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。     

多层高能硝胺发射药研究

设计并制备出了高能硝胺圆环多层发射药,通过恒压燃速和密闭爆发器试验测试了缓燃材料对高能硝胺发射药燃速的影响;通过中止燃烧试验考察了多层发射药的燃烧稳定性.结果表明,缓燃材料可有效降低发射药的燃速,并有显著增强其燃烧渐增性,且燃烧稳定.30mm内弹道试验表明,与粒状高能硝胺发射药相比,在不增加最大膛压的前提下,高能硝胺多层发射药能使炮口动能提高15%左右.     

高能量密度化合物CL-20、DNTF和ADN在高能发射药中的应用

为将高能量密度化合物在高能高燃速发射药中得到更好地应用,通过密闭爆发器、真空安定性试验,研究了3种高能量密度化合物CL-20、DNTF和ADN对高能硝胺发射药RGD7A相容性、能量、燃烧行为的影响.结果表明,CL-20和DNTF与硝胺发射药的相容性良好,能使硝胺发射药能量和密度提高;40～240 MPa下,含CL-20、DNTF硝胺发射药的燃速加快,燃速压力指数增大.     

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。     

典型高能硝胺发射药的摩擦静电起电特性

为了研究高能硝胺发射药的摩擦静电起电特性,采用斜槽模拟高能硝胺发射药制造和使用过程中的摩擦行为,并利用法拉第筒测量了发射药摩擦后的静电带电量,系统研究了滑槽长度、接触介质、湿度、药体形貌以及配方组成对高能硝胺发射药摩擦静电起电特性的影响。结果表明,高能硝胺粒状发射药与不锈钢滑槽摩擦分离后带负电;环境湿度从28%增至68%,药粒静电积累量降低近50%;发射药静电积累量按接触介质排序为:不锈钢﹥导电橡胶﹥铝合金,均质叠氮硝胺发射药与接触介质的摩擦起电规律与高能硝胺发射药基本相同;药粒与滑槽接触面积越大,静电积累量越高;高固含量硝胺发射药药粒表面易产生RDX颗粒的剥离,与介质摩擦后静电积累量比均质叠氮硝胺发射药高35%;质量分数0.1%的石墨光泽可将高能硝胺发射药静电积累量降低至接近于0,而配方中添加质量分数0.75%的CNT,高能硝胺发射药静电积累量仅降低34%。     

硝胺发射药的压力指数与爆温的关系

指出硝胺发射药的燃烧性能问题，提出了研制综合性能优良的高能低烧蚀发射药的课题，使火药的爆温较低，而燃速压力指数小于１，同时解决了炮管的烧蚀问题。     

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。     

表面活性剂在发射药中的应用

采用密闭爆发器试验手段,对低易损性发射药的燃烧性能进行了研究。研究发现,硝胺颗粒的形状、颗粒度对发射药燃烧性能有较大的影响。化学重结晶处理的硝胺呈针状容易引起应力集中,不利于发射药燃烧性能的改善;球磨处理的硝胺呈鹅卵石状,有利于发射药燃烧性能。在配方组成及工艺参数完全相同的条件下,在一定范围内硝胺颗粒度越大。燃速越大,而且燃速压力指数也高;颗粒度减小。在一定程度上可以改善燃烧性能,但颗粒度减小到一定程度时。反而引起了高燃速压力指数的现象。用表面活性剂对细颗粒硝胺处理后,可以达到改善燃烧性能的目的。     

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。     

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%。     

低温撞击破碎高能发射药结构特征与高压燃烧性能研究

在-40℃下,通过落锤撞击制备了不同破碎程度的DAGR125和NR11发射药,利用染料吸附量表征了发射药的破碎程度,结合密闭高压爆发器实验,分析了破碎发射药结构特征与高压燃烧特征的关系。结果表明,随着小颗粒破碎发射药的增加,动态活度变化率在燃烧初始阶段发生转折。当破碎程度较小时,初始动态活度、染料吸附量均可衡量发射药初始燃面和破碎程度;当破碎程度较大时,利用传统方法获取的初始动态活度明显小于实际值,不适合用来表征初始燃面,而染料吸附量法更为准确。初始动态活度变化规律显示,当落锤高度大于60cm时,发射药药粒的破碎程度快速增加;动态活度变化规律显示,落锤高度分别大于23.0cm和23.1cm时,DAGR125和NR11破碎发射药整体燃烧过程由增面性转变为减面性。     

燃烧催化剂对太根发射药燃烧性能的影响

将燃烧催化剂引入太根发射药中,利用密闭爆发器静态燃烧实验研究了这些燃烧催化剂对太根发射药燃烧性能的作用效果.结果表明,某些特殊的燃烧催化剂,可较好地降低该类发射药局部燃烧压强范围内的燃速压强指数,降低压强指数的压力范围与所用催化剂的种类有关.研究还发现,邻苯二甲酸铅有缩短太根发射药燃烧时间、提高燃烧速度、增加气体生成猛度的作用;含铜金属盐有抑制太根发射药燃气生成猛度的作用.     

DAGQ发射药膛内静态和动态燃烧性能

为了研究DAGQ发射药在膛内的燃烧性能,以经典内弹道理论为基础,建立了发射药膛内燃烧测试系统和处理方法,通过密闭爆发器燃烧试验和微波干涉法发射药膛内动态燃烧性能试验,研究了DAGQ发射药的静动态燃烧规律及不同温度下的动态燃烧特性。结果表明,所建立的试验系统和处理方法,能够很好地获得弹丸在膛内的运动过程。DAGQ发射药的静动态燃速都存在转折现象,静态燃速在转折点前压力指数大于1,转折点后压力指数都远小于1,动态燃速压力指数基本都小于1。在膛内燃烧过程中,由于高速气流对发射药的燃面冲刷,使得膛内的动态燃速要大于密闭爆发器内的静态燃速,并且随着膛内压力的增大,燃速相差越来越大。     

CL-20在推进剂和发射药中的应用

对CL-20在国内外推进剂和发射药中的研究应用进行了综述。含cL一20的推进剂虽然感度稍高,但有着输出能量高、低特征信号及燃烧产物对环境污染小等优点。CL-20作为低敏感、高能填充剂可用于制造高能、低敏感发射药,在某些推进剂和发射药配方中得到了应用。     

泡孔结构对泡沫发射药燃烧性能的影响

通过配方调节与工艺控制得到3种不同结构的泡沫发射药,讨论了泡孔结构形成的影响因素;采用密闭爆发器实验和恒压燃速测试实验研究了不同结构泡沫发射药的燃烧性能。结果表明,控制气体生成速率、添加RDX颗粒、调节NC含氮量和发泡时间能够有效控制泡沫发射药的泡孔结构;皮芯结构泡沫发射药具有渐增燃烧特性,发泡区的动态活度可达不发泡皮层的2.4倍以上;独立泡孔结构的泡沫发射药在100MPa下燃速可达未发泡样品的30倍;非独立孔隙结构的泡沫发射药不同方向上的燃速差异显著,密度为1.37g/cm~3的样品100MPa下轴向燃速最高可达3.860m/s。     

Oscillating Combustion of Gun Propellants in the Closed Vessel. I. preliminary investigation

The oscillating combustion, which takes place in the closed vessel when certain colloidal gun propellants are fired has been investigated. The amplitude of the oscillation depended on the geometry and flame temperature of the propellant. For propellants having the same composition but different geometry, the amplitude of the oscillation varied inversely with the maximum pressure in the vessel. This was tentatively ascribed to vortex formation during combustion.     

Foamed Propellants

Foamed propellants based on polymer bonded nitramines show high conversion rates due to their porous structure. The properties of the material can be varied in a wide range by using different explosive fillers, energetic binders and porous structures. Foamed propellants with high energy content and variable burning and material characteristics can be formulated. Due to this flexibility, these propellants can be adjusted to manifold applications. The burning characteristics of these porous charges show specific differences compared to standard gun propellants, e.g. the mass conversion rates are essentially above those obtained by combustion of compact materials. In addition, the burning behavior of foamed propellants depending on pressure deviates from that expected by a straightforward use of Vieille's law. This paper presents an overview on investigations carried out in the field of foamed propellants at Fraunhofer ICT concerning thermodynamical calculations, studies on burning behavior and vulnerability.     

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。     

KH550改善硝基胍发射药低温力学性能研究

为了改善硝基胍发射药的低温力学性能和燃烧稳定性,使用硅烷偶联剂(KH550)对硝基胍进行表面包覆处理,制备了KH550改性后的硝基胍发射药。采用扫描电镜、红外光谱仪、差示扫描量热仪研究了硝基胍被KH550包覆后的物理化学性质。采用简支梁抗冲击试验机、万能材料试验机及密闭爆发器试验测试了改性前后硝基胍发射药的常温与低温力学性能及燃烧性能。结果表明,KH550可以通过化学作用包覆在硝基胍表面,且在发射药的黏结体系中未出现团聚现象;包覆后的硝基胍热分解性能稳定,KH550的加入对硝基胍发射药的热分解性能影响不大;与原硝基胍发射药相比,改性硝基胍发射药在低温(-40℃)环境下的抗冲击强度、抗压缩强度和抗拉伸强度分别提高了34.22%、3.71%和11.5%。且改性硝基胍发射药低温(-40℃)的燃烧相对陡度降低,燃烧更加稳定。     

胶黏固结发射药的燃烧性能

以变燃速发射药为基体,用含能胶黏剂对其药粒表面微胶化处理,压实固结,制成胶黏固结整体变燃速发射药,解决固结装药的燃烧渐增性问题。将高装填密度和变燃速发射药的燃速渐增特性结合在一起,可有效控制高装填密度发射药的燃气释放。由密闭爆发器实验得出变燃速发射药和胶黏固结药的p-t和L-B曲线,并对两种发射药曲线进行对比分析。结果表明,胶黏固结发射药基本保持变燃速发射药的高燃烧渐增性,具有高装填密度和燃烧再现性。