含FOX-7发射药的低压燃烧性能及力学性能

通过中止燃烧试验及密闭爆发器试验研究了含FOX-7发射药的低压燃烧性能。结果表明:随着样品中FOX-7含量的增加,其燃速压力指数降低;发射药燃烧过程中,药体表面形成连续的熔融层,抑制了RDX的爆燃,发射药燃烧一致性变好,有利于发射药低压下的稳定燃烧。抗冲强度试验结果表明,增加配方中FOX-7含量,发射药抗冲强度增大。

高效液相色谱法测定含FOX-7不敏感发射药中4种组分

采用反相高效液相色谱法测定含FOX-7的不敏感发射药中4种组分硝基胍(NQ)、1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)、硝化二乙二醇(DEGDN)、II号中定剂(C2)的含量。试样用水浸润后以丙酮溶解,进行色谱分析,紫外检测波长为210 nm,色谱柱为Cl8柱(150 mm×4.6 mm,5μm),流动相为乙腈-水(60∶40)。NQ,FOX-7,DEGDN及C2的质量浓度分别在0.05~1.32,0.02~1.28,0.02~1.25,0.002~0.12 g/L时分别与对应色谱峰面积线性相关。4种化合物的加标回收率为99.4%~100.2%,测定结果的相对标准偏差为0.71%~1.25%(n=8)。该方法准确、实用,可行性高,对发射药生产合成及质量控制有一定的指导作用。

七孔变燃速发射药内弹道性能的数值计算

基于经典内弹道理论建立了七孔变燃速发射药的内弹道模型。在Ф30mm火炮装填条件下,用C语言编写的计算程序,对标准七孔发射药以及不同内外层火药力和不同内外层燃速比的七孔变燃速发射药的内弹道性能进行了数值计算。结果表明,七孔变燃速发射药比标准七孔发射药具有更好的燃烧渐增性,在膛压变化较小的情况下,弹丸初速有较大提高,约5%左右。调节七孔变燃速发射药内外层火药力可以有效控制膛压和提高弹丸初速。随着内外层燃速比的增大,膛内最大压力和弹丸初速逐渐降低,燃烧分裂点和结束点向后推移,七孔变燃速发射药的内外层燃速比一般取2左右为宜。

NC基高能低敏感发射药的低温抗冲击强度

为研究NC基高能低敏感发射药的低温力学性能,通过改变配方中硝化棉(NC)的种类、增塑剂ZSJ-X的含量、FOX-7的含量以及RDX和FOX-7的粒度,制备了4种NC基高能低敏感发射药,采用电子万能材料试验机测试了其低温抗冲击强度。结果表明,降低黏结剂的含氮量,增加增塑剂ZSJ-X的含量,用FOX-7替代部分RDX,降低RDX和FOX-7的粒度,能够提高NC基高能低敏感发射药的低温抗冲击强度。当NC基高能低敏感发射药的配方(质量分数)为:NC(含氮量12.6%)37%、ZSJ-X 25%、FOX-7(粒径19μm)13%、RDX(粒径5μm)33%时,低温抗冲击强度最佳,达到7.75kJ/m2。

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。

硝基胍七孔发射药挤压成型过程的数值模拟

为了获得不同挤压成型工艺条件对硝基胍七孔发射药成型质量的影响,首先用毛细管流变仪测得不同条件下塑化后的硝基胍发射药药料的流变参数,再用POLYFLOW软件模拟了发射药药料在七孔成型模具中的挤出过程。分析了溶剂比、挤出温度、体积流量对模具内的压力分布、模具出口截面处的速度分布及挤出发射药尺寸的影响,得到制备硝基胍七孔发射药的最佳成型工艺条件为：发射药药料与醇酮溶剂的比值0.22-0.24,挤出温度25-35℃,入口体积流量（0.58-1.0）×10^-7 m^3/s。

基于多点压力测试系统的发射药膛内燃速测试技术

为了研究发射药在火炮膛内的燃烧性能,建立了基于多点压力同步测试技术的发射药膛内动态燃速测试系统,采用该系统在HPD-30火炮上对单樟-5/7发射药的动态燃烧性能进行了试验研究,将该试验结果与基于微波干涉法测试的膛内燃速进行了对比,分析了膛内燃速方程参数拟合方式对膛内燃速曲线计算精度的影响。结果表明,在50~100MPa的中低压范围内,基于多点压力测试法获得的单樟-5/7发射药的膛内燃速与微波干涉法获得的测试结果偏差最大值为12%,最小值为2%,最大偏差点处对应的膛内燃速差值为0.45cm/s;在100~320MPa的压力区间内,两种测试法获得的发射药膛内燃速偏差最大值为1.7%;平行试验测试结果的对比分析表明,基于多点压力测试的发射药膛内燃速测试方法具有较高的测试精度和稳定性;由于单樟-5/7发射药表面钝感形成内、外层的非均质性,其膛内燃速方程需要采用分段函数表述才能更准确地反映膛内燃烧规律。

七孔发射药内外弧厚差异对其燃烧性能的影响

为了研究七孔发射药内外弧厚差异对其燃烧性能的影响,通过密闭爆发器静态燃烧试验及火炮发射药装药内弹道试验研究了内外弧厚一致性及弧厚偏差对高能低烧蚀叠氮硝胺七孔发射药燃烧性能的影响。结果表明,当发射药的内外弧厚差异较大时,密闭爆发器试验中发射药增面燃烧阶段结束点提前,增面燃烧阶段已燃百分数由85.46%降至70.76%,燃烧时间由23.40ms增至27.75ms;发射药燃烧时间随着温度变化的敏感性逐渐加大。装药发射试验中,当外弧厚大于内弧厚时,加大了装药的初速温度系数,初速温度系数由0.54m/(s·℃)增至0.78m/(s·℃),装药质量由9.4kg增至9.8kg,最大膛压由266.9MPa降至262.6MPa。