火药燃烧性能的矢量计算方法

提出一种计算火药燃烧性能的矢量方法,能够计算任意截面形状火药燃烧过程中任意时刻火药的燃烧边长、燃烧面积、截面积和体积.为研究火药的实际燃烧规律开辟了一个新途径,对于指导火药装药设计具有重要的理论参考价值与工程实际意义.     

含钾盐添加剂的火药燃烧产物导电特性研究

为提高火药燃烧产物的导电特性,基于气体热电离理论,在火药中添加电离电位较低的碳酸钾碱金属化合物以提高其电离度。通过对火药燃烧反应的化学物理过程进行分析,结合内弹道理论和等离子体理论建立火药燃气的热电离模型,数值计算了火药燃烧过程的压力、燃气温度等热力学变化过程。应用Saha方程和交错法,分析了火药力、燃烧室容积和钾盐含量变化对燃烧产物电子密度和电导率的影响规律,并采用光谱测量法试验测试了无钾盐添加剂和加入钾盐后火药燃烧产物的发射光谱强度。研究结果表明：添加电离种子碳酸钾后能够使火药燃气具有较高的导电性;火药力和药室容积的增加可以相应地提高燃气电导率。     

火药实用燃烧定律

本文应用概率论知识,通过对不同类型、不同口径以及不同药形和不同装药结构的枪炮,进行了大量的分析计算,建立了火药实用燃烧定律.在此基础上,给出了一般炮和无后座炮四种内弹道解法。并通过对多种枪炮内弹道正面问题的计算验证,证明该定律理论计算与射击结果是符合的。     

火药热分解与燃烧稳定性的表征方法

提出了分解波动系数和燃烧不稳定性系数两个概念,它们分别表征火药非等温热分解过程及定容燃烧过程的不稳定性程度．这两个参数可分别由火药的 Ｄ Ｓ Ｃ（或 Ｔ Ｇ）曲线和 ｕ ～ｐ 曲线数据算得,它们综合地反映了火药热分解及燃烧过程各方面的不稳定性特征,为评价一种火药的热分解和燃烧稳定性程度提供了具有定量可比性的参照尺度．     

不同包覆方式包覆火药的燃烧性能

对基药、侧面包覆火药、端面包覆火药以及全包覆火药的燃烧性能进行了研究。分析了这几种不同包覆方式包覆火药在定容燃烧状态下的ｐ～ｔ曲线、ｄｐ／ｄｔ～ｔ曲线、Ｌ～Ｂ曲线及ｄψ／ｄｔ～ｐ曲线的变化规律，得出了包覆火药发生作用的机理，并分析了不同包覆方式包覆火药的燃气生成规律。     

火药燃烧生成等离子体规律数值仿真研究

为了研究火药燃烧生成等离子体规律,分析了火药燃烧时的物理化学过程,建立了火药燃烧时生成等离子密度规律数学模型,并对火药燃烧时等离子体生成规律进行数值模拟仿真。将数值模拟的结果与试验结果进行对比,确定模型的正确性与可行性。利用所建立的数学模型,分析不同的装药结构参数对等离子体的影响,得到了等离子体密度变化的规律,为下一步提高等离子体生成浓度奠定基础。     

火药气体声速参量变化研究初探

不同条件下火药气体的声速数值具有明显差异,对于描述和仿真内弹道过程具有重要影响.为了掌握声速变化规律,以热力学关系式为基础,推导了非理想气体声速公式,给出了不同火炮内弹道条件下火药气体的声速计算结果,并与在理想气体假设条件下的计算结果进行了对比分析,显示了非理想气体声速计算公式更接近于实际物理过程,对于分析和仿真内弹道过程具有较高的参考价值.     

密实火药床中的燃烧转爆轰研究综述

本文简要叙述了密实火药床中燃烧转爆轰(Deflagration to Detonation Transi-tion)的研究概况,DDT研究的一般实验手段和方法,DDT的数值模拟——两相流方面的模型,DDT的形成机理以及不同因素对DDT的影响.最后,对DDT今后研究工作提出展望.     

用IR测定发射药燃气研究

采用密闭爆发器模拟发射药实际燃烧过程中生成燃气,并用红外光谱分析技术检测发射药燃气成分中毒性气体。结果表明密闭爆发器实验和红外光谱检测技术可用于不同发射药燃气中CO毒气的定性、定量分析,配方中加入KNO3、CuO、聚酯均能降低发射药燃气中CO的含量,该方法可为配方设计提供燃气安全性评价方法。     

发射药及装药的清洁燃烧技术概述

针对武器设计中提高能量利用率和降低射击污染的要求,对发射药及装药的清洁燃烧技术研究进行了初步概述.分析了发射药及装药清洁燃烧技术研究的重要意义,以及射击污染的来源,认为发射药设计和装药设计的不合理性是射击污染的两个主要来源;实现发射药和装药清洁燃烧的可行途径主要有:优化发射药的配方设计,设计高渐增性药型发射药,装药结构...     

低压下硝胺发射药燃烧性能研究

为了研究RDX和硝基胍(NGu)对硝胺发射药在低压下燃烧性能的影响,对六种RDX/NGu配比不同的硝胺发射药进行低压密闭爆发器静态燃烧实验,获得了在20~60MPa压力范围内硝胺发射药的燃烧试验数据。结果发现:硝胺发射药在测试压力范围内有燃速压力曲线转折现象,并且NGu对低压下硝胺发射药燃烧规律有很好的调节作用。     

颗粒模压发射药的燃烧性能

以粒状高能硝胺发射药RGD7A-6/7药为基药,采用密闭爆发器和30 mm模拟弹道炮试验,研究了颗粒模压发射药模块的密度和基药的表面处理方法对其燃烧性能的影响。分析了不同模块的密度、不同表面处理基药的颗粒模压发射药的燃烧p-t曲线、L-B曲线特征,得到了模块的密度和基药的表面处理方法对颗粒模压发射药的燃烧性能的影响规律。研究结果表明:在一定密度范围内(1.0~1.5 g.cm-3),模压药越密实,燃烧渐增性越好;经过表面钝感、包覆后的基药压制成型的模压发射药MD7燃烧渐增性最好。内弹道试验结果表明,MD7在膛压低于空白药29.7 MPa的情况下,弹丸初速提高了6.6%,炮口动能提高了13.8%。     

显微红外光谱法测定EI发射药中钝感剂扩散系数

压伸-浸渍(EI)发射药制造过程中钝感剂的扩散决定了新制火药的内弹道性能。采用红外光谱显微技术考察了聚酯钝感剂PA在EI发射药中的扩散,结果表明新制火药的钝感剂浓度分布符合Fick第二定律的扩散模型,并依据浓度分布曲线方程推算出钝感工艺过程中的钝感剂扩散系数为1.639×10-13m2.s-1。内标法与外标法的比对实验结果表明,在内标法中将钝感层硝化甘油(NG)做均匀分布的数学处理对扩散系数计算结果的数量级没有影响,因此由于数学模型的不完善带来的浓度分布曲线的系统偏差可以忽略不计。     

镁铝金属粉对含硼富燃推进剂燃烧性能及硼氧化效率的影响

为了确定镁铝金属粉对含硼富燃推进剂燃烧性能和硼氧化效率的影响,用靶线法测定三种配方含硼富燃推进剂在0.5,1.0,1.5 MPa三种压力条件下的燃速,采集相应的燃烧残渣,用化学分析法测定了三氧化二硼(B2O3)和总硼(B)含量,计算出硼的氧化效率。实验结果表明,镁粉含量对推进剂燃烧性能有明显影响。推进剂中B的含量为30%,并固定其他组分,金属粉含量为6%,改变镁粉和铝粉比例,镁粉0%,3%,6%,相应铝粉为6%,3%,0%。当镁粉含量较高时,推进剂燃速较高,压力指数也较高;镁粉含量低时,燃烧残渣中B2O3含量较高,而镁粉含量高时,燃烧残渣中B2O3含量较低;且随着压力的增高,残渣中B2O3的含量降低;硼的氧化效率随镁含量的增高和压力升高而降低。镁粉可抑制硼的氧化反应,使硼氧化效率降低,提高推进剂燃速和压力指数。     

改善高燃速推进剂安定性的途径

DSC、甲基紫试验和失重试验研究了高燃速推进剂的热安定性。借助热加速老化试验,得到了65℃、75℃、85℃和95℃下推进剂热分解期间有效安定剂随时间的变化曲线。在寿命计算中,视消耗50%有效安定剂所需时间(τ)为推进剂安全储存寿命的终点。对不同温度(T)下的τ值,用线性最小二乘法按Bethelot方程T=a+blogτ进行了拟合。借助所得方程,预估了30℃时4种高燃速推进剂的安全储存寿命。结果表明:含1,3 二甲基 1,3 二苯脲(C2)和CdO的推进剂(A)、含间苯二酚(ReS)、C2和CdO的推进剂(B)和含C2和ReS的推进剂(C)的相对热安定性的降低次序为:A>B>C。用安定剂CdO部分或全部取代ReS可使高燃速推进剂的热安定性提高,储存寿命延长。密闭储存是改善含ReS推进剂安定性和延长该推进剂储存寿命的有效途径。     

发射药药型结构对燃速测试结果的影响

为了研究药型结构对发射药燃速测试结果的影响,以高能硝胺发射药为研究对象,采用密闭爆发器燃烧实验和数据处理的分析方法,研究了4种药型及其不同内孔长径比发射药的燃速特性及其变化规律;采用中止燃烧实验研究了发射药内孔长径比对侵蚀燃烧的影响,并与太根发射药对比研究了燃速特性对侵蚀燃烧的影响关系。结果表明,多孔药的燃速压力指数明显小于单孔药,在内孔长径比相同的条件下,随着发射药内孔数量的增加,正比式燃速系数减小,燃速压力指数减小;在药型相同的条件下,随着内孔长径比增大,发射药侵蚀燃烧现象加剧,正比式燃速系数增大,燃速压力指数减小;燃速较高的发射药,侵蚀燃烧现象对燃速参数测试结果的影响更大。     

含CL-20的NEPE推进剂的燃烧性能

以CL-20、AP、Al粉和燃烧催化剂逐项添加的方式设计了递进配方[NB(PEG/NG/N-100/C2),NB/CL-20,NB/CL-20/AP,NB/CL-20/AP/Al,NB/CL-20/AP/Al/Ct],研究了含CL-20的NEPE推进剂的燃速特性及CL-20、AP、Al粉和燃烧催化剂对推进剂燃烧性能的影响,并与含RDX的NEPE推进剂的燃烧性能进行了比较。实验结果表明:CL-20取代RDX-NEPE推进剂中的RDX可使推进剂燃速大幅提高,但含CL-20的NEPE推进剂的压力指数高于含RDX的NEPE推进剂,且难以降低;AP质量百分含量为70%的NEPE推进剂NAP的燃速在4～10MPa范围内呈现一平台。将AP加入到含RDX的NEPE推进剂中和含CL-20的NEPE推进剂中能改善推进剂的氧系数,提高燃速,降低压力指数;高燃烧热的Al粉部分取代CL-20,在提高含CL-20的NEPE推进剂的燃速上,具有与CL-20相同的效果;催化剂PbCO3与Pb(NTO)2.H2O降低了含CL-20的NEPE推进剂的压力指数。     

NG含量对改性单基药燃烧渐增性的影响

以D-5/7单基发射药为基药,恒定聚酯含量,调节硝化甘油(NG)加入量,制备了4种改性单基药样品。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、密闭爆发器和14.5 mm口径弹道枪试验,研究了NG的加入量对改性单基药的燃烧渐增性的影响。结果表明,NG的加入量越大,其渗透度越深,改性单基药的燃烧渐增性越好,弹丸初速越快。与D-5/7单基发射药相比,样品E4(NG的加入量为12%)的弹丸初速提高82.5 m.s-1,提高幅度为8.35%。