二羟基乙二肟钾在钝感发射药中的应用

以盐酸羟胺为原料,通过肟化成盐得到二羟基乙二肟钾(DHGK),采用红外光谱、元素分析、核磁共振对其结构进行了表征。制备了含DHGK的发射装药,采用高速摄影、烟箱法和氧弹法测试了其枪口烟焰及燃烧残渣,用5.8mm内弹道试验研究了其内弹道性能。结果表明,用DHGK替代制式消焰剂硫酸钾和硝酸钾,可使枪口火焰面积减少70.7%,火焰温度降低400K,枪口烟雾较小,燃烧残渣量减小,表明DHGK有良好的抑制枪口烟焰效果。添加DHGK的发射装药能够提高弹丸的初速,并且有较好的内弹道稳定性。     

钝感剂对发射药枪口烟雾特性影响的研究

利用烟箱法枪口烟雾测试系统,研究了钝感剂种类和用量对枪口烟雾的影响。结果发现发射药中引入钝感剂是产生枪口烟雾的主要原因之一;降低发射药中钝感剂用量,采用分子中含氧量高、不含苯环的新型钝感剂,可以显著降低枪口烟雾。     

叠氮硝胺对发射药枪口焰的影响

为研究1,5-二叠氮基-3-硝基氮杂戊烷(DIANP)对发射药枪口焰的影响,以14.5mm弹道枪为实验平台,采用高速摄影仪测试了不同DIANP含量的发射药枪口火焰参数;分析了DIANP含量及装药质量对枪口焰面积(A)、最大直径(C)、平均直径(D_(mean))和积分光密度(IOD)的影响;分析了叠氮硝胺发射药枪口焰初始火焰、中间焰和二次焰的结构及持续过程。结果表明,在双基发射药中加入DIANP以后,火药力从1 170kJ/kg增至1 189kJ/kg,然后开始降低,发射药爆温基本呈线性降低;发射药爆温及燃烧气体产物组成共同影响枪口焰的形成,DIANP的加入增加了燃烧产物中可燃气体含量,但可以有效降低发射药的爆温;与无DIANP的双基发射药相比,添加DIANP可以降低发射药的枪口焰面积、最大直径、平均直径和积分光密度,当添加DIANP的质量分数为12.5%时,叠氮硝胺发射药样品无二次焰的产生,火焰持续时间为8ms,比传统双基药降低71%。     

发射药装药结构对炮口烟焰的影响

针对身管武器装备炮口烟焰严重的问题,以5.8mm弹道枪为试验平台,测定了枪口烟雾粒径和可见光透过率;以30mm和某大口径火炮为试验平台,测定了不同发射药装药的炮口火焰面积;研究了消焰剂粒度、消焰剂药包装填位置、发射药弧厚、可燃支撑筒长度等装药结构对炮口烟焰的影响。结果表明,消焰剂(K2SO4)粒径从160μm降至3μm,有助于提高消焰效果,但会引起炮口烟雾的可见光透过率下降;消焰剂用量相同时,含顶部和底部消焰剂药包的组合结构抑制火焰效果优于仅含顶部消焰剂药包的结构;发射药弧厚从1.8mm增至2.0mm时,炮口火焰面积增大;炮口火焰面积随着可燃支撑筒长度增加而增大。     

面向炼化场景的烟雾火焰识别技术

本文基于计算机视觉技术通过视频自动识别石油炼化企业内的烟雾和火焰。常见的烟雾火焰识别模型多数基于公开的数据集,训练的模型适用于森林、日常常见的火焰,而石油炼化企业的烟雾火焰需要在刚发生时就能及早发现,另外受光照、水蒸气、遮挡等多因素的制约,常见模型难以实现即时、准确的检测炼化厂内的烟雾火焰。本文基于更快的区域卷积神经网络（FasterR-CNN）模型,采集石油炼化厂内的真实数据,充分进行模型训练,实现了对炼化厂内烟雾火焰的高效准确识别,准确率达到90%以上,可辅助提升石油炼化企业的安全水平。     

发射药氧平衡对枪口焰的影响

采用最小自由能法计算了不同氧平衡发射药燃烧产物中可燃性气体成分的含量,用密闭爆发器-气相色谱法分析了燃烧产物成分,用高速摄影仪拍摄枪口焰,分析了枪口焰面积、直径、光密度等。结果表明,提高发射药的氧平衡,燃烧产物中可燃性气体成分含量降低,枪口焰面积、直径和光密度也降低。因此,提高发射药氧平衡,在一定条件下,可有效降低枪口焰现象。     

含新型有机硅缓蚀剂的制备及性能研究

为了研究缓蚀剂组分及添加条件对发射药性的影响,设计并制备了一种含新型有机硅的缓蚀剂材料;采用烧蚀管法,对比石蜡+TiO2型缓蚀剂,研究了新型有机硅缓蚀剂的静态降烧蚀效果;采用密闭爆发器研究了不同缓蚀剂添加条件对高能硝胺发射药点火和燃烧性能的影响;采用14.5mm弹道枪和壁温测试装置,研究不同缓蚀剂添加条件对膛壁温度、内弹道性能和枪口烟雾的影响。结果表明,采用含新型有机硅的缓蚀剂,降烧蚀效果更为显著;随着缓蚀剂添加量的增加,压力峰值、弹丸初速也会产生小幅下降,但总体影响幅度较小;添加缓蚀剂后,射击过程膛壁峰值温度显著下降,下降幅度随着缓蚀剂添加量的增加而增加,在缓蚀剂质量分数为3%时,对身管壁温降低幅度可达17.1%,且产生的枪口烟雾量较少;在缓蚀剂质量分数为5%时,缓蚀剂添加过量,枪口产生较大烟雾。该缓蚀剂及添加条件有望应用于低烧蚀发射药配方中。     

具有洁净燃烧特征的高分子钝感枪药

总结了具有洁净燃烧特征的高分子钝感枪药的研究情况。对钝感枪药进行了配方设计、球型药制备、钝感药制备和性能测试，结果表明，高分子钝感枪药具有枪口烟雾小，燃烧洁净，膛压低、初速高，温度系数小，抗迁移能力强等显著优点。新型发射药主要采用了高氧含量的高分子钝感剂、新型安定剂等新材料和新工艺。     

钾盐对发射药静态燃烧烟焰性能的影响

为研究钾盐对发射药静态燃烧烟焰性能的影响,以含钾盐的发射药样品为对象,采用单幅放大彩色摄影法、微热电偶测温法以及双光路透射率系统,研究了硫酸钾(K2SO4)、硝酸钾(KNO3)、新型有机钾盐(DK、HK、LK、JK和PK)等对发射药燃烧时的火焰形貌、火焰峰温、烟雾可见光透光率的影响。结果表明,无机钾盐K2SO4对发射药静态燃烧火焰大小和峰温的抑制效果最好,但会使发射药静态燃烧时的烟雾可见光透过率大大降低;高氧含量的新型有机钾盐DK、HK及LK对发射药静态燃烧火焰大小和峰温有较好的抑制效果,并且含新型有机钾盐的发射药静态燃烧时的烟雾可见光透过率较高,3种含高氧含量钾盐(LK、DK和HK)的发射药的烟雾可见光透过率均大于50%;钾盐的粒径从104μm减小到5μm时,消焰效果得到提高,但烟雾可见光透过率的变化规律并不一致。     

高温陶瓷窑炉温度场测量系统的研制

论述了利用辐射能检测窑炉温度场的基本原理，并设计一种基于图像处理的陶瓷窑炉火焰温度场实时检测系统。研究表明，本系统可以准确的检测出窑炉内火焰的分布及温度场，及时发现由于火焰组织的不合理而引起的局部温度过低现象，为燃烧过程的控制提供重要的信息。     

陶瓷雾化喷嘴研究与开发

以纳米ZrO2、微米Al2O3为原料制备纳米复相陶瓷喷嘴。试验证明纳米ZrO2的加入,有利于制备细晶ZTA复相陶瓷。ZrO2含量为26%时,有利于应力诱导相变增韧。喷嘴螺旋升角及其槽道数目可对出口雾化角产生明显影响。     

小型高速柴油机燃用精细水煤浆燃料供给系统的改造

通过从精细水煤浆的特性入手,分析了原供给系统存在的问题,提出了解决方案——双功能供给系统,并通过台架试验的数据分析得出双功能供给系统的经验公式。     

调节钝感发射药氧平衡的技术途径

通过理论计算 ,对比了几种提高火药氧平衡技术途径的效果。计算表明降低钝感剂含量 ,采用高氧含量钝感剂是两条有效的途径 ,其中后者效果更好 ,副作用小。提高火药氧平衡水平以降低燃烧烟雾 ,需减少火药中不含氧或低含氧量的组分的用量 ,尽管这些材料的用量通常很小。     

多层发射药内弹道模型及数值求解

基于经典内弹道理论建立了多层发射药的内弹道模型,用MATLAB编写了计算程序,以59式100mm高炮发射装药为基础进行了数值模拟.计算结果表明,在假定各层发射药为双芳-3、单基药、高能硝胺药、双迫药,发射药层数由1层依次增加到4层时,初速分别增加了3%、3.63%、3.69%;当燃烧层的燃速比为1:1.4:1.8:2.2,燃烧层的厚度比为5.5:1.5:1:2时,最大膛压为306.4 MPa,初速为932.4m/s,此时初速增加3.69%,且最大膛压未变,压力平台效果明显.从内弹道过程和工艺技术的可行性方面考虑,多层发射药采取3层即可达到较好的效果;对于多层发射药,当武器选定后,最优化的燃烧层厚度比和燃烧层燃速比存在唯一确定的关系,此时,在保持最大膛压不变的情况下,初速增加最多.     

七孔发射药内外弧厚差异对其燃烧性能的影响

为了研究七孔发射药内外弧厚差异对其燃烧性能的影响,通过密闭爆发器静态燃烧试验及火炮发射药装药内弹道试验研究了内外弧厚一致性及弧厚偏差对高能低烧蚀叠氮硝胺七孔发射药燃烧性能的影响。结果表明,当发射药的内外弧厚差异较大时,密闭爆发器试验中发射药增面燃烧阶段结束点提前,增面燃烧阶段已燃百分数由85.46%降至70.76%,燃烧时间由23.40ms增至27.75ms;发射药燃烧时间随着温度变化的敏感性逐渐加大。装药发射试验中,当外弧厚大于内弧厚时,加大了装药的初速温度系数,初速温度系数由0.54m/(s·℃)增至0.78m/(s·℃),装药质量由9.4kg增至9.8kg,最大膛压由266.9MPa降至262.6MPa。     

NG含量对改性单基发射药燃烧性能的影响

以高氮量5/7单基发射药为基体药粒,通过先浸渍吸收NG、后吸收聚酯钝感剂NA的两步工艺制备出改性单基药,在制备过程中,NA含量恒定,浸渍NG的质量分数为5%、10%和15%,制备出3种NG含量的改性单基药样品RN-a、RN-b和RN-c。采用密闭爆发器试验和30mm弹道炮内弹道试验,研究了NG含量对改性单基药燃烧性能的影响。结果表明,所制备的3种改性单基药样品的燃烧渐增性均优于基体药;在保持最大膛压不增加的情况下,弹丸初速较5/7单基药装药分别提高36.9、91.7和57.4m/s。在制备工艺过程中,通过调节NG的含量,能够改善改性单基药的燃烧性能,实现大幅度提高炮口初速的目的。     

污泥脱水用带式压滤机的应用经验

根据污泥脱水用带式压滤机在应用中所出现的问题,并结合污泥脱水用带式压滤机的工作原理,总结了在工程应用中为保证其稳定运行所采取的一些改进措施。     

应用数字图像技术测量炮口火焰的方法研究

用高速数字图像技术获得炮口火焰序列照片,采用图像叠加、图像彩色-灰度转换和自适应大津阈值分割等图像综合处理方法,得到火焰面积、火焰周长、火焰最大直径、火焰平均直径、火焰平均光密度(实际为灰度值)以及火焰持续时间等炮口火焰的特性参数。采用该方法对130mm和30mm口径火炮的炮口火焰进行了测试,结果表明,该方法可以量化表征炮口火焰的特征,测量结果稳定性好。