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。     

发射药床挤压破碎的试验模拟

发射药床挤压破碎的物理仿真是火炮发射装药发射安全性研射药床挤压破碎物理仿真试验装置.用半密闭爆发器作为压缩动力源,其可控性使该装置能物理仿真各种火炮发射装药弹底药床点燃前所处的力学环境.用温度远远低于火药气体的惰性气体压缩被模拟的药床,既保证了物理仿真的真实性,又有效保护了挤压破碎后的药粒不被点燃.多次试验再现了膛内发射药床的力学环境和挤压破碎状况.该装置可用于研究发射药床的挤压破碎规律.该试验装置工作可靠,可操作性好,解决了发射装药发射安全性研究的一个关键问题.     

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。     

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。     

膛内压力波检测方法的初步探讨

叙述了国外发射装药安全性试验方法，给出了膛内压力波特征量，灵敏度，探讨了压力波的检测方法和检测标准。     

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。     

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.     

侵蚀燃烧在发射装药内弹道中的应用研究

侵蚀燃烧是具有内孔燃烧火药的一种普遍现象,应用侵蚀燃烧可改变火药燃烧的规律。由于火炮发射装药装填密度的变化,不同装填密度发射药所受的内孔与外部压力也不同,这种压力差使发射药内孔在火炮膛内燃烧时发生侵蚀燃烧。利用发射药内孔燃气流动的流速、传热和冲刷对燃速的影响,研究了火炮发射装药的侵蚀燃烧对发射药燃速的影响,建立了发射装药侵蚀燃烧数学模型,分析了发射药装填密度、内孔的孔径、药粒长度等变化所引起的侵蚀燃烧变化及对发射装药内弹道性能的影响。提出了在变装药中,利用侵蚀燃烧提高小装药量、小射程用发射装药膛压的方法。     

发射装药破碎程度表征方法研究

为定量表征发射装药的破碎程度,引入了动态活度比和起始动态活度比的概念。采用密闭爆发器内燃气状态方程,推导出:动态活度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,起始动态活度比即为破碎发射装药与相应未破碎发射装药初始时刻的燃烧表面积之比。用三种均为花边19孔仅长度不同(13.6,10,5 mm)的发射药进行了密闭爆发器试验。获得了不同长度发射药的p-t曲线。处理p-t曲线得到相应发射装药的起始动态活度比。根据几何形状通过计算获得不同长度的发射药的初始表面积,从而获得发射装药的起始动态活度比。结果表明,起始动态活度比的试验结果接近理论计算值,误差仅为1.8852%,说明发射装药起始动态活度比可以定量表征破碎发射装药的破碎程度。     

Discussion on Mechanism of Breech-Blow Caused by Propellant Charge

From the view point of launch safety caused by fracture of propellant charge, this paper points out that the safety criterion of pressure wave is inadequate to evaluate the launch safety of propellant charge based on the initial negative differential pressure and sensitivity tests. Generally, the maximum barrel pressure does not depend upon the intensity of pressure wave correspondingly. The pressure wave intensity can not describe the fracture degree of propellant charge in chamber and reflect the mechanical environment of propellant charge fracturing exactly and wholly. The evaluation criterion for launch safety of propellant charge should be built on the basis of depicting the fracture degree of propellant bed.     

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.     

一种平衡抛射单兵反装甲武器发射装药低温发射安全性分析

发射膛炸的概率是评估武器使用安全性的重要性能指标。旨在研究某平衡抛射的单兵反装甲武器发射装药的发射安全性评估方法。分析了该武器系统的低温内弹道性能,建立了一种预测膛炸事故概率的方法,通过统计推断其低温最大膛压服从三参数Weibull分布,计算了其发射装药引起膛炸事故的概率。结果表明该武器发生膛炸概率较大,并通过改进消除了膛炸隐患。建立的膛炸概率预测方法可用于平衡抛射单兵反装甲武器、迫击炮、无坐力炮等武器的发射安全性分析。     

基于液态平衡体的无后坐炮内弹道研究

为了实现无后坐炮在有限空间内安全发射,设计了一种含液态平衡体的新型装药结构。基于该新型装药结构,开展了某口径无后坐炮内弹道性能试验,建立了相应的内弹道模型,计算结果与试验结果吻合较好。在此基础上,分析了液态平衡体初始质量、密度、火药弧厚、喷管喉部直径以及挤进压力等参数对内弹道性能的影响。结果表明:液态平衡体初始质量对最大膛压和炮口速度的影响显著,而其密度的影响较弱; 较厚的火药、较小的喷管喉部直径及较低的挤进压力有利于提高内弹道综合性能。研究结果可为基于液态平衡体的新型无后坐炮内弹道及装药结构设计提供理论指导。     

等离子体增强火炮发射性能的实验研究

在30mm电热化学发射装置上进行了输人电能、装填密度和火药种类影响发射性能的实验研究。实验结果表明：在等离子体脉冲的作用下．火药燃烧过程得到增强．燃气生成速率提高，导致较陡的起始压力上升曲线。在较大能量和脉宽的电脉冲作用下，在不增加最大膛压的情况下能有效地提高炮口初速。某些经过表面处理的火药可以在抑制最大膛压升高的同时保持等离子体对火药燃烧的电增强效应，提供了一种提高发射效率的有效途径。