规律的影响,利用发射装药挤压破碎模拟试验装置,对发射药药床进行了系列挤压试验,对不同发射药样品进行了密闭爆发器试验,研究了其挤压破碎发射的密闭爆发器燃烧规律.结果表明,发射药破碎后初始燃烧加强,高压区燃烧减弱.药粒破碎不利于发射装药的发射安全性.     

含FOX-7发射药的燃烧性能

采用常规密闭爆发器研究了含FOX-7硝胺发射药的燃速、压强指数和压强变化率。结果表明,随着样品中FOX-7含量的增加,发射药的点火延滞时间增加,燃速系数减小,燃速降低;其压强变化率的最大值及增长速率均降低。当燃烧压强小于150MPa时,FOX-7含量对发射药的压强指数没有影响,FOX-7改善发射药压强指数的能力不明显;随着燃烧压强的增加,含FOX-7发射药的压强指数降低,尤其当燃烧压强大于200MPa时,发射药的燃速压强指数显著降低。随着发射药中FOX-7含量的增加,其压强指数及燃速系数均降低,有利于发射药的稳定燃烧。     

火药在高压和有气体流出时的燃烧

利用多种用途高压半密闭爆发器及高性能钽10钨喷管,研究了双带发射药在高压和有气体流出时的燃烧规律。发现有气体流出时对发射药燃速有显著影响。当试验压力为226～245MPa,喉面与燃烧室截面比为25％时,比密闭条件下的燃速系数提高50％。提出采用有气体流出条件下的压力全冲量计算无后座力炮内弹道的新见解。     

火药在高压和有气体流出时的燃烧

利用多种用途高压半密闭爆发器及高性能钽10钨喷管,研究了双带发射药在高压和有气体流出时的燃烧规律。发现有气体流出时对发射药燃速有显著影响。当试验压力为226～245M(?)Pa,喉面与燃烧室截面比为25％时,比密闭条件下的燃速系数提高50％。提出采用有气体流出条件下的压力全冲量计算无后座力炮内弹道的新见解。     

一种圆环状多层发射药的燃烧模型

为了模拟和改善多层圆环状发射药的内弹道性能和燃烧性能,建立了一种圆环状多层高能硝胺发射药的燃烧模型,定义了多层环状发射药的缓燃层与速燃层燃速之比K、缓燃层的初始总厚度与药片初始总厚度之比X、以及药片的内外径差与初始总厚度之比(宽厚比)W三个参数.得到了不同参数的多层发射药的形状函数Ψ-Z曲线,并通过中止燃烧实验对模型进行了验证.结果表明,X、K和W对多层发射药的燃烧有很大的影响,Ψ-Z曲线呈现一定的变化规律,中止燃烧实验表明该模型简单、假设合理,理论计算与实际测试符合较好.     

球形变燃速发射药的燃气生成规律

通过建立该类药型气体生成猛度与已燃发射药质量分数的理论表达式,对影响球形变燃速发射药的燃气生成规律进行理论分析。在服从几何燃烧定律的条件下,以球形变燃速发射药的初始药形尺寸以及内外层燃速比k、密度比y为基本变量,推导出球形变燃速发射药的表达式。在取值相同的情况下,根据药型和形状函数分别进行了计算和分析,得到了球形变燃速发射药的计算曲线。计算结果表明:适当调节发射药的初始药形尺寸及内外层药的燃速比k、密度比y的值时,可控制球形变燃速发射药的能量释放规律。当内外层燃烧比增加3倍时,气体生成猛度最大值增加约为2.2倍。     

高能硝胺发射药的膛内基本燃烧特征

针对高能硝胺发射药在静态下燃速压力指数大的特殊燃烧性能，通过３０ｍｍ高压模拟炮试验，采用与制式单基药相对比的研究分析方法，对高能硝胺发射药在火炮膛内条件下的基本燃烧特征进行了研究分析。     

带延迟点火部件的发射药点火性能试验研究

为了更好地研究发射药的点火性能,在基于密闭爆发器原理的点火性能测试装置基础上增加了一个延迟点火部件,构建了一个新型点火性能模拟试验装置,根据该装置建立了简单的火药分层点火过程模型,模拟并对比了高能太根-18/1、双芳-3-18/1及NR11-18/1三种发射药的点火性能。结果表明,NR11-18/1发射药较易点火,双芳-3-18/1发射药最难点火,点火时间分别为19和45ms。增加延迟点火部件后,可将点火药的燃烧和发射药的燃烧阶段有效区分,不仅有利于对比点火性能差异较小的发射药之间的区别,还有助于分析发射药低压段的燃烧速度。随着延迟点火部件长度的增加,点火时间也增长。     

新型高能叠氮硝胺发射药高压燃烧稳定性研究

为了研究高能发射药膛内燃烧规律,通过半溶剂法制备了一种火药力高达1240J/g的新型高能叠氮硝胺发射药(ADR),采用高压密闭爆发器和30mm高压模拟试验装置,分别研究了不同温度下ADR发射药定容高压燃烧性能和装填密度、温度以及石墨光泽处理对ADR发射药膛内高压燃烧稳定性的影响。结果表明,不同温度条件下(-40、20和50℃)ADR发射药静态及动态燃烧性能稳定性良好,燃烧过程无异常;随着温度的增加,ADR发射药点火性能提高,增加了膛内燃烧稳定性;装填密度0.48~0.64g/cm³范围内,随着装填密度的增加,ADR发射药膛内压力波强度逐渐增加,但增长幅度减小;对发射药进行石墨光泽处理,增加了ADR发射药起始缓燃效果,使不同温度下膛内压力波强度明显降低;与RGD7发射药相比,ADR发射药火药力较高,爆温较低,发射装药膛内高压燃烧稳定性相当,在高膛压环境中应用前景较好。     

Modeling,Simulation and Characterization of Complex Shaped Solid Propellant Combustion

A model to simulate propellant combustion in a closed bomb and a method for burn rate measurement are presented. The model incorporates the 2D ICT‐Cellular‐Combustion‐Algorithm which numerically simulates the 2D form function of an arbitrary shaped propellant cross section. With the help of preprocessing algorithms to calculate initial surface and volume and a lumped parameter model, which also takes into account pressure dependent thermochemistry, pressure vs. time curves and the dynamic vivacity can be simulated. The model is then coupled with different optimization algorithms to minimize an objective function for burn rate measurement with either pressure or vivacity data. Four different optimization algorithms are compared in detail using synthetic pressure‐time and dynamic vivacity data of a 7 perforated propellant with and without white noise. The testing shows that the so called Nelder‐Mead‐Downhill‐Simplex algorithm with a vivacity based objective function allows the most precise, robust and computationally cost effective burn rate measurement. Experimental results for 7 perforated JA2 propellant from a 306 cm³ closed bomb are used to determine Vieille′s parameters α and β. The determined values of α=0,9520±0,006319 and β=0,1522±0,007592 mm/s are in good agreement with previously reported values of α=0.9517 and β=0.1467 mm/s. With the presented model and burn rate measurement method it is possible to determine the burning rates of solid propellants with a high degree of accuracy.     

泡孔结构对泡沫发射药燃烧性能的影响

通过配方调节与工艺控制得到3种不同结构的泡沫发射药,讨论了泡孔结构形成的影响因素;采用密闭爆发器实验和恒压燃速测试实验研究了不同结构泡沫发射药的燃烧性能。结果表明,控制气体生成速率、添加RDX颗粒、调节NC含氮量和发泡时间能够有效控制泡沫发射药的泡孔结构;皮芯结构泡沫发射药具有渐增燃烧特性,发泡区的动态活度可达不发泡皮层的2.4倍以上;独立泡孔结构的泡沫发射药在100MPa下燃速可达未发泡样品的30倍;非独立孔隙结构的泡沫发射药不同方向上的燃速差异显著,密度为1.37g/cm~3的样品100MPa下轴向燃速最高可达3.860m/s。     

表面处理对叠氮硝胺发射药起始燃烧性能的影响

通过30mm短管炮内弹道试验和点火模拟装置试验,研究了钝感与包覆两种不同表面处理工艺的叠氮硝胺发射药膛内起始燃烧性能。结果表明：经表面处理的叠氮硝胺与未经表面处理的叠氮硝胺发射药相比,起始负压差(-△Pi)大大降低,膛内压力波强度变小,膛内起始燃烧性能获得改善。结果还指出了两种表面处理对起始燃烧过程影响的本质区别。     

CL-20在推进剂和发射药中的应用

对CL-20在国内外推进剂和发射药中的研究应用进行了综述。含cL一20的推进剂虽然感度稍高,但有着输出能量高、低特征信号及燃烧产物对环境污染小等优点。CL-20作为低敏感、高能填充剂可用于制造高能、低敏感发射药,在某些推进剂和发射药配方中得到了应用。     

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。