AP/HMX丁羟复合推进剂燃烧转爆轰研究

详细地研究了ＡＰ／ＨＭＸ丁羟复合推进剂的燃烧转爆轰过程。分析了推进剂颗粒尺寸和形状，装药的氧平衡和渗透性对ＤＤＴ的影响；讨论了由冲击波诱起爆轰和由燃烧导致爆轰的特点，并且分析了火箭发动机中实际使用的ＡＰ／ＨＭＸ丁羟复合推进剂装药能否产生ＤＤＴ的可能性。     

高燃速丁羟推进剂燃速可调节性研究

在一维气相稳态反应流模型的基础上,分析了催化剂对丁羟推进剂热分解的影响,采用归纳和假说相结合的方法建立了丁羟推进剂催化燃烧模型,定量研究了细粒度AP质量分数和催化剂质量分数对高燃速丁羟推进剂燃速及压力指数的影响.结果表明,在7～12 MPa实验务件下,不同细粒度AP质量分数下的燃速理论预示结果和不同质量分数催化剂下的燃速模拟计算结果都能与实验结果吻合较好,误差在7.0%以内,为配方研究人员提供了定量化调节燃速的预示方法.     

丁羟推进剂的损伤特性研究

为了解损伤对发动机寿命的影响,研究了丁羟推进剂在应力下损伤与破坏的特性,并研究了推进剂损伤特性的表征方法,及推进剂抗损伤能力的表征方法;讨论了应力、湿度、环境-应力联合作用对丁羟推进剂损伤的影响。发现不同配方丁羟推进剂的抗应力损伤的性能不同,脱湿点的应变值可以表征此性能;推进剂的E5%、脱湿能、永久变形及推进剂拉伸曲线出现S形可以用于观察或表征推进剂内部的损伤;环境湿度对应力作用下丁羟推进剂损伤的影响突出。     

丁羟推进剂多功能助剂的合成及性能

在多羟基、多胺基聚丁二烯(AEHTPB)基础上,通过羟基的氰乙基化反应,制备了一种多氰基、多胺基聚丁二烯(AEHTPB-CN).通过红外光谱、核磁共振氢谱对产物的结构进行表征,并对产物的黏度、玻璃化温度、羟值、胺值等理化性质进行了分析.考察了AEHTPB-CN对黏合剂基体力学性能的影响,并通过装药实验探究了AEHTPB-CN对丁羟推进剂力学性能及燃烧性能的影响.结果表明,AEHTPB-CN的加入可有效提高HTPB弹性体的拉伸强度,其原因是AEHTPB-CN分子中的氰基与氨基甲酸酯基团形成氢键,提高了弹性体的内聚能密度.装药实验结果表明AEHTPB-CN在丁羟三组元、丁羟四组元推进剂中均表现出良好的键合、降速效果.添加AEHTPB-CN后可使丁羟三组元推进剂常温环境下拉伸强度提升43.3％,伸长率提升91.3％,推进剂燃烧速度降低11.4％;可使丁羟四组元推进剂拉伸强度提升35.4％,伸长率提升62.0％,推进剂燃烧速度降低10.5％.     

高能固体推进剂冲击起爆特征研究

为了研究高能固体推进剂的冲击起爆行为,对推进剂进行了冲击加载下的拉氏分析实验。采用锰铜压力计测量了推进剂中不同位置的压力历程,分析了推进剂爆轰压力、爆速及爆轰成长距离等爆轰特性。采用拉氏分析实验计算模型、弹塑性流体动力学材料模型及点火增长模型反应速率方程对推进剂的冲击起爆过程进行了数值模拟。根据拉氏分析实验结果,标定了推进剂点火增长模型反应速率方程参数。     

报废丁羟推进剂的再利用研究进展

丁羟推进剂属于危险的含能材料,一旦报废必须得到及时、妥善的处理.本文从有效成分回收和整体资源化利用两种途径出发,系统地介绍了报废丁羟推进剂的再利用情况.通过讨论主要有效成分高氯酸铵(AP)和铝(Al)现阶段的回收方法,研究了其工艺成熟度、成本、回收率等诸多方面内容.通过对整体资源化利用途径的分析可知:将报废丁羟推进剂改型为工业炸药或烟火剂在理论上是一种更为理想的选择.     

含3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)推进剂的能量特性

利用国军标方法及CAD系统软件,在标准条件(pe/pc=70∶1)下,计算了含3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)的各类推进剂的能量特性,结果表明DNTF的单元推进剂比冲为2696.4N.s.kg-1,比CL-20单元推进剂的理论比冲还高31.1N.s.kg-1;用DNTF取代丁羟推进剂、改性双基推进剂以及GAP推进剂中的RDX或AP可以提高相应推进剂的理论比冲和特征速度。由于DNTF不含氯元素,且摩擦感度比RDX低得多,因此将DNTF引入推进剂中对提高推进剂的综合性能是有益的。     

含硼BAMO/NMMO富燃固体推进剂的燃烧特性

硼/聚(BAMO/NMMO)富燃固体推进剂是在固体燃料冲压发动机上具有应用潜力的一种推进剂,因而对其燃烧特性进行了研究。BAMO/NMMO共聚物燃料热解能力强,能够使硼粒子扩散至主要反应区,在相同的硼含量下,BAMO/NMMO共聚物燃料优于常规丁羟(HTPB)燃料。尽管它有很高并且正值的生成热,但其比冲却比丁羟的低,在所研究的这类推进剂中发现有六方晶体氮化硼(BN)生成。指出了生成BN的有利条件。BN对高当量比时发动机的理论性能有极大的影响。推进剂燃速与压力紧密相关,而与硼含量成非单调性关系。用“能汇”假说解释了这一现象,精细金属热电偶的测试结果为这一假说提供了证据。     

含金属氢化物推进剂的能量特性计算研究

利用国军标方法及CAD系统软件,在标准条件(P_c/P_0=70:1)下计算了含金属氢化物的丁羟推进剂和NEPE推进剂的能量特性,并与相应的含铝(Al)推进剂做对比。结果表明:含金属氢化物如BeH_2、AlH_3、Al(BH_4)_3的丁羟推进剂在很宽的范围内都可以得到2600N·s·kg~(-1)以上较高的理论比冲值;金属燃烧剂按照对NEPE推进剂能量贡献的大小排序为:BeH_2、AlH_3、Al(BH_4)_3、B_(10)H_(14)、Al、MgH_2;降低燃气的平均相对分子质量更有利于提高含金属氢化物的NEPE推进剂的比冲。     

含2-偕二硝甲基-5-硝基四唑羟胺盐的推进剂能量特性计算

采用最小自由能法,在标准状态下(膨胀比为70/1),计算了含2-偕二硝甲基-5-硝基四唑羟胺盐(HADNMNT)的丁羟复合推进剂和改性双基推进剂的能量特性。理论计算可知,HADNMNT单元推进剂的密度比冲为4936.4 N·s·dm-3,高于黑索今(RDX),低于奥克托今(HMX)和六硝基氮杂异伍兹烷(CL-20);利用HADNMNT完全取代高氯酸铵(AP)后,丁羟复合推进剂的比冲提高了428.7 N·s·kg-1;绘制了HADNMNT与RDX、Al组成的丁羟复合推进剂的等比冲三角图,直观的反映了比冲与配方的关系,HTPB、HADNMNT、RDX及Al的含量分别为10%、60%~62%、14%~16%以及14%~15%时,获得推进剂的最高理论比冲为2778.9 N·s·kg-1。利用HADNMNT完全取代RDX后,改性双基推进剂的比冲为2522.9 N·s·kg-1:通过添加Al并调节HADNMNT与Al在改性双基推进剂中的含量,获得推进剂的优化配方为:NC 25%,NG 33%,HADNMNT 11%,Al 20%,DINA 3.5%,其他助剂7.5%,其理论比冲为2598.5 N·s·kg-1。     

钢/陶瓷/PE/钢结构抗破片侵彻研究

针对复合装甲抗高速厘米级破片开展研究,用弹道炮发射高速圆柱体破片,对复合装甲结构靶进行侵彻试验,模拟全预制破片杀伤战斗部爆炸破片对复合装甲的侵彻作用.结果表明:钢板与复合材料防弹板组成的复合装甲能防护1600 m/s以上的高速破片侵彻.用Autodyn三维软件进行数值仿真计算,试验与数值计算结果较一致,由数值模拟分析得到复合装甲各组分吸能及消耗弹体质量情况,研究结果可为钢/陶瓷/UHMWPE复合装甲结构设计提供参考.     

La2O3/Al2O3氧化物添加比对Csf/SiC复合材料力学特性的影响

利用热压烧结技术制备高致密度短碳纤维增韧碳化硅陶瓷基(Csf/SiC)复合材料。研究稀土氧化物添加比对烧结后Csf/SiC复合材料微观结构、力学特性和增韧机制的影响。结果表明:随着烧结助剂中La2O3含量增加,烧结后材料中SiC颗粒平均粒径减小,相对密度逐渐降低,而强度和韧性则先增加后降低;颗粒桥连、纤维拔出和裂纹偏转是该材料体系的主要增韧方式。     

NC/NG/AP/Al复合改性双基推进剂力学性能研究

研究了硝化棉含量、固体组分粒度级配和固化剂对NC/NG/AP/Al复合改性双基(CMDB)推进剂的力学性能的影响。结果表明,随NC含量的降低,CMDB推进剂 20℃和 50℃下的抗拉强度降低,硝化棉的质量百分含量为20%时,推进剂的伸长率出现最大值;固体组分的粒度级配对CMDB推进剂的力学性能有较大的影响,AP(96.8μm)、RDX(44.9μm)和Al(10.8μm)质量百分含量的比值为1∶1∶1时,该推进剂力学性能为最佳;硝化棉含量较少的CMDB推进剂体系,进行适度交联固化可在一定程度上提高抗拉强度,明显提高推进剂的伸长率。     

N-甲基-N′-甲氧基偶氮-N-氧化物结构和性能的理论研究

基于密度泛函理论研究了N-甲基-N′-甲氧基偶氮-N-氧化物(MMDO)的结构、生成焓、密度和热分解机理,同时对其硝胺异构体二甲基硝胺(DMNA)进行了对比研究。结果表明:MMDO的Z式构型比E式构型稳定性更好,为主要存在形式;两种构型之间的异构化能垒高于热分解能垒,在热分解的条件下不会发生Z-E异构化反应;Z-MMDO的生成焓(42.50 kJ.mol-1)明显高于其硝胺异构体DMNA(-12.74 kJ.mol-1),热稳定性也好于DMNA,但密度(1.331 g.cm-3)略低于后者(1.363 g.cm-3);CH3O—N和CH3—O断裂为MMDO的两条竞争热分解途径。     

INS/GNSS/CNS组合导航系统仿真研究

研究了INS／GNSS／CNS组合导航系统的原理和特点。分析并建立了组合导航系统的误差模型，采用了平台失准角、INS与GNSS的位置之差和速度之差作为观测量进行仿真计算。仿真结果表明：采用天文导航系统对弹道导弹的INS／GNSS组合导航系统进行辅助将大幅度提高导弹的导航精度，具有重要的实际意义。     

Al/Fe_2O_3/PTFE反应材料制备及性能

采用模压烧结法制备Al/Fe_2O_3/聚四氟乙烯(PTFE)反应材料。通过万能实验机、落锤仪以及高速摄影仪对不同配比及烧结温度下成型Al/Fe_2O_3/PTFE反应材料的准静态压缩力学特性及撞击感度进行了对比实验,对其发火性能进行了分析。结果显示,330℃烧结、PTFE含量为60%和70%的试件强度最高,最大真实应力达到46 MPa。350℃烧结、PTFE含量为40%的试件撞击感度最高,其特性落高H50为95 cm。Al/Fe_2O_3/PTFE反应材料在受撞击发火的条件下会出现高温金属熔渣喷射现象。     

纳米复合Fe2O3/Al/RDX的制备与性能测试

采用溶胶-凝胶法,结合超临界CO2流体干燥技术,制备了85％ RDX的Fe2O3/Al/RDX含能材料.利用扫描电子显微镜( SEM)对样品进行了表征,其粒度为50～150 nm.对比测试了样品和原料RDX撞击感度、摩擦感度,样品的特性落高比原料RDX(2.5 kg,22.5 cm,12型工具)提高27.7 cm,其爆...     

KNO3/C6H5NO3/NC点火药研究

运用最小自由能原理,设计了KNO3/C6H5NO3/NC体系烟火药配方。从热分解过程、感度、燃烧性能对比等方面探讨了新型药剂代替黑火药使用的可行性。与黑火药相比,对硝基苯酚点火药的机械、静电感度降低,增加了制造和使用过程的安全性,燃烧热增加57%,作功能力提高40%,改善了其燃烧热力学性能,在中心传火管中作为主装药使用时,膛内负压差降至-20MPa,提高了内弹道性能的一致性和发射安全性。     

DSC-FTIR联用研究HTPB／AP和HTPB／AP／AI体系的热分解

采用高压差示扫描量热（PDSC）、热重（TG—DTG）以及热红联用（DSC—FTIR）技术研究了HTPB／AP复合体系热分解及压力和铝粉对该体系的影响。结果表明，端羟基聚丁二烯（HTPB）包覆去活作用推迟了AP的热分解过程，但AP加速了HTPB的分解。增大压力和加入铝粉均能加速HTPB／AP复合体系的热分解过程，燃速也因此而提高。同时增大压力也使HTPB分解放热产生多峰现象，而铝粉会抑制该现象。此外，AP还使HTPB发生“后固化”过程，随着压力的增大，该过程的固化热也增大。     

SINS/TACAN/ADS/OES机载组合导航设计与仿真

设计了以中等精度捷联惯导系统（SINS）为主导航系统,大气数据系统（ADS）、塔康系统（TACAN）和机载光电瞄准系统（OES）三种导航系统作为辅助导航系统的机载组合导航系统。SINS／TACAN／ADS／OES机载组合导航系统由两部分构成：（1）采用联邦滤波器的SINS／TACAN／ADS组合部分;（2）机载光电瞄准系统对导航位置误差校正部分。以一条典型的飞行轨迹对所设计的SINS／TACAN／ADS／OES组合导航系统进行了全航线的仿真研究,仿真结果表明：SINS／TACAN／ADS／OES组合导航方案是可行的,可以利用现有的机载辅助导航系统来降低对惯性器件的精度要求,基本满足飞机导航系统的性能要求。