含铝熔铸炸药冲击起爆数值模拟

为建立适用于含铝熔铸炸药的冲击起爆细观反应速率模型,假设铝粉在冲击起爆过程中不发生化学反应,引入\"含铝熔铸炸药基体炸药与铝粉混合法则\",基于孔隙塌缩热点形成机制,提出含铝炸药弹黏塑性球壳塌缩热点模型及其热点点火项反应速率方程;建立含铝熔铸Duan-Zhang-Kim细观反应速率模型。对2,4-二硝基苯甲醚基含铝炸药RBOL-2的冲击起爆过程进行数值模拟,对比发现不同加载压力下炸药到爆轰距离以及不同拉格朗日位置炸药到爆轰时间的计算结果与实验结果均吻合较好,表明该反应速率模型能够描述含铝熔铸炸药RBOL-2的冲击起爆特性。     

黑索今基含铝炸药水下爆炸性能的实验研究

为研究黑索今（RDX）基含铝炸药水下爆炸性能,在户外水池中开展了不同药量和含铝量的RDX基炸药水下爆炸实验。采用水下高速摄影技术拍摄水下爆炸气泡脉动全过程,通过压力传感器对水中压力进行实时测量。在该实验条件下,首次拍摄到RDX基含铝炸药水下爆炸过程中二次反应现象,证明铝粉的二次反应是毫秒量级的。根据实验数据,对比分析了不同含铝量下RDX基含铝炸药水下爆炸过程中气泡脉动特性和水流场压力特性。实验结果表明：在气泡膨胀初期和收缩末期都发生了铝粉的二次反应;铝粉的二次反应显著增大了RDX基含铝炸药气泡的脉动能力;铝粉的二次反应对冲击波峰值的影响很小,对气泡脉动压力峰值的影响很大;铝粉的二次反应明显影响了水下爆炸的能量结构分布。     

黑索今基含铝炸药烤燃实验和数值模拟

含铝（Al）炸药在烤燃过程中,Al粉会改变炸药内部传热机制从而影响炸药热反应,因此需要研究含Al炸药热反应特征。采用多点测温烤燃法,对压装黑索今（RDX）/石蜡（WAX）（96/4）炸药进行了烤燃实验,获得了炸药内部不同位置处温度变化;结合数值模拟计算,标定了RDX炸药反应动力学模型参数;分别采用多点测温烤燃法和烤燃弹法,对压装RDX/Al/Binder（60/31/9）和熔铸梯恩梯（TNT）/RDX/Al（60/24/16）两种含Al炸药进行了烤燃实验,获得了炸药内部温度变化及点火时间。建立含Al炸药热反应计算模型,计算分析了炸药热反应特征。对RDX/Al/Binder考虑了Al粉的吸热和热传导;对TNT/RDX/Al考虑了相变及多步热分解反应,并采用多组元网格单元计算法同时考虑Al粉的吸热;对炸药烤燃实验进行了数值模拟计算,通过与实验结果比较验证了计算结果的准确性。研究结果表明：Al粉的加入会加快压装RDX/Al/Binder（60/31/9）含Al炸药内部的传热速率,缩短其点火时间,降低炸药热安全性;Al粉的加入对铸装TNT/RDX/Al（60/24/16）含Al炸药的传热过程没有显著影响。     

高聚物粘结炸药冲击起爆统计热点反应速率模型

为深入探索非均质固体炸药冲击起爆热点机制,重点关注炸药孔洞尺寸分布及热点点火临界条件,建立高聚物粘结炸药(PBX)冲击起爆统计热点反应速率模型,描述热点形成、形核或消亡、点火后燃烧反应演化直至快速转为爆轰的全过程。奥克托今（HMX）基PBX9501和三氨基三硝基甲苯（TATB）基LX-17炸药冲击起爆过程的数值模拟结果显示,反应流场中波到达时间的计算值与实验值偏差小于3.7%,初步验证了统计热点反应速率模型的合理性,且相比文献［21-24］的统计模型适应性更强。研究结果表明：孔洞尺寸分布对非均质固体炸药冲击起爆感度影响显著;HMX基PBX炸药冲击起爆爆轰成长过程呈加速反应特性,而TATB基PBX炸药表现为稳定反应特性,进一步提高了对HMX/TATB混合基钝感高能炸药冲击起爆机理的认识。     

黑索今基含铝炸药的铝氧比对爆轰性能及其水下爆炸性能的影响

为了分析铝氧比对爆压和爆速的影响规律,采用试验方法测定了黑索今（RDX）基含铝炸药的爆轰参数,应用KHT程序计算分析了试验测试结果;针对RDX基含铝炸药,进行了1kg柱形装药水下4.7 m爆炸试验,测量了距爆心1～3m处的冲击波压力峰值与气泡脉动周期,拟合得到了冲击波压力峰值与衰减时间常数的相似律系数。研究结果表明：RDX基含铝炸药的爆压和爆速随铝氧比的增加呈现线性减小变化,爆热在铝氧比为0.997时达到最大值;当铝氧比为0.366时,冲击波压力峰值与冲击波能达到最大值;当铝氧比为0.633时,冲击波冲量与冲击波能量密度达到最大值;当铝氧比为0.997时,气泡第一次脉动周期与半径达到最大值。     

含铝炸药起爆机理的研究

通过高速照相,直接观察含铝ＰＥＴＮ炸药在落锤撞击期间熔化、点火和爆炸的过程,收集轻包实验后的固体爆炸产物,并对其进行扫描电子显微（ＳＥＭ）分析,发现铝在炸药爆轰过程中氧化燃烧的痕迹。使用ＤＹＴＲＡＮ程序,进行了相关的数值计算,从理论上描述了扫过含铝炸药热点形成的过程。     

含铝炸药二次反应起始时间实验研究

通过测量铸装TNT/Al与压装TNT/RDX/Al混合炸药爆轰过程的电导率,得到了含铝炸药二次反应时间与主体炸药及铝粉粒径之间的变化关系.根据电导率测试实验原理,提出了新的测试电路和计算公式,分析了电导率随时间变化的内在影响机制.结果表明,铝粉越细二次反应起始的时间越早.     

RDX基含铝炸药爆炸电磁辐射信号特性实验研究

为了得到黑索今(RDX)以及RDX基含铝炸药爆炸过程中的电磁辐射信号特征,采用宽带天线测量系统对炸药爆炸电磁辐射信号进行了实验研究。结果表明,RDX以及RDX基含铝炸药爆炸电磁辐射信号发生时刻与起爆时刻相比有明显延迟。距爆心2 m处,爆炸电磁辐射信号强度在1.87~15.20 V·m^-1范围内,随距离的增加而衰减。当含铝量从0~20%时,爆炸电磁辐射信号强度随含铝量的增加而增强;当含铝量从20%~30%时,爆炸电磁辐射信号强度随含铝量的增加而降低。RDX及RDX基含铝炸药爆炸电磁辐射信号频率主要分布在500 MHz以内,铝的添加会改变爆炸电磁辐射信号的频率成分,不同含铝量炸药爆炸电磁辐射信号频谱不同。     

含铝炸药二维冲击起爆的爆轰数值模拟

利用拉氏分析和圆筒试验的实验装置对ＨｅｘａｌＰＷ３０含铝炸药的本构关系进行了标定,对它的冲击起爆和作功能力进行了实验研究。利用二维非线性有限元程序系统,对它的冲击起爆进行了爆轰数值模拟,结果表明,铝粉在爆轰区内可能参加反应,在爆轰区外继续反应;该含铝炸药具备较强的驱动作功能力。     

不同铝氧比CL-20基含铝炸药深水爆炸能量输出特性

为研究CL-20基含铝炸药在深水爆炸所特有的高静水压环境中的能量输出特性,使用深水爆炸压力罐模拟500 m深水环境,进行6组不同铝氧比CL-20基含铝炸药深水爆炸实验。通过实验数据对高静水压条件下深水爆炸能量输出规律及能量输出结构进行分析。实验结果表明：深水爆炸冲击波峰值压力、比冲击波能、比气泡能和机械能均随铝氧比的增大先升高后降低,冲击波峰值压力符合相似律关系;损失能与其随测试距离的增加速率在铝氧比为0.24~0.88时均先升高后降低,分别在0.67和0.46时到达峰值,故可以通过改变铝氧比对深水爆炸远场能量利用效率进行调控;深水爆炸能量利用率随铝氧比的增大持续降低,机械能在0.46~0.67时维持平台值;通过调节铝氧比可在维持较高深水爆炸机械能前提下,改变比冲击波能和比气泡能的能量输出占比。     

2,4-二硝基苯甲醚基熔铸含铝炸药圆筒试验及爆轰产物状态方程

为明确含铝炸药冲击起爆过程中爆轰产物状态方程参数的确定方法,采用2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)基熔铸含铝炸药RA1(奥克托今(HMX)/DNAN/Al)和对应含氟化锂(LiF)炸药RF1(HMX/DNAN/LiF)开展φ50 mm标准圆筒试验.利用电探针测速法和光子多普勒速度测试技术获得RA1和RF1炸药的爆速和圆筒...     

复杂受力环境下非均质炸药孔洞塌缩热点生成机理

为探索非均质炸药在复杂冲击环境下的热点生成机理,在一维粘塑性孔洞塌缩热点模型中,考虑了外力为拉伸、压缩等不同作用模式,并引入了炸药力学性能随温度和损伤的影响,建立了炸药孔洞塌缩热点生成模型。模拟了孔洞在复杂冲击环境下的运动规律,对比分析了PBX9404炸药孔洞在持续压缩、拉伸与压缩交变两种不同外力作用下热点的产生模式。结果表明,持续压缩作用大于400 MPa下孔洞可产生热点,而拉伸与压缩交变作用250 MPa下孔洞可产生热点,因此,拉伸与压缩交变作用更容易产生热点。     

固体火箭发动机撞击临界速度及影响因素分析计算

以机械撞击载荷下固体推进剂裂纹摩擦热点细观模型为基础，结合热粘弹理论和动力有限元法，分析计算发动机结构撞击变形及装药内部热点形成，确定产生高温热点撞击临界速度。分析计算了小型试验发动机撞击临界速度，研究讨论了推进剂力学及理化特性变化对撞击临界速度的影响。     

含能材料热点起爆临界温度的估算

推导了估算含能材料(EMs)热点临界起爆温度(Tcr)的Brucman-Guillet表达式.提出了估算Tcr的数值方法.编制了相应的计算机程序.用所编程序算得的结果核实了9种EMs(PETN、RDX、HMX、EDNA、tetryl、EDADN、AN、NG和TNT)的Tcr文献值,认为所编程序适用于Tcr值的快速计算,本文报道的11种EMs(TATB、HNS、HNDACO、HHTDD、BTNDNG、keto-RDX、BTNEDA、PBX-JH-94、PBX-JO-96、TB propellant M32和TB propellant SD)的Tcr值在一定程度上可信.     

贮氢玻璃微球敏化乳化炸药的爆炸特性

为了提高传统乳化炸药的爆炸威力,研制了一种贮氢玻璃微球敏化的乳化炸药。利用水下爆炸试验和猛度测试试验,研究了添加不同含量的贮氢玻璃微球的乳化炸药的爆轰性能。理论计算得到了炸药猛度的比冲量。结果表明,与普通玻璃微球乳化炸药相比,贮氢玻璃微球含量为4%的乳化炸药的冲击波超压峰值、比冲击波能、比气泡能、总能量分别提升了14.25%、14.22%、11.11%、12.67%,猛度(铅铸压缩量)提高了3.03 mm,且随着贮氢玻璃微球的含量的增加,炸药的冲击波参数逐渐降低。贮氢玻璃微球在乳化炸药中起到敏化剂与含能材料的双重作用,因此贮氢玻璃微球敏化乳化炸药的作功能力与猛度得到显著提高。     

NGEC的热行为和热分解机理

采用TG/DTG、DSC及实时测定凝聚相分解产物的固体原位反应池/快速扫描傅立叶变换红外光谱联用技术,研究了纤维素甘油醚硝酸酯(NGEC)的热行为和热分解机理,利用Kissinger法和Ozawa法计算了热分解反应活化能Ea和指前因子A,利用热力学关系式计算了分解反应的热力学函数ΔG≠、ΔH≠和ΔS≠,通过非等温DSC曲线的特征温度估算得到了NGEC的热爆炸临界温度Tb。     

N,N’-二[ (2,2,2-三硝基乙基-N-硝基)乙二胺的热安全性和密度泛函理论研究（英）

借助N,N’-二[(2,2,2-三硝基乙基-N-硝基)]乙二胺的恒容标准燃烧热(Qc),不同加热速率(β)非等温DSC曲线离开基线的初始温度(T0)、onest温度(Te)、最大峰顶温度,由Kissinger法和Ozawa法所得的热分解反应活化能(EK,EO)和指前因子(AK),从方程lnβi=ln[A0/be0(orp0)G(α)]+be0(orp0)Te(orp)i所得的值be0(orp0),从方程lnβi=ln[A0/(ae0(orp0)+1)G(α)]+(ae0(orp0)+1)lnTe(orp)i所得的ae0(orp0)值,从方程ln(βi/(Tei-T0i))=ln (A0/G(α))+bTei所得的b值,从方程ln(βi/(Tei-T0i))=ln (A0/G(α))+alnTei所得的a值,估算的比热容(cp)、密度(ρ)、热导率(λ)和分解热(Qd,取爆热之半)数据,Zhang-Hu-Xie-Li公式,Hu-Yang-Liang-Xie公式,基于Berthelot方程和Harcourt-Esson方程计算热爆炸临界温度的公式,Smith方程,Friedman公式,Bruckman-Guillet公式,热力学公式和Wang-Du公式,计算了由理想燃烧反应和Hess定律得到的BTNEDA的恒容标准燃烧能ΔcU(BTNEDA,s,298.15K)和标准生成焓ΔfHmθ(BTNEDA,s,298.15K),β→0时的T0、Te和Tp值(T00,Te0和Tp0),热爆炸临界温度(Tbe0和Tbp0),绝热至爆时间(tTIad),撞击感度50%落高(H50),热点起爆临界温度(Tcr),被350K环境包围的半厚和半径为1m的无限大平板、无限长圆柱和球形BTNEDA的热感度概率密度函数,相应于S(T)与T关系曲线最大值的峰温(TS(T)max),安全度(SD),临界热爆炸环境温度(Tacr)和热爆炸概率(PTE)。得到了评价BTNEDA热安全性的下列结果:(1)ΔcU(BTNEDA,s,298.15K)=-(3478.11±6.41)kJ.mol-1和ΔfHmθ(BTNEDA,s,298.15K)=-(53.546.41)kJ.mol-1;(2)T00=438.73K,TSADT=Te0=440.73K,Tp0=446.53K;Tbe0=449.88K,Tbp0=455.28K;(3)当EK=199.5kJ·mol-1,AK=1020.45s-1,cp=1.12J·g-1.K-1,Qd=3226J·g-1,T0=Te0=440.73K,T=Tb=455.26K,f(α)=3(1-α)2/3,a=10-3cm,ρ=1.87g·cm-3,t-t0=10-4s,Troom=293.15K和λ=0.00269J·cm-·1s-·1K-1,H50=15.03cm,tTIad=1.25s,Tcr,hot,spot=333.86K;对无限大平板,TS(T)max=350K,Tacr=345.47K,SD=28.55%,PTE=71.45%;对无限长圆柱,TS(T)max=354.5K,Tacr=349.73K,SD=39.31%,PTE=60.69%;对球,TS(T)max=357.00K,Tacr=352.42K,SD=45.81%,PTE=54.19%。运用密度泛函理论计算获得了BT-NEDA的优化构型及红外光谱,分析了其分子总能量、前沿轨道能量和原子净电荷分布。     

Method for Measuring Velocity of Warhead Fragments Based on Photoelectric Detection

For measuring velocity and impacting position of single fragment of warhead, a non-contact measuring method is proposed, in which a six-light-screen array, a position indicator, a multi-channel chronograph and a computer are used.The principle of measurement is described. The key device of the system is a light screen array sensor which consists of six light screens allocated with certain geometrical parameters. When the fragment flies through the light screen array, the time of passing through each of the screens is recorded by the multi-channel chronograph. According to the time data and the geometrical parameters of the array, the velocity vector and the location of the fragment can be calculated immediately. The presented method can be used to locate the fragment and to measure the real velocity on its flying direction. It can also be used to measure the velocity of a fragment swarm after the system is engineered further.     

数码电子雷管中影响点火头性能因素分析

阐述了数码电子雷管中,点火药剂细结晶三硝基间苯二酚铅（LTNR）的制备工艺;从点火药剂的种类、加入黏合剂的质量分数、桥丝直径、点火头的电阻值、防潮漆的蘸涂等方面对点火头性能的影响因素进行了探讨;通过震动试验、并联起爆试验、延期精度检测与考核,试验结果表明：一次性合成的细结晶LTNR是制造数码电子雷管点火头较为理想的点火药剂,按技术要求生产的点火头性能指标能够满足行业标准要求。     

Design and Implementation of One Missile Visual Simulation System Based on OpenGL

The implementation of a missile＇s visual simulation system is explained that is developed with OpenGL（open graphic library） and the flight path and flight carriage in different stages of the missile are displayed. The establishment problems of the 3D scene are circumstantiated including the construction and redeployment of the model, creation of the virtual scene, setting of the multi-viewports and multi-windows etc. The missile＇s data driver, system flow, the modules and their mutual relations of the missile visual simulation system are discussed. The missile flight simulation results and effect of the scenes are given.