程序控制开裂棒状发射药的燃烧性能

应用密闭爆发器试验，对程序控制开裂棒状（ＰＳＳ）发射药的燃烧性能进行了研究。发现采用不同端封剂的ＰＳＳ发射药的燃烧性能有着明显的差异。研究结果表明，提高端封层的抗燃气冲击性能是研制ＰＳＳ发射药成功的关键之一。     

变燃速发射药的燃烧性能

介绍了变燃速发射药的原理和实现方法。内层采用高燃速发射药．外层为低燃速发射药．从而达到变燃速的目的;分析了双层结构变燃速发射药的密闭爆发器燃烧性能及30mm火炮内弹道试验结果。与高分子包覆单基发射药相比,双层结构变燃速发射药具有较好的燃烧渐增特性和明显的低温度系数效果。     

一种基于密闭爆发器试验的发射药燃烧渐增性定量评价方法

通过对比分析发射药膛内动态燃烧和密闭爆发器静态燃烧过程,发现一种理想的发射药应具备特殊的燃烧猛度分布.通过分析理想发射药和实际发射药燃烧猛度分布的差异,提出了一种基于密闭爆发器试验的发射药静态燃烧渐增性定量评价方法,评价结果与动态试验结果具有良好的一致性.     

一种新型聚酯钝感剂在发射药中的应用

采用水相钝感法工艺制备了含新型聚酯钝感剂的单基药和高能硝胺发射药,通过常规理化性能测试、密闭爆发器和加速长贮等实验研究了聚酯钝感剂对两种发射药性能的影响。结果表明,聚酯钝感剂与单基药和高能硝胺药相容性良好,具有挥发性小、抗迁移性能强等优点,能够显著提高单基药的燃烧渐增性;含聚酯钝感剂的发射药加速老化长贮实验前后,初速跳差小于10m/s,其内弹道性能几乎无变化。     

EI发射药的燃烧特性

为研究EI发射药的燃烧性能,基于EI发射药的制备过程及药形结构特征,对EI发射药的浸渍层分布、燃烧过程中药型尺寸及能量特性的变化进行了理论分析和实验验证.建立了EI发射药的燃速计算数学模型.制备了NG浸渍量分别为10％和15％的EI-1和EI-2样品.进行了密闭爆发器试验、显微切片照相.结果表明,NG浸渍量为15％时,火药力提高了10.14％,浸渍深度为0.168 mm;根据实验数据计算EI发射药的u-p曲线,150 MPa前EI发射药的燃速高于单基发射药,在150 MPa后两者重合;由L-B曲线知EI-2发射药的燃烧渐增性较好.只要NG浸渍量和聚酯浸渍量配比合适,EI发射药的火药力和燃烧渐增性在一定范围内可以同步增加.     

多层高能硝胺发射药研究

设计并制备出了高能硝胺圆环多层发射药,通过恒压燃速和密闭爆发器试验测试了缓燃材料对高能硝胺发射药燃速的影响;通过中止燃烧试验考察了多层发射药的燃烧稳定性.结果表明,缓燃材料可有效降低发射药的燃速,并有显著增强其燃烧渐增性,且燃烧稳定.30mm内弹道试验表明,与粒状高能硝胺发射药相比,在不增加最大膛压的前提下,高能硝胺多层发射药能使炮口动能提高15%左右.     

多层发射药的燃烧特性

利用已建立的圆环状多层发射药燃烧模型得到多层发射药的理论燃烧猛度Γ-Ψ曲线,并通过密闭爆发器实验测试了不同结构的多层发射药的静态燃烧性能,讨论了结构对多层发射药燃烧渐增性的影响。结果表明,火药燃去量处于0.2~0.8时,实验L-B曲线与理论Γ-Ψ曲线之间有着相同的变化趋势;过大(或过小)的内外层燃速比K和缓燃层厚度比X均对多层发射药的燃烧渐增性不利,只有在合理的范围里选择,多层发射药的燃烧渐增性才会呈现增强的趋势;随着药片宽厚比W的增大,多层发射药表现出恒面燃烧的特征,燃烧渐增性变佳。     

由密闭爆发器实验数据分析变燃速发射药的燃烧渐增性

为进一步研究变燃速发射药的燃烧渐增性,提出了一种利用密闭爆发器实验数据描述发射药能量释放规律的数学物理模型.通过密闭爆发器实验,研究了一种中心开孔式双层硝胺变燃速发射药试样的燃烧渐增性.结果表明,所提出的数学物理模型可以用来定量地判断发射药燃烧的渐增性强弱;所研制的硝胺发射药显示出了渐增性燃烧的特点,并且可以通过调节配方和药型尺寸,达到调节控制其燃烧渐增性的效果.     

梯度硝基发射药吸湿性研究

梯度硝基发射药作为一种新型能量释放渐增性发射药,其表面的硝酸酯基被还原为羟基。由于梯度硝基发射药表面羟基含量增加,在长期贮存过程中,环境湿度会对梯度硝基发射药燃烧性能产生影响。为了研究梯度硝基发射药的吸湿性,针对单孔药、七孔药和球扁药三种不同药型的梯度硝基发射药,采用平衡干燥器法研究了不同脱硝工艺梯度硝基发射药的吸湿性,探索了吸湿性对三种不同药型梯度硝基发射药燃烧性能的影响。结果表明,随着脱硝试剂浓度和反应温度的增大,梯度硝基单孔药的吸湿率增加。在环境湿度为90.26%,梯度硝基单孔药、梯度硝基七孔药和梯度硝基球扁药的吸湿率分别为2.52%、2.71%和1.56%。吸湿前后三种梯度硝基发射药燃烧性能测试表明,吸湿后三种梯度硝基发射药的最大燃烧压力较吸湿前均有所降低,但吸湿后的梯度硝基发射药仍然具有能量释放的高渐增性。     

高性能改性单基发射药的制备与性能

以高氮量单基发射药为原料,使用先吸收NG、后吸收聚酯钝感剂的两步法工艺,成功制备出高能钝感单基药（HEDS）。试验表明,对比单基发射药,HEDS发射药的能量更高,燃烧渐增性更强,吸湿性更小。随NG加入量增大,钝感剂加入量减小,HEDS发射药的爆热增大。HEDS发射药具有十分优异的燃烧渐增性能,且钝感剂含量对其燃烧渐增性有显著影响,这种特性与其特殊结构有关。HEDS发射药的点火性能有待改进。     

NG含量对改性单基发射药燃烧性能的影响

以高氮量5/7单基发射药为基体药粒,通过先浸渍吸收NG、后吸收聚酯钝感剂NA的两步工艺制备出改性单基药,在制备过程中,NA含量恒定,浸渍NG的质量分数为5%、10%和15%,制备出3种NG含量的改性单基药样品RN-a、RN-b和RN-c。采用密闭爆发器试验和30mm弹道炮内弹道试验,研究了NG含量对改性单基药燃烧性能的影响。结果表明,所制备的3种改性单基药样品的燃烧渐增性均优于基体药;在保持最大膛压不增加的情况下,弹丸初速较5/7单基药装药分别提高36.9、91.7和57.4m/s。在制备工艺过程中,通过调节NG的含量,能够改善改性单基药的燃烧性能,实现大幅度提高炮口初速的目的。     

高能硝胺发射药在高膛压火炮上的使用安全性

采用30mm高压模拟炮试验研究手段和与单基药相对比的方法,对RGD7发射药在高膛压下的膛内压力波特征、内弹道适应性及其低温动态燃烧活性进行了研究与分析。结果表明,RGD7发射药低压下缓燃的燃烧特性有利于改善其在火炮膛内的受力环境,并表现出较好的内弹道适应性,具有良好的使用安全性,但其低温动态燃烧活性偏大,应用中需要加强控制,并进一步改善其低温力学性能。     

变燃速发射药的原理与实现方法

根据身管武器内弹道特点,提出了变燃速发射药的概念,论述了基本原理和实现该原理的技术方法。采用内层为高燃速发射药,外层为低燃速发射药。达到变燃速的目的。实验证明,两层结构的变燃速发射药具有所希望的能量释放规律,表现出很好的渐增性燃烧。变燃速发射同时还具有高能量、普遍适应性、高安全性等特点。     

基于密闭爆发器试验的发射装药内弹道性能预估

为了预估发射装药的内弹道性能,建立了一种基于密闭爆发器试验检测发射药的静态燃烧性能参数进而预测其装药内弹道性能的方法,采用不同批次的单樟-5/7发射药进行了装药性能预估计算,并基于30 mm火炮对内弹道性能预估精度进行了试验验证。结果表明,采用所建立的基于密闭爆发器试验的发射装药内弹道性能预估方法计算获得的最大膛压为376.0 MPa,与试验测试的膛压平均值388.7 MPa的计算误差为3.27%;计算的炮口初速为1143.5 m/s,与试验测试的炮口初速平均值1156.3 m/s的计算误差为1.11%。所建立的基于密闭爆发器试验的发射装药内弹道性能预估方法具有较高的精度,可对发射药样品不同批次间的内弹道性能进行高效精确的预估,为长期贮存发射药使用寿命的判定及发射药产品的出厂校验提供了一种高效低成本的弹道性能评价方法。     

催化剂对太根发射药燃速的影响

为探讨调节发射药燃气生成规律的途径,采用催化剂调节太根发射药的燃速,通过密闭爆发器实验测试了不同催化剂对太根发射药燃速调节的效果。结果表明,使用催化剂可以有效调节太根发射药的燃速,当测试压力为50~150M Pa时,碳酸镍可使太根发射药的燃速提高8%以上,二茂铁可使太根发射药的燃速降低10%。所研究的6种催化剂对发射药燃速压力指数的影响均小于0.02。     

片状变燃速发射药燃烧性能的数值计算

为研究包覆方式对片状发射药燃烧性能的影响,建立了不同包覆方式下多层片状发射药的物理模型,并推导了形状函数和燃气生成猛度表达式,利用Matlab软件对不同的宽厚比、长厚比及多层结构的片状发射药进行了数值计算;制备了不同长厚比的片状变燃速发射药,并进行了密闭爆发器实验。结果表明,四面包覆和全包覆可以很好地消除临界宽厚比对片状发射药燃烧性能的影响;与两面包覆的片状发射药相比,四面包覆和全包覆的片状发射药能够延缓内层药减面燃烧的时间,其燃气生成猛度的阶跃程度分别提高了1.17%和1.23%,呈现出良好的燃烧渐增性。     

发射装药用可燃紧塞元件的力学强度及燃尽性试验

为减少某发射装药的燃烧残片,对可燃紧塞元件的强度及燃尽性开展了试验研究,对比测试了传统纸质紧塞元件及可燃紧塞元件的压缩力,通过火炮输弹上膛冲击试验及野战公路运输试验测试了采用可燃紧塞元件的发射装药的结构强度;通过密闭爆发器试验测试了可燃紧塞元件的表观燃速,并通过内弹道射击试验验证了可燃紧塞元件的结构强度及膛内燃尽性。结果表明,可燃支撑筒的压缩力约为纸质支撑筒的两倍;可燃紧塞盖的压缩力约为原纸质紧塞盖的40%,约为原纸质支撑筒的80%,可燃紧塞元件力学强度可保证该发射装药在运输过程及供输弹过程中的结构完整性;在50~150MPa下,可燃紧塞元件的线燃速为ADiGu发射药燃速的8倍以上,在同一燃烧环境下,可燃紧塞元件可先于发射药在膛内燃尽;射击后炮口无燃烧残片,在内弹道过程中燃烧完全,无二次火焰,炮口无残留。     

双层管状变燃速发射药的燃气生成规律

为建立气体生成猛度Г与已燃发射药质量分数ψ的理论表达式,对双层管状变燃速发射药的燃气生成规律进行了理论分析。在服从几何燃烧定律的条件下,以双层管状药的初始药形尺寸及内外层药的燃速比、密度比为基本变量,推导出变燃速发射药的Г-ψ表达式,得出发挥双层变燃速管状药渐增性燃烧特点所需的临界长径比。通过Г-ψ计算曲线,说明这种发射药的内径、长径比及燃速比影响其燃气生成规律。结果表明,当双层管状发射药的初始药形尺寸及内外层药的燃速比取值适当时,会出现前期为渐增性燃烧、中后期有一个Г值的阶跃情况。