ETPE发射药等离子体点火的燃烧特性

为解决ETPE发射药点火延迟时间长及难点火的问题,用高功率脉冲电源通过等离子体发生器产生电弧等离子体点燃ETPE发射药,并研究了ETPE发射药在等离子体作用条件下的点火燃烧特性.结果表明,与常规点火方式相比,等离子体作用使ETPE发射药的燃速显著增强,点火延迟期缩短,点火的一致性改变.分析认为,等离子体高温高速射流的强作用使得RDX颗粒快速越过吸热熔融过程达到分解放热阶段,所以ETPE发射药点火延迟期缩短以及燃烧初期燃速提高.     

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。     

发射药初温和热物性参数对点火性能影响的研究

采用点火模拟试验装置，对几种发射药在常，低温情况下的点火性能进行试验，获得了这几种发射药在不同温度下的点火特征曲线及重要参数，得出了这几种发射药在不同温度下的点火性能差异，并结合火理论作数值计算，分析了发射药初温对点火性能影响的内在原因，为进一步研究低温下发射药膛内的点火特性及燃烧过程提供依据。     

SF-3发射药的等离子体点火中止燃烧试验

采用有剪切膜片控压的密闭爆发器分别在等离子体点火和常规点火条件下进行该发射药的燃烧性能和中止燃烧两种比较试验.用扫描电镜观测了SF-3发射药的燃面变化情况.结果显示,在底喷式等离子体发生器作用下,SF-3发射药的燃烧表面存在大量微坑,使燃烧表面积大大增加,并导致SF-3发射药等离子体点火燃烧在一定程度上偏离几何燃烧规律.在常规点火条件下,SF-3发射药中止燃烧表面的Cu、C、O三种元素的归一化质量分数分别为0.7%、30.0%、69.3%,而在等离子体点火条件下则分别为3.0%、35.5%、61.5%,表明等离子体发生器所产生的高温C颗粒和Cu颗粒对SF-3发射药的燃烧有显著影响.     

带延迟点火部件的发射药点火性能试验研究

为了更好地研究发射药的点火性能,在基于密闭爆发器原理的点火性能测试装置基础上增加了一个延迟点火部件,构建了一个新型点火性能模拟试验装置,根据该装置建立了简单的火药分层点火过程模型,模拟并对比了高能太根-18/1、双芳-3-18/1及NR11-18/1三种发射药的点火性能。结果表明,NR11-18/1发射药较易点火,双芳-3-18/1发射药最难点火,点火时间分别为19和45ms。增加延迟点火部件后,可将点火药的燃烧和发射药的燃烧阶段有效区分,不仅有利于对比点火性能差异较小的发射药之间的区别,还有助于分析发射药低压段的燃烧速度。随着延迟点火部件长度的增加,点火时间也增长。     

空气电弧等离子体作用下发射药的燃烧特性

为了研究发射药等离子体点火作用机理,用扫描电子显微镜研究了不同强度电弧放电等离子体揭示的3种制式发射药及新型ETPE发射药在等离子体作用后的燃烧表面变化规律,得到等离子体点火后发生燃烧反应的质量.结果表明,电弧等离子体输入电能对发射药的点火有着重要影响,随着输入电能的增加,参加反应的发射药质量逐渐增加.ETPE发射药燃烧表面与常规制式发射药燃烧表面有较大差别.发射药对电弧等离子体的相对敏感程度不同,双基发射药最强,ETPE发射药最弱.     

发射药的等离子体点火燃烧中止试验研究

用等离子体点火中止燃烧装置,研究了等离子体点火太根药、双基药、硝胺药及单基药的燃烧中止现象,借助所得回收样品的显微照片和中止压力-时间曲线分析了等离子体与发射药的相互作用规律.结果表明,由于等离子体的侵蚀和辐射作用,发射药的燃烧表面不规则;不同配方发射药的点火延迟时间不同,太根发射药等离子体点火的延迟时间最短,容易实现等离子体点火.发射药的理化性质,包括配方和添加剂成分、表面状况、热传导系数和光学吸收系数等对等离子体点火有着显著影响.     

一种LOVA发射药燃烧残渣现象分析

针对点火模拟装置中某种LOVA发射药燃烧结束留有残渣的现象,将自制样品在常温和常压下进行环境燃烧试验、中止燃烧试验及SEM观察.归纳出残渣产生的原因,分析了LOVA发射药的燃烧规律和燃烧特性.结果表明,配方中RDX组分与含能黏结剂BAMO/AMMO聚合物体系的燃烧不同步性、以及该类发射药氧含量低是造成LOVA发射药燃烧...     

ETPE发射药的热分解特性与燃烧机理

通过DSC、PDSC分析了点火延迟时间长及难点火ETPE发射药燃烧过程中的热分解特性。用中止燃烧实验装置、SEM电镜观察研究了ETPE发射药燃烧表面的形貌变化及燃烧规律。结果表明,ETPE发射药热分解过程主要由其配方中含能添加剂RDX的热分解过程决定,RDX组分与含能黏结剂BAMO/AMMO聚合物体系之间的燃烧不同步性是造成ETPE发射药点火燃烧性能不佳的主要原因。根据ETPE发射药燃烧过程的特点,归纳出该类发射药的燃烧机理。     

发射药点火燃烧测温技术探索研究

采用六通道光学高温计,对两种发射药的点火燃烧温度进行试验,获得了这两种发射药在不同压力点的点火燃烧温度,并对所获得的测温结果进行了分析,为进一步开展发射药的点火燃烧温度研究打下基础。     

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.     

等离子体对发射药烧蚀作用的机理研究(英文)

为了研究等离子体对发射药的点火燃烧作用机理,在Keidar教授处理烧蚀问题的双层动力学模型基础上,建立了用于描述等离子体对发射药烧蚀作用的物理模型和数学模型。研究了等离子体对SF-3发射药、GR5发射药及新型ETPE发射药的烧蚀作用,利用所获得的电弧等离子体特性参数与发射药的特性参数对烧蚀质量进行了数值模拟。结果表明,在较低的电弧等离子体能量作用下,理论计算结果与实验结果具有较好的一致性,所建立的模型能够反映等离子体对发射药的烧蚀作用过程。随着等离子体能量的升高,理论计算结果与实验结果之间的偏差逐渐加大,反应作用因素影响增强。3种类型发射药中,ETPE发射药对电弧等离子体的敏感程度最弱,SF-3发射药对电弧等离子体的敏感程度最强。     

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。     

一种新型LOVA发射药点火性能的研究

采用点火模拟试验方法，对新型LOVA发射药的点火性能进行了研究，提出了一种预估发射药点火难易的方法。结果表明：在相同的试验条件下该LOVA发射药较单基药难点燃；在密闭爆发器实验中延迟时间短的发射药相应地在点火实验中较容易点燃。     

硝胺发射药的热行为与燃烧性能的关系

应用ＤＳＣ热分析技术，结合密闭爆发器测试结果，分析了各种制式发射药及硝胺发射药的热化学行为与燃烧性能之间的关系，研究了燃烧改良剂ＳＧ对热化学行为的影响及对改善硝胺发射药燃烧性能的贡献。     

超多孔圆片(MPD)发射药定容燃烧特性的数值计算（英文）

为模拟并优化超多孔圆片发射药的燃烧性能,建立了一种超多孔圆片发射药的定容燃烧模型。在几何燃烧定律条件下,计算了超多孔圆片发射药的燃烧压力曲线和动态活度曲线与超多孔圆片的关系;分析了超多孔圆片厚度、内孔孔径、燃速系数及燃烧压强指数对其燃烧性能的影响。结果表明,超多孔圆片发射药的药型结构与配方共同影响其燃烧性能;超多孔发射药圆片厚度的增加及内孔孔径的降低可提高超多孔圆片发射药最大动态活度以及燃烧时间;但超多孔圆片发射药药型尺寸对其燃烧性能的影响较弱;相对而言,发射药配方燃速系数及压强指数对其燃烧影响较大,燃速系数及压力指数较大的超多孔圆片发射药的燃烧特性更优。     

固体火箭发动机的热安全性研究

采用带源项的热传导方程,对固体火箭发动机在外界热源作用下的加热过程进行了数值模拟,分析了固体发动机内推进剂在外界热源作用下的燃烧特点,并确定了发动机产生热危险性的临界温度和起始燃烧时间。研究结果表明,在热传导方程中加入化学反应源项,可以有效地模拟发动机在外界热源作用下的加热过程;推进剂产生热危险性的临界温度为520～525K;在外界火焰作用下,发动机内的推进剂将点火燃烧,随着外界火焰温度的上升,推进剂起始燃烧的延迟时间减少。     

压力下降条件下一种双基发射药的瞬态燃烧特性

为了解火药在压力下降条件下的瞬态燃烧特性,采用压力瞬时下降状态下的实验装置系统,研究了一种双基发射药在瞬态降压下的燃烧行为。结果表明,在燃烧室压力为0～151MPa,降压速率为(30～2.5×104)MPa/s条件下,该双基发射药的燃烧行为可分为熄灭和完全燃烧两种情况。在不同的初始压力和降压速率下,双基发射药有不同的熄火临界特性曲线。     

表面处理对叠氮硝胺发射药起始燃烧性能的影响

通过30mm短管炮内弹道试验和点火模拟装置试验,研究了钝感与包覆两种不同表面处理工艺的叠氮硝胺发射药膛内起始燃烧性能。结果表明：经表面处理的叠氮硝胺与未经表面处理的叠氮硝胺发射药相比,起始负压差(-△Pi)大大降低,膛内压力波强度变小,膛内起始燃烧性能获得改善。结果还指出了两种表面处理对起始燃烧过程影响的本质区别。     

发射药燃烧转爆轰的试验研究

为研究发射药燃烧转爆轰特性及其影响因素,采用联合国危险分级试验中燃烧转爆轰试验方法对单、双、三基以及不同药型的发射药进行燃烧转爆轰试验。结果表明,在管厚4mm弱约束条件下,只有三基小粒发射药发生爆轰,在管厚9mm强约束条件下,6/7双基药、6/7叠氮发射药、6/7三基药以及三基小粒药发生爆轰。发射药配方中添加硝化甘油(NG)、叠氮硝胺(DA)和黑索金(RDX)以及减小药型尺寸,可增强发射药的燃烧转爆轰能力,同时,提高壳体约束强度更易发生燃烧转爆轰。