硼粉含量对KNO_3/Mg-Al红外诱饵剂燃烧及红外辐射特性的影响

为提高KNO3/Mg-Al红外诱饵剂红外辐射强度,采用药剂中添加硼(B)粉的方法,借助远红外热像仪对诱饵剂燃烧及红外辐射特性进行了实验研究。结果表明,添加B粉后诱饵剂的质量燃速、燃烧温度、辐射亮度增大。当B粉含量由0%增加到2%时,诱饵剂的质量燃速从0.394 g·s-1提高到0.564 g·s-1。当B粉含量由0%增加到4%时,燃烧温度和辐射亮度分别从727.71℃、995.68 W·m-2·sr-1增加到1046.19℃、1681.59 W·m-2·sr-1。辐射强度随B粉含量增加呈现出先增加后减小的趋势,B粉含量为4%时辐射强度达到极值2.64 W·sr-1,显示一定比例B粉可有效提高诱饵剂的质量燃速、燃烧温度及红外辐射特性。     

AP和Al含量对DNTF基炸药燃烧转爆轰的影响

为了研究配方组分对二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)基复合炸药燃烧转爆轰性能的影响,设计了AP和Al粉摩尔比分别为0.306、0.414、0.574的三种配方。采用同轴电离探针测试技术,对这三种DNTF基复合炸药配方进行了燃烧转爆轰性能试验。从燃烧转爆轰过程中波阵面传播速度及诱导爆轰距离的变化分析了AP和Al粉摩尔比对炸药燃烧转爆轰的影响。结果表明,随着炸药配方中AP和Al摩尔比从0.306增大到0.574,炸药初始燃烧持续时间从1065μs增大1395μs,燃烧速度从141 m·s~(-1)减小到108 m·s~(-1),但对流燃烧段和爆燃段持续时间快速减小,对流燃烧速度从500 m·s~(-1)增加到1668 m·s~(-1),爆燃速度从3000 m·s~(-1)增加到4800 m·s~(-1),发生燃烧转爆轰的诱导爆轰距离从675 mm左右减小到425 mm左右。     

蒽对Pb_3O_4/Mg/PTFE红外诱饵剂远红外辐射性能的影响

为研究添加蒽(C_(14)H_(10))对四氧化三铅/聚四氟乙烯/镁粉(Pb_3O_4/PTFE/Mg)混合诱饵剂效能的影响,设计了6种配方迚行试验。首先测试了基础配方和蒽添加量为12%的配方的热分解性能,然后用8～14μm进红外热像仪测量了压制成的药柱样品的燃烧过程,计算出每个样品的燃烧时间、质量燃速、辐射面积、辐射亮度、辐射强度。结果表明:添加蒽后,药剂反应放热峰峰值温度提前;随着蒽添加量的增加,样品质量燃速变小,燃烧时间变长。     

乌洛托品对MTV诱饵剂光谱辐射性能的影响

为改善诱饵剂红外辐射性能,在一种MTV型诱饵剂配方中加入乌洛托品,对其燃烧后性能进行测试分析。结果表明:加入乌洛托品之后,药剂燃烧时间延长,温度降低,由于降温作用以及乌洛托品燃烧产物的选择性辐射使得诱饵剂光谱辐射亮度比L3~5μm/L2.5~3.0μm变大;当添加量为15%时,药剂燃烧时间从2.1s延长到3.56s,燃烧的最高温度从1 707.2℃降低到1 208.1℃,L3~5μm/L2.5~3.0μm从1.88提升至2.51,所以加入乌洛托品可以改善MTV诱饵剂红外辐射性能。     

少烟富燃复合推进剂低压燃烧特性(英文)

研究了HTPB/AP富燃复合固体推进剂在0.1～1 MPa下的燃烧特性。结果表明,高压、高AP浓度和较小的AP粒子尺寸能促进稳定燃烧,提高燃速和燃烧效率,降低点火温度。亚铬酸铜(CC)作为增速剂能提高整个压力范围内的燃速,6%CC可降低推进剂点火温度16%,燃烧效率可达96%,而未添加CC的推进剂配方燃烧效率仅为31%～73%。研究表明,在极低的压力下Vieille燃速公式对此系列推进剂仍然适用。     

石墨对TATB基PBX导热性能的影响

为有效调节TATB基高聚物粘结炸药(PBX)的导热性能,利用闪光导热仪研究了石墨包覆方式(内包和外包)、温度及石墨含量对TATB基PBX导热系数的影响,应用Agari模型分析了TATB基PBX的导热机制。结果表明,添加高导热石墨可改善TATB基PBX的导热性能。常温下,由内包和外包1%(质量分数)石墨改性的TATB基PBX配方的导热系数分别为0.572 W·(m·K)-1和0.697 W·(m·K)-1,显示,外包石墨包覆方式比内包石墨包覆方式更好。与不含石墨的TATB基PBX相比,内包1%和外包1%石墨的TATB基PBX的导热性能分别提高4.76%和27.66%。随温度升高,TATB基PBX及其石墨改性配方的导热性能逐渐降低。随着石墨含量增加,外包石墨改性的TATB基PBX的导热性能升高。外包2%(质量分数)石墨可使TATB基PBX的导热系数提高至0.786 W·(m·K)-1。TATB基PBX及由内包石墨改性的配方的导热机制符合串联模型,而由外包石墨改性的配方的导热机制介于串联模型和并联模型之间。     

ADN/GUDN双氧化剂对NEPE固体推进剂燃烧性能的影响

设计并制备了含N?脒基脲二硝酰胺盐(GUDN)和二硝酰胺铵(ADN)的硝酸酯增塑聚醚(NEPE)固体推进剂样品,测试了推进剂的燃烧性能(燃速和压强指数)、燃烧火焰结构和燃烧波温度分布,并与不含GUDN和ADN的推进剂性能进行对比。结果表明,GUDN/ADN双氧化剂对NEPE推进剂的燃烧性能有明显的影响,推进剂配方中添加ADN可提高推进剂的燃速和压强指数,含15%、20%和22.5%的ADN替换高氯酸铵(AP)可使推进剂在7.0MPa下的燃速提高25.30%、36.76%和47.69%,GUDN使推进剂在7.0 MPa下的燃速降低18.97%,而压强指数在1～15 MPa提高12.04%,而且在不同压力下含双氧化剂的NEPE推进剂的燃烧火焰结构呈多火焰结构,而且火焰的亮度随着压强的增大而变亮。     

添加纳米铝的高密度悬浮燃料点火性能

为了探究含金属颗粒悬浮燃料的点火和燃烧特性,制备了含5%纳米铝颗粒(Al NPs)的HD-01和四环庚烷(QC)的高密度悬浮燃料,采用雾化激波管测试了两种悬浮燃料在不同压力和温度下的点火延时P,通过拟合计算得到了表观点火活化能,分析了悬浮燃料的点火燃烧机理,采用高速摄像机记录了点火燃烧的流场图像。结果表明,悬浮燃料静置4周后无颗粒聚沉现象;在0.05 MPa和0.1 MPa下、1450 K和1750 K内,Al NPs可使HD-01和QC燃料的点火延时缩短约50%,表观点火活化能由161.4 k J·mol~(~(-1))和120.3 k J·mol~(-1)分别降低至156.5 k J·mol~(-1)和112.8 k J·mol~(-1);推测燃烧机理为铝原子优先与O2反应生成O自由基,进而加速燃烧反应。此外,Al NPs能够完全燃烧并促进燃料燃烧过程中的能量释放。     

催化剂(nBF)对过氯酸铵复合推进剂燃速的作用机理

在过氯酸铵(以下简称AP)复合推进剂中添加正丁基二茂铁(以下简称nBF),燃烧速度可以增加1倍左右。根据燃烧表面的热平衡求燃烧速度的速率决定阶段时,由于nBF增加燃烧表面的放热量,可以得到增加燃烧速度的结果。nBF虽然可以增加燃烧表面附近气相的反应速度,但是反应级数约为2,所以添加nBF也不会发生变化。而且添加nBF后在单位时间内从气相向固相的传热量也几乎没有变化。构成AP复合推进剂的AP颗粒的燃烧速度由于添加nBF而得到增加。     

纳米碳材料对含硼铝热剂燃烧性能的影响

为改善含硼铝热剂的燃烧性能,在B/MoO₃体系中引入纳米片状石墨、碳纳米管、还原氧化石墨烯3种纳米碳材料。利用热流法测试了含硼铝热剂的导热性能;使用高速摄像机记录了含硼铝热剂的燃烧过程,并通过计算和分析得到了燃烧速率及其变化规律;采用金属桥带进行发火试验,测试铝热剂的临界发火电流。结果表明：添加3种碳材料能显著改善B/MoO₃铝热剂的导热性能,明显提高了燃烧速率,并降低了其临界发火电流;添加还原氧化石墨烯对铝热剂的影响最为明显,使得铝热剂导热系数提高258.3%,燃烧速率提高1 756倍,临界发火电流降低27.1%,证实还原氧化石墨烯显著改善了含硼铝热剂发火阈值高的问题。     

37孔硝基胍发射药单一装药和混合装药的燃烧性能

为了解37孔硝基胍发射药单一装药和混合装药的定容燃烧性能,采用花边形37孔三胍-15发射药为主装药(MC),花边形19孔三胍-15包覆药为辅助装药(B)。通过定容密闭爆发器实验,装填密度为0.20 g·cm-3,在高温(50℃)、常温(20℃)、低温(-40℃)条件下,研究弧厚对单一主装药燃烧性能的影响以及混合比例对混合装药(MC+B)燃烧性能的影响。结果表明,随温度降低,37孔单一主装药侵蚀燃烧现象越明显,燃烧渐增性越弱,而相同温度下,弧厚越大的主装药,其侵蚀燃烧现象越不明显,燃烧渐增性越强;温度越高,同一混合比例的混合装药ΔL、Lm/L0值越大,燃烧渐增性越好;相同温度下,混合装药的燃烧渐增性均强于单一主装药,且随着包覆药比例增加,侵蚀燃烧峰逐渐减小,说明包覆药的加入明显地提高了混合装药的渐增性并降低了侵蚀燃烧峰,且在50,20,-40℃条件下,混合装药获得较佳燃烧渐增性的混合比例均为7∶3。     

底排点火药配方设计与性能测试研究

根据底排点火具的工作环境,利用热力学计算软件CEA2设计了5种点火药配方,测量了这5种配方的燃烧速度、火焰大小、燃烧温度、放热量,进行了半密闭爆发器实验,比较了几种配方的燃烧性能.结果表明:氧化剂含量在45%时,点火药燃烧时有较高的燃烧温度和放热量;以硝酸钾为氧化剂的配方燃烧时的火焰面积和放热量大于以硝酸钡为氧化剂的配方.适合于底排弹点火用的烟火药剂较优配方是:硝酸钾、镁粉、锆粉、氟橡胶的质量比为45:30:25.5.     

CL-20/Al-CMDB推进剂能量释放规律研究

首次从CL-20/Al-CMDB推进剂单组分和配方的最佳氧系数值着手,以探索燃烧过程中为Al提供O源的组分为目标,计算和分析了CL-20/Al-CMDB推进剂主要能量示性数和燃气组分的变化规律。结果表明:Al添加量与CL-20/Al-CMDB推进剂的比冲,氧系数,燃气中(H_2O+CO_2)、CO、CO_2和H_2O质量百分数线性相关,认为推进剂基体的一次燃烧产物CO_2和H_2O为Al的燃烧提供O源。Al的最佳添加量为5%~10%时,Isp~wAl的线性相关性系数R2为0.996。     

二茂铁对铁铝高热剂燃烧的影响

为研究二茂铁对铁铝高热剂性能的影响,在铁铝高热剂原配方基础上按不同比例添加二茂铁,采用标准方法进行了各项药剂燃烧性能测试。结果表明:随着二茂铁含量的增加,铁铝高热剂燃烧速度、火焰感度和燃烧热均呈降低趋势。说明在铁铝高热剂中添加适量二茂铁可有效延长药剂燃烧时间,应用于弹药后将有效提升对金属结构装备、木质弹药箱和军用柴油等目标的高温烧毁效能。     

六种蓝光烟火药的热力学研究

为了比较不同蓝光烟火药的发光效果和探讨配方优化设计的新方法,利用REAL热力学计算程序对六种蓝光烟火药进行了热力学研究,建立了蓝光烟火药燃烧反应焓与火焰温度和辐射光子数之间的关系,根据计算得到的燃烧火焰温度和辐射蓝光的光子数,优选了蓝光烟火药配方及配比。结果表明,六种不同蓝光烟火药的燃烧温度为1651～2880 K,这与利用NASA-CEA程序的计算结果一致,在最大波长处辐射的光子数为0.02011～0.0435 mol·kg~(-1),且产生蓝色火焰的主要辐射体为CuCl。借助蓝光烟火药的燃烧反应焓、火焰温度和辐射光子数之间的函数关系式,计算得出含KClO_3、2CuCO_3·Cu(OH)_2和S的蓝光烟火药燃烧温度为1651 K,辐射光子数为0.0435 mol·kg~(-1),在六种配方中其蓝光辐射效果最好,该配方的最佳配比为KClO_3/2CuCO_3·Cu(OH)_2/S=63/19/18,为其它火焰烟火剂的设计和优化提供了一种新的方法.     

NGO/NC复合含能材料的制备及热分解性能

为了提高硝化纤维素(NC)的热分解性能,以硝化石墨烯(NGO)作为含能燃烧催化剂与NC进行复合,制备了NGO/NC复合含能材料。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和场发射扫描电子显微镜(SEM)分别研究了NGO/NC复合含能材料的结构和形貌,采用同步热分析仪(TG-DSC)研究了NGO对NC热分解的催化性能。结果表明,当NGO的添加量为1%时,NC的结构不会明显改变,NGO/NC复合含能材料为多孔的三维网络状,且NC的表观分解热由339 J·g~(-1)增加至2132 J·g~(-1),放热峰温度由201℃提高至213℃,质量损失为96%,表明NGO的加入提高了热稳定性,增加了表观放热量。     

钨系延期药燃烧温度效应研究

为降低钨系延期药的燃烧温度效应,开展了相关的试验研究.结果表明:在一定的温度范围内(-50～50℃),钨系延期药燃速与环境温度属非简单的线性关系;在钨系延期药中添加少量导热率低、具有良好隔热性能的硅藻土可以降低其燃烧温度效应,提高延期药的延期精度.     

苯乙烯共聚物改性TATB基PBX的抗热冲击性能

为改善TATB基高聚物粘结炸药(PBX)的抗热冲击性能,采用苯乙烯共聚物对TATB基PBX进行改性。分析了TATB基PBX及其苯乙烯共聚物改性配方的拉伸力学性能及热物理性能,并对改性前后配方的抗热冲击性能进行了比较。采用Agari串联模型对TATB基PBX及其苯乙烯共聚物改性配方的导热行为进行了模拟。结果表明,加入高玻璃化转变温度和高力学强度的苯乙烯共聚物可以明显提高TATB基PBX的拉伸强度和弹性模量,同时降低线膨胀系数和导热系数。理论预测模型和试验数据吻合良好。添加质量分数为1%的苯乙烯共聚物后,常温下TATB基PBX的抗热应力因子由10.72 W·m~(-1)提高到13.16 W·m~(-1)。随着温度升高,TATB基PBX的抗热冲击性能逐渐下降。在玻璃化温度范围转变范围(323~343 K),TATB基PBX的抗热应力因子显著降低。加入苯乙烯共聚物可以抑制323~343 K温度范围内TATB基PBX的抗热应力因子的下降程度。     

少烟富燃复合推进剂低压燃烧特性（英）

在0.1MPa到1MPa的低压范围内,实验研究了一系列特定的HTPB/AP富燃复合固体推进剂的燃烧特性。研究表明：高压、高AP浓度和较小的AP粒子尺寸能促进稳定燃烧,提高燃速和燃烧效率,降低点火温度。加入亚铬酸铜（CC）作为增速剂能提高整个压力范围内的燃速,加入6%CC可降低推进剂点火温度16%,燃烧效率可达96%,而没有添加CC的推进剂配方燃烧效率为31%~73%。研究表明,在极低的压力下Vieille燃速公式对此系列推进剂仍然适用。     

GAP/NC交联改性双基推进剂能量及烟雾特性计算研究

利用推进剂能量特性计算程序,计算了以聚叠氮缩水甘油醚(GAP)改性单基球形药为粘合剂的GAP/硝化棉(NC)交联改性双基推进剂的能量性能。以燃烧产物中Al_2O_3、HCl的含量评价其烟雾特性。结果表明,随着增塑剂端叠氮基聚叠氮缩水甘油醚(GAPA)含量的增大,理论比冲先增加后降低。随着粘合剂中GAP含量的增加,理论比冲降低,燃烧温度降低;而且增塑比越小,降低的幅度越大。GAPA含量和GAP含量对推进剂的烟雾特性影响不大。采用4,4'-二硝基-3,3'偶氮氧化呋咱(DNAF)取代AP后,在固体含量为60%,推进剂理论比冲在2600 N·s·kg~(-1)时,其燃烧产物与AP配方相比,N_2含量增加了44%,Al_2O_3含量下降了67%,HCl含量降为0,说明GAP/NC推进剂是一种具有高能量、低特征信号的重要推进剂。