密闭爆发器压力损失对起始动态活度比的影响

为研究密闭爆发器试验压力损失对发射药起始动态活度比的影响,分别对未破碎发射药、低温和常温破碎硝胺发射药、破碎15/9发射药进行了起始动态活度比试验分析.根据实际试验条件与计算需求,采用能够修正密闭爆发器试验中燃烧全过程压力曲线的方法对不同破碎发射药试样的试验结果进行了压力修正,计算了压力修正前后破碎发射药的起始动态活度比的相对误差.分析结果表明,压力损失对发射药起始动态活度比的影响较小,在实际试验中可以依据实际条件选择是否进行修正.

发射过程中某硝胺发射装药的动态挤压破碎情况

利用发射装药动态挤压破碎试验装置对发射过程中低温、常温、高温发射装药的挤压破碎情况进行了模拟动态挤压破碎试验,用发射装药起始动态活度比确定了多种试验条件下破碎发射装药的起始动态活度比,可定量表征发射装药的破碎程度。结果表明,该发射装药在常温、高温下力学性能较好,低温时在相应力学环境下破碎严重。根据试验结果,建立了最大挤压应力与装药破碎程度之间的定量关系。

发射装药破碎程度表征方法研究

为定量表征发射装药的破碎程度,引入了动态活度比和起始动态活度比的概念。采用密闭爆发器内燃气状态方程,推导出:动态活度比即为破碎发射装药与相应未破碎发射装药的燃烧表面积比,起始动态活度比即为破碎发射装药与相应未破碎发射装药初始时刻的燃烧表面积之比。用三种均为花边19孔仅长度不同(13.6,10,5 mm)的发射药进行了密闭爆发器试验。获得了不同长度发射药的p-t曲线。处理p-t曲线得到相应发射装药的起始动态活度比。根据几何形状通过计算获得不同长度的发射药的初始表面积,从而获得发射装药的起始动态活度比。结果表明,起始动态活度比的试验结果接近理论计算值,误差仅为1.8852%,说明发射装药起始动态活度比可以定量表征破碎发射装药的破碎程度。

发射装药发射安全性评定方法研究

发射装药发射安全性问题严重制约现代火炮武器的发展,成为各军事强国竞相攻关解决的重大理论与技术难题。从揭示发射装药引起膛炸的机理入手,通过理论、计算、试验3个方面连续17年的系统深入研究,引入起始动态活度比新概念,建立了我国首个基于发射装药起始动态活度比的发射装药发射安全性评定方法兵器行业标准和国家军用标准。文中包括:发射装药发射安全性评定原理、发射装药发射安全性评定流程、发射装药膛内力学环境试验方法、发射装药动态挤压破碎试验方法、发射装药起始动态活度比试验方法、发射装药发射安全性判据的确定方法、发射装药发射安全性评定方法,并成功用于工程实践,为科学评估发射装药发射安全性提供了系统的理论依据、技术手段和技术标准。

发射药破碎程度描述方法

利用动态活度定义推导了动态活度比,提出了用起始动态活度比描述发射药破碎程度的方法,研究了破碎发射药动态活度比数据处理方法.对几种不同形状、不同破碎程度发射药的起始动态活度比进行了计算.结果表明,起始动态活度比随发射药破碎程度增加而增大,这与试验结果一致.

发射药床初始堆积形态对破碎程度的影响

用发射装药动态挤压破碎试验和发射装药破碎程度表征试验,研究了在相同冲击载荷下,发射药床初始堆积形态对药床破碎程度的影响。结果表明,在装药质量相同的情况下,发射药床随机堆积形态对破碎程度的影响很小,试验的重复性较好;但当发射药床的堆积为竖排和横排时,发射药床的破碎程度有较大的差异,且横排的发射药床破碎程度明显大于竖排。

破碎发射药等效形状函数的确定方法

为了准确表征破碎发射药在火炮膛内的燃气生成规律,提出了确定破碎发射药的等效形状函数的方法。通过密闭爆发器试验模拟不同破碎程度发射药在真实的膛内环境下膛压与时间的变化关系,得到破碎发射药等效形状函数,并定性分析了其与起始动态活度比的关系。该方法所得的等效形状函数能体现破碎发射药的燃烧特性,为考虑破碎的两相流内弹道研究提供了一种新方法。

表面微孔结构三基发射药的性能

为了调节发射药的燃气释放规律,采用溶解法制备了表面微孔结构三基发射药,利用扫描电镜观察了发射药样品的微观结构;通过密闭爆发器试验研究了其静态燃烧性能;用材料试验机及冲击试验测定了其力学性能;以155 mm火炮研究了发射药的内弹道性能。研究结果表明,与原药相比,表面微孔结构三基发射药燃烧压力上升快,常温下燃烧结束时间缩短3.2 ms;初始动态活度值高,燃烧渐增性比原药低;在点火燃烧初始阶段表观燃速变大,后期燃速与原药基本一致;表面微孔结构三基发射药的力学性能有较小幅度的降低,其中,常温下降低幅度最大,抗压强度和抗冲击强度分别降低了2.98 MPa和0.35 kJ·m-2;减装药炮口初速提高13.9 m·s-1、全装药炮口初速提高15.0 m·s-1,膛压均有不同程度降低。

发射装药发射安全性评估方法

为解决高性能火炮发射装药发射安全性问题,对发射装药发射安全性评估方法进行研究。揭示了发射装药引起膛炸的机理,建立了发射装药燃烧与力学环境试验方法、发射装药动态挤压破碎试验方法、发射装药动态活度试验方法,并提出了发射装药发射安全性评估方法。该方法为科学评估发射装药发射安全性提供了理论依据与技术手段。

弹药发射安全性试验研究

通过动态活度比的概念,建立了描述发射药破碎程度的方法。应用该方法做了弹药发射安全性试验,获得了挤压破碎发射药的破碎程度以及挤压应力与发射药破碎程度的关系。研究了破碎发射药对弹药发射安全性能的影响。

钝感双基发射药老化迁移机理及动力学过程

为研究钝感双基发射药老化迁移过程及影响因素,利用钝感剂的正态分布特性及Fickian第二扩散定律的推论,建立了钝感发射药老化迁移导致钝感剂浓度分布及燃烧性能变化的理论模型。对6种不同硝化甘油(NG)及邻苯二甲酸二丁酯(DBP)含量的发射药进行不同温度下加速老化实验,采用密闭爆发器测试了不同老化时间后发射药的燃烧性能,分析了发射药老化迁移的动力学过程及热力学影响。理论分析表明,钝感球形发射药燃气生成猛度积分值的增长率随老化时间呈现出较好的线性增长模型。密闭爆发器结果表明,6种发射药加速老化后的动态活度最大值升高百分比随老化时间均呈较强的线性关系,与理论研究结果一致。建立的钝感发射药老化迁移热力学方程与试验结果基本吻合,迁移驱动因子对数与温度的倒数呈现出较为明显的线性负相关。发射药中NG与DBP总含量高于15%时,发射药的迁移驱动因子(动态活度最大值的百分比增长速率)更易受温度影响从而加剧钝感剂迁移导致钝感失效;而NG和DBP的总含量不高于15%时,钝感剂迁移导致失效的速率较为缓慢,更有利于发射药贮存后的使用和射击安全。