高密度压装炸药燃烧转爆轰研究

为了给高密度炸药装药的安全性分析提供更准确的依据,在不同约束条件下(DDT管长420 mm,壁厚分别为10,20 mm),进行了PBXC03压装炸药燃烧转爆轰实验,采用电离探针测量了炸药中反应波速度,通过观测管体和反应波速度变化,判断炸药燃烧转爆轰(DDT)的情况。根据高密度炸药状态,建立了炸药燃烧转爆轰计算模型,采用燃烧反应速率方程,描述炸药反应过程。应用网格分离和节点随机失效方法计算高温高压炸药反应产物作用下管体的膨胀和破裂,考虑气体产物泄漏,压力下降对炸药反应的影响。对不同约束条件下(DDT管长420 mm,壁厚分别为5,10,20,30 mm)炸药燃烧转爆轰过程进行了数值模拟计算。结果表明:PBXC03压装炸药只有在强约束下(壁厚30 mm)才能够发生燃烧转爆轰,弱约束下(壁厚5 mm)管体破坏引起气体泄漏和压力降低是限制炸药燃烧转爆轰的主要原因。

密度对压装B炸药燃烧转爆轰性能的影响

以常规武器中常用的B炸药为研究对象，采用电探针及压力传感器测量技术，在相同的实验条件下分别对3种不同密度固体压装B炸药（m（TNT）；m（RDX）=40：60）的燃烧转爆轰性能进行了实验研究。B炸药的密度范围为1．597～1．681g／cm^3。实验结果表明，在相同的约束条件下，炸药密度对其燃烧转爆轰（DDT）性能有较大影响。不同密度炸药的DDT性能不同。较低密度的炸药更容易发生DDT现象，固体压装B炸药存在一个燃烧转爆轰的临界密度值。在较强的约束条件下（45号钢管，内径20mm，外径64mm，长500mm），密度为1．597g／cm^3的B炸药发生了DDT现象，诱导爆轰距离为295～310mm。

高密度B炸药的燃烧转爆轰实验研究

采用电探针及压力传感器测试技术对密度为1.597 g/cm^3的固体B炸药（TNT/RDX=40/60）的燃烧转爆轰性能进行研究。实验结果表明,在较强的约束条件下（45号钢管,内径20 mm,外径64 mm,长500mm）,B炸药形成了DDT现象,诱导爆轰距离为295-310 mm。

含能材料燃烧转爆轰研究进展

介绍了国内外在含能材料燃烧转爆轰(DDT)的研究方法、影响因素、机理成因等方面的主要研究成果,目前,DDT的研究方法主要有实验和数值模拟;DDT的影响因素主要有装填密度、约束条件、点火方法和强度、材料自身的物理化学特性等,DDT机理研究主要有"冲击波成长说"和"局部热爆炸说"。今后,应结合新型高能火炸药的安全性研究,开展其DDT规律研究,在DDT数值模拟方面,应建立全面考虑含能材料反应引起的边界问题、含能材料理化特性、几何效应等的三维数学模型。

颗粒状HMX、RDX的燃烧转爆轰实验研究

用盖帽探针和离子探针实验研究了颗粒状HMX、RDX的燃烧转爆轰(DDT)。研究表明炸药的DDT过程复杂,点火方式、DDT管材料、杂质都对这些炸药的DDT有一定的影响。

几种典型固体推进剂的燃烧转爆轰实验研究

为探索影响固体推进剂发生燃烧转爆轰的因素,对4种典型固体推进剂样品进行了实验研究。通过选用不同壁厚的样品管及改变样品的装填形式,实现了燃烧转爆轰。利用电离探针对试样稳定爆轰时的爆速进行了测试。结果表明,含RDX、NG高敏感度含能材料的颗粒状CMDB推进剂及药柱内部含有大量气孔的NEPE推进剂发生燃烧转爆轰。推进剂的配方、装药形式、外界约束条件是影响推进剂发生燃烧转爆轰的主要因素。证明了推进剂在特定条件下可以发生燃烧转爆轰。

压装高能炸药的燃烧转爆轰实验研究

用电探针和压力传感器测定了质量分数为95%压装高能炸药(密度为1.86g/cm3)的燃烧转爆轰特性。研究了点火药量和约束条件对压装高能炸药燃烧转爆轰过程的影响。结果表明,压装高能炸药难以发生燃烧转爆轰,点火药药量从1.5g增至3.0g时,炸药的反应强度有所提高,但对燃烧转爆轰的影响较小。在强约束条件下,该压装炸药能基本实现燃烧转爆轰,爆轰诱导距离约为545mm。

PBX-2炸药加热条件下燃烧转爆轰特性

为了研究炸药在加热前后的燃烧转爆轰特性变化,设计了加热条件下燃烧转爆轰试验加载系统,对Φ30mm×400mm的PBX-2炸药进行了试验。试验中采用热电偶测试装置壳体和炸药表面温度变化过程,采用离子探针测量了燃烧转爆轰过程的传播时间和距离,探讨了加热与未加热PBX-2炸药的燃烧转爆轰特性。结果表明,与未加热相比,加热至85℃时PBX-2炸药更难以发生燃烧转爆轰现象。

高量程压力传感器在含能材料燃烧转爆轰实验中的应用

在三种不同的含能材料(JO-9159、B炸药和某推进剂)燃烧转爆轰实验中,使用高量程Y-YD-1254型压电式压力传感器对燃烧转爆轰(DDT)实验中管内不同位置处的压力进行测量。实验结果表明,这种压力传感器测量的压力幅度可以从几个兆帕到十个吉帕,适用于测量固体炸药或推进剂在燃烧转爆轰过程中不同位置处的压力变化,尤其适用于测量燃烧过程中的压力变化。

JOB-9003炸药燃烧转爆轰现象研究

对 HMX颗粒炸药和 JOB- 90 0 3炸药进行了燃烧转爆轰 (DDT)实验 ,研究了炸药组分、装药密度以及约束条件对 DDT过程的影响 ,分析了炸药 DDT的机理 ,实验结果表明炸药 DDT过程和炸药组分以及装药状态有很大关系 ,HMX颗粒炸药容易发生 DDT现象 ,而以 HMX为主要成分的 JOB- 90 0 3压装装药不容易发生 DDT现象。

DDT管材料对颗粒状RDX床燃烧转爆轰(DDT)影响的实验研究

采用盖帽探针、离子探针实验研究了点火药点燃时 ,DDT管材料变化 (钢和铝 )对颗粒状RDX床的燃烧转爆轰的影响。

推进剂的撞击损伤状态对其燃烧转爆轰的影响

设计加工了燃烧转爆轰的实验装置，并建立了相应的测试系统，旨在研究ＮＥＰＥ推进 剂颗粒装药的燃烧转爆轰形成机理．并以大型落锤为加载手段，撞击ＮＥＰＥ推进剂试样，经 实验发现，损伤明显地促进了颗粒装药燃烧向爆轰的转变，增加了该推进剂使用的危险性。

DNTF基炸药燃烧转爆轰影响因素实验研究

为了研究二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)基混合炸药燃烧到爆轰转变(DDT)过程的有效调控技术,采用同轴电离探针测量技术研究了点火药量、DDT管壁厚约束、成型方式等对DNTF基混合炸药DDT性能的影响,从DDT管破裂状态、DDT过程不同位置处波阵面速度、诱导爆轰距离等变化对实验结果进行了分析。结果表明,DDT管壁厚约束对DNTF基混合炸药DDT的诱导爆轰距离没有明显影响,都在375 mm左右,但壁厚减小会使爆燃阶段持续时间增加,达到爆轰的初始速度减小到5515 m·s^(-1);点火药量增加对DNTF基混合炸药DDT反应剧烈性没有明显影响,但会减小初始燃烧持续时间和诱导爆轰距离;压制成型试样DDT的初始燃烧持续时间、爆燃持续时间及诱导爆轰距离均大于熔铸成型试样,但反应剧烈性没有差别。

p(BAMO-AMMO)热塑性高能推进剂燃烧转爆轰试验研究

采用燃烧转爆轰(DDT)管法研究了p(BAMO-AMMO)热塑性推进剂主要固体组分RDX和AP含量、AP粒度及级配等对其燃烧转爆轰响应规律的影响。结果表明,在相同试验条件下,含质量分数65%AP的p(BAMOAMMO)推进剂发生了燃烧转爆轰响应,而含等量RDX的p(BAMO-AMMO)推进剂仅发生了燃烧反应。当RDX质量分数从65%增加到85%时,样品由燃烧反应变为燃烧转爆轰反应。含等量细粒度(d50=1.0μm)AP的推进剂发生燃烧转爆轰的倾向较含粗粒度AP(d50=105μm)的低。当粗、细AP以质量比为10∶3级配时,p(BAMOAMMO)推进剂未发生燃烧转爆轰反应。

发射药燃烧转爆轰的试验研究

为研究发射药燃烧转爆轰特性及其影响因素,采用联合国危险分级试验中燃烧转爆轰试验方法对单、双、三基以及不同药型的发射药进行燃烧转爆轰试验。结果表明,在管厚4mm弱约束条件下,只有三基小粒发射药发生爆轰,在管厚9mm强约束条件下,6/7双基药、6/7叠氮发射药、6/7三基药以及三基小粒药发生爆轰。发射药配方中添加硝化甘油(NG)、叠氮硝胺(DA)和黑索金(RDX)以及减小药型尺寸,可增强发射药的燃烧转爆轰能力,同时,提高壳体约束强度更易发生燃烧转爆轰。

NEPE推进剂的燃烧转爆轰特性

介绍了燃烧转爆轰的研究方法、表征参数和影响因素。用DDT管、光电管、应变片、验证板研究了NEPE推进剂混合过程中的燃烧转爆轰特性。研究结果表明,NEPE推进剂药浆的诱导爆轰距离与其在DDT管中的装填密度存在典型的U形曲线关系;当实际装填密度大于理论装填密度的95%时,NEPE推进剂药浆在试验条件下无法发生燃烧转爆轰,同时,NEPE推进剂药浆的诱导爆轰距离与DDT管的破碎程度具有较好的相关性,诱导爆轰距离越小,DDT管的破碎程度越严重。由于立式混合机的密闭性及混合过程中推进剂药浆的不均匀性,NEPE推进剂在混合过程中存在燃烧转爆轰的可能性。

无起爆药雷管内管装药密度对燃烧转爆轰的影响研究

起爆药雷管生产中产生大量有毒废水,且其运输、贮存存在安全隐患。为克服这些困难,笔者自行制备无起爆药雷管。采用圆筒式金属内管中装填超细PETN(季戊四醇四硝酸酯),作为起爆元件,代替起爆药部分,研究装药密度对内管燃烧转爆轰(DDT)的影响。研究结果表明,在内管壁厚1～2 mm,内径Φ4.0 mm,长25 mm,装压密度为0.8～1.14 g/cm3的范围内,内管能可靠实现燃烧转爆轰。

氢气爆燃转爆轰特性试验研究

为揭示爆燃转爆轰(DDT)过程的主要物理机理,用带有Shchelkin螺纹管的方形激波管,对氢气和空气混合气进行爆轰试验。首先采用压力传感器记录压力波在管内的发展过程,探讨压力波速度的变化规律;然后借助高速照相机获得DDT转捩过程的纹影图像,分析主导激波传播速度的变化规律。结果表明,火焰传播经历缓燃、爆燃、爆燃转强爆轰、强爆轰衰减以及稳定爆轰等阶段;火焰、主导激波和反射激波间的相互作用是影响DDT转捩过程的主要因素。采用压力-时间记录法和纹影法分别得到DDT距离,但用后者所得的转捩距离更为准确。

铝粉-空气混合物的燃烧转爆轰过程

利用自行设计的长29.6m、内径199mm配有40套喷粉扬尘装置的大型水平爆轰管,研究了细片状铝粉-空气混合物在40 J弱点火条件下火焰从发生到加速、最后实现爆轰转捩的全过程,探讨了铝粉浓度和点火延迟时间对爆轰参数的影响。结果表明,铝粉-空气混合物燃烧转爆轰(DDT)过程可分为慢速反应压缩阶段和快速反应冲击阶段。当点火延迟时间为370m s,铝粉质量浓度为300 g/m3时,在管道中距离点火位置83倍长径比处峰值超压为9.8M Pa,爆速为1 670m/s,发生了DDT过程。在铝粉-空气混合物自持爆轰波的传播过程中,由于呈现螺旋爆轰波结构,爆速和峰值超压随着传播距离振荡。

含ACP改性双基推进剂的燃烧转爆轰实验研究

为研究快燃物ACP对改性双基推进剂燃烧转爆轰性能的影响,利用DDT管建立相应的测试系统,对推进剂在多孔装药条件下的燃烧转爆轰过程进行了实验研究。实验中采用电离探针和压电式压力传感器记录了燃烧与爆轰波阵面的位置-时间关系和压力波形图,利用实验结果计算并比较了波阵面的传播速度、爆轰形成点的位置以及药床不同位置的压力值。结果表明,快燃物ACP能够增大改性双基推进剂转爆轰的倾向,当ACP的质量分数从5%增加到7%时,装药燃烧转爆轰的倾向增大比较明显。