七孔变燃速发射药参数对燃烧性能影响的研究

为研究七孔变燃速发射药燃气生成规律,推导了七孔变燃速发射药的形状函数和燃气生成猛度,利用Maple软件七孔变燃速发射药进行了数值计算。分析了发射药大小、内外层燃速比与缓燃层厚度和内外层密度比对七孔变燃速发射药燃烧渐增性的影响。结果表明:内孔孔径d0=0.2~0.22mm、特殊七孔发射药的外径D1=5~5.5mm,同时燃速比大、缓燃层密度小的七孔变燃速发射药有较好的燃烧渐增性。     

七孔变燃速发射药内孔位置对燃烧性能的影响

为研究内孔位置对七孔变燃速发射药燃气生成规律的影响,推导了不同弧厚七孔变燃速发射药的形状函数和燃气生成猛度,利用maple软件对不同内孔位置的七孔变燃速发射药进行了数值计算。计算结果表明,内孔位置影响七孔变燃速发射药的燃烧性能。缓燃层燃烧结束后,外弧等于内弧时,发射药的燃烧渐增性最好;周围六孔的位置靠内或者靠外,导致外弧和内弧不相等,当两者相差较大时,都会使减面燃烧时间提前,影响发射药的渐增性。     

加速老化作用下发射药的内弹道性能研究

为研究发射药内弹道性能随着储存时间增长的变化,通过高温加速老化试验的方法模拟得到不同储存时间的发射药。利用密闭爆发器装置对不同老化时间下的11/7发射药、7/14发射药的内弹道参数进行测试,得到发射药燃烧过程中压强随时间以及燃速随压强的变化过程。试验结果表明随着老化时间的增长,发射药的最大膛压越高;发射药老化时间越长,在相同的压强下发射药燃速越大。但是不同老化时间发射药的最大膛压值及燃烧值相差幅度不大。     

改善发射药燃烧性能的包覆物选择研究

采用树脂及乳液对发射药表面进行包覆,改善发射药的燃烧性能,比较不同包覆层对燃烧性能的影响.结果表明,包覆层种类的差异对于发射药的燃烧温度影响不大;丙烯酸和苯丙乳液适于作为包覆原料,其包覆层能起到较好调节燃速的作用.     

RDX和NGU对叠氮硝胺发射药动态燃烧稳定性的影响

以30 mm高压模拟炮为试验平台,以单基发射药为参照,研究了3种典型叠氮硝胺(DIANP)发射药的动态燃烧稳定性,分析了配方组成对DIANP发射药起始燃烧特征、膛内压力上升过程及膛内压力波动的影响,探讨了DIANP发射药配方组成与其起始燃烧特征、膛内压力上升特点和压力波强度的相互关系。结果表明,在DIANP发射药配方中添加质量分数30%的固体组分黑索今(RDX)或硝基胍(NGU),发射药膛内动态燃烧稳定性增加,膛压-时间曲线波动减小,膛压从30 MPa增至50 MPa所需的时间分别增加了92%和78%,起始负压差从－40.7 MPa降低至－4.44 MPa和－10.66 MPa。在DIANP发射药体系引入高含量的固体组分RDX或NGU,由于低压下RDX分解前熔融吸热,而NGU火药燃烧表面存在坚实熔融层,均可有效减小DIANP发射药起始燃气的生成速率,降低发射装药起始燃气生成猛度,缓减起始阶段膛内压力的上升,提高药床起始燃烧一致性,减小膛内压力波强度。     

高燃速功能材料对高能发射药性能的影响

为了研究一种具有高能、高燃速特性的新型发射药,在高能发射药的配方体系中添加了两种高燃速功能材料乙二胺-三乙烯二胺高氯酸盐(SY)和硝酸肼镍(NHN)。利用密闭爆发器试验研究高燃速功能材料对高能发射药燃速特性的影响规律,并考察其对高能、高燃速发射药综合性能的影响。采用中止燃烧试验和SEM探索了燃速提高的机理。结果表明,添加质量分数3%的SY或NHN可以有效地提高发射药的燃速,使燃速分别提高了31.8%、17.8%,SY对燃速的提高效果更为显著;高能、高燃速发射药的火药力为1 200 J/g左右,具有较高的能量特性;在20 ℃和－40 ℃下,NDCS-02(含SY)的抗冲强度分别为73.89 kJ/m²和7.12 kJ/m²,NDCN-02(含NHN)的抗冲击强度分别为未断和6.60 kJ/m²,力学性能优良;NDCS-02和NDCN-02的撞击感度分别为19.0、22.4 cm,摩擦感度分别为84%、90%,都可以满足应用要求;NDCS-02和NDCN-02化学安定性测试的放气量分别为1.15、1.79 mL/g,安定性较好。中止燃烧试验和SEM的测试结果表明,高燃速功能材料先于发射药基体燃烧,使燃烧过程中燃面增加,从而提高燃速。     

基于燃气生成速率比的发射药破碎程度 定量表征方法

为定量表征发射药的破碎程度，引入了燃气生成速率比的概念。通过理论推导,得出燃气生成速率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。提出采用破碎发射药燃烧前期的燃气生成速率比的平均值来定量表征发射药的破碎程度。对标准发射药、大块发射药、小块发射药和粉末发射药进行了密闭爆发器试验，获得了不同发射药的p-t曲线，数据处理得到不同发射药破碎程度的量化值。结果表明，基于燃气生成速率比的发射药破碎程度定量表征方法是可行的。     

NC体系发射药烤燃点火的响应特性

选用制式的硝化棉(NC)体系发射药进行了烤燃试验,研究了NC体系发射药的配方组成对烤燃作用下的自点火温度和燃烧性能的影响。结果表明,NC体系发射药的配方组分对烤燃响应的自点火温度和燃烧性能影响明显,随着烤燃温度上升,NC体系发射药烤燃响应时经历了热分解—点火燃烧—冲破约束强度造成剧烈响应的过程。单基药中NC的自热反应和硝胺发射药中RDX的气相燃爆反应使得发射药迅速完成热分解到燃烧反应的转变,压力增长速度较快;单基药的自点火温度约为157.5 ℃,增加较低温度开始分解的NG和增塑剂TEGDN提前了发射药的自点火温度;发射药烤燃点火后,压力增长速率与发射药配方组成和弧厚有明显关系,与烤燃响应类型和冲击压力规律相符;增加弧厚对发射药烤燃作用下的热分解无影响,降低了点火后压力的上升速率,有利于降低发射药烤燃响应剧烈程度。     

短切碳纤维在高能高燃速螺压改性双基推进剂中的应用

根据短切碳纤维的特性，进行高能高燃速改性双基推进剂配方设计。在推进剂中加入不同规格、不同含量的碳纤维，测试推进剂的燃烧性能、力学性能、内弹道性能，研究短切碳纤维对高能高燃速推进剂性能的影响。采用吸收-压延(平辊、沟槽)-螺旋压伸的制备工艺，用靶线法、最大抗拉强度/最大延伸率法、抗压强度/压缩法和比冲推力台法，测试了推进剂性能。结果表明：碳纤维的加入能够显著地提高推进剂的燃速；随着碳纤维长度和含量增加，推进剂燃速呈递增趋势；碳纤维加入后，推进剂的抗压强度有微小幅度的改善；推进剂内弹道性能稳定，曲线平滑，平台效应依然显著。     

研究延期药燃烧过程及规律的分段压制测试法

文章介绍了一种研究延期药燃烧过程及规律的新方法——分段压制测试法。首先，将延期药压制成长度不同的延期体，然后分别测试其延期时间，再逐点计算其燃速，最后拟合燃烧曲线并分析。对B-CuO延期药燃速的研究结果表明，用分段压制测试法可以清楚地反映延期药从点燃到燃烧结束时存在的几个燃烧阶段以及各段的燃烧规律。该方法对延期药配方设计、延期体结构设计、延期药的延期精度等方面的研究具有重要的意义。     

低温感包覆火药装药的两相流内弹道数值模拟

本文分析了低温感包覆火药装药在火炮膛内点传火和燃烧的物理过程，建立了具有主装药、包覆药、可燃药筒、中心传火管和尾翼管状药等五种装药原件这一复杂装药结构的两相流内弹道物理模型和数学模型，编写了相应的计算程序，并以某线膛炮为例进行了计算，结果表明：计算值与实验值吻合较好。     

硝基胍发射药管状尺寸对燃烧行为的影响

为了更为全面的了解单孔发射药的燃烧行为,应用硝基胍单孔发射药进行了中止燃烧实验(半密闭爆发器实验)和密闭爆发器实验,中止燃烧结果显示8 cm长的单孔药有明显侵蚀燃烧现象,密闭爆发器结果显示有侵蚀燃烧的药粒会在燃速系数u_1-Ψ曲线上对应出现一个侵蚀峰。实验结果的综合对比分析结论表明:药粒端面的占比对发射药的渐增性燃烧影响较大;分析密闭爆发器实验的u_1-Ψ曲线可以获知,当药粒达到8 cm长时侵蚀峰可达1个u_1单位的量。     

内部孔隙率对硝化棉基烟花药燃烧性能的影响

为研究内部孔隙率对硝化棉基烟花药燃烧性能的影响规律,采用捏合塑化 剪切造粒工艺以及添加致孔剂、高温水煮的处理方法,制备了疏松结构的硝化棉基烟花药样品,并对样品的内部孔隙率、表观密度、堆积密度、表观燃速和定容燃烧性能进行了研究。结果表明:添加致孔剂和高温水煮可以明显降低硝化棉基烟花药的表观密度和堆积密度,提高内部孔隙率,显著提高表观燃速,减少定容燃烧时间;当采用30 mL致孔剂和100 ℃水煮条件时,与原样相比,内部孔隙率与表观燃速分别提高了113.8%和354.9%。     

硝基胍发射药管状尺寸对燃烧行为的影响

为了更为全面的了解单孔发射药的燃烧行为,应用硝基胍单孔发射药进行了中止燃烧实验(半密闭爆发器实验)和密闭爆发器实验,中止燃烧结果显示8 cm长的单孔药有明显侵蚀燃烧现象,密闭爆发器结果显示有侵蚀燃烧的药粒会在燃速系数u_1-Ψ曲线上对应出现一个侵蚀峰。实验结果的综合对比分析结论表明:药粒端面的占比对发射药的渐增性燃烧影响较大;分析密闭爆发器实验的u_1-Ψ曲线可以获知,当药粒达到8 cm长时侵蚀峰可达1个u_1单位的量。     

提高新型高能发射药力学性能研究

采用压缩法和简支梁法测试手段,研究了硝化棉的含氮量对新型高能发射药力学性能的影响规律。试验结果表明,在-40℃时,硝化棉含氮量为12.6%的新型高能发射药的力学性能优于硝化棉含氮量为12.8%的发射药。通过SEM电镜观察发射药燃烧的表面状况,在新型高能发射药的燃烧过程中,发射药燃烧表面形成熔融层对发射药燃面的变化有较大的影响。     

JHX-1不敏感传爆药性能研究

为了研究JHX-1不敏感传爆药的性能,对比研究了JHX-1传爆药和JH-14传爆药的感度、可压性、力学强度、冲击波感度、爆速及慢速烤燃特性。结果表明:JHX-1传爆药的可压性、力学强度和能量与JH-14传爆药相当;JHX-1传爆药的临界起爆压力较JH-14高出1.82GPa,提高了28%;JHX-1传爆药的慢速烤燃反应级别为燃烧,而JH-14传爆药的慢速烤燃反应级别为爆轰,所以JHX-1传爆药在冲击波感度和慢速烤燃特性等方面优于JH-14传爆药,可以作为不敏感传爆药替代敏感型的传爆药JH-14。     

典型湿度条件下某双基发射药的安全储存寿命预估

弹药装配过程中需要控制湿度以避免静电危害。为了确保火炸药安全储存寿命预估的准确性,加速老化试验中应加入湿度条件。以某双基发射药为研究对象,以装药工房湿度上限（相对湿度75%）作为其老化湿度条件,考察湿度封装及裸药干燥条件下样品的失效模式及预估寿命。结果表明:两种试验条件下,样品的机械感度、热分解温度均无显著变化;初始燃速随老化时间的增加而增大,但达到的最大压力不变;安定剂含量随老化时间的增加而明显下降。以安定剂质量分数消耗50%为失效判据,该双基发射药30 ℃、75%湿度封装与裸药干燥条件下的安全储存寿命分别为9.7 a和11.4 a,表明壳体内的微湿度环境对药剂的安全储存寿命具有显著影响。     

含有5-氨基四唑的GAP/AN基推进剂的研究

为探索5-氨基四唑(5-AT)对推进剂性能的影响,采用浇铸工艺制备了含5-AT的聚叠氮基缩水甘油醚/硝酸铵(GAP/AN)基推进剂试样,通过最小自由能法计算了其能量性能,通过静态力学拉伸试验测试其力学性能,通过靶线法表征其燃烧性能,并测试了其机械感度。结果表明,5-AT的加入可以显著提高燃气中N_2的生成量,但当GAP/增塑剂(A3)的含量较大时,理论比冲及爆温均随着5-AT含量的增加逐渐减小;与GAP/AN推进剂相比,添加质量分数为10%的5-AT后,推进剂的燃速压力指数显著降低0.2,9 MPa下燃速提高了15.3%;推进剂断裂伸长率增加,但拉伸强度下降了57.7%,且机械感度升高。     

粒状发射药动态破碎研究进展

综述了落锤冲击试验、空气炮试验、分离式霍普金森压杆试验和动态挤压物理仿真试验等在发射药动态破碎研究中的应用状况,介绍了破碎度法、动态活度比法和燃烧渐增因子法等发射药破碎程度的描述方法,并提出建议:在冲击载荷条件下发射药床不同位置药粒的受力特点以及药粒的本构模型和破碎模型还需进一步研究,为描述发射过程中发射药破碎规律提供理论基础。     

CD-3发射装药低易损性能试验研究

为了降低发射药的敏感性,以Bu-NENA为增塑剂,FOX-7和RDX作为填充物研制了一种新型硝化棉(NC)基发射药(GD-3发射药),对其装药进行了低易损性能测试研究。试验结果表明,GD-3发射装药在慢速烤燃和快速烤燃、子弹撞击刺激源下发生了V类燃烧反应,在特定的空心装药射流刺激下发生了III类爆炸反应。GD-3发射药在刺激源下易损性响应剧烈程度弱于硝基胍发射药和单基发射药,该新型装药符合低易损性弹药的性能评定要求。