双层管状变燃速发射药的燃气生成规律

为建立气体生成猛度Г与已燃发射药质量分数ψ的理论表达式,对双层管状变燃速发射药的燃气生成规律进行了理论分析。在服从几何燃烧定律的条件下,以双层管状药的初始药形尺寸及内外层药的燃速比、密度比为基本变量,推导出变燃速发射药的Г-ψ表达式,得出发挥双层变燃速管状药渐增性燃烧特点所需的临界长径比。通过Г-ψ计算曲线,说明这种发射药的内径、长径比及燃速比影响其燃气生成规律。结果表明,当双层管状发射药的初始药形尺寸及内外层药的燃速比取值适当时,会出现前期为渐增性燃烧、中后期有一个Г值的阶跃情况。     

发射药膛内动态燃速规律研究

通过３０ｍｍ高压滑膛模拟炮实验，采用压电测试系统与微波干涉系统同步测试膛内的燃气压力变化过程与弹丸运动变容过程，并经过内弹道方程的推导，对发射药在火炮膛内变容条件下的动态燃速规律进行了探索性研究     

变燃速发射药的原理与实现方法

根据身管武器内弹道特点,提出了变燃速发射药的概念,论述了基本原理和实现该原理的技术方法。采用内层为高燃速发射药,外层为低燃速发射药。达到变燃速的目的。实验证明,两层结构的变燃速发射药具有所希望的能量释放规律,表现出很好的渐增性燃烧。变燃速发射同时还具有高能量、普遍适应性、高安全性等特点。     

变燃速发射药的研究进展

综述了变燃速发射药的种类、性能及应用研究现状,指出发射药钝感包覆技术中表面钝感剂与包覆层的分布及迁移控制问题是该技术的关键。管状变燃速发射药由于制备工艺易于实现、能量性能较优而被广泛使用。分析了国内在变燃速发射药的种类、制备工艺及应用等方面存在的差距,并提出了建议。     

片状变燃速发射药燃烧性能的数值计算

为研究包覆方式对片状发射药燃烧性能的影响,建立了不同包覆方式下多层片状发射药的物理模型,并推导了形状函数和燃气生成猛度表达式,利用Matlab软件对不同的宽厚比、长厚比及多层结构的片状发射药进行了数值计算;制备了不同长厚比的片状变燃速发射药,并进行了密闭爆发器实验。结果表明,四面包覆和全包覆可以很好地消除临界宽厚比对片状发射药燃烧性能的影响;与两面包覆的片状发射药相比,四面包覆和全包覆的片状发射药能够延缓内层药减面燃烧的时间,其燃气生成猛度的阶跃程度分别提高了1.17%和1.23%,呈现出良好的燃烧渐增性。     

变燃速发射药的低温感性能

根据银纹厚度随温度的变化,改变火药燃烧面和建立一个补偿系统,使变燃速发射药具有低温度系数。通过扫描电镜观察变燃速发射药的微观结构,观察到外层的银纹和银纹厚度随温度的变化情况;通过密闭爆发器实验,对发射药高、低、常温的燃烧性能进行了对比;在30mm火炮上进行内弹道试验,观察其温度系数的变化。结果表明。银纹厚度随温度的变化改变火药的燃烧面积,从而改变了变燃速发射药的气体生成速率;变燃速发射药高、低、常温燃烧性能变化不大;变燃速发射药具有较低的温度系数。     

七孔变燃速发射药内弹道性能的数值计算

基于经典内弹道理论建立了七孔变燃速发射药的内弹道模型。在Ф30mm火炮装填条件下,用C语言编写的计算程序,对标准七孔发射药以及不同内外层火药力和不同内外层燃速比的七孔变燃速发射药的内弹道性能进行了数值计算。结果表明,七孔变燃速发射药比标准七孔发射药具有更好的燃烧渐增性,在膛压变化较小的情况下,弹丸初速有较大提高,约5%左右。调节七孔变燃速发射药内外层火药力可以有效控制膛压和提高弹丸初速。随着内外层燃速比的增大,膛内最大压力和弹丸初速逐渐降低,燃烧分裂点和结束点向后推移,七孔变燃速发射药的内外层燃速比一般取2左右为宜。     

黑索今对变燃速发射药力学及燃烧性能的影响

变燃速发射药在其内层中添加高能硝铵炸药黑索今达到了内层快速燃烧的目的,同时黑索今的引入也影响了整体发射药的力学性能.通过抗拉强度、剪切强度的测试对比及密闭爆发器燃烧现象的比较,得出结论,随着黑索今含量的增加,变燃速发射药抗拉强度和剪切强度均减小,同时燃烧渐增性变优;随着黑索今粒度的变大,发射药抗拉强度减小,同时燃烧渐增性变差.     

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。     

由密闭爆发器实验数据分析变燃速发射药的燃烧渐增性

为进一步研究变燃速发射药的燃烧渐增性,提出了一种利用密闭爆发器实验数据描述发射药能量释放规律的数学物理模型.通过密闭爆发器实验,研究了一种中心开孔式双层硝胺变燃速发射药试样的燃烧渐增性.结果表明,所提出的数学物理模型可以用来定量地判断发射药燃烧的渐增性强弱;所研制的硝胺发射药显示出了渐增性燃烧的特点,并且可以通过调节配方和药型尺寸,达到调节控制其燃烧渐增性的效果.     

Burning Phenomena of the Gun Propellant JA2

The combustion phenomena of the standard gun propellant JA2 are investigated in experiments and analyzed by a simplified theoretical model. Hereby energy transfer from the gas phase governs ignition and combustion of solid rocket and gun propellants. In addition to the heat conduction and convection, the radiation of the flame contributes to the heat feedback which controls the burning rate in dependence on pressure. The dependence on the initial temperature is given by physical parameters of the conversion from the solid to the gaseous state. Burning rates are measured in dependence on pressure and initial temperature confirming a simplified law for the burning rate. The evaluation yields that the pressure exponent can be directly assigned to the heat feedback and that the temperature of the conversion from the condensed to the gas phase lies at about 675 K. The experiments also comprise spectroscopic measurements at low pressures in the wavelength ranges from 300 nm to 14000 nm which are resolved spatially along the vertical flame profile. The analysis of the spectra delivers the profiles of species in the flames including di‐atomic radicals and tri‐atomic molecules of the final combustion products. In addition, gas phase temperatures are derived by application of the Single‐Line‐Group model which gives approximately 2800 K closely below the adiabatic flame temperature of 2900 K at low pressures. They are compared to temperatures assigned to soot particle emission. In summary, these data enable an estimation of the heat feedback from the flame to the burning surface.     

程序控制燃烧发射药的概念和原理

从提高发射药燃烧渐增性和提高发射装药总能量角度,提出了一种新概念发射药及装药--程序控制燃烧发射药及装药.通过总结和归纳大量密闭爆发器和内弹道试验结果,得到了3个经验公式.根据经验公式可推断出高初速发射装药应同时具备高能量和高燃烧渐增特性,验证了程序控制燃烧发射药概念原理上的正确性.     

超高燃速推进剂的限燃包覆层

研究了超高燃速推进剂的侧面限燃包覆。通过包覆层厚度、中止燃烧、间接证明实验,证实了采用硬质PVC黏合剂为内层,添加石棉粉的醋酸纤维素为外层的包覆层,可以使超高燃速推进剂侧面不发生窜火,达到稳定对流燃烧,燃速可达1000mm／s以上。     

高能低燃速NEPE推进剂的研究

采用调节 NEPE推进剂的配方组分、添加降速剂等手段进行了一系列降低燃速的研究。研究结果表明 ,增大 AP粒径、降低 NG/DEGDN的比例、适当降低 AP含量、添加少量降速剂 ,可达到降低燃速的目的。通过对 NEPE推进剂配方组分的调节 ,在没有添加降速剂时 ,其 4.0 MPa下燃速可达到 4.7mm/ s,并且实测标准比冲可达到 2 2 39.3N·s/ kg。     

武器射击试验装药气体生成强度的测量

通过对火炮膛内压力－时间曲线的再处理,研究发射药的气体生成强度,进而分析发射药装药的物理燃烧规律。     

Bifurcations of Propellant Burning Rate at Oscillatory Pressure

A new phenomenon, the disparity between pressure and propellant burning rate frequencies, has revealed in numerical studies of propellant burning rate response to oscillatory pressure. As is clear from the linear approximation, under small pressure amplitudes, h, pressure and propellant burning rate oscillations occur with equal period T (T‐solution). In the paper, however, it is shown that at a certain critical value of the parameter h the system in hand undergoes a bifurcation so that the T‐solution converts to oscillations with period 2T (2T‐solution). When the bifurcation parameter h increases, the subsequent behavior of the system becomes complicated. It is obtained a sequence of period doubling to 4T‐solution and 8T‐solution. Beyond a certain value of the bifurcation parameter h an apparently fully chaotic solution is found. These effects undoubtedly should be taken into account in studies of oscillatory processes in combustion chambers.