复合射孔器推进剂装药的损伤特性

以复合射孔器装填的AP-丁羟(HTPB/AP)复合推进剂为主要研究对象,通过不同载荷作用下的模拟试验,对装药试样进行模拟损伤.采用药柱密度测量技术和密闭爆发器试验,分析了试样的损伤程度,并对损伤装药的燃烧性能进行了研究.结果表明,HTPB/AP复合推进剂在不同载荷作用下,内部结构发生了微观变化及损伤,其损伤度由高到低依次为高速冲击、低速撞击、准静态压缩和高温冲击.试样的损伤程度越大,其燃烧性能的变化越大,其中经高速冲击和低速撞击的HTPB/AP复合推进剂的燃烧特性已转变为对流燃烧或压缩燃烧,在一定的外界约束条件下,很有可能产生燃烧转爆轰现象.     

HTPB/AP复合推进剂冲击波点火实验研究

根据增效射孔器的实际作用,以AP-丁羟（HTPB/AP）复合推进剂为研究对象,利用隔板试验研究了冲击波对AP-丁羟复合推进剂的点火性能,结果表明,合理控制冲击波强度能够使AP-丁羟复合推进剂可靠点燃,并为其它推进剂的点火提供了一种新方法.     

复合载荷作用下TATB基PBX炸药药柱的损伤试验研究

为研究损伤炸药的安全性,在温度载荷和机械载荷的复合作用下,对TATB基PBX炸药药柱进行了较轻微和较强烈两种不同程度的损伤试验。测试了损伤前后PBX药柱的密度、超声波声速和增益值变化,采用隔板试验测试了冲击波感度。结果表明,经两种复合载荷作用后药柱的密度分别减小0.15%和2.16%,超声波声速减小0.97%和7.87%,增益值增加43.32%和49.07%;50%爆轰隔板厚度分别增加约2.08%和30.21%,表明复合载荷作用越强烈,药柱密度和声速值减小越明显,损伤越严重,冲击波感度越高。     

HTPB推进剂危险性实验研究

依据联合国危险品分级方法,探讨了热刺激、机械刺激和冲击波刺激对低燃速HTPB推进剂、高燃速HTPB推进剂和四组元HTPB推进剂危险性的影响。结果表明,3种HTPB推进剂的热安定性良好,但对火焰热刺激均十分敏感,具有爆燃性;高燃速HTPB推进剂对机械刺激也极其敏感,摩擦感度(p)为96%,撞击感度特性(H50)为37.2 cm。在无约束条件下,3种HTPB推进剂裸药柱对雷管爆轰作用不敏感,而在钢管的强约束条件下,四组元HTPB推进剂对爆轰冲击波作用敏感,隔板值大于18mm。     

过渡金属催化剂对低燃温双基推进剂性能的影响

为探索过渡金属催化剂粒度对低燃温双基推进剂燃烧性能、点火性能的影响,分别测试了含不同粒度(1μm、3μm、5μm)过渡金属催化剂及粒度级配的低燃温双基推进剂的燃速。以压强指数较小作为优选标准,对优选配方进行放大试验。采用螺旋压伸成型工艺制备了Φ50mm标准发动机药柱并进行发动机点火试验。结果表明,过渡金属催化剂可显著改善推进剂在低压下的燃烧性能,降低压强指数及临界燃烧压强,使推进剂在2MPa下能稳定燃烧。该装药在低温下(-40℃)点火正常、燃烧稳定。     

带隔板复合装药结构对双层罩毁伤元成型的影响

针对带隔板复合装药爆轰波控制问题,利用LS-DYNA软件仿真研究了不同隔板参数及复合装药结构参数对爆轰波传播及作用过程的影响;结合X光成像试验验证并通过仿真研究了双层药型罩在不同装药结构参数下的成型规律。结果表明,随着隔板厚度及复合装药高度的增加,复合装药爆轰波由球面波向V形波转化,使得双层药型罩从包覆式侵彻体向杆式侵彻体转换;其中侵彻体的头部速度和长径比与隔板厚度、装药高度、炸药性能呈正相关,与隔板半径、隔板底部距起爆中心位置、内外层炸药直径比呈负相关,当隔板厚度为0.114～0.142倍装药口径、隔板半径为0.400～0.429倍装药口径、隔板底部距起爆中心位置为0.100～0.129倍装药口径、复合装药高度为0.971～1.257倍装药口径、内外层炸药直径比为0.77～0.83时,杆式侵彻体成型较好。     

含硼富燃推进剂压强指数的影响因素

为获得含硼推进剂压强指数的主要影响因素,采用捏合机混合物料,真空浇注、恒温固化的方法制备推进剂试样,靶线法测试推进剂(0.5～1.5MPa)燃速,用u=apn方程求得推进剂的压强指数.实验结果表明,HTPB含量、AP含量及粒度级配、催化剂含量对推进剂的压强指数均有不同程度的影响.HTPB含量减少、AP含量增加、AP重均直径减小、催化剂含量增加,均可提高推进剂的压强指数.     

一种复合固体推进剂燃速预示改进方法

提出了某高氯酸铵(AP)-端羟基聚丁二烯(HTPB)复合固体推进剂燃速预示的一种改进方法.对燃速与多级配AP的总重均直径(dw)的相关性进行了研究,利用回归法得出了燃速与多级配AP的dw的线性关系式.利用该线性关系式,对复合固体推进剂燃速进行了预示,并通过配方调试验证,确定了全尺寸发动机装药AP多级级配.结果 表明,该...     

桥塞投放工具用低残渣低燃速复合推进剂

为改进我国第一代桥塞投放工具用复合推进剂燃烧残渣率大和燃速高的缺点,以KNO3/AP/HTPB体系为基础设计了一种桥塞投放工具用复合推进剂.研究了不同种类降速剂、AP粒度以及催化剂对该推进剂的燃速、残渣率以及燃烧稳定性的影响.结果表明,降速剂草酸铵对复合推进剂有较好的降低燃速和残渣率的作用,AP粒径的增加有利于降低推进剂的燃速,加入催化剂可改善此推进剂燃烧稳定性.此复合推进剂经数百次油井桥塞座封施工证实,具有低残留、低燃速的优点,其综合性能显著优于国内第一代产品,达到国外先进水平.     

AP粒度对HTPB推进剂撞击起爆影响的数值模拟

针对端羟基聚丁二烯(HTPB)复合固体推进剂受外力撞击爆炸问题,基于MATLAB软件开发了颗粒随机填充算法,通过在LS-DYNA平台上进行的二次开发,研究了高氯酸铵(AP)粒度对HTPB复合推进剂撞击起爆影响的数值模拟。结果表明,AP粒径为2~20μm时,HTPB推进剂受撞击后爆炸概率最低;粒径达到330~340μm时,受撞击后爆炸概率最高;通过细观层次研究发现,含AP颗粒的HTPB推进剂在撞击起爆前存在两次剧烈的应力应变和温度变化,通过对颗粒粒径范围在2~20μm和330~340μm时计算结果的比较,发现推进剂爆炸前的最大有效应变增大124%,最高温度增大13.14%;温升和应变的启动点和反应点分别加快了34.78%、10.98%和52.38%、28.57%。     

丁羟复合推进剂的辐射点火

采用CO2激光点火装置,对丁羟复合推进剂的点火过程进行了实验研究,利用描述固体推进剂物化现象的一维传热模型对复合推进剂的辐射点火特性进行了理论分析。通过最小二乘法拟合实验数据得到了丁羟复合推进剂的点火准则。结果表明,丁羟复合推进剂的点火过程主要包括惰性加热及气相点火过程,惰性加热时间和点火延迟时间随热流密度的增大而减小,且随着热流密度的增大,热流密度的影响逐渐降低。固相传热数学模型能够比较准确地描述复合推进剂的辐射点火特性。     

纳米级金属和金属复合物粉末对高氯酸铵和高氯酸铵/聚合丁二烯复合固体推进剂热分解特性的影响

Effects of metal (Ni, Cu, Al) and composite metal (NiB, NiCu, NiCuB) nanopowders on the thermal decomposition of ammonium perchlorate (AP) and composite solid propellant ammonium perchlorate/hydroxyterminated polybutadiene (AP/HTPB) were studied by thermal analysis (DTA). The results show that metal and composite metal nanopowders all have good catalytic effects on the thermal decomposition of AP and AP/HTPB composite solid propellant. The effects of metal nanopowders on the thermal decomposition of AP are less than those of the composite metal nanopowders. The effects of metal and composite metal nanopowders on the thermal decomposition of AP are different from those on the thermal decomposition of the AP/HTPB composite solid propellant.     

B/Fe_2O_3/NC复合物的制备及其对HTPB/AP推进剂性能的影响

为改善硼粉(B)的性能和纳米氧化铁(Fe_2O_3)在固体推进剂中的分散性,用静电喷雾法制备了B/Fe_2O_3/NC复合物,采用扫描电镜(SEM)表征了复合物的表面形貌,用TG-DSC分析了复合物的热性能及其对HTPB/AP推进剂热性能的影响,并用燃速测试和密闭爆发器实验研究了该复合物对HTPB/AP推进剂燃烧性能的影响。结果表明,所制备的B/Fe_2O_3/NC复合物均以团聚体的形式存在,复合物中B的活性提高,其氧化反应温度提前;团聚硼粉对HTPB/AP推进剂燃烧性能的改善效果明显优于原料硼粉;加入Fe_2O_3后,会进一步改善含硼推进剂的燃烧性能,而且随Fe_2O_3含量的增加,在密闭爆发器中HTPB/AP推进剂达到最高压力所需的时间逐渐减小。当Fe_2O_3的质量分数为8%时,推进剂在常压空气中的燃速最大,为不添加B/Fe_2O_3/NC复合物的HTPB/AP推进剂的2.77倍。B/Fe_2O_3/NC复合物对推进剂的热分解具有一定催化作用,且随Fe_2O_3含量的增加催化作用增强。     

含废弃丁羟推进剂的凝胶炸药

为安全处理和再利用废弃固体推进剂,通过添加单基药将丁羟推进剂再利用制备了灌注式凝胶炸药.采用验证板试验及电离探针法研究了不同装药配比、推进剂颗粒尺寸及装药直径对炸药爆轰性能的影响.结果表明,丁羟推进剂难以发生爆轰,若添加适量单基药,能显著提高炸药的爆轰感度,并降低其临界直径;该凝胶炸药密度为1.6 g/cm3,直径为7...     

湿度对HTPB复合推进剂力学性能的影响

通过常温湿度试验,研究了HTPB复合推进剂力学性能随试验时间的变化规律.试验证明,湿度使HTPB推进剂的力学性能大幅度下降;经干燥后,其力学性能能够得到部分恢复.用扫描电镜对常温湿度试验前后推进剂的表面状态和拉伸断口进行了对比分析,结果表明,试验后推进剂表面的AP粒子形状有明显改变,拉伸断口上的AP粒子裸露面增大,粒子脱落坑表面光滑、规整.由此得出HTPB推进剂吸湿后,通过干燥方法不能使其力学性能恢复到原始状态.     

溶胀/溶解法回收HTPB推进剂中AP组分的实验研究

采用溶胀/溶解法回收报废HTPB推进剂中的AP。研究了浸取时间、浸取温度、四氢呋喃质量分数、液料比(四氢呋喃溶液体积与HTPB推进剂的质量比)、试样厚度及搅拌速率对AP回收率的影响。通过扫描电镜、X射线能谱仪对回收得到的AP进行表征,并对其纯度进行了检测。结果表明,AP的最佳回收工艺参数为:浸取时间6h、浸取温度60℃、四氢呋喃质量分数80%、液料比10∶1(mL/g)、试样厚度3mm、搅拌速率500r/min。其中,浸取时间、浸取温度和四氢呋喃质量分数对AP回收率的影响较大。在最佳工艺条件下,AP的回收率为95.0%,纯度为96.1%,表明此方法可用于报废HTPB推进剂中AP组分的回收。     

储氢合金/AP/HTPB推进剂的热分解性能

采用TG-DTG、DSC以及动力学分析方法研究了储氢合金/AP/HTPB推进剂的热分解性能。结果表明,相对于Al/AP/HTPB推进剂,储氢合金/AP/HTPB推进剂的热分解温度降低,放热量提高;A20/AP/HTPB推进剂的凝聚相反应程度提高2.44%,第二、三温区的热分解活化能(Kissinger法)分别降低4.06%和22.63%;A30/AP/HTPB推进剂的凝聚相反应程度提高10.61%,第二、三温区的热分解活化能(Kissinger法)分别降低30.89%和38.87%。储氢合金对AP/HTPB推进剂的热分解有催化作用,并且该催化作用随着储氢合金中Mg0.45Ni0.05B0.5Hx含量的增加而增强。