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。     

DAGR125发射药的燃烧特征

采用密闭爆发器静态试验和30mm高压模拟炮的动态试验,以制式单基药作为对比发射药,研究了DAGR 125发射药的静态燃烧特性及膛内燃烧特征。结果表明,DAGR 125发射药具有低压下起始缓燃的燃烧特性,随压力的升高呈渐增性燃烧特征;在高膛压装药条件下DAGR 125发射药燃烧正常、稳定,膛内p-t曲线光滑,起始负压差小。     

新型高能叠氮硝胺发射药高压燃烧稳定性研究

为了研究高能发射药膛内燃烧规律,通过半溶剂法制备了一种火药力高达1240J/g的新型高能叠氮硝胺发射药(ADR),采用高压密闭爆发器和30mm高压模拟试验装置,分别研究了不同温度下ADR发射药定容高压燃烧性能和装填密度、温度以及石墨光泽处理对ADR发射药膛内高压燃烧稳定性的影响。结果表明,不同温度条件下(-40、20和50℃)ADR发射药静态及动态燃烧性能稳定性良好,燃烧过程无异常;随着温度的增加,ADR发射药点火性能提高,增加了膛内燃烧稳定性;装填密度0.48~0.64g/cm³范围内,随着装填密度的增加,ADR发射药膛内压力波强度逐渐增加,但增长幅度减小;对发射药进行石墨光泽处理,增加了ADR发射药起始缓燃效果,使不同温度下膛内压力波强度明显降低;与RGD7发射药相比,ADR发射药火药力较高,爆温较低,发射装药膛内高压燃烧稳定性相当,在高膛压环境中应用前景较好。     

球扁药应用于大口径火炮高装填密度发射装药

研究了大弧厚球扁药成型工艺及其在大口径火炮高装填密度装药中的应用可行性。版面上装填试验表明：采用大弧厚球扁药能有效提高装填密度。经钝感处理后,对该药形进行30mm航炮射击试验,当球扁药在装药中的装填比例提高到一定程度时,与制式装药相比,初速增加了2．1％,而最大膛压基本保持不变,点火安全。100H射击试验表明：该药形经钝感处理后,应用于大口径火炮高装填密度是可行的、有效的。     

新型大口径火炮全装药膛内压力波问题研究

为研究新型大口径火炮全装药膛内压力波存在的问题,通过理论分析、内弹道试验以及对装药结构优化设计等研究工作,摸清了膛内压力波过大产生 的原因.在不改变原火炮药室结构的情况下,通过改进装药结构设计,改善了装药床的通气性,减小弹后自由空间,最大负压差由初期的80 MPa左右降到20 MPa以下,较好地解决了新型火炮装药膛内压力波过大、弹道性能不稳定的问题.     

新型大口径火炮全装药膛内压力波问题研究

为研究新型大口径火炮全装药膛内压力波存在的问题,通过理论分析、内弹道试验以及对装药结构优化设计等研究工作,摸清了膛内压力波过大产生的原因。在不改变原火炮药室结构的情况下,通过改进装药结构设计,改善了装药床的通气性,减小弹后自由空间,最大负压差由初期的80MPa左右降到20MPa以下,较好地解决了新型火炮装药膛内压力波过大、弹道性能不稳定的问题。     

端面不堵孔包覆对多孔发射药燃烧和弹道性能的影响

用密闭爆发器测量了相同装填密度下37孔硝基胍发射药不堵孔包覆前后的燃烧性能,并以100mm加农炮弹道诸元为参考,对包覆前后发射药的弹道性能进行了预估。结果表明,发射药药粒包覆后其密闭爆发器试验最大动态活度增加约23%。在0.7kg/dm3的装填密度下,采用不堵孔包覆药装药的示压效率比未包覆药粒装药提高了约4%。包覆药粒装药装填密度0.759kg/dm3时的膛压与原药装药装填密度为0.700kg/dm3时的膛压相同,但初速提高16m/s,并与未包覆药粒装药具有相同的燃烧结束点。     

一种随行装药定容燃烧性能研究

为了在静态环境下模拟某新型随行装药的内弹道燃烧性能,采用将小粒发射药进行钢筒中压制成型,端面封堵延时处理的方法得到了一种新型随行装药试样。并将制得的随行药与单樟6/7混合进行密闭爆发器实验,测试了其燃烧性能。实验结果表明:与单樟6/7单独装药相比,其燃烧过程分为2个阶段,且第二阶段燃烧速率远大于第一阶段,通过延迟装置质量和装药密度的调节可以实现对随行药点火延迟时间的控制。随行药具有很高的燃速和较强的燃烧渐增性,在内弹道过程中可有效改善膛内压力分布。     

不同射击工况下膛内模块装药的热安全性预测

为研究火炮多发连续射击情况下模块装药滞留膛内的热安全性问题,建立了膛内模块装药二维非稳态烤燃模型,采用FLUENT软件对模块装药在膛内的烤燃过程进行了数值模拟,分析了3种射击工况下多发连续射击后继续装填模块装药留膛时的烤燃特性。结果表明,常温下不同射击工况对膛内模块装药的烤燃响应时间影响较大,对烤燃起始响应位置影响较小,对烤燃响应温度几乎无影响;采用5发/min射速射击32发后模块装药的烤燃响应时间为399.2s,采用1发/min射速射击43发和采用混合射速射击41发后模块装药的烤燃响应时间分别为176.4s和179.6s。3种射击工况下均是靠近模块盒右侧端面处的单基药最先着火,并形成环形烤燃响应区,单基药的烤燃响应温度分别为459.2、462.7和460.0K。     

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。     

基于密闭爆发器试验的发射装药内弹道性能预估

为了预估发射装药的内弹道性能,建立了一种基于密闭爆发器试验检测发射药的静态燃烧性能参数进而预测其装药内弹道性能的方法,采用不同批次的单樟-5/7发射药进行了装药性能预估计算,并基于30 mm火炮对内弹道性能预估精度进行了试验验证。结果表明,采用所建立的基于密闭爆发器试验的发射装药内弹道性能预估方法计算获得的最大膛压为376.0 MPa,与试验测试的膛压平均值388.7 MPa的计算误差为3.27%;计算的炮口初速为1143.5 m/s,与试验测试的炮口初速平均值1156.3 m/s的计算误差为1.11%。所建立的基于密闭爆发器试验的发射装药内弹道性能预估方法具有较高的精度,可对发射药样品不同批次间的内弹道性能进行高效精确的预估,为长期贮存发射药使用寿命的判定及发射药产品的出厂校验提供了一种高效低成本的弹道性能评价方法。     

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。     

胶黏固结发射药的燃烧性能

以变燃速发射药为基体,用含能胶黏剂对其药粒表面微胶化处理,压实固结,制成胶黏固结整体变燃速发射药,解决固结装药的燃烧渐增性问题。将高装填密度和变燃速发射药的燃速渐增特性结合在一起,可有效控制高装填密度发射药的燃气释放。由密闭爆发器实验得出变燃速发射药和胶黏固结药的p-t和L-B曲线,并对两种发射药曲线进行对比分析。结果表明,胶黏固结发射药基本保持变燃速发射药的高燃烧渐增性,具有高装填密度和燃烧再现性。     

KH550改善硝基胍发射药低温力学性能研究

为了改善硝基胍发射药的低温力学性能和燃烧稳定性,使用硅烷偶联剂(KH550)对硝基胍进行表面包覆处理,制备了KH550改性后的硝基胍发射药。采用扫描电镜、红外光谱仪、差示扫描量热仪研究了硝基胍被KH550包覆后的物理化学性质。采用简支梁抗冲击试验机、万能材料试验机及密闭爆发器试验测试了改性前后硝基胍发射药的常温与低温力学性能及燃烧性能。结果表明,KH550可以通过化学作用包覆在硝基胍表面,且在发射药的黏结体系中未出现团聚现象;包覆后的硝基胍热分解性能稳定,KH550的加入对硝基胍发射药的热分解性能影响不大;与原硝基胍发射药相比,改性硝基胍发射药在低温(-40℃)环境下的抗冲击强度、抗压缩强度和抗拉伸强度分别提高了34.22%、3.71%和11.5%。且改性硝基胍发射药低温(-40℃)的燃烧相对陡度降低,燃烧更加稳定。     

NGu对含RDX硝胺发射药燃烧性能的影响

为从微观的角度研究NGu对含RDX的硝胺发射药燃速压力指数改变的影响,采用改进的小型点火燃烧模拟装置,在35MPa左右对几种发射药进行低压中止燃烧实验.通过SEM电镜观察发射药在低压下燃烧的表面状况.结果表明,在硝胺发射药的燃烧过程中,NGu在燃烧表面形成较厚的熔融层,抑制了RDX的爆燃;RDX的爆燃与燃烧表面熔融层之间的"均衡状态"影响发射药燃速压力指数的变化,当RDX与NGu质量比小于1时,燃速压力指数明显降低;当RDX和NGu同时存在时,发射药的燃烧表面有针状晶体生成.     

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。     

The Effects of Porous Structure on the Burning Characteristics of Foamed NC‐Based Gun Propellants

The effects of porous structure on the burning characteristics of foamed NC‐based (nitrocellulose‐based) gun propellants were investigated by closed vessel and quenched combustion experiments. The foamed NC‐based TEGDN (triethylene glycol dinitrate) gun propellants with different porous structures were prepared by adjusting the process parameters in the foaming process. SEM (scanning electron microscopy) was used to observe the morphologies of foamed TEGDN propellants, and the densities of the foamed propellants were also measured to evaluate the porosities of foamed propellants. The experimental results showed that the burning characteristics of the novel foamed propellants are totally different from combustion characteristics of parallel‐layer. Further investigations revealed that the burning characteristics of the foamed NC‐based propellants largely depend on the porous structure, larger pores and higher porosity would lead to higher burning rate of the foamed TEGDN propellants.     

燃烧催化剂对太根发射药燃烧性能的影响

将燃烧催化剂引入太根发射药中,利用密闭爆发器静态燃烧实验研究了这些燃烧催化剂对太根发射药燃烧性能的作用效果.结果表明,某些特殊的燃烧催化剂,可较好地降低该类发射药局部燃烧压强范围内的燃速压强指数,降低压强指数的压力范围与所用催化剂的种类有关.研究还发现,邻苯二甲酸铅有缩短太根发射药燃烧时间、提高燃烧速度、增加气体生成猛度的作用;含铜金属盐有抑制太根发射药燃气生成猛度的作用.     

Research on Titanium‐Containing Micro‐Porous Propellants with Rapid Burning Rate

Micro‐porous propellants containing titanium powder were obtained by supercritical CO₂ (SC CO₂) foaming technique. The morphologies of the micro‐porous propellants were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and energy‐dispersive X‐ray spectroscopy (EDS) measurement. The burning rate, the impetus, and the heat of explosion of the micro‐porous propellants were measured by the closed vessel test and the calorimetric bomb test. The results show that the porosity increased with increasing titanium powder content; compared with Benite, the burning rate was substantially improved, and the maximum values of the impetus and the isochoric heat of explosion increased by 51.4 % and 6.5 %, respectively. The Ti‐containing micro‐porous propellants with rapid burning rate and better energetic properties described in this paper may have the potential to replace Benite as igniter material in a flame igniter of a gun propellant charge.     

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。