硝胺发射药燃速压力指数转折及其改善途径

综述了硝胺发射药燃烧方面的研究工作，从发射药配方研究角度总结了影响硝胺发射药燃速压力指数的一些基本因素，指出了改善硝胺发射药燃烧性能的一些有效途径；初步讨论了硝胺发射药燃烧改良剂的选择和使用。     

高能硝胺发射药物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。     

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。     

表面活性剂在发射药中的应用

采用密闭爆发器试验手段,对低易损性发射药的燃烧性能进行了研究。研究发现,硝胺颗粒的形状、颗粒度对发射药燃烧性能有较大的影响。化学重结晶处理的硝胺呈针状容易引起应力集中,不利于发射药燃烧性能的改善;球磨处理的硝胺呈鹅卵石状,有利于发射药燃烧性能。在配方组成及工艺参数完全相同的条件下,在一定范围内硝胺颗粒度越大。燃速越大,而且燃速压力指数也高;颗粒度减小。在一定程度上可以改善燃烧性能,但颗粒度减小到一定程度时。反而引起了高燃速压力指数的现象。用表面活性剂对细颗粒硝胺处理后,可以达到改善燃烧性能的目的。     

多基发射药燃烧性能的调节与优化

介绍了近来提出的多基发射药燃烧模型，利用其计算方法计算了多基发射药的化学组成对燃烧性能的影响；从化学结构和化学反应的层次分析了硝胺发射药燃速－压力曲线转折和某一压力范围内压力指数大于１的原因；从化学组成的角度出发提出了多基发射药燃烧性能优化设计的一些基本原则。     

硝胺发射药的压力指数与爆温的关系

指出硝胺发射药的燃烧性能问题，提出了研制综合性能优良的高能低烧蚀发射药的课题，使火药的爆温较低，而燃速压力指数小于１，同时解决了炮管的烧蚀问题。     

多层高能硝胺发射药研究

设计并制备出了高能硝胺圆环多层发射药,通过恒压燃速和密闭爆发器试验测试了缓燃材料对高能硝胺发射药燃速的影响;通过中止燃烧试验考察了多层发射药的燃烧稳定性.结果表明,缓燃材料可有效降低发射药的燃速,并有显著增强其燃烧渐增性,且燃烧稳定.30mm内弹道试验表明,与粒状高能硝胺发射药相比,在不增加最大膛压的前提下,高能硝胺多层发射药能使炮口动能提高15%左右.     

程序控制开裂棒状发射药的燃烧性能

应用密闭爆发器试验，对程序控制开裂棒状（ＰＳＳ）发射药的燃烧性能进行了研究。发现采用不同端封剂的ＰＳＳ发射药的燃烧性能有着明显的差异。研究结果表明，提高端封层的抗燃气冲击性能是研制ＰＳＳ发射药成功的关键之一。     

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。     

四种硝胺发射药燃烧规律研究

通过密闭爆发器恒压燃速仪对四种硝胺发射药在５０－４００ＭＰａ压力范围的燃速测定，分析了它们的燃烧规律，发现在黑索今基硝胺发射药中，除加入硝基胍作为燃速改良剂外，另一种化合物的加入。更有效地改善了黑索今基硝胺发射药ｕ－ｐ曲线转折的程度，并使压力指数控制在１。００左右。     

叠氮硝胺发射药燃烧性能调控技术

通过对发射药燃烧性能调节与控制技术途径的对比分析,提出了适用于高增塑剂含量的叠氮硝胺(DIANP)发射药燃烧性能调节与控制技术方案,确定了适合DIANP发射药的钝感包覆剂配方。利用密闭爆发器研究了钝感包覆DIANP发射药的燃烧性能及其影响因素,试验结果表明：采用钝感包覆处理技术可以降低DIANP发射药的初始燃气生成猛度,获得了渐增性燃烧的效果。钝感包覆剂的用量是影响钝感包覆DIANP发射药燃烧性能的主要因素。     

含羟乙基丁硝胺硝酸酯发射药的研究

试制了各种类型含羟乙基丁硝胺硝酸酯增塑剂的发射药，并测定了这些发射药的能量、力学、燃烧等主要性能。该增塑剂能用作各种工艺和类型的发射药配方组分，特别适合于配制综合性能优良的低烧蚀配方。作为ＬＯＶＡ发射药的组分，发射药的低易损性略有下降，与常规发射药相比低易损性仍是相当优良的。     

高能量密度化合物CL-20、DNTF和ADN在高能发射药中的应用

为将高能量密度化合物在高能高燃速发射药中得到更好地应用,通过密闭爆发器、真空安定性试验,研究了3种高能量密度化合物CL-20、DNTF和ADN对高能硝胺发射药RGD7A相容性、能量、燃烧行为的影响.结果表明,CL-20和DNTF与硝胺发射药的相容性良好,能使硝胺发射药能量和密度提高;40～240 MPa下,含CL-20、DNTF硝胺发射药的燃速加快,燃速压力指数增大.     

由密闭爆发器实验数据分析变燃速发射药的燃烧渐增性

为进一步研究变燃速发射药的燃烧渐增性,提出了一种利用密闭爆发器实验数据描述发射药能量释放规律的数学物理模型.通过密闭爆发器实验,研究了一种中心开孔式双层硝胺变燃速发射药试样的燃烧渐增性.结果表明,所提出的数学物理模型可以用来定量地判断发射药燃烧的渐增性强弱;所研制的硝胺发射药显示出了渐增性燃烧的特点,并且可以通过调节配方和药型尺寸,达到调节控制其燃烧渐增性的效果.     

七孔发射药内外弧厚差异对其燃烧性能的影响

为了研究七孔发射药内外弧厚差异对其燃烧性能的影响,通过密闭爆发器静态燃烧试验及火炮发射药装药内弹道试验研究了内外弧厚一致性及弧厚偏差对高能低烧蚀叠氮硝胺七孔发射药燃烧性能的影响。结果表明,当发射药的内外弧厚差异较大时,密闭爆发器试验中发射药增面燃烧阶段结束点提前,增面燃烧阶段已燃百分数由85.46%降至70.76%,燃烧时间由23.40ms增至27.75ms;发射药燃烧时间随着温度变化的敏感性逐渐加大。装药发射试验中,当外弧厚大于内弧厚时,加大了装药的初速温度系数,初速温度系数由0.54m/(s·℃)增至0.78m/(s·℃),装药质量由9.4kg增至9.8kg,最大膛压由266.9MPa降至262.6MPa。     

NGu对含RDX硝胺发射药燃烧性能的影响

为从微观的角度研究NGu对含RDX的硝胺发射药燃速压力指数改变的影响,采用改进的小型点火燃烧模拟装置,在35MPa左右对几种发射药进行低压中止燃烧实验.通过SEM电镜观察发射药在低压下燃烧的表面状况.结果表明,在硝胺发射药的燃烧过程中,NGu在燃烧表面形成较厚的熔融层,抑制了RDX的爆燃;RDX的爆燃与燃烧表面熔融层之间的"均衡状态"影响发射药燃速压力指数的变化,当RDX与NGu质量比小于1时,燃速压力指数明显降低;当RDX和NGu同时存在时,发射药的燃烧表面有针状晶体生成.     

多羟基聚醚对高能硝胺发射药抗冲击性能的影响

为研究多羟基聚醚改善硝胺发射药抗冲击性能的效果,以一种硝胺发射药(RP5)药片为原料,分别采用不同数均相对分子质量的多羟基聚醚为增韧剂,制备了不同增韧剂含量的硝胺发射药管状试样。采用落锤冲击试验机和摆锤冲击试验机分别测试了硝胺发射药试样的轴向和径向抗冲击强度。讨论了在低温(-40℃)、常温(20℃)、高温(50℃)下,不同类型、不同含量聚醚对高能硝胺发射药抗冲击性能的影响。结果表明,轴向方向上,加入多羟基聚醚的数均相对分子质量为2 118、质量分数为3%时,对硝胺发射药试样的低温增韧效果较优;径向方向上,加入多羟基聚醚的数均相对分子质量为5 618、质量分数为3%时,多羟基聚醚能使试样的径向低温抗冲击性能提升约50%。     

GAP对高能硝胺发射药力学性能及燃烧性能的影响

为改进高能硝胺发射药的力学性能,制备了含缩水甘油叠氮聚醚(GAP)的单孔管状硝胺发射药,用材料试验机测试其冲击和压缩性能,通过扫描电镜观察其内部形貌,用密闭爆发器分析了其燃烧性能。结果表明,GAP可改善高能硝胺发射药的力学性能,加入质量分数1.5%GAP时,高能硝胺发射药的低温抗冲强度由基础配方的4.51kJ/m2提高到5.58kJ/m2,GAP的加入使固体填料与黏结剂体系界面间的黏接强度提高,脱湿现象减少;随着GAP含量的增加,管状发射药的压强指数(n)相比基础配方增加,爆温(Tv)及火药力(f)逐渐降低,GAP质量分数为3.5%时,与基础配方相比,f、Tv分别降低1.41%、3.69%,n增加0.51%。     

改善硝胺发射药力学性能的研究

通过冲击、压缩及燃烧中止试验,借助ＳＥＭ观察冲击断裂面和中止样品表面的结构特征,比较了两种硝胺发射药ＲＧＤ７和ＲＨＤ６在不同温度下的力学性能。ＲＨＤ６的冲击强度、抗压强度及压缩率均大于ＲＧＤ７,中止样品破损率低于ＲＧＤ７,断口和中止表面状况也得以改善,证实ＲＨＤ６是一种有希望的新型发射药。     

工艺条件对叠氮硝胺发射药燃烧性能的影响

讨论了液相钝感工艺中改变工艺条件如钝感剂的浓度、加料方式等对叠氮硝胺发射药燃烧性能的影响。