美军发展高强度混合硝酸酯火药的一些近况

为了满足高膛压火炮及某些导弹发展的需要,国外近一、二十年来正在保持或提高其它主要性能的基础上积极地研制结构强度高的混合硝酸酯火药。为应用于高膛压火炮而进行的这方面研究大约开始于六十年代上、中期,美国陆军匹克汀尼兵工厂菲尔德曼研究所的工作     

药粒破碎的弹道判别标准和原因分析

本文通过弹道循环中示压效率的变化规律来判别火药在火炮膛内燃烧时的力学性能。药粒破碎将使火药能量利用率即火炮效率γ′提高,炮膛工作容积利用系数即示压效率η_g 下降,并且偏离正常燃烧(无药粒破碎)时的γg′-T(V_0~2-T)、η_g-T(V_0~2/p_m-T)线性关系增大。在-40～ 50℃环境温度范围内通过对三种类型的火药在六种不同火炮上的弹道试验,作者认为只要装药结构合理,点、传火性能良好,火药制造工艺稳定。无论是高氮量单基药还是硝基胍火药(使用皮罗棉或混合棉)或混合酯火药,即使在高膛压火药中使用,其燃烧时力学性能是有保证的。低温少量药粒破碎并不会影响道弹性能反常。     

药粒破碎的弹道判别标准和原因分析

本文通过弹道循环中示压效率的变化规律来判别火药在火炮膛内燃烧时的力学性能。药粒破碎将使火药能量利用率即火炮效率γ′提高,炮膛工作容积利用系数即示压效率η_g下降,并且偏离正常燃烧(无药粒破碎)时的γ_g′-T(V_0~2-T)、η_g-T(V_0~2/p_m-T)线性关系增大。在-40～ 50℃环境温度范围内通过对三种类型的火药在六种不同火炮上的弹道试验,作者认为只要装药结构合理,点、传火性能良好,火药制造工艺稳定。无论是高氮量单基药还是硝基胍火药(使用皮罗棉或混合棉)或混合酯火药,即使在高膛压火药中使用,其燃烧时力学性能是有保证的。低温少量药粒破碎并不会影响道弹性能反常。     

高膛压火炮用发射药

高膛压火炮的出现为提高火炮的初速开辟了一条新的途径。为充分发挥高膛压的效能,火炮火药与装药也应该作相应的发展。本文就是讨论高压火炮对火药装药的新要求。并对几种常用的普通火药作了比较分析。指出了火药与装药的研究方向。     

高膛压火炮用发射药

高膛压火炮的出现为提高火炮的初速开辟了一条新的途径。为充分发挥高膛压的效能,火炮火药与装药也应该作相应的发展。本文就是讨论高压火炮对火药装药的新要求。并对几种常用的普通火药作了比较分析。指出了火药与装药的研究方向。     

美国高膛压火炮用发射药的研制概况

高膛压火炮是国外六十年代初开始发展起来的一项重点武器。随着反坦克武器以及冶金技术的发展,当时已经可以设计膛压高达5,000公斤/厘米~2或更高的火炮。这种火炮的使用压力范围和初速都大大超过了一般的火炮。高膛压火炮除了要求发射药具有较高的火药力和较低的等容火焰温度外,特别强调要具有较好的机械强度。即要求膛压火炮用发射药应具有高能、低烧蚀和良好的机械性能,这也正是当前国外研制新发射药的方向。因此,国外十几年来,特别是美国,对高膛压武器用发射药的研制非常重视。     

美国高膛压火炮用发射药的研制概况

高膛压火炮是国外六十年代初开始发展起来的一项重点武器。随着反坦克武器以及冶金技术的发展,当时已经可以设计膛压高达5,000公斤/厘米~2或更高的火炮。这种火炮的使用压力范围和初速都大大超过了一般的火炮。高膛压火炮除了要求发射药具有较高的火药力和较低的等容火焰温度外,特别强调要具有较好的机械强度。即要求膛压火炮用发射药应具有高能、低烧蚀和良好的机械性能,这也正是当前国外研制新发射药的方向。因此,国外十几年来,特别是美国,对高膛压武器用发     

火药起始参量对最大膛压影响的方差分析

火药弧厚和装药量是影响火炮最大膛压的两个重要的随机因素。本文用方差分析法对不同弧厚和不同装药量下最大膛压的样本值进行了显著性检验。在检验时,每个因素取两个不同水平,每个水平取两个样本,通过样本的统计量来检验不同因素对最大膛压的影响程度。检验结果表明,火药弧厚对最大膛压影响的敏感性比装药量强。所得结论对火炮的装药设计具有一定的指导意义。     

低温破碎及装药结构对内弹道性能影响的数值分析

以大口径火炮密实装药发射安全性为背景,对火药颗粒低温破碎及装药结构对内弹道特性的影响进行了数学建模和仿真分析。针对中心点传火管结构的大口径火炮密实装药,建立传火管及装药床的双一维两相流数学模型,结合膛内火药颗粒应力及破碎度函数,采用数值差分方法对内弹道过程进行数值仿真,研究火药温度及混合装药方案对火药颗粒破碎度及火炮内弹道性能的影响。结果表明,在低温条件下,单一装药结构火药颗粒将发生破碎,且破碎度随温度降低而增大,在-20℃和-40℃条件下,最大破碎度分别达到1.896和2.487,膛内压力分别为690.32MPa和803.64MPa,增幅达到16.4%;在总装药质量6.25kg不变的条件下,小颗粒药装药质量从0增至0.4kg,最大破碎度从2.487减至1.803,膛内压力从803.64MPa减至740.81MPa,由此可见混合装药结构可以有效避免火药颗粒的破碎。     

高渐增性燃烧火药的研究

本文第一部分用电子计算机对多孔火药、封面火药进行了内弹道计算,定量分析了高渐增性燃烧的火药对降低弹丸过载和提高初速的影响。第二部分介绍了封面管状火药的研制情况,进行了大量密闭爆发器试验,为了观察包覆火药中间燃烧状态的中止燃烧试验,火药的理化分析试验和火炮的靶场弹道试验。在85加农炮上的试验表明,在相同最大膛压下,采用研制的包覆火药,可提高示压效率4.5％,提高初速3.3％。     

高渐增性燃烧火药的研究

本文第一部分用电子计算机对多孔火药、封面火药进行了内弹道计算,定量分析了高渐增性燃烧的火药对降低弹丸过载和提高初速的影响。第二部分介绍了封面管状火药的研制情况,进行了大量密闭爆发器试验,为了观察包覆火药中间燃烧状态的中止燃烧试验,火药的理化分析试验和火炮的靶场弹道试验。在85加农炮上的试验表明,在相同最大膛压下,采用研制的包覆火药,可提高示压效率4.5%,提高初速3.3%。     

局部阻燃火药在模块装药中的作用

通过定容燃烧实验比较了含局部阻燃火药的模块装药中各装药组分及其混合装药的燃烧性能。结果表明,定容燃烧实验中局部阻燃火药的混合装药p-t曲线拐点处的相对已燃烧部分Ψe值随装填密度的变化而变化。通过不同装填密度的混合装药中止实验,分析了Ψe值变化的原因。由势平衡理论结合实验数据分析表明,Ψe值变化与实际模块装药火炮内弹道p-t曲线上势平衡点的相对已燃烧部分ΨE值变化相对应。在模块装药中,局部阻燃火药能起到调节膛压的作用。     

身管武器压力平台弹道的装药计算

压力平台装药是一项有实用价值的装药技术。火药工作者需要知道这种装药的效果和它对火药提出的要求。本文是在恒温弹道的基础上列出平台压力弹道的有关公式,提出一个这种装药的设计计算方法,为变燃速多层装药设计和这种火药的研究提供一个理论依据。渐增性的燃烧装药一直是装药工作者所需要的,这种装药可以获得好的弹道效果。近期,有两个原因可能促进这个问题的进展,一个是在用高火药力f、大装药量ω的增速中,只有采用增燃技术才能保证规定的膛压,也只有这种技术才能提高膛容利用系数,大量的提高火炮的初速。另一方面,由于火药工艺技术的进展,目前已有可能制造变燃速多层火药和高装药密度的火药。来自这两方面的需要和可能,就增加了火药、装药工作者对增燃技术的兴趣,     

火炮发射药的中止燃烧试验

一.前言人们在研究火药燃烧规律时,常常想观察火药燃烧的中间状态。火炮发射药中止燃烧试验装置可以达到此目的。用它通常可以开展以下试验:1、观察火炮发射药着火的瞬时性和同时性;2、观察火药包复层在不同压力下燃烧时的包复效果;3、观察各种形状火药(如多孔、长管状及特殊形状火药)燃烧时是否遵从几何烧燃定律;4、观察由于药粒在膛内运动撞击弹底或由于低温等原因引起强度降低所造成的机械破坏效果。由此可见,这种试验装置是开展火炮药装药设计和内弹研究必不可少的工具。但如何设计出满足上述要求的装置,     

火药性能对膛压及初速的影响研究

通过对某型枪弹（包括经过技术处理的正常弹、减量弹、加温弹、干燥弹及受潮弹）的初速和最大膛压的测定，分析了火药的药量，初温及挥发对膛压、初速的影响。     

卡尔·费休法测定火药中水分含量

严重吸湿的火药,会使其点火困难,燃速减慢,从而导致膛压、初速降低,射程减少。若火药在高温、干燥的环境下贮存,则会使其中的水分含量减少,最终导致燃速加快,膛压、初速和射程的增大。卡尔·费休法适用于各种火药,而且测量效果较好,因此,用卡尔费休法测定火药中水分含量具有重要的现实意义。     

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。     

含硝酸铵发射药内弹道过程数值模拟

通过分析不同硝酸铵含量的发射药的能量示性数,在φ30 mm火炮装填条件下,采用传统的经典内弹道模型,模拟计算出不同硝酸铵含量的七孔火药发射药的膛压、弹丸初速等弹道参数,研究硝酸铵含量对硝酸铵发射药内弹道参数的影响。结果表明,随着硝酸铵含量的增加,膛内压力和弹丸速度先增加后降低,硝酸铵含量存在一个最优点使二者达到最大值。     

球扁药低温度系数装药研究

设计了一种由松质球扁药和密质球扁药组成的低温度系数装药,其温度系数由混合药中松质药的含量控制。在不同温度下,用密闭爆发试验和30mm火炮试验测定了装药的燃烧性能、膛内压力波和物理稳定性。结果表明,该装药具有较低的温度系数,膛内燃烧稳定,良好的物理稳定性和装药安全性。     

硝酸酯火药安全贮存寿命的预估方法和结果

介绍了热加速老化试验预估火药安全贮存寿命的方法原理。对硝酸酯火药进行不同温度（95,90,85,75和65℃）的热加速老化。以有效安定剂消耗一半所需时间（τ）作为安全贮存寿命的临界点,对不同温度（t）下的τ值,用线性最小二乘法按Bethelot方程进行线性回归,预测了硝酸酯火药在常温（30℃）下的安全贮存寿命。收集了80余种硝酸酯火药安全贮存寿命的预估结果。结果发现,一般单基、双基、三基发射药和双基推进剂的安全贮存寿命在40a以上,而加入AP、TEGN等成分改性的双基发射药和推进剂安全贮存寿命大多低于40a。比较了4个温度点与5个温度点回归处理结果的差异。提出取消90℃试验,必要时增加55℃试验的建议。根据硝酸酯火药老化分解速率的温度系数和低温试验统计结果,提出单温度（65℃）短周期预测硝酸酯火药安全贮存寿命的简便方法。