硝胺火药燃速特性与热分解特性的相关性

通过对四类、三十几种配方的硝胺火药进行系统的密闭爆发器实验及差热分析，发现硝胺火药燃速压力曲线转折与火药的二次热分解特性紧密相关，由此可推断，火药燃烧时其受压表面热分解反应过程是决定火药燃速稳定的控制步骤，提出了一种新的密闭爆发器燃速压力曲线性质的分析方法，并提出用β值大小来表征火药的二次热分解相对强度，以便用来判断火药燃速压力曲线的转折性质。这些概念和方法对于分析硝胺火药燃速特性具有重要实用价值。     

等离子体辐射对固体火药燃烧速度影响的研究

首先从燃烧理论的角度讨论了辐射效应对燃速的影响,然后进行了计算,计算表明在外加辐射的作用下,将导致燃速的增加,增加量与辐射温度以及辐射热流的大小有关.并且通过密闭爆发器实验,分析了等离子体辐射与发射药燃速的相关性.     

发射药燃速压力曲线的转折分析方法

提出了一套基于回归分析的火药密闭爆发器燃速压力曲线转折分析方法．对实验得到的燃速压力曲线按指数燃速公式在不同压力区间内分段进行回归拟合，对比拟合的相关系数大小以确定最佳拟合方式．从最后的分析结果可以判定燃速压力曲线是否有转折．该方法具有可靠、准确、方便的特点．但是对于原始数据有较高的质量要求     

密閉爆发器用于测定低压下推进剂的燃速

密闭爆发器实验技术已经很完整地用于测定火炮、迫击炮、轻武器用火药的燃烧性能(大约750～3000公斤/厘米~2或73.55～294.2MPa压力下)。药条燃烧器技术用于测定压力范围高达约200公斤/厘米~2(19.6MPa)的火箭推进剂燃速。目前军械技术中一个趋势是发展短射程、高效率的火箭和火箭增程弹,其燃烧室压力为100—800公斤/厘米~2(9.8MPa～78.5MPa)。密闭爆发器技术目前已推广到上述燃烧室压力范围内的推进剂燃速测定,並取得了某些常用推进剂的一些实验结果。用于测量大约到200公斤/厘米~2(19.6MPa)压力范围的低压燃速的药条燃烧器技术已经完整地建立起来。约在750公斤/厘米~2～3000公斤/厘米~2(73.55MPa～294.2MPa)或以上的高压如加农炮、榴弹炮、轻武器和高效率迫击炮工作压力,此高压下的燃速由已经完整建立的密闭爆发器披术进行了计算。炸药研究与发展实验室已将上述密闭爆发器技术应用于测定100公斤/厘米~2～800公斤/厘米~2(9.8MPa～78.5MPa)范围的燃速。现代军械技术的趋势是引用用于反坦克、杀伤、爆破及其类似目的的近射程、高效率火箭和火箭增程弹,许多这些武器的工作燃烧室压力在上述范围内。因此,所讨论的炸药研究与发展实验室的密闭爆发器预计在此火箭武器设计方面是十分有用的。密闭爆发器技术是在一个容积可精确测量的恒定的容器中燃烧已知重量的火药,並记录火药燃烧时的压力一时间曲线。     

密闭爆发器实验过程中的热散失修正研究

针对密闭爆发器实验过程中压力迅速变化的特点,提出考虑压力因素的热流密度方程,建立密闭爆发器实验中内壁传热的一维半无限大传热模型,推导出实验过程中的传热表达式,并使用该模型对双芳-3(SF-3)、太根(TG)及含黑索今5%(TD-15)和含黑索今30%(TD-30)的三基发射药密闭爆发器实验结果进行了实例验证.结果显示该模型修正出的总热散失与理论值的误差在10%以内,对双芳-3发射药修正得到的燃速压力指数(0.9864)接近该发射药的期望值(1).     

某压裂火药燃烧速度特征与温度关系的密闭爆发器实验研究

为模拟某压裂火药在油井作业中燃气的压力变化规律,需要确定火药的燃烧速度与其温度的关系。利用密闭爆发器实验系统,获得不同温度条件下火药燃气的压力随时间的变化曲线。基于内弹道火药燃烧特征量静态分析方法,计算出不同温度下火药的燃烧速度定律,并进一步计算燃速系数与温度的关系。通过拟合得出火药的燃速随温度增长的指数式变化函数,通过误差分析判定该函数适用于30 ℃～150 ℃的温度变化区间,为不同温度下的井下模拟计算提供了理论支持。     

基于密闭爆发器的等离子体诊断系统研究

为了快速有效地诊断火药燃烧时生成的等离子体密度,设计了一套基于密闭爆发器的等离子体诊断系统,并采用光谱法对等离子体进行诊断。诊断结果表明:通过设计的等离子体诊断系统可以诊断出火药燃烧时的发射光谱,从而获得相应的等离子体密度。     

环境湿度对含TNT卷制半可燃药筒燃烧性能影响研究

为研究环境湿度对以TNT为粘结剂的卷制型半可燃药筒定容燃烧特性的影响规律,采用称重法研究了药筒的吸湿特性,并对在不同环境湿度下吸湿饱和的试样进行密闭爆发器实验。研究结果表明：含TNT卷制半可燃药筒的吸湿能力随环境的相对湿度增加而增加;并且卷制半可燃药筒火药力和燃速压力指数整体呈增大趋势,燃烧最大压强、燃烧结束时间、余容以及燃速系数则呈现下降趋势。     

催化剂对太根发射药装药燃烧性能的影响

为了研究催化剂对太根发射药装药燃烧性能的影响,将二茂铁、氢氧化镍、草酸镍、硝酸镍、铁酸镍5种不同催化剂加入太根发射药中,利用密闭爆发器实验研究了不同催化剂对太根发射药燃速和燃速压力指数的调节规律.实验结果表明,催化剂可以有效地调节太根发射药的燃速;在50~150 MPa测试压力区间内,草酸镍可以提高发射药燃速6.3%以...     

密闭爆发器等离子体点火一致性实验研究

为了研究描述密闭爆发器固体发射药点火燃烧一致性的通用方法,并验证固体发射药等离子体点火的优越性,提出基于平均值和标准差的一致性因子来表征密闭爆发器固体发射药点火燃烧的一致性,进行了固体发射药等离子体点火和常规点火一致性对比实验。通过对比研究主要参数的一致性,分析固体发射药等离子体点火性能。研究表明,该一致性因子可以用于描述和分析密闭爆发器固体发射药点火燃烧一致性。固体发射药等离子体点火的点火延迟和最大膛压的一致性都好于常规点火,验证了固体发射药等离子体点火的优越性。     

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。     

DNTF在螺压高能硝胺改性双基推进剂中的应用

为探索3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)对改性双基推进剂(RDX/Al/CMDB)的影响,以DNTF逐渐取代螺压高能硝胺改性双基推进剂中的RDX进行验证试验。表征了引入DNTF后改性双基推进剂的工艺性能、力学性能、燃烧性能、安全性能以及能量特性。研究结果表明:DNTF的引入对推进剂加工工艺性能及化学安定性无不良影响; DNTF的引入不仅可以提高推进剂能量,对改善推进剂力学性能以及降低机械感度也是有益的。DNTF的引入可以适当提高推进剂燃速; 在引入的DNTF含量不超过10%时,燃速压力指数所受影响不明显。     

增能钝感包覆火药的燃烧与弹道性能

首先对高氮量单基火药进行吸收硝化甘油增能及钝感包覆，然后研究了这种增能钝感包覆火药的燃烧性能和弹道性能．结果表明：高氮量单基火药吸收硝化甘油１４．２％时，火药力增加了５．４％，燃速系数降低，燃速压力指数增加，钝感包覆后的燃速系数和燃速压力指数都降低，老化以后，增能钝感包覆火药的燃速系数和燃速压力指数也都降低．弹道实验结果表明，增能钝感包覆火药能有效提高弹丸初速，降低弹道温度系数，并减小初速或然误差．     

环境氧含量和压力对铝镁贫氧推进剂燃烧性能的影响

为研究不同海拔处大气氧含量(氧体积分数)变化对铝镁贫氧推进剂燃烧特性的影响,采用激光辐射点火,使用高速摄影仪记录推进剂的点火与燃烧过程,并利用红外测温仪测量推进剂的表面温度及火焰温度,研究了环境氧含量与压力对推进剂的点火过程、火焰温度和燃速的影响。结果表明,环境气体氧含量高于推进剂热解产物中氧含量时,点火气相化学反应主要发生在推进剂热解产物与环境气体的扩散区,初现焰远离推进剂表面,但随着压力增加,扩散区与推进剂表面之间距离减小;火焰温度与环境氧含量和压力线性正相关;压力与环境氧含量增加时,铝镁贫氧推进剂燃速增加,压力和环境氧含量对铝镁贫氧推进剂燃速的影响符合B数理论,压力是影响推进剂燃速的主要因素,但随着压力增加,压力对燃速的影响相对减小,压力从0.1 MPa增加到1.5 MPa时,压力和环境氧含量的燃速敏感系数比从200下降到40。     

发射药药型结构对燃速测试结果的影响

为了研究药型结构对发射药燃速测试结果的影响,以高能硝胺发射药为研究对象,采用密闭爆发器燃烧实验和数据处理的分析方法,研究了4种药型及其不同内孔长径比发射药的燃速特性及其变化规律;采用中止燃烧实验研究了发射药内孔长径比对侵蚀燃烧的影响,并与太根发射药对比研究了燃速特性对侵蚀燃烧的影响关系。结果表明,多孔药的燃速压力指数明显小于单孔药,在内孔长径比相同的条件下,随着发射药内孔数量的增加,正比式燃速系数减小,燃速压力指数减小;在药型相同的条件下,随着内孔长径比增大,发射药侵蚀燃烧现象加剧,正比式燃速系数增大,燃速压力指数减小;燃速较高的发射药,侵蚀燃烧现象对燃速参数测试结果的影响更大。     

发射药燃速压力指数对火炮内弹道的影响

为研究新型高能发射药的内弹道性能,采用经典内弹道数学模型理论模拟了发射药的燃速压力指数对火炮内弹道性能的影响.结果表明,发射药燃速压力指数的大小及其随压力的变化规律对内弹道性能有很大的影响,对于燃速压力指数随压力升高而减小的新型高能发射药,可获得较高的内弹道示压效率,降低膛压和弹丸初速对发射药装填条件的敏感性.采用传统的平均燃速压力指数来预测该类发射药的内弹道性能,将出现明显的偏差.     

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。     

一种随行装药的燃烧性能

为解决随行装药的点火延迟控制及能量释放稳定性问题,提出了一种新的随行装药方案,采用密闭爆发器与30 mm火炮试验对其延时机构的有效性、能量释放的稳定性及燃速进行了研究。结果表明：依托随行装药高密实性,延时机构可对随行装药点火延迟时间进行有效控制;主装药量一定,延时机构厚度存在较佳值,以获得较优的随行装药效应;试验结果基本稳定,初步验证了随行装药结构可靠,燃烧性能基本稳定,有较好的能量释放规律;随行装药具有较高的燃速、燃气释放速率,多-125发射药含量95%时,其燃速最大值是6/7发射药的46倍,最大动态活度达7.4 MPa^-1·s^-1. 改变随行装药中多-125发射药的含量,其燃速、燃气释放速率可调。     

复合推进剂弹道特性的配方调节研究（英）

实验研究了含铝AP/HTPB推进剂的配方,讨论了燃速及压力指数与配方参数的关系。结果表明,推进剂燃速随平均AP粒子直径的增大而降低,但在大直径范围,这种趋势减缓。液体二茂铁催化剂可提高50%的推进剂燃速,而固体氧化铁可提高22%。液体二茂铁催化剂能比固体氧化铁更有效地提高燃速。燃速与压力指数的实验结果同燃烧模型的理论计算结果进行了比较,预估结果与实验数据符合较好。