模拟破片撞击下PBX-2炸药的响应规律

为了研究炸药在不同速度破片撞击环境下的安全性能,设计了小弹丸撞击方式模拟破片作用,对PBX-2炸药进行了撞击试验。采用锰铜压力计测试样品中的压力变化,通过高速录像照片分析了点火反应过程,用冲击波超压传感器测量了炸药的反应超压,获得不同速度模拟破片撞击下炸药的响应规律。结果表明,模拟破片试验中PBX-2炸药反应程度明显高于枪击试验;建立的模拟破片撞击试验方法为评估炸药在异常环境下的安全性能提供了一种新的技术途径。     

典型炸药药柱撞击感度的试验研究

为了研究炸药成型药柱和粉状炸药撞击感度的差异,利用炸药药柱撞击感度试验装置,对5~10g量级的3种炸药药柱(TNT、Tetryl和钝化RDX)进行了撞击感度试验,分析了炸药种类、药柱高度和药柱温度对炸药药柱撞击感度的影响。结果表明,炸药药柱和粉状炸药的撞击感度趋势基本一致,但炸药药柱的撞击能(E_0)明显大于粉状炸药,对于TNT、Tetryl和钝化RDX 3种炸药,炸药药柱的撞击能与粉状炸药的临界撞击能之比(E_0/E_(50))在2.6~4.9之间;随着药柱高度由10mm增至20mm,Tetryl药柱撞击感度下限(H_0)由40cm增至105cm;药柱的温度也对炸药撞击感度有显著的影响,随着药柱温度由-40℃升至70℃,JO-8药柱撞击感度下限(H_0)由30cm升至50cm;炸药药柱的撞击感度由炸药原材料、炸药药柱的物理与化学性质等多个因素决定。     

Steven试验中含TNT类炸药的响应特性

为了研究不同尺寸下含TNT类炸药在撞击作用下的安全性能,用2 kg弹丸分别对TNT炸药以及不同尺寸B炸药进行Steven试验,并用锰铜压力计测试了样品的压力变化过程,用高速摄像机记录了点火反应过程,用冲击波超压传感器测量了炸药的反应超压,分析了TNT炸药和B炸药的响应规律。结果表明,Steven试验中B炸药的尺寸变化对射弹起爆速度阈值有显著影响,随着B炸药厚度的增加,其射弹起爆速度阈值随之降低,反应超压增加。     

炸药件在模拟跌落试验中的响应

为了解加速老化对炸药件撞击安全性的影响,开展了PBX-6炸药件在温度65℃、时间180d和365d的加速老化试验,建立了Φ100 mm炸药件模拟跌落试验方法.对加速老化前后的PBX-6炸药件进行了带内外壳约束的模拟跌落试验,根据压力传感器测量炸药反应产生的冲击波超压,用高速相机拍摄炸药件不同速度的跌落撞靶过程,结合收集的实验残余物形貌来评定反应等级.结果表明,对于未老化或加速老化时间相同的试样,跌落高度越高,爆炸冲击波超压和爆燃反应程度越大.对于未老化和加速老化试样,跌落高度相同时,老化试样的爆炸冲击波超压和爆燃反应程度较大,撞击安全性降低.     

高聚物黏结炸药的冲塞试验研究

用冲塞试验评价大药量装药在撞击、剪切、绝热加热等综合作用条件下的安全性.用火药加速装置对试件加速,并通过高速摄像机拍摄炸药试验件跌落撞靶、点火等试验过程,利用冲击波压力传感器测试冲击波超压表征炸药试验件的反应程度.结果表明,PBX-1炸药在撞靶速度高达37.6 m/s时没有发生反应,且PBX-2炸药在撞靶速度为27.7 m/s时发生了爆燃反应,在撞击速度低于25.5 m/s时未发生反应,说明PBX-2炸药的冲塞试验撞击感度高于PBX-1炸药.     

浇注PBX炸药药柱的动态撞击性能

将浇注型PBX-1药柱以150、240m/s速度撞击靶板,用扫描电子显微镜(SEM)技术和差示扫描量热仪(DSC)技术对撞击加载后的样品进行了分析,研究了浇注PBX炸药药柱的动态撞击性能。结果表明,在150、240m/s撞击加载条件下,PBX-1炸药不发生反应或点火;浇注炸药药柱的损伤主要表现为炸药颗粒破碎和颗粒与黏结剂的脱离。随着撞击加载速度的增大,PBX-1炸药颗粒破碎程度增大,炸药颗粒与高分子基体发生脱离现象越严重;PBX-1炸药撞击前后,热分解性能没有发生本质性的变化。     

药片落锤撞击试验中B炸药的响应特性

设计了药片落锤撞击试验装置,落锤质量约20kg,测试了Φ20mm×5mm、Φ20mm×9mm成型B炸药在撞击压缩中的响应特性,采用锰铜压力计测试样品中压力的变化过程,通过高速录像照片分析了撞击点火反应过程,通过冲击波超压传感器测量了炸药的反应超压,分析了B炸药在药片落锤撞击试验中的响应规律。结果表明,B炸药的反应落高阈值随着B炸药药片厚度的增加而降低。     

火炸药药柱撞击感度试验装置及方法

为了提高火炸药药柱撞击感度测试的试验手段,建立了一套新的炸药药柱撞击感度测试系统,并对系统的主要技术指标进行了验证。设计了试验方法,对不同成型炸药药柱和不同尺寸的推进剂进行了撞击试验。结果表明,试验结果气体检测判定法明显好于传统的方法,药粉与药柱由于结构的不同,试验结果也不完全一致,即使相同种类的药由于尺寸不同也可能带来结果的差异。     

缓慢热作用下PBX-9炸药的响应特性

为研究RDX基PBX-9炸药的热响应规律,分别采用1.5、3.0、4.5、8.0℃/min的升温速率对PBX-9炸药药柱进行了烤燃试验。用热电偶测试了药柱表面的温度变化,通过测量冲击波超压和收集试验弹残骸,分析了药柱的反应程度,获得了不同升温速率下的响应规律。结果表明,升温速率为1.5~8.0℃/min时,对PBX-9炸药的响应温度没有明显的影响,试验弹响应时药柱温度约为140~150℃,均为燃烧反应。烤燃过程中黏结剂的分解对PBX-9炸药响应特性影响较大,使其反应程度一致。采用FLUENT软件对该烤燃试验过程进行了数值模拟,得到PBX-9炸药反应的活化能和指前因子分别为184.2×103J/mol和7.24×1018s-1。     

撞击作用下炸药装药的尺寸效应研究

利用大型撞击加载装置对不同直径的炸药装药进行了模拟实验 ,分析了撞击作用下药柱直径对其敏感性影响 ,为炸药装药发射安全性研究提供了合适的模拟药柱尺寸     

基于顶盖举起试验的炸药内爆炸性能评估

为了评估炸药在密闭/半密闭结构内的爆炸性能,通过自建的顶盖举起试验装置对5种典型炸药装药进行了内爆炸试验,利用冲击波超压和顶盖的举起位移评估了其内爆炸威力。结果表明,冲击波超压高的炸药,内爆炸性能不一定好,炸药的空中爆炸性能与内爆炸性能具有显著的差异;顶盖举起最大位移与炸药的非同步自氧化燃烧热具有线性关系,关系式为xmax=17.717ΔHas-5.322,相关系数R2=0.991 7;内爆类炸药应具有高燃烧热、高非同步自氧化燃烧热和适中的爆速。     

PBX-9404和PBX-9502炸药拐角性能的数值模拟

借助于有限元动力学软件LS-DYNA,通过Mushroom试验模拟,研究了PBX-9404和PBX-9502的拐角性能.结果显示,在相同试验条件下,PBX-9502的出射角小于PBX-9404,PBx-9502具有明显的死区,表明PBx-9404的拐角性能优于PBx-9502.传爆药直径和炸药半球直径变化对表征炸药拐角...     

Performance Test Results of an Economical,High Performance,Melt Castable IHE

The eutectic explosive TE-E7007 was developed as a General Purpose(GP) Insensitive High Explosive(IHE) candidate due to a number of factors including: low raw material cost; theoretical high performance and; potential endothermic characteristics during cook-off⁽¹⁾. This paper will report on large scale performance test results(fragment velocity and air blast overpressure) for this composition. Air blast impulse, peak overpressure and fragment velocity results are compared to H-6, PBX-109, and a number of other IHE candidates which were manufactured in government and industry laboratories⁽²⁾. The overall performance for TE-E7007 was comparable to PBX-109 and was superior or equivalent to all other IHE candidates. For more detailed information on the explosive formulation for TE-E7007, the reader is referred to a paper on this subject previously published in this journal, Ref. 1 and a U.S. Patent⁽³⁾.     

用C80量热仪研究重铵油炸药的热分解特性

借助C80微量量热仪研究了多孔粒状铵油炸药、3种常用的重铵油炸药（乳化炸药/多孔粒状铵油炸药质量百分比分别为25/75、50/50、75/25）、乳化炸药的热分解特性,以升温速率0.2 K·min^-1时的C80热流速曲线数据为基础,求解了5种炸药试样热分解反应的反应热（ΔH）、表观活化能（E_a）、指前因子（lnA）等热力学和动力学参数。结果表明：乳化炸药的存在抑制了多孔粒状铵油炸药的热分解反应,使其开始发生热分解反应的温度被明显提高。重铵油炸药的表观活化能和放热反应开始温度均高于多孔粒状铵油炸药和乳化炸药,由此得出重铵油炸药的热稳定性高于多孔粒状铵油炸药和乳化炸药的热稳定性。     

Diameter Effect and Failure Diameter of a TATB-Based Explosive

The detonation velocity of PBX-9502, an explosive consisting of 95 wt% TATB and 5 wt% Kel-F 800, was measured precisely over a range of charge diameters at 75°C, 24°C, and −55 °C. The diameter-effect curves obtained by plotting detonation velocity versus the reciprocal of charge radius were found to differ from those reported in the literature for other solid and liquid explosives, being concave upward at large diameters. The curve at 75°C was found to be a straight line at small diameters and thus simulates the behavior of a homogeneous explosive. At intermediate charge diameters, the effect of varying the temperature by 130°C was quite small. The failure diameter varied from 5.85 ± 0.15 mm at 75°C to 10.5 mm at −55 °C.     

Projectile Impact Ignition and Reaction Violent Mechanism for HMX‐Based Polymer Bonded Explosives at High Temperature

Determining the mechanism of transition from projectile‐impact ignition to detonation is a complex and difficult task with strong practical applications. Ignition due to low‐velocity projectile impact cannot be properly explained by the available theories. We attempted to determine the mechanisms of initiation of octahydro‐1,3,5,7‐tetranitro‐1,3,5,7‐tetrazocine (HMX)‐based polymer‐bonded explosives (PBXs) in a range of high temperatures, which have rarely been investigated. Comparing the shock initiation results, we found that the low‐velocity projectile impact response mechanisms for a heated explosive are much more complex. Our results show that the impact ignition threshold velocity of the heated explosive does not always decrease with increasing temperature as commonly expected. A temperature dependent plastic power during impact controls the ignition in the range of 25 °C to 75 °C. At 190 °C and 200 °C, there was a sharp rise of reaction degree induced by β→δ phase transition for high HMX‐content PBX. Conversely, such phase transition effect becomes insignificant for low (<50 %) HMX‐content PBX. Our results show that three competing mechanisms affect the impact safety for a high HMX‐content PBX at high temperature, including plastic power, temperature sensitizing, and phase transition.