变燃速发射药内弹道参数的预估

运用内弹道势平衡理论将待测药和基准药的密闭爆发器实验数据及基准药的内弹道参数相联系,得到待测药与基准药最大膛压与炮口初速的关系式。以双基类XSX-1型和单基类XNX-1型变燃速发射药为基准药,以其在某火炮的内弹道参数为标准,分别对双基和单基变燃速发射药的炮口初速和最大膛压进行预估。结果表明,运用势平衡理论对变燃速发射药最大膛压和炮口初速进行预估是可行的,其结果具有准确性;预估结果能够体现药型尺寸与配方对变燃速发射药内弹道参数的影响。     

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。     

端面不堵孔包覆对多孔发射药燃烧和弹道性能的影响

用密闭爆发器测量了相同装填密度下37孔硝基胍发射药不堵孔包覆前后的燃烧性能,并以100mm加农炮弹道诸元为参考,对包覆前后发射药的弹道性能进行了预估。结果表明,发射药药粒包覆后其密闭爆发器试验最大动态活度增加约23%。在0.7kg/dm3的装填密度下,采用不堵孔包覆药装药的示压效率比未包覆药粒装药提高了约4%。包覆药粒装药装填密度0.759kg/dm3时的膛压与原药装药装填密度为0.700kg/dm3时的膛压相同,但初速提高16m/s,并与未包覆药粒装药具有相同的燃烧结束点。     

程序控制燃烧发射药的概念和原理

从提高发射药燃烧渐增性和提高发射装药总能量角度,提出了一种新概念发射药及装药--程序控制燃烧发射药及装药.通过总结和归纳大量密闭爆发器和内弹道试验结果,得到了3个经验公式.根据经验公式可推断出高初速发射装药应同时具备高能量和高燃烧渐增特性,验证了程序控制燃烧发射药概念原理上的正确性.     

片状多层发射药的内弹道性能

制备了片状多层发射药,内层选用燃速较高的高能发射药,外层为含有高分子阻燃材料的低燃速配方发射药.对不同阻燃剂含量和不同厚度比的片状多层发射药进行了密闭爆发器实验和30 mm模拟弹道炮试验.结果表明,外层阻燃剂含量不同的MD1和MD2多层发射药均有较好的燃烧渐增性,外层阻燃剂含量较高的MD2多层发射药的燃烧渐增性要优于MD1多层发射药;在保证最大膛压基本不变的情况下,外内层厚度比为1∶10的MD1发射药的初速较5/7单基药的初速提高77.4 m/s,外内层厚度比为1∶5的MD2初速较5/7单基药的初速提高108.7 m/s.因此得出,通过调节多层发射药外层阻燃剂含量和外内层的厚度比,可以实现增加装药量、提高炮口初速而保持最大膛压不变.     

多层发射药内弹道模型及数值求解

基于经典内弹道理论建立了多层发射药的内弹道模型,用MATLAB编写了计算程序,以59式100mm高炮发射装药为基础进行了数值模拟.计算结果表明,在假定各层发射药为双芳-3、单基药、高能硝胺药、双迫药,发射药层数由1层依次增加到4层时,初速分别增加了3%、3.63%、3.69%;当燃烧层的燃速比为1:1.4:1.8:2.2,燃烧层的厚度比为5.5:1.5:1:2时,最大膛压为306.4 MPa,初速为932.4m/s,此时初速增加3.69%,且最大膛压未变,压力平台效果明显.从内弹道过程和工艺技术的可行性方面考虑,多层发射药采取3层即可达到较好的效果;对于多层发射药,当武器选定后,最优化的燃烧层厚度比和燃烧层燃速比存在唯一确定的关系,此时,在保持最大膛压不变的情况下,初速增加最多.     

发射装药用可燃紧塞元件的力学强度及燃尽性试验

为减少某发射装药的燃烧残片,对可燃紧塞元件的强度及燃尽性开展了试验研究,对比测试了传统纸质紧塞元件及可燃紧塞元件的压缩力,通过火炮输弹上膛冲击试验及野战公路运输试验测试了采用可燃紧塞元件的发射装药的结构强度;通过密闭爆发器试验测试了可燃紧塞元件的表观燃速,并通过内弹道射击试验验证了可燃紧塞元件的结构强度及膛内燃尽性。结果表明,可燃支撑筒的压缩力约为纸质支撑筒的两倍;可燃紧塞盖的压缩力约为原纸质紧塞盖的40%,约为原纸质支撑筒的80%,可燃紧塞元件力学强度可保证该发射装药在运输过程及供输弹过程中的结构完整性;在50~150MPa下,可燃紧塞元件的线燃速为ADiGu发射药燃速的8倍以上,在同一燃烧环境下,可燃紧塞元件可先于发射药在膛内燃尽;射击后炮口无燃烧残片,在内弹道过程中燃烧完全,无二次火焰,炮口无残留。     

NG含量对改性单基发射药燃烧性能的影响

以高氮量5/7单基发射药为基体药粒,通过先浸渍吸收NG、后吸收聚酯钝感剂NA的两步工艺制备出改性单基药,在制备过程中,NA含量恒定,浸渍NG的质量分数为5%、10%和15%,制备出3种NG含量的改性单基药样品RN-a、RN-b和RN-c。采用密闭爆发器试验和30mm弹道炮内弹道试验,研究了NG含量对改性单基药燃烧性能的影响。结果表明,所制备的3种改性单基药样品的燃烧渐增性均优于基体药;在保持最大膛压不增加的情况下,弹丸初速较5/7单基药装药分别提高36.9、91.7和57.4m/s。在制备工艺过程中,通过调节NG的含量,能够改善改性单基药的燃烧性能,实现大幅度提高炮口初速的目的。     

DAGR125发射药的燃烧特征

采用密闭爆发器静态试验和30mm高压模拟炮的动态试验,以制式单基药作为对比发射药,研究了DAGR 125发射药的静态燃烧特性及膛内燃烧特征。结果表明,DAGR 125发射药具有低压下起始缓燃的燃烧特性,随压力的升高呈渐增性燃烧特征;在高膛压装药条件下DAGR 125发射药燃烧正常、稳定,膛内p-t曲线光滑,起始负压差小。     

多孔环切杆状发射药的燃烧性能

为了研究多孔环切杆状发射药与粒状发射药的燃烧性能差异,采用半密闭爆发器试验研究了多孔杆状发射药的解体燃烧过程,通过密闭爆发器试验和高压30mm模拟火炮试验对比了多孔环切杆状发射药和粒状药的静态燃烧性能和膛内燃烧性能。结果表明,多孔环切杆状发射药的燃烧按平行层燃烧进行,没有出现侵蚀燃烧,燃烧性能稳定,燃烧渐增性比粒状发射药好;用多孔环切杆状发射药时,膛内负压差为-7MPa,示压效率比粒状发射药提高4.93%。     

轻武器用钝感发射药功能失效阈值预估方法

为预估轻武器用钝感发射药在贮存过程中,因钝感剂迁移导致弹道性能变化而引起功能失效的问题,采用Fick第二定律和扩散系数与扩散活化能的关系,以发射药钝感层结构相同、其内弹道性能相同为前提,建立了轻武器用钝感发射药功能失效阈值预估方法。应用该方法,采用3种配方钝感发射药分别在75℃和85℃下长贮,计算出各发射药钝感剂药的扩散活化能,并以75℃为基准预测了3种配方钝感发射药65℃长贮下的膛压功能失效阈值,同时在65℃下对发射药进行长贮,通过内弹道试验实测出发射药在65℃长贮下膛压功能失效阈值。结果表明,应用该方法预估发射药膛压功能失效阈值与实测值偏差分别为10.3%、2.9%、7.9%。同时以65、75、85℃下平均扩散活化能,计算出不同温度下发射药功能失效阈值,并对3种配方钝感发射药要满足常规弹药17年的贮存寿命要求的最高贮存温度提出了要求。     

新型大口径火炮全装药膛内压力波问题研究

为研究新型大口径火炮全装药膛内压力波存在的问题,通过理论分析、内弹道试验以及对装药结构优化设计等研究工作,摸清了膛内压力波过大产生的原因。在不改变原火炮药室结构的情况下,通过改进装药结构设计,改善了装药床的通气性,减小弹后自由空间,最大负压差由初期的80MPa左右降到20MPa以下,较好地解决了新型火炮装药膛内压力波过大、弹道性能不稳定的问题。     

DAGQ发射药膛内静态和动态燃烧性能

为了研究DAGQ发射药在膛内的燃烧性能,以经典内弹道理论为基础,建立了发射药膛内燃烧测试系统和处理方法,通过密闭爆发器燃烧试验和微波干涉法发射药膛内动态燃烧性能试验,研究了DAGQ发射药的静动态燃烧规律及不同温度下的动态燃烧特性。结果表明,所建立的试验系统和处理方法,能够很好地获得弹丸在膛内的运动过程。DAGQ发射药的静动态燃速都存在转折现象,静态燃速在转折点前压力指数大于1,转折点后压力指数都远小于1,动态燃速压力指数基本都小于1。在膛内燃烧过程中,由于高速气流对发射药的燃面冲刷,使得膛内的动态燃速要大于密闭爆发器内的静态燃速,并且随着膛内压力的增大,燃速相差越来越大。     

基于弹丸膛内速度微波测量的发射药燃烧规律

为研究发射药在膛内的燃烧规律,采用微波干涉仪、压电测试系统、30mm高压滑膛火炮建立了发射药膛内燃烧规律测试系统,并进行了相关试验。依据经典内弹道理论假设,建立了微波测试曲线处理方法,并对试验数据进行了处理。结果表明,实测膛底最大压力345.4MPa,用微波试验计算出的最大膛底压力为341M Pa,实测膛底压力曲线与由微波试验计算所得曲线能够较好地吻合。发射药膛内燃烧u-p曲线较爆发器中的平缓,发射药燃速与爆发器中的燃速相当。所建立的微波测试试验数据处理方法能够较好地反映发射药在火炮中的燃烧过程,5/7单基发射药在火炮中的燃烧规律与指数式燃烧公式有一定的偏离。     

提高低温感装药的能量及弹道性能的方法

阐述了一种提高低温感装药能量及弹道性能的原理及方法，给出了制备工艺流程和工艺条件；并讨论了该方法对膛压和初速的影响及其应用的可能途径；通过３０ｍｍ火炮射击试验，证实它具有增能和低温感双重效果，是一种有发展前途和实用价值的发射药装药技术。