发射药初温和热物性参数对点火性能影响的研究

采用点火模拟试验装置，对几种发射药在常，低温情况下的点火性能进行试验，获得了这几种发射药在不同温度下的点火特征曲线及重要参数，得出了这几种发射药在不同温度下的点火性能差异，并结合火理论作数值计算，分析了发射药初温对点火性能影响的内在原因，为进一步研究低温下发射药膛内的点火特性及燃烧过程提供依据。     

LOVA发射药点火燃烧性能

制备了含有两种不同黏结剂的低易损性发射药(即LOVA发射药),并应用点火燃烧模拟装置与密闭爆发器对其点火燃烧性能进行了研究。结果表明,LOVA发射药难点火,但在点火药中添加高氯酸铵后可有效改善LOVA发射药的点火性能。LOVA发射药燃烧具有燃速系数低、燃速压力指数高等特点。     

双基发射药热碎片传导点火实验及影响因素

为研究发射药在高温碎片作用下的点火和燃烧行为,选热钢材圆柱体作模拟碎片,模拟高温碎片作用于发射药的点火和燃烧过程,建立了用于发射药热碎片传导点火的实验装置,确定了在热碎片作用下易损性的表征参数,研究了双基发射药在热碎片作用下的点火和燃烧行为。结果表明,碎片温度、碎片尺寸、药型尺寸及样品环境条件是影响同一配方发射药热碎片传导点火的主要因素。     

空气电弧等离子体作用下发射药的燃烧特性

为了研究发射药等离子体点火作用机理,用扫描电子显微镜研究了不同强度电弧放电等离子体揭示的3种制式发射药及新型ETPE发射药在等离子体作用后的燃烧表面变化规律,得到等离子体点火后发生燃烧反应的质量.结果表明,电弧等离子体输入电能对发射药的点火有着重要影响,随着输入电能的增加,参加反应的发射药质量逐渐增加.ETPE发射药燃烧表面与常规制式发射药燃烧表面有较大差别.发射药对电弧等离子体的相对敏感程度不同,双基发射药最强,ETPE发射药最弱.     

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。     

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。     

SF-3发射药的等离子体点火中止燃烧试验

采用有剪切膜片控压的密闭爆发器分别在等离子体点火和常规点火条件下进行该发射药的燃烧性能和中止燃烧两种比较试验.用扫描电镜观测了SF-3发射药的燃面变化情况.结果显示,在底喷式等离子体发生器作用下,SF-3发射药的燃烧表面存在大量微坑,使燃烧表面积大大增加,并导致SF-3发射药等离子体点火燃烧在一定程度上偏离几何燃烧规律.在常规点火条件下,SF-3发射药中止燃烧表面的Cu、C、O三种元素的归一化质量分数分别为0.7%、30.0%、69.3%,而在等离子体点火条件下则分别为3.0%、35.5%、61.5%,表明等离子体发生器所产生的高温C颗粒和Cu颗粒对SF-3发射药的燃烧有显著影响.     

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。     

ETPE发射药的热分解特性与燃烧机理

通过DSC、PDSC分析了点火延迟时间长及难点火ETPE发射药燃烧过程中的热分解特性。用中止燃烧实验装置、SEM电镜观察研究了ETPE发射药燃烧表面的形貌变化及燃烧规律。结果表明,ETPE发射药热分解过程主要由其配方中含能添加剂RDX的热分解过程决定,RDX组分与含能黏结剂BAMO/AMMO聚合物体系之间的燃烧不同步性是造成ETPE发射药点火燃烧性能不佳的主要原因。根据ETPE发射药燃烧过程的特点,归纳出该类发射药的燃烧机理。     

发射药的等离子体点火燃烧中止试验研究

用等离子体点火中止燃烧装置,研究了等离子体点火太根药、双基药、硝胺药及单基药的燃烧中止现象,借助所得回收样品的显微照片和中止压力-时间曲线分析了等离子体与发射药的相互作用规律.结果表明,由于等离子体的侵蚀和辐射作用,发射药的燃烧表面不规则;不同配方发射药的点火延迟时间不同,太根发射药等离子体点火的延迟时间最短,容易实现等离子体点火.发射药的理化性质,包括配方和添加剂成分、表面状况、热传导系数和光学吸收系数等对等离子体点火有着显著影响.     

两种工艺制造的低温感包覆火药性能的比较研究

通过火药包覆层厚度的测定,中止燃烧及密闭爆发器试验,比较研究了新旧两种工艺制造的低温感包覆火药的性能,结果表明,这两种工艺制造的包覆火炬经均具有明显 温感效果,而且新工艺制造的产品质量的一性由于包覆层厚度及其它包覆层能得到精确控制而有明显提高。     

Linear Actuation Using Milligram Quantities of CL‐20 and TAGDNAT

There are numerous applications for small‐scale actuation utilizing pyrotechnics and explosives. In certain applications, especially when multiple actuation strokes are needed, or actuator reuse is required, it is desirable to have all gaseous combustion products with no condensed residue in the actuator cylinder. Toward this goal, we have performed experiments on utilizing milligram quantities of high explosives to drive a millimeter‐diameter actuator with a stroke of 30 mm. Calculations were performed to select proper material quantities to provide 0.5 J of actuation energy. This was performed utilizing the thermochemical code Cheetah to calculate the impetus for numerous propellants and to select quantities based on estimated efficiencies of these propellants at small scales. Milligram quantities of propellants were loaded into a small‐scale actuator and ignited with an ignition increment and hot wire ignition. Actuator combustion chamber pressure was monitored with a pressure transducer and actuator stroke was monitored using a laser displacement meter. Total actuation energy was determined by calculating the kinetic energy of reaction mass motion against gravity. Of the materials utilized, the best performance was obtained with a mixture of 2,4,6,8,10,12‐hexanitro‐2,4,6,8,10,12‐hexaazaisowurtzitane (CL‐20) and bis‐triaminoguanidinium(3,3′dinitroazotriazolate) (TAGDNAT).     

RDX对含硼富燃料推进剂一次燃烧产物组分影响的计算研究

为了研究黑索今(RDX)对含硼富燃料推进剂一次燃烧产物组分的影响,用吉布斯最小自由能法计算了5种推进剂配方的一次燃烧产物组分,并通过测试燃烧产物中的总硼含量对热力学计算结果进行了验证。结果表明,采用最小自由能法计算含硼富燃料推进剂的一次燃烧产物组分,其结果准确、可靠;当含硼富燃料推进剂中RDX含量增加时,一次燃烧产物中B_4C和B_2O_3含量减少、C和BN含量增加,且一次燃烧温度也升高;提高一次燃烧压强可提高硼的氧化率、降低B_4C的生成量,有效提高一次燃烧温度,因此提高一次燃烧压强有助于提高含硼富燃料推进剂的二次燃烧效率。     

Experimental Study on Dynamic Combustion Characteristics of Aluminum Particles

Studying the combustion characteristics and properties of the condensed phase products of aluminum particles is significant for the application of aluminum‐based propellants. The microstructure, particle size distribution, specific surface area and metallic Al contents of three different samples were analyzed by scanning electron microscopy, laser particle size analyzer, nitrogen adsorption and inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy. The thermal oxidation characteristics of the samples were also studied by a thermal analyzer. A dynamic combustion test system was used to study the combustion process in motion and the properties of the products. The results show that as the activation energy of the sample decreases, the initial reaction temperature decreases during the thermal analysis. Moreover, the thermal oxidation degree increases with the decrease in particle size. In the dynamic combustion process, the combustion efficiency of the sample was calculated by using the temperature distribution in the combustion process, and the calculated results were in good agreement with the results of ICP measurements. With the increase in the particle size of the samples, the heat release was reduced, and the agglomerationand oxidation degree of the condensed phase products were also decreased. By increasing the feeding amount, the combustion temperature and the combustion efficiency would increase. The reaction mechanism in the dynamic furnace involves not only the diffusion reaction, but also the melt‐dispersion reaction. The initial reaction temperature of sample A was between 500∼600 °C, the combustion temperature was between 900∼1000 °C, the ignition delay time was around 270 ms, and the reaction time was about 0.6s.     

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。     

Fe2O3催化无烟煤燃烧燃点降低机理的实验研究

利用TG-DTG法和DTA法研究了无烟煤催化燃烧时燃点的变化情况,结果表明Fe2O3可使无烟煤的燃点降低。基于无烟煤燃点的形成原因和催化热解过程,研究了催化热解过程中热解转化率、热解气组成、半焦表面结构的变化情况,结果表明Fe2O3促进了无烟煤的热解,热解转化率、热解气的组成明显变化,热解气热值增加。催化热解产生的半焦表面形貌粗糙,颗粒细碎,比表面积大。由于热解过程直接影响到点燃过程,因此通过催化热解的研究,可知催化燃烧过程中均相燃烧（热解气燃烧）提供给异相燃烧（半焦燃烧）的热量高于非催化燃烧。同时催化热解所得半焦的吸附氧气能力强,在低温时吸附氧气的速率较快,缩短了达到点燃时所需氧气浓度的时间,进而降低了无烟煤的燃点。