火药在高压和有气体流出时的燃烧

利用多种用途高压半密闭爆发器及高性能钽10钨喷管,研究了双带发射药在高压和有气体流出时的燃烧规律。发现有气体流出时对发射药燃速有显著影响。当试验压力为226～245M(?)Pa,喉面与燃烧室截面比为25％时,比密闭条件下的燃速系数提高50％。提出采用有气体流出条件下的压力全冲量计算无后座力炮内弹道的新见解。     

新型高能高强度JMZ发射药的燃烧特性

为探索混合硝酸酯增塑的聚醚聚氨酯黏合剂体系的新型发射药的燃烧性能,通过密闭爆发器常规实验和高压实验．研究分析了JMZ发射药在不同压力范围的燃烧特性。结果表明,JMZ发射药在低压下的燃速压力指数较大,具有高含量RDX硝胺发射药的共同特征,但在高压下的燃速压力指数逐渐变小,与制式发射药相当,在燃速压力指数的变化过程中不存在明显的转折现象。另外,JMZ发射药在起始阶段表现出了良好的燃烧渐增性,对身管武器的应用是十分有利的。     

催化剂对太根发射药燃速的影响

为探讨调节发射药燃气生成规律的途径,采用催化剂调节太根发射药的燃速,通过密闭爆发器实验测试了不同催化剂对太根发射药燃速调节的效果。结果表明,使用催化剂可以有效调节太根发射药的燃速,当测试压力为50~150M Pa时,碳酸镍可使太根发射药的燃速提高8%以上,二茂铁可使太根发射药的燃速降低10%。所研究的6种催化剂对发射药燃速压力指数的影响均小于0.02。     

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。     

球形变燃速发射药的燃气生成规律

通过建立该类药型气体生成猛度与已燃发射药质量分数的理论表达式,对影响球形变燃速发射药的燃气生成规律进行理论分析。在服从几何燃烧定律的条件下,以球形变燃速发射药的初始药形尺寸以及内外层燃速比k、密度比y为基本变量,推导出球形变燃速发射药的表达式。在取值相同的情况下,根据药型和形状函数分别进行了计算和分析,得到了球形变燃速发射药的计算曲线。计算结果表明:适当调节发射药的初始药形尺寸及内外层药的燃速比k、密度比y的值时,可控制球形变燃速发射药的能量释放规律。当内外层燃烧比增加3倍时,气体生成猛度最大值增加约为2.2倍。     

硝酸异丙酯对单基发射药燃烧性能的影响

为研究硝酸异丙酯对单基发射药燃烧性能的影响,用密闭爆发器测试了加入硝酸异丙酯后单基发射药的燃烧性能。通过分析p-t曲线,得到最大压力、燃烧时间、气体生成猛度、压力全冲量、火药已燃百分数、火药力和余容等燃烧特性参数以及燃烧速度与压力之间的关系。结果表明,硝酸异丙酯使发射药的燃烧速度加快,燃烧时间缩短,燃速系数增大,压力指数减小。     

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。     

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.     

过渡金属有机酸盐M对太根发射药燃速压力指数的影响

将过渡金属有机酸盐M作为催化剂引入太根发射药中,通过密闭爆发器实验测试了催化剂M对太根发射药燃速压力指数降低的效果,并利用发射药能量示性数软件计算了含催化剂M的太根发射药的火药力和爆温。结果表明,合适的催化剂M含量可以降低测试压力范围内太根发射药的燃速压力指数,添加质量分数为1.5%的催化剂对太根发射药燃速压力指数的降低作用最明显,此时火药力下降不到1%,对发射药能量影响较小。     

变燃速发射药的燃烧性能

介绍了变燃速发射药的原理和实现方法。内层采用高燃速发射药．外层为低燃速发射药．从而达到变燃速的目的;分析了双层结构变燃速发射药的密闭爆发器燃烧性能及30mm火炮内弹道试验结果。与高分子包覆单基发射药相比,双层结构变燃速发射药具有较好的燃烧渐增特性和明显的低温度系数效果。     

四种硝胺发射药燃烧规律研究

通过密闭爆发器恒压燃速仪对四种硝胺发射药在５０－４００ＭＰａ压力范围的燃速测定，分析了它们的燃烧规律，发现在黑索今基硝胺发射药中，除加入硝基胍作为燃速改良剂外，另一种化合物的加入。更有效地改善了黑索今基硝胺发射药ｕ－ｐ曲线转折的程度，并使压力指数控制在１。００左右。     

四种硝胺发射药燃烧规律研究

通过密闭爆发器恒压燃速仪对四种硝胺发射药在50～400MPa 压力范围的燃速测定,分析了它们的燃烧规律,发现在黑索今(RDX)基硝胺发射药中,除加入硝基胍作为燃速改良剂外,另一种化合物(二叠氮基乙基硝基胺)的加入。更有效地改善了黑索今基硝胺发射药 u-P 曲线转折的程度,并使压力指数控制在1.00左右。     

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。     

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。     

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。     

内外层燃速比对层状发射药燃烧渐增性的影响

为研究内外层燃速比对层状发射药燃烧渐增性的影响,建立了方片状层状发射药和圆饼片状层状发射药气体生成猛度与已燃发射药质量分数的理论表达式,将内外层燃速比对燃气生成的因素进行了理论分析。在几何燃烧定律的条件下,以初始尺寸及宽厚比、密度比等为基本参量,分别推导了层状发射药的Γ-Ψ与Γ-z表达式,得到不同内外层燃速比对应的燃烧曲线,并对比分析。通过调整内外层燃速比,可以有效地控制层状发射药在不同时期的气体生成速率,从而确定合理的内外层燃速参数。     

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。     

高能硝胺发射药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。     

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。