炸药装药发射安全性新判据

用小型后坐冲击模拟实验装置对５种常用炸药装药进行了在模拟发射条件下安全性的实验研究，提出了用炸药装药所承受的机械功率－点火阈值函数作为炸药装药发射安全性的判据。并按此判据和实验结果给出了这５种炸药在１．５ｍｍ气隙条件下的发射安全性顺序。     

弹丸膛内摆动对炸药装药发射安全性的影响

通过实例计算分析，首次指出了弹丸膛内摆动对炸药装的应力分布和发射安全性有显著影响，为提高炸药装药发射安全性提供了新途径 。     

装药射击安全性模拟检测方法研究

围绕着影响发射装药射击安全性的主要因素，研究了发射药的力学强度与膛内点火动力条件之间的匹配，并建立了发射药粒动态强度的测量方法。考虑了发射时膛内的诸多复杂因素，例如药粒在膛内受到的撞击与压缩，提出了提高装药发射安全性的途径以及实验室模拟检测方法。     

炸药装药侵彻安全性模拟实验方法研究

为使炸药装药侵彻安全性模拟试验环境更接近炸药装药实弹侵彻过程中的受力环境,基于"应力率等效"和"摩擦功率密度等效"原则,分别建立了压缩载荷模拟实验方法和摩擦载荷模拟实验方法。实验结果表明,模拟实验中药柱所受应力率和摩擦功率密度的量值与实弹侵彻过程中炸药装药所受量值相近,能够模拟炸药装药实弹侵彻过程中的受力环境,并利用"比较法"验证了模拟实验方法的有效性。     

抗过载炸药装药侵彻安全性试验研究

针对炸药装药侵彻安全性问题,从主炸药粒度、颗粒级配和装药工艺出发,研制了一种可以满足抗高过载性能的不敏感炸药。感度测试表明,在满足浇注工艺要求的前提下,采用较细粒度的HMX,经过颗粒级配和钝感处理,大大降低了炸药的机械感度;采用特殊的装药工艺,严格控制了炸药装药质量,提高了装填密度达1.80g.cm-3。采用试验弹,通过100mm滑膛炮和钢筋混凝土靶,对所研制的新型抗过载炸药进行了侵彻安全性试验。侵彻过程中弹体保持完好,内部装药未燃未爆。     

装药底隙对弹底应力及发射安全性影响研究

采用有限元的方法,动态地模拟了发射过程中底隙存在时,炸药应力的分布,给出了不同时刻、不同底隙厚度对底部装药应力分布的影响,以及炸药最大应力随底隙厚度变化的关系曲线,分析了发射过程中的安全阀值问题。研究结果表明,在底隙对炸药应力的影响中,气隙厚度是主要因素。该结论对制订有关底隙厚度的军用标准具有指导意义。     

发射装药发射安全性评定方法研究

发射装药发射安全性问题严重制约现代火炮武器的发展,成为各军事强国竞相攻关解决的重大理论与技术难题。从揭示发射装药引起膛炸的机理入手,通过理论、计算、试验3个方面连续17年的系统深入研究,引入起始动态活度比新概念,建立了我国首个基于发射装药起始动态活度比的发射装药发射安全性评定方法兵器行业标准和国家军用标准。文中包括：发射装药发射安全性评定原理、发射装药发射安全性评定流程、发射装药膛内力学环境试验方法、发射装药动态挤压破碎试验方法、发射装药起始动态活度比试验方法、发射装药发射安全性判据的确定方法、发射装药发射安全性评定方法,并成功用于工程实践,为科学评估发射装药发射安全性提供了系统的理论依据、技术手段和技术标准。     

炸药底隙对炸药装药发射安全性的影响

为了避免炸药在发射环境下由于底隙中的空气受压缩加热引起膛炸,采用有限体积法,依据广义黏弹性统计裂纹本构模型,研究了在发射环境下炸药底隙对炸药装药安全性的影响。针对不同的炸药底部初始温度,分析了炸药内部应力和温度的分布规律,讨论了炸药底部温升与炸药点火的关系; 依据理想气体绝热压缩方程,定量地分析了炸药底隙中空气压缩量与温度升高的关系。研究结果显示,随着炸药底隙中残留空气的压缩量的不断增大,炸药底部的温度也不断升高。当底隙中空气压缩量达到一定值时,炸药底部的温度升高到其点火温度,从而引发炸药点火。该分析结论可以作为炸药装药发射安全性分析的理论依据。     

高速旋转弹丸炸药装药在膛内运动中底层温度的数值模拟

针对装填压装药柱的高速旋转弹丸发射安全性问题,基于摩擦产热-热传导-升温理论,建立弹丸炸药装药在膛内运动过程中因摩擦引起的温度变化计算模型。以某大口径高速旋转弹丸出膛后掉弹事故为计算实例,采用通用仿真分析软件LS-DYNA数值模拟该弹丸在膛内运动全过程,获取装药底面压力和装药与弹体相对角速度随时间变化规律,并结合MATLAB软件获取其具体函数形式,最终计算得到装药在膛内运动过程中的温度变化。计算结果表明：环境温度为50 ℃时,膛内炸药装药与弹体发生显著相对转动,在装药底面发生强摩擦、产生大量热量,向装药热传导后致使底层炸药升温,温度最高达302.3 ℃,远高于炸药热分解温度;热点将在装药表面大量产生,并在弹体内密闭空间快速成长,最终引发装药燃爆,造成掉弹事故;所提计算方法可为该类弹丸炸药装药结构设计和工艺改进提供理论参考。     

DNAN/RDX熔注炸药发射安全性模拟试验研究

DNAN基熔注炸药因优异的安全性能在世界范围内正广泛替代TNT基熔注炸药,但国内目前鲜有关于其在发射过载环境下的安全性研究报道,严重限制了国内榴弹等高膛压火炮用DNAN基熔注炸药的配方研制。为此,以DNAN/RDX(40/60)熔注炸药为对象,基于炸药抗过载装置,利用整形器技术进行波形整形,获得了与发射过载相似的载荷特征,建立了炸药装药发射安全性模拟试验装置,并采用临界底隙判据对炸药的发射安全性展开定量研究。结果表明：?15 mm×14 mm的DNAN/RDX配方药柱在打击速度为2.85 m/s条件下,所受载荷峰值为306 MPa,脉宽为7.85 ms,临界底隙为3.19 mm;在打击速度为6.66 m/s条件下,药柱所受载荷峰值为681 MPa,脉宽5.99 ms,临界底隙为1.31 mm;在打击速度为9.26 m/s条件下,药柱所受载荷峰值为1 100 MPa,脉宽5.58 ms,临界底隙为1.0 mm。根据药柱临界底隙随发射载荷幅值的变化规律,同一载荷下DNAN/RDX(40/60)临界底隙比B炸药大10%以上。     

氮气弹射系统动特性实时动态仿真

建立了描述高压氮气驱动下导弹发射架弹射导弹的数理模型 ,求得氮气弹射系统的动特性参数随时间的变化规律 ,对导弹俯仰角的控制原理和方法进行了研究 .还分析了气源压力、导弹重量、弹射机构几何尺寸和物理性质对导弹分离参数的影响 ,并应用混合编程技巧 ,实现氮气弹射系统运动学和动力学的实时仿真 ,将导弹的分离过程可视化 ,以便判断氮气弹射系统的运动规律、运动特性是否满足给定战技要求 .     

双层反应装甲作用场参数数值模拟与实验研究

应用数值计算程序模拟了双层反应装甲在聚能射流作用下的爆炸过程,得到反应装甲在起爆后各飞板的运动规律和相互作用的过程,以及双层反应装甲飞板在不同起爆点条件下的运动规律,并用实验进行了验证.数值模拟与实验结果吻合较好.     

红外空空导弹离轴发射特性研究

通过分析一种先进近距格斗空空导弹的离轴发射系统,提出了导弹的离轴发射原理,在此基础上建立了离轴发射的数学模型和仿真软件,并对导弹离轴发射的弹道和允许发射区在计算机上进行了数字仿真。     

发射药床挤压破碎的试验模拟

发射药床挤压破碎的物理仿真是火炮发射装药发射安全性研射药床挤压破碎物理仿真试验装置.用半密闭爆发器作为压缩动力源,其可控性使该装置能物理仿真各种火炮发射装药弹底药床点燃前所处的力学环境.用温度远远低于火药气体的惰性气体压缩被模拟的药床,既保证了物理仿真的真实性,又有效保护了挤压破碎后的药粒不被点燃.多次试验再现了膛内发射药床的力学环境和挤压破碎状况.该装置可用于研究发射药床的挤压破碎规律.该试验装置工作可靠,可操作性好,解决了发射装药发射安全性研究的一个关键问题.     

射弹冲击引爆带壳炸药数值模拟

利用非线性有限元程序LS-DYNA对射弹冲击引爆带壳炸药作用过程进行了数值模拟,得出了不同材料、长径比射弹冲击引爆不同厚度壳体炸药的临界闽值速度.结果表明相同质量射弹、射弹长径比将影响带壳炸药的引爆阈值速度.在选择射弹冲击引爆带壳炸药时,射弹直径是重点考虑的因素.射弹材料对冲击引爆阈值速度影响较为明显,在选择射弹材料时应采用高密度、高性能的材料.     

炸药摩擦感度测试方法的讨论

讨论了炸药摩擦感度的试验结果，将其与滑道试验的结果进行了比较，结果表明，试样的颗粒度，试样在受摩擦前被挤出滑柱工作面的量，是影响测试结果的重要因素。     

高速运动液体燃料爆炸抛撒模型的建立

高速运动液体燃料爆炸抛撒模型的建立对数值模拟高速运动液体燃料爆炸抛撒形成的云雾过程具有重要的意义。分析了高速运动的液体燃料爆炸抛撒过程,建立了包含液滴蒸发、破碎、碰撞聚合等作用的物理数学模型。用高速运动液体燃料爆炸抛撒建立的模型对初速为200m／s、0m／s的燃料空气炸药进行了数值计算。结果表明,静爆所得的云雾场的参数随时间及空间变化与实验数据吻合得很好,证明本模型能比较有效地反映云雾的形成过程。