TATBIW与TADBIW的氢解反应特性

研究了六苄基六氮杂异伍兹烷 (HBIW) 的氢解不完全产物三乙酰基三苄基六氮杂异伍兹烷(TATBIW)对氢解产品四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷(TADBIW)的二次氢解反应产生的影响.结果表明,TATBIW较TADBIW稳定性差,在甲酸介质中易于破笼,且易引起二次氢解催化剂中毒;但当催化剂用量加大到1%时,仍可得到TATBIW氢解完全的产物三乙酰基三甲酰基六氮杂异伍兹烷(TATFIW).     

四乙酰基六氮杂异伍兹烷分子结构的理论研究

采用Gaussian98软件包,在B3LYP/631G水平下,对四乙酰基六氮杂异伍兹烷(TAIW)结构进行了优化和频率计算,从理论上对TAIW的结构(键长、键角、二面角、电荷)进行了分析,由此判断,六元环上的仲胺活性较高,溶剂化效应对TAIW稳定存在的影响很大。对比了TAIW的IR振动频率、强度计算值与实验值,振动频率相对误差小于4%。     

一乙酰基三苯甲酰基二苄基六氮杂异伍兹烷亚硝化产物的分离和鉴定

采用硝酸（65％）／亚硝酸钠体系对一乙酰基三苯甲酰基二苄基六氮杂异伍兹烷进行亚硝解，将两个苄基转换为亚硝基，得到了一乙酰基三苯甲酰基二苄基六氮杂异伍兹烷。采用薄层色谱（TLC）及柱色谱方法，分离出产物中的两种副产物，结构鉴定表明，这两种副产物分别为一乙酰基四苯甲酰基一亚硝基六氮杂异伍兹烷和一乙酰基五苯甲酰基六氮杂异伍兹烷。     

圆柱贮液器模态实验研究

为了充分认识和研究液体推进剂对火箭贮液器固有振动特性的影响，进行了圆柱贮液器的模态实验，测出了贮液器在不同液高时的液－壳耦合振动模态，并与理论分析结果进行了比较．通过比较贮液器固有频率的理论计算值与实验值，证实了在贮液器－壳耦合振动分析中所做的理论假设和近似处理的合理性以及计算结果的可信性．实验表明，液体的存在对贮液器液－壳耦合振动模态有着重大的影响，液体在贮液器内越多，贮液器的耦合振动频率就越低．     

α-HMX的太赫兹波吸收特性及理论计算

为完善多晶型HMX光谱学表征,利用太赫兹时域光谱技术开展了α-HMX的太赫兹光谱实验与分析研究。得到了α-HMX的太赫兹吸收光谱与吸收特征峰。以密度泛函理论多种函数模型为基础,开展了α-HMX的分子振动频率计算工作,并对比了各函数模型下的计算值与实验值。结果表明,计算所得α-HMX分子振动频率与太赫兹实验光谱有较好的一致性,太赫兹吸收光谱中的特征峰的形成与分子振动密切相关。α-HMX晶体0.82THz吸收频率是由一对硝基对称摆动形成,1.51THz吸收频率是由另一对硝基对称摆动形成,而1.93THz吸收频率的形成来源于硝基的摆动、扭动以及C—H键的扭动等行为。     

TATB近太赫兹波段的吸收特性及其密度泛函理论计算

利用太赫兹时域光谱技术对三氨基三硝基苯(TATB)在0.2～2.5 THz频谱范围内的吸收光谱峰值进行了测量。采用密度泛函理论模拟计算了TATB的太赫兹频率特征吸收峰,结果表明,实测值TATB吸收光谱峰值位于1.65,2.22 THz处,计算值分别位于1.2,1.65 THz处。理论结果与实验结果对比发现,TATB在此波段有明显的特征吸收峰,并且理论与实验在某些特征吸收峰一致性好。     

采用奇异摄动裕度的三回路自动驾驶仪设计

针对传统三回路自动驾驶仪在工程应用中对开环穿越频率约束不足的问题,设计了一种使用 奇异摄动裕度的三回路自动驾驶仪方法。该方法将奇异摄动裕度信息引入三回路自动驾驶仪中,对自动驾驶仪进行开环穿越频率极点设计和预测校正,使三回路自动驾驶仪能够有效地对开环穿越频率进行约束,不再依赖于控制系统的闭环自振频率,同时计算得到的奇异摄动值可有效地反映控制系统性能。试验结果分析证明,采用奇异摄动裕度的三回路自动驾驶仪克服了传统设计方法的缺点,对产生的干扰能够有效快速地进行抑制,并能通过奇异摄动值准确地反映控制系统工作效果。     

六硝基六氮杂异伍兹烷分子构型的理论研究

本文用半经验ＡＭ１方法优化了六硝基六氮杂异伍兹烷（ＨＮＩＷ）的几何构型,进行了振动频率计算与分析。针对－ＮＯ２强吸收频率的归属进行了讨论,并与实验测得的红外光谱分了比较。由集居数分析讨论了分子结构的稳定性,用自然键轨道方法和键级判定法分析了Ｎ－ＮＯ２的成键特征。     

六硝基六氮杂异伍兹烷中硝解不完全产物的分离和鉴定

本文采用薄层色谱(TLC)及柱色谱方法,分离出了由三种不同硝解基质合成的六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)中所含的主要硝解不完全产物.并用FTIR、1HNMR、MS(CI)及元素分析等对它们进行了鉴定,确证其为一乙酰基五硝基六氮杂异伍兹烷、二乙酰基四硝基六氮杂异伍兹烷.由四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷(TADBIW)经亚硝解脱苄再硝解制得的HNIW(试样Ⅰ)中的主要杂质为一乙酰基五硝基六氮杂异伍兹烷,含量在1%左右(高效液相色谱(HPLC)归一化法测定).由TADBIW经氧化硝解制得的HNIW(试样Ⅱ)中的主要杂质也是一乙酰基五硝基六氮杂异伍兹烷,含量在5%左右.由六乙酰基六氮杂异伍兹烷(HAIW)制得的HNIW(试样Ⅲ)中的杂质为一乙酰基五硝基六氮杂异伍兹烷和二乙酰基四硝基六氮杂异伍兹烷.     

航天飞机固体火箭助推器1/8缩比动力模型的振动特性

本文报道航天飞机固体火箭助推器贮箱的六个1/8缩比模型的振动试验和分析结果。为具有相当于发射起飞、燃烧中期(最大动压)和接近燃烧末期(熄火)飞行状态的内装固体燃料的铝壳模型取得了固有振动频率和振型形状。文内把纵向、扭转、弯曲以及壳体的振动频率与根据薄壳模型以及有限元板和梁的模型推导出来的分析预计值进行了比较。最低的分析的纵向、扭转、弯曲和壳体振动频率处在实验值的10％范围内。文章同时讨论了阻尼和非对称的两端裙部对固有振动频率的影响。计算了有和没有内压时一个理想化的全尺寸航天飞机固体火箭助推器结构的分析频率,并与1/8缩比模型的结果进行了比较。     

Study on Molecular Structure of TATFIW

The molecular structure of triacetyltriformylhexaazaisowurtzitane（TATFIW） is optimized by using Gaussian98 software package at the level of B3LYP6-31G.Theoretically analyzed the TATFIW molecular structure,namely bond length,bond angle,dihedral angle and the charge distribution,it was found that hydrogen bond exists in TATFIW,and acetyl is easily taken off than formyl in the nitrolysis with nitric-sulfuric mixed acid.These results mentioned above agree with experiments.The comparison of calculated vibration frequency and intensity with the experiment values are also given.     

HMX/FOX-7共晶炸药分子动力学模拟

基于环四甲撑四硝胺(HMX)主要生长面和共晶形成氢键规则,搭建6种HMX/1基于环四甲撑四硝胺(HMX)主要生长面和共晶形成氢键规则,搭建6种HMX/11-二氨基22-二硝基乙烯(FOX-7)共晶模型。采用分子动力学(MD)模拟研究HMX/FOX-7共晶炸药形成的可能性。MD模拟过程中键长、键角、二面角发生严重扭曲。径向分布函数（RDF）考察HMX中氧原子和FOX-7中氢原子或HMX中氢原子和FOX-7中氧原子间的作用力。发现HMX和FOX-7分子间存在较强氢键和范德华力作用。根据最终HMX/FOX-7结构模型,进行结合能和X-射线粉末衍射（XRD）图谱计算。结果表明：6种共晶模型的结合能大小顺序为：E_b(0 2 0)>E_b(1 0 0)>E_b(随机)>E_b(111 )>E_b(102 )>E_b(0 11). 6种共晶模型的XRD衍射峰与纯组分HMX或FOX-7有很大区别。基于晶体生长形貌,结合能和径向分布函数的研究,FOX-7取代HMX（111 ）晶面的共晶模型易于形成。     

叠氮甲烷二聚体分子间相互作用的abinitio研究

运用ab initio方法,在HF水平6-311G**基组下求得叠氮甲烷二聚体势能面上六种优化构型和电子结构.经MP2电子相关和基组叠加误差(BSSE)以及零点能(ZPE)校正,求得分子间相互作用能;结合能(9.49 kJ*mol-1)最大的二聚体为存在两个CHN氢键的六元环构型,属于D2h群.探讨了甲基内旋转对相互作用能的影响.由自然键轨道(NBO)分析揭示了相互作用的本质.对单体和六种二聚体优化构型进行简谐振动分析,研究了IR光谱变化规律.此外还基于统计热力学求得273.15～800.00 K温度范围从单体形成二聚体的热力学性质变化.     

四氮烯异构体的密度泛函理论研究（英）

采用密度泛函理论对四氮烯起爆药的异构体进行研究。在B3LYP/6-311 G**水平下对四氮烯三种异构体分子的几何结构进行全优化计算。计算结果表明,(Ⅲ)的总能量比(Ⅰ)和(Ⅱ)都低,这说明(Ⅲ)是最稳定的分子结构,这与四氮烯的晶体结构和(Ⅲ)非常相近这一事实一致。对三种异构体分子的红外振动计算结果表明,它们的分子中都不存在虚频,由此说明这三种异构体都是可能存在的结构。由三种异构体分子的NBO电荷可以看出,(Ⅲ)分子中的原子排列比(Ⅰ)和(Ⅱ)便于分子中电荷的分散。前线轨道分析结果表明:N(8)是(Ⅲ)分子中最活跃的原子,在(Ⅲ)被活化的时候,N(8)—N(12)键先断裂。     

地球重力偏心对远程弹箭射程的影响

为了研究地球的重力偏心对射程的影响,用球谐函数展开法推导了地球为正常椭球体和圆球体时的重力表达式,对地球的重力偏心进行了计算分析,求出了偏心值。以某远程火箭弹为例,对地球为正常椭球体与圆球体两种情况进行了对比计算,结果表明：地球的重力偏心导致射程的差异比较明显;射角相同时,射程差的绝对值随着纬度的增高而减小;纬度相同时,在最大射程角以内,射程差随着射角的增大而增大。     

椅式(5,5)单壁碳纳米管内硝基甲烷热解反应的理论研究

采用完全活性空间自洽场方法（CASSCF）以及组合的量子化学ONIOM方法,研究了硝基甲烷受限于椅式（5,5）单壁碳纳米管内的结构及热解过程。分子结构分析表明,椅式（5,5）碳纳米管内的硝基甲烷其构型发生扭转,Cs对称性消失,C—N键长略微缩短。热解势能面分析发现,硝基甲烷单体沿C—N键的热解是一个无过渡态的解离过程,而硝基甲烷在椅式（5,5）碳纳米管内的热解需经历一个过渡态,所需克服的能垒约为198kJ·mol^-1,比硝基甲烷单体的解离能降低了21kJ·mol^-1左右。此外,计算结果还表明,椅式（5,5）碳纳米管内的硝基甲烷热解过程中的分子结构、NO2和CH3基团电荷变化与单体解离过程亦有所不同。     

KDNP与KDNP·H_2O的量子化学研究

以Materials Studio软件为基础,使用Dmol3模块以B3LYP/DNP方法对7-羟基-4,6-二硝基-5-氢-苯并呋咱钾(KDNP)和7-羟基-4,6-二硝基-5-氢-苯并呋咱钾的一水化物(KDNP·H_2O)进行了分子性质模拟预测,并对KDNP和KDNP·H_2O晶体的爆轰性质进行了模拟计算。计算结果表明KDNP分子结构具有共面性,而KDNP·H_2O中H_2O分子与苯并氧化呋咱环异面,二面角为29.35°;键级计算推断出两种分子均具有一定共轭性。静电势预测出KDNP·H_2O比KDNP有较高的撞击感度。计算所得前线轨道能量差KDNP·H_2O比KDNP小。根据以上计算结果使用最易跃迁法预测出KDNP·H_2O较KDNP敏感。此外,KDNP·H_2O晶体的爆轰性能与KDNP不带结晶水的晶体基本处于同一水平。     

基于地磁与卫星组合的高旋弹丸滚转角高频测量及系统误差计算研究

为了研究地磁与卫星组合测量的系统误差并提高其测量频率,利用高旋弹丸的飞行特性,建立了基于小攻角及单轴旋转假设的弹丸滚转角及其角速率的高频测量方法,并推导了其滚转角及其角速率计算的系统误差方程。通过建立以俯仰角为变量的仿真模型,完成了组合测量系统在全域范围内实时变化的系统误差计算。经6自由度(DOF)外弹道仿真验证,在排除弹轴与地磁矢量的较小夹角区域后,其整体滚转角误差小于±5°,角速率误差小于±5°/s. 在中小射角发射条件下,地磁与卫星组合的滚转角计算方法能够满足高旋弹丸的高频高精度的滚转角测量。