新型裂岩器材装填药剂的燃烧性能研究

利用密闭爆发器实验系统,对一种新型裂岩器材的装填药剂燃烧性能进行了研究,以此对后续产品中的药剂组分、比例进行指导性调控。设计了9∶1~4∶6不同梯度组分的混合药剂进行密闭爆发器实验,对所有药剂的p-t曲线及d p/d t-t曲线分析后确定火药力实验中所用药剂配比为7∶3与5.5∶4.5。使用0.12 g/cm^(3)、0.2 g/cm^(3)两种装填密度对混合药剂进行火药力实验,参照火药燃速处理方法,假设混合药剂为单一整体,密度为1.5 g/cm^(3),在此假设基础上得到药剂燃烧的Γ-ψ曲线及相应的火药力、燃速系数等参数,其中单+添(7∶3)配方的火药力最高,为564.87 kJ/kg,双+添(7∶3)配方的火药力比之略低,但仍高于5.5∶4.5配方的火药力。通过对药剂的Γ-ψ曲线分析解释了双+添(5.5∶4.5)配方在实验中出现明显燃烧未完全现象的原因;对混合药剂对应火药力、燃速系数的分析发现,火药对整体药剂的做功能力占主导性因素,火药占比的上升会显著提高药剂的燃烧效能,但装填密度的改变对两种火药燃烧效果的影响却不一致。装填密度的上升会导致单基药配方燃烧效能的下降,而双基药配方会出现燃烧效能的上升。

典型换能元与点火药剂匹配试验研究

选用桥丝(BW)与金属薄膜(MF)两种镍铬合金换能元,以及Pb(SCN)_(2)/KClO_(3)与Zr/Pb_(3)O_(4)两种点火药剂,分别制备了4种不同的点火元件。点火元件与5.8系发射药制成药包,并在密闭爆发器中点燃,获得相应的压力-时间曲线,以此探讨不同点火药与典型换能元的匹配情况。其中,涂覆有4.8 mg Pb(SCN)_(2)/KClO_(3)的金属薄膜点火头增压速率为80.84 MPa/s,而涂有相同质量药剂的桥丝点火头增压速率仅为68.15 MPa/s。结合高速摄影图像与理论分析认为:换能元的电热转换效率可以在较大程度上影响点火药剂的发火状态;金属薄膜换能元由于具有较为集中的发火区域,因此点火能力相较于桥丝换能元更加稳定;Pb(SCN)_(2)/KClO_(3)药剂的发火状态也比Zr/Pb_(3)O_(4)药剂稳定。