高能硝胺发射药的膛内基本燃烧特征

针对高能硝胺发射药在静态下燃速压力指数大的特殊燃烧性能，通过３０ｍｍ高压模拟炮试验，采用与制式单基药相对比的研究分析方法，对高能硝胺发射药在火炮膛内条件下的基本燃烧特征进行了研究分析。     

硝胺发射药的热行为与燃烧性能的关系

应用ＤＳＣ热分析技术，结合密闭爆发器测试结果，分析了各种制式发射药及硝胺发射药的热化学行为与燃烧性能之间的关系，研究了燃烧改良剂ＳＧ对热化学行为的影响及对改善硝胺发射药燃烧性能的贡献。     

六硝基芪对硝胺发射药燃烧性能的影响

加入２,２′,４,４′,６,６′－六硝基均二苯基乙烯（ＨＮＳ,六硝基芪）会使硝胺发射药ＲＨＤ６在不同初温下的ｐ－ｔ曲线彼此靠近,燃速温度系数降低。中止实验表明,ＲＨＤ６燃面对燃气生成速率具有补偿作用。ＨＮＳ使ＲＨＤ６中ＮＮＣ２主放热峰的活化能降低。     

高能硝胺发射药物的膛内基本燃烧特征

针对高能硝胺发射药在静态下燃速压力指数大的特殊燃烧性能，通过３０ｍｍ高压模拟炮试验，采用与制式单基药相对比的研究分析方法，对高能硝胺发射药在火炮膛内条件下的基本燃烧特征进行了研究分析。     

硝胺发射药燃速压力指数转折及其改善途径

综述了硝胺发射药燃烧方面的研究工作，从发射药配方研究角度总结了影响硝胺发射药燃速压力指数的一些基本因素，指出了改善硝胺发射药燃烧性能的一些有效途径；初步讨论了硝胺发射药燃烧改良剂的选择和使用。     

四种硝胺发射药燃烧规律研究

通过密闭爆发器恒压燃速仪对四种硝胺发射药在５０－４００ＭＰａ压力范围的燃速测定，分析了它们的燃烧规律，发现在黑索今基硝胺发射药中，除加入硝基胍作为燃速改良剂外，另一种化合物的加入。更有效地改善了黑索今基硝胺发射药ｕ－ｐ曲线转折的程度，并使压力指数控制在１。００左右。     

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。     

工艺条件对叠氮硝胺发射药燃烧性能的影响

讨论了液相钝感工艺中改变工艺条件如钝感剂的浓度、加料方式等对叠氮硝胺发射药燃烧性能的影响。     

GAP对高能硝胺发射药力学性能及燃烧性能的影响

为改进高能硝胺发射药的力学性能,制备了含缩水甘油叠氮聚醚(GAP)的单孔管状硝胺发射药,用材料试验机测试其冲击和压缩性能,通过扫描电镜观察其内部形貌,用密闭爆发器分析了其燃烧性能。结果表明,GAP可改善高能硝胺发射药的力学性能,加入质量分数1.5%GAP时,高能硝胺发射药的低温抗冲强度由基础配方的4.51kJ/m2提高到5.58kJ/m2,GAP的加入使固体填料与黏结剂体系界面间的黏接强度提高,脱湿现象减少;随着GAP含量的增加,管状发射药的压强指数(n)相比基础配方增加,爆温(Tv)及火药力(f)逐渐降低,GAP质量分数为3.5%时,与基础配方相比,f、Tv分别降低1.41%、3.69%,n增加0.51%。     

四种硝胺发射药燃烧规律研究

通过密闭爆发器恒压燃速仪对四种硝胺发射药在50～400MPa 压力范围的燃速测定,分析了它们的燃烧规律,发现在黑索今(RDX)基硝胺发射药中,除加入硝基胍作为燃速改良剂外,另一种化合物(二叠氮基乙基硝基胺)的加入。更有效地改善了黑索今基硝胺发射药 u-P 曲线转折的程度,并使压力指数控制在1.00左右。     

催化剂对浇铸RDX-CMDB推进剂燃烧性能影响的研究

针对浇铸中能无烟ＲＤＸ－ＣＭＤＢ推进剂配方，进行了催化剂对燃烧性能影响的研究。对几种不同催化剂进行研究之后，选择了Ｃｔ－３催化剂。研究结果表明，在推进剂中加入适量的Ｃｔ－３，在１５ＭＰａ压力下，推进剂的燃速由基础配方的１９．６０ｍｍ／ｓ提高到２６￣２７ｍｍ／ｓ，１３￣２０ＭＰａ下压力指数０．９以上降低到０．２左右。     

含FOX-7发射药的燃烧性能

采用常规密闭爆发器研究了含FOX-7硝胺发射药的燃速、压强指数和压强变化率。结果表明,随着样品中FOX-7含量的增加,发射药的点火延滞时间增加,燃速系数减小,燃速降低;其压强变化率的最大值及增长速率均降低。当燃烧压强小于150MPa时,FOX-7含量对发射药的压强指数没有影响,FOX-7改善发射药压强指数的能力不明显;随着燃烧压强的增加,含FOX-7发射药的压强指数降低,尤其当燃烧压强大于200MPa时,发射药的燃速压强指数显著降低。随着发射药中FOX-7含量的增加,其压强指数及燃速系数均降低,有利于发射药的稳定燃烧。     

适用于硝胺发射药的点火药

采用NC,NH4ClO4,BP常用点火材料组成不同的点火剂配方，考察其对含RDX的硝胺火药的点火能力，以点燃性能较好的硝化棉，单基药（SL）作基准，通过点火模拟对比试验，获得了可提高硝胺发射药点火效能的新型点火药配方，点火剂E（含NC23．1％，38．5％，NH4ClO438.5%）在低温（－40℃）条件下点燃硝胺药的点火延迟时间（tig）与制式单基药tig相当。     

硝基胍对硝胺发射药点火性能影响的实验研究

采用差示扫描量热仪（ Ｄ Ｓ Ｃ）和点火燃烧模拟装置,研究了硝基胍（ Ｎ Ｇｕ）对 Ｎ Ｃ Ｎ Ｇ Ｒ Ｄ Ｘ 系列发射药点火性能的影响。实验证明： Ｎ Ｇｕ 可以改善 Ｎ Ｃ Ｎ Ｇ Ｒ Ｄ Ｘ 类硝胺火药的点火性能,且当 Ｎ Ｇｕ 与 Ｒ Ｄ Ｘ 之比大于１ 时效果才更显著。     

硝胺推进剂燃烧性能的改善

选用了一种新型复合含能燃烧催化剂——ＰＮＴＯ／β－Ｃｕ／ＴＣＢ来改善硝胺推进剂的燃烧性能。结果表明这种催化剂的催化效果很好,在本试验配方条件下,硝胺推进剂常温下在７．８～１７．７ＭＰａ压力范围内,压力指数降为０．３７８,１７．７ＭＰａ压力下燃速升为２８．３２ｍｍ／ｓ。     

含LLM-105无烟CMDB推进剂的燃烧性能

采用燃速-靶线法研究了2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105)的含量和粒度、不同复合燃烧催化剂(A-Pb/A-Cu/CB、B-Pb/B-Cu/CB、C-Pb/C-Cu/CB)及辅助增塑剂(三醋酸甘油酯(TA)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP))对含LLM-105无烟复合改性双基(CMDB)推进剂燃烧性能的影响。结果表明,随着LLM-105含量的增加,不同压强下推进剂的燃速均有明显降低,添加质量分数25%的LLM-105可使10MPa下推进剂的燃速下降达53.3%;粗颗粒LLM-105降低推进剂燃速的效果优于细颗粒,用粗颗粒LLM-105替代等量细颗粒LLM-105,可使不同压强下推进剂的燃速降低,10MPa下推进剂的燃速降低1.5mm/s;添加C-Pb/C-Cu/CB催化剂,推进剂在6~18MPa下的压强指数由0.43降至0.25。用TA替代DEP,可降低推进剂的燃速及压强指数。     

RDX改性双基球形小粒药的燃烧特性

讨论了改性双基球形小粒药中RDX颗粒的分布和RDX热分解的特点,提出了RDX改性双基球形小粒药的燃烧机理。通过密闭爆发器实验测定了RDX改性双基小粒药的燃烧特性,并对实验结果进行了理论分析。结果表明,改性双基球形小粒药中RDX与双基火药基体的分解是各自独立进行的;随着压力的升高,改性双基小粒药的燃速将大于改型双基小粒药的燃速。     

Effects of an Organic‐inorganic Nanocomposite Additive on the Combustion and Erosion Performance of High Energy Propellants Containing RDX

A nanocomposite microsphere consisting of solid paraffin, nano‐TiO₂, nano‐BN, zeolitic imidazolate framework‐67 particles and polymethyl methacrylate was prepared and applied as a functional additive for high energy propellants (with about 23 wt % RDX) to reduce the barrel erosion and improve its combustion performance as well. High energy propellants modified with the nanocomposite were manufactured by a solvent extrusion technique. According to the scanning electron microscope and differential scanning calorimetry results, there exists a good compatibility between the nanocomposite and propellant matrix. The energy and combustion performance as well as erosion of the modified propellants were studied by a closed bomb test and an erosion tube device, respectively. Results showed that compared with the unmodified propellant, both the erosion and energy performance of modified high energy propellant gradually decreased with the increase of nanocomposites contents. When the content of nanocomposites was 5.1 %, the erosion mass of the modified propellant reduced to 37.0 % while the propellant force only decreased 5.7 %, indicating that the nanocomposite has enormous ability to improve gun erosion resistance while barely affect energy performance of propellant. Furthermore, the closed bomb burning curves of the samples showed that addition of nanocomposites to propellant matrix could prolong the combustion time, efficiently inhibit the initial generation rate of combustion gas, and further achieve the progressive burning of the propellants.