燃烧催化剂对太根发射药燃烧性能的影响

将燃烧催化剂引入太根发射药中,利用密闭爆发器静态燃烧实验研究了这些燃烧催化剂对太根发射药燃烧性能的作用效果。结果表明,某些特殊的燃烧催化剂,可较好地降低该类发射药局部燃烧压强范围内的燃速压强指数,降低压强指数的压力范围与所用催化剂的种类有关。研究还发现,邻苯二甲酸铅有缩短太根发射药燃烧时间、提高燃烧速度、增加气体生成猛度的作用;含铜金属盐有抑制太根发射药燃气生成猛度的作用。

含RDX高能太根发射药的热分解性能

运用TG和DSC方法,研究了RDX含量对太根发射药热分解性能的影响。结果表明:含RDX的高能太根发射药的热分解过程是分阶段完成的,第一阶段主要为硝酸酯的热分解,第二阶段主要为RDX的热分解。随着RDX含量增加,第一阶段放热量减少,第二阶段放热量增加。各阶段放热量和RDX含量成指数关系,热失重百分率与RDX含量成线性关系。试验结果为该发射药的应用提供了理论和实验基础。

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。

高温长贮条件下太根发射药中RDX的迁移行为

运用差示扫描量热法和化学分析法,研究了RDX在高能太根发射药中的迁移行为。结果表明:含不同粒度RDX的太根发射药,在65℃条件下,经过4个月的加速迁移后,发射药中各部位RDX的质量分数与高温加速迁移前基本相同。存贮时间导致太根发射药中RDX含量发生不规律的微量变化,可以认为在测定误差范围内,RDX粒度对其迁移性能也没有明显影响。化学分析法和热分析法所测得的RDX含量一致,表明热分析法用于迁移研究是可行的,是研究含高能固体添加剂的发射药中组分迁移的有效方法之一。

改性高能太根发射药热分解与燃烧性能研究

利用差示扫描量热法(DSC)、密闭爆发器试验研究了含黑索今(RDX)、聚醚聚氨酯弹性体材料(TPUE)的改性高能太根发射药热分解与燃烧特性,通过三维视频观察了改性高能太根药中止燃烧表面的形貌变化,分析了该类发射药的燃烧机理。结果表明:改性高能太根发射药的热分解过程主要分为由硝化棉、硝化甘油和硝化三乙二醇组成的基体的热分解和RDX的热分解;RDX颗粒的大小对改性太根药的实际燃烧过程产生较大影响。当RDX粒径为8.5μm和45μm时,两种改性太根发射药压力指数相当,其熔融和热分解过程主要发生在凝聚相区。当RDX粒径为90μm时,部分RDX颗粒从太根药基体脱离进入气相区分解燃烧,导致发射药燃面增加,质量燃烧速度加快,燃烧规律性下降;发射药中少量TPUE的加入对发射药燃烧性能影响较小。

太根发射药气相总包化学反应模型及数值分析

为了研究太根发射药气相燃烧过程中的物理化学过程,本文建立了气相化学反应的总包燃烧模型。通过与相关实验和文献结果比较,验证了所建模型及计算方法的准确性,并研究了不同太根含量、燃烧压力下气相火焰温度及各种组分质量分数分布特性。计算结果表明:当硝化棉质量分数固定为0.60,太根质量分数由0增加到0.40,火焰燃烧最终温度Tf由2965 K降低到2654 K,火焰厚度由2.04 mm增加到3.63 mm;在最终火焰区,CO质量分数由0.25升高到0.35,H2的质量分数由0.0047下降到0.0033,可燃气体整体质量分数含量增加。环境燃烧压力p由1.01 MPa增加到10.1 MPa,火焰最终温度几乎不变,火焰厚度由3.01 mm减小到0.88 mm。分析认为:随着太根含量的增加,火药燃烧温度降低,可燃气体质量分数增大;燃烧压力增加火药燃烧厚度明显减小,火焰最终温度基本不变。

催化剂对太根发射药装药燃烧性能的影响

为了研究催化剂对太根发射药装药燃烧性能的影响,将二茂铁、氢氧化镍、草酸镍、硝酸镍、铁酸镍5种不同催化剂加入太根发射药中,利用密闭爆发器实验研究了不同催化剂对太根发射药燃速和燃速压力指数的调节规律.实验结果表明,催化剂可以有效地调节太根发射药的燃速;在50~150 MPa测试压力区间内,草酸镍可以提高发射药燃速6.3%以上,降低太根发射药燃速压力指数14.58%.弹道结果表明,在太根发射药中添加草酸镍能使火炮初速提高1.64%.