纤维增强组份对可燃药筒性能的影响

为研究影响可燃药筒强度和燃烧性能的因素,以聚丙烯腈纤维和自制含能纤维部分替换制式可燃药筒配方中的纸纤维组分,以抽滤模压工艺制备了3个配方的可燃药筒,分析并讨论了对药筒力学性能和定容燃烧性能的影响.与制式可燃药筒相比,加入聚丙烯腈纤维能提高可燃药筒的压缩力,但定容点火时间和燃烧结束时间延长,火药力下降;加入含能纤维能提高药筒压缩力和抗拉强度,同时使定容点火时间和燃烧结束时间明显缩短,火药力增大,有利于提高可燃药筒的燃尽性.     

新型黏结剂和水性交联剂在模压可燃药筒中的应用

为提高模压可燃药筒的力学强度,同时改善其燃尽性,于某定型号产品配方基础上试制了含新型黏结剂CK及水性交联剂DZ的新型模压可燃药筒,并对黏结剂与交联剂配比、试样力学强度及燃烧性能等进行了研究。结果表明,黏结剂CK和交联剂DZ优化配比后的质量分数分别为12.0%和1.5%;新型模压可燃药筒抗拉强度和最大伸长率可达到36.7 MPa和7.0%,较传统试样分别提高了46.2%和42.9%;燃烧后,烘前及烘后平均残渣质量分别降低了55.07%和64.07%;此外,上炮试验中,射击后火炮膛内也无影响装填的残渣。新型黏结剂CK和水性交联剂DZ的引入有效地提高了模压可燃药筒的力学强度及韧性,且燃尽性也有所改善。     

半可燃药筒竖放状态下的应力应变与结构强度分析

针对半可燃药筒在竖向放置过程中可能出现的受力变形问题,建立了力学模型.采用三维非线性有限元理论对药筒的接触变形进行了计算,得到了药筒的应变、应力分布规律和半可燃药筒结构强度的数值预测.结果表明,在竖放无载荷的情况下,筒体在变直径区域产生应力集中,与金属底座的交界处应力最大.半可燃药筒的筒体变形量较大,金属底座各处的变形量几乎为零.筒体与金属底座上的最大应力远小于材料的许用应力,因此筒体结构和金属底座是安全的.     

阴离子羧甲基淀粉钠对模压可燃药筒性能的改进

为提高可燃药筒中二氧化钛填料的留着率,在配方中引入阴离子羧甲基淀粉钠(CMS),试制了两个可燃药筒样品,并进行了浆料固体填料分散情况、药筒力学性能和燃烧性能的测试研究。结果表明:对比传统可燃药筒,添加质量分数为1%的阴离子CMS的试样中,二氧化钛填料的留着率、抗拉强度和燃烧结束时间分别提高了50.0%、32.3%和106.1%,最大压力梯度降低了63.2%。说明阴离子CMS显著提高了二氧化钛填料的留着率,达到了降低可燃药筒燃速的目的。     

纤维素甘油醚硝酸酯基模压可燃药筒的制备与性能

为改善可燃药筒的加工塑性并提升其力学强度,配方中应用含氮量12.3%的纤维素甘油醚硝酸酯(NGEC)部分替代含氮量13.0%的硝化棉(NC)或木质纤维素,制备了5种可燃药筒样品,并测试了其室温下的力学性能和燃烧性能。结果表明,用质量分数15%和30%的NGEC替代硝化棉,可使可燃药筒的抗拉强度分别提高33.8%和35.2%,延伸率分别降低32.2%和24.7%,火药力分别降低3.2%和10.7%,燃烧结束点时间分别减少59.8%和56.8%;用质量分数5%和8%的NGEC替代木质纤维素,可使可燃药筒的抗拉强度分别提高20.2%和16.9%,延伸率分别降低48.1%和47.2%,火药力分别提高11.5%和19.5%,燃烧结束点时间分别减少75.7%和79.8%;因此NGEC部分替代硝化棉或木质纤维素,均可使可燃药筒的抗拉强度不同程度地提升,但会导致延伸率下降,并使可燃药筒的燃烧平均活度明显升高、燃烧结束点时间明显变短、燃速加快。     

叠氮类热塑性弹性体对模压可燃药筒燃烧性能的影响

为降低模压可燃药筒的初始燃烧速度,采用叠氮类热塑性弹性体BAMO/AMMO和BAMO/GAP分别对模压可燃药筒进行表面涂覆处理,并通过密闭爆发器试验及抗拉强度试验,研究了两种叠氮热塑性弹性体对可燃药筒定容燃烧性能和力学性能的影响。结果表明,经BAMO/AMMO和BAMO/GAP处理后的药筒在高温(50±2)℃、常温(25±2)℃及低温(-40±2)℃下密闭燃烧结束时间明显延长,燃烧初始速度和最大压力梯度下降;燃烧残渣质量相当,火药力和常温力学强度略微下降;常温下,BAMO/AMMO和BAMO/GAP涂覆的药筒燃烧结束时间较未处理药筒分别延长134%和22%,最大压力梯度分别降低52.3%和5.1%,表明用BAMO/AMMO和BAMO/GAP对可燃药筒进行表面处理,可有效降低药筒的初始燃气生成速率;常温下,BAMO/AMMO处理药筒和BAMO/GAP处理药筒的抗拉强度分别为25.82和26.46MPa,与未处理药筒相比力学性能略微下降。     

基于势平衡的小口径模压可燃药筒装药内弹道计算

为了研究小口径可燃药筒装药膛内实际燃烧规律,以小口径可燃药筒定容燃烧的p-t曲线与主装药膛内燃烧的p-t曲线为标准,应用势平衡理论确定了小口径可燃药筒装药的燃气生成函数表达式,建立了药筒装药的内弹道模型。利用该模型对25mm弹道炮在可燃药筒装药下的内弹道过程进行了模拟计算,得到了装药在膛内的实际燃气生成规律,并最终获得了25mm可燃药筒装药的弹道解。计算结果表明,小口径可燃药筒装药的燃烧过程分为3个阶段,即可燃药筒燃烧结束前阶段、可燃药筒燃完至势平衡点阶段及碎粒燃烧阶段,各阶段的燃气生成规律均以三项式表示。以小口径可燃药筒装药膛内燃气生成函数为基础模拟得到的计算曲线与火炮实测曲线基本一致,可以描述和分析小口径可燃药筒装药膛内实际燃烧规律。     

黏结剂对可燃传火管性能的影响

为研究黏结剂对可燃传火管性能的影响,分别采用惰性黏结剂、含能黏结剂、惰性/含能混合黏结剂和惰性黏结剂/RDX混合物,以卷制工艺制备了4种可燃传火管,测试了其力学性能和定容燃烧性能。结果表明,与制式可燃传火管相比,全部采用含能黏结剂可使可燃传火管的定容燃烧灰分降低69.0%,但拔断力、压缩力和耐压强度分别下降了52%、68%和60%;采用惰性黏结剂/RDX(质量比90∶10)混合物时,可燃传火管的力学性能基本不变,定容燃烧灰分降低12.2%;采用惰性/含能混合黏结剂(质量比为50∶50)时,可燃传火管的燃速和燃烧完全性得到改善,力学性能下降幅度较小。     

硬段结构对3,3-双(叠氮甲基)环氧丁烷-四氢呋喃共聚醚弹性体力学性能的影响EI北大核心CSCD

以3,3-双(叠氮甲基)环氧丁烷-四氢呋喃共聚醚(PBT)为软段,不同异氰酸酯和扩链剂为硬段,以一步法合成了不同硬段结构的聚氨酯弹性体。采用广角X射线衍射对其结构进行表征,表明刚性扩链剂(SR)制备的弹性体衍射峰强度比柔性扩链剂(DEG)制备的弹性体强,表明其硬段排列较规整。进一步采用常温拉伸、高温蠕变和低温动态力学分析等手段对其进行了不同温度的力学性能测试,结果显示SR扩链后弹性体拉伸强度达到5.36 MPa,较DEG扩链弹性体的2.29 MPa有很大提高,初始分解温度前者(208℃)也高于后者(198℃),高温蠕变量也从90.1%降到39.7%;与扩链剂相比,异氰酸酯结构对力学性能的影响较小,由包含对称结构的甲苯二异氰酸酯(TDI)固化的弹性体拉伸强度(5.36 MPa)比4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)固化的弹性体(3.16 MPa)高,低温和高温性能相差不大。     

GAP基聚氨酯包覆单基发射药能量与燃烧性能

为改善单基药的燃烧性能,以聚叠氮基缩水甘油醚(GAP)基聚氨酯为包覆材料,采用"预混-喷涂-固化"工艺对4/7单基药进行包覆。采用三维视频显微镜观察了包覆效果。差示扫描量热法研究了GAP基聚氨酯与单基药相容性。通过理论计算和密闭爆发器试验研究了包覆单基药能量和燃烧性能。结果表明,GAP基聚氨酯包覆层厚度较为均一,与单基药粘结良好,且二者相容。GAP基聚氨酯的加入使得发射药火药力和爆温均下降,但火药力降幅明显低于惰性高分子。GAP基聚氨酯包覆单基药具有显著的燃烧渐增性,随着包覆量的增大,渐增性逐渐增强。与单基药相比,包覆量为7.05%、9.67%和11.88%时,包覆单基药的燃烧分裂点相对压力值由0.151分别后移至0.453、0.480和0.489,燃烧渐增因子由0.090分别增大至0.293、0.340和0.358。