DNTF基含硼和含铝炸药的水下能量

理论计算了DNTF基含硼和含铝炸药的爆炸性能参数,通过水下能量及爆热测试研究了它们的能量特性.结果表明,含硼质量分数15%的DNTF基炸药水下能量可达到2.1倍TNT当量,并出现最大值.含铝质量分数10%～50%的DNTF基炸药的水下能量随铝含量的增加呈上升趋势,其最大值可达到2.67倍TNT当量.当铅或硼的质量分数低于18%时,含硼DNTF炸药的能量高于含铝炸药.硼铝联用,也可获得较好的能量特性.     

RDX基含硼炸药的能量特性

为了研究RDX基含硼炸药的能量特性,按照GJB772A-1997701.1方法和705.1方法分别测试了不同硼含量的RDX基含硼炸药的爆热和作功能力,通过传感器测得RDX基含硼炸药超压和时间的关系曲线,并计算了水下能量。结果表明,在RDX中添加硼粉可以提高炸药的爆热、水下能量和作功能力。当硼的质量分数为20%时,爆热达到最大值7 162kJ/kg;当硼的质量分数低于20%时,水下总能量与硼含量呈线性相关。当硼的质量分数为10%时,作功能力达到最大,为1.649倍TNT当量。     

含硼金属炸药水下能量的实验研究

通过水下试验测试了含硼铝、硼镁、硼镁铝合金、硼钛、硼锆等混合金属粉炸药的水下能量,并与相应含铝炸药的水下能量进行了对比.结果发现,以HMX为基金属粉的质量分数20%时,镁粉、镁铝合金与硼粉混合后水下(总能量)比单独使用硼粉时约提高40%;含硼铝质量分数20%的炸药的水下总能量比含铝质量分数20%炸药高约7%;以RDX为基,含硼铝、硼镁、硼镁铝合金质量分数20%炸药的水下总能量比含铝20%的炸药均有提高,其中硼镁达到9%.随着硼铝金属粉含量的增加,水下总能量不断提高,均高于相应含铝炸药,当硼铝金属粉质量分数为35%时达到最高,比含铝35%炸药约高7%,含量40%后开始降低.硼粉与铝粉混合使用,可提高硼粉氧化效率和炸药水下总能量.     

纳米铝对RDX基炸药水下爆炸能量的影响

为了探索纳米铝对RDX基压装炸药的水下爆炸能量的影响,测试了含纳米铝、微米铝、以及纳米铝和微米铝级配的RDX基炸药水下爆炸能量,分析了其水下爆炸能量的变化规律。结果表明,RDX基压装炸药中,当单独使用纳米铝或微米铝时,纳米铝对炸药水下爆炸总能量的提高不如微米铝;当铝粉总质量分数为30%,且纳米铝和微米铝的质量比为1∶2时,水下爆炸总能量比单独使用微米铝时提高7%,说明纳米铝和微米铝合理级配能够提高铝粉的能量释放效率。当铝粉总质量分数为35%时,即使采用级配也无法提高含铝炸药的水下爆炸能量。     

DNTF基熔铸炸药的性能研究

通过相图分析，研究了DNTF／TNT作为液相载体炸药的可能性，并对DNTF／TNT、DNTF／TNT／HMX以及DNTF／TNT／HMX／A1体系的典型配方进行了能量表征和讨论。结果表明，DNTF基熔铸炸药是一种很有前途的高能混合炸药，可满足多种武器装药的高威力要求。     

DNTF基熔铸炸药的金属加速作功能力

用圆筒试验获得含铝和不含铝两种配方的DNTF基熔铸炸药的筒壁膨胀速度、比动能和格尼系数的变化规律,研究了其金属加速作功能力,并与Octol炸药进行了对比。结果表明,DNTF可显著提高混合炸药的金属加速作功能力;加入少量铝粉虽然会降低初始筒壁速度,但在圆筒膨胀后期,筒壁速度可超过不含铝配方,且提高了DNTF基熔铸炸药的持续金属加速作功能力;与Octol炸药相比,含铝DNTF基熔铸炸药的格尼系数提高了6.2%。     

RDX基铝纤维炸药水下爆炸的能量分析

将RDX基铝纤维炸药和RDX基含铝炸药进行水下爆炸实验,得到两种炸药在不同位置的压力-时程曲线,经过计算得到两种炸药水下爆炸的能量,并以含铝炸药的能量为铝纤维炸药的参考能量,分析两者的差异及造成差异的原因。结果表明,与含铝炸药相比,铝纤维炸药的压力峰值与冲量降低,铝纤维炸药的比冲击波能降低11%～22%,比气泡能降低11%～15%,比爆炸能降低11%～18%。铝纤维炸药的比爆炸能占爆热的73%～82%,低于含铝粉炸药比爆炸能与爆热的比值(89%～94%)。铝纤维炸药能量未达到其参考能量的主要原因是铝纤维直径较大导致反应不充分以及熔喷法制成的铝纤维中Al2O3含量较高。     

用弹簧探针法测试含硼铝炸药的爆轰性能

为探索硼铝复合粉在热固PBX中的应用,以HMX为基,加入氧化剂高氯酸铵(AP)、硼铝复合粉和聚氨酯黏结剂,设计和制备了6种配方的含硼铝炸药;分别制备3种带壳体及3种不带壳体的Φ50mm含硼铝炸药柱;用弹簧探针法测试了无壳体药柱和带壳体药柱的爆速,分别用经验公式和相对凹坑深度法计算了爆压,讨论了硼铝复合粉含量对其爆轰性能的影响。结果表明,炸药GH-4、GH-5和GH-6用手工浇注成型,Φ50mm×150mm炸药柱密度在1.530~1.570g/cm3之间,爆速在6.900~7.400mm/μs之间,爆压约19GPa,适用于含硼铝炸药配方筛选;炸药PF-1、PF-2和PF-3用真空振动浇注成型,Φ50mm×110mm炸药柱密度约1.693g/cm3,爆速在7.800~8.000mm/μs之间,爆压约24GPa。炸药PF-3中含质量分数20%、硼铝质量比1∶1的复合粉,含金属炸药的组合效应使少量硼铝复合粉在反应区参加反应,其爆速和爆压值较其他配方高,表明弹簧探针法可作为炸药爆速测试的一种补充电测法,在无法实施铜箔探针法的情况下,可以考虑用弹簧探针法。     

DNTF及其低共熔物对PBX可压性的影响

研究了二硝基呋咱基氧化呋咱（DNTF）、TNT、三硝基氮杂环丁烷（TNAZ）及其DNTF—TNT和DNTFTNAZ低共熔物作为添加剂，对压装PBX炸药可压性的影响。结果表明，低熔点单质炸药及其低共熔物混合物添加剂能够提高PBX的可压性；在DNTF、TNT、TNAZ3种炸药中，熔点越低，作为添加剂对PBX的可压性提高得越多；低共熔物混合物添加剂对PBX可压性的影响不仅与其熔点有关，而且与构成低共熔物混合物炸药的品种有关，其中DNTF与TNAZ形成的低共熔混合物比DNTF与TNT形成的低共熔混合物能够更好地改善PBX的压制成型性；作为增塑添加剂，适宜的质量分数为2％～3％。     

非理想炸药爆炸试验及威力评估（英文）

对HMX基含铝炸药进行了自由场爆炸试验,通过理论计算和仪器测量获得了爆炸冲击波参数和火球热效应数据。依据爆炸效应,提出了一种针对含铝炸药爆炸威力的评价方法。结果显示,在试验范围内,相比TNT炸药,该含铝炸药的冲击波超压(Δp)和冲量(I)在最大处分别提高了33.1%和28.9%;火球的温度、尺寸也更高、更大,在高温区域(温度大于2000℃),该含铝炸药的温度持续时间是TNT的7倍;提出的对含铝炸药爆炸威力评价的方法更能精确揭示含铝炸药的综合爆炸性能,该方法也可以应用到其他相似含铝炸药爆炸威力的评价上。     

Combustion heat of the Al/B powder and its application in metallized explosives in underwater explosions

An underwater explosion test is used to determine the detonation properties of metallized explosives containing aluminum and boron powders. An oxygen bomb calorimeter (PARR 6200 calorimeter, Parr Instrument Company, USA) is used to obtain the heat of combustion of the metal mixtures. As the content of boron powders is increased, the heat of combustion of the metal mixtures increases, and the combustion efficiency of boron decreases. The highest value of the combustion heat is 38.2181 MJ/kg, with the boron content of 40%. All metallized explosive compositions (RDX/Al/B/AP) have higher detonation energy (including higher shock wave energy and bubble energy) in water than the TNT charge. The highest total useful energy is 6.821 MJ/kg, with the boron content of 10%. It is 3.4% higher than the total energy of the RDX/Al/AP composition, and it is 2.1 times higher than the TNT equivalent.     

铝粉含量和粒径对乳化炸药作功能力的影响

为研究铝粉对乳化炸药作功能力的影响,在负氧平衡的乳化炸药中分别添加不同含量和粒径的铝粉,采用测时仪法测定其爆速;通过水下爆炸实验计算出含铝乳化炸药的比冲击波能、比气泡能和总能量等参数。结果表明,当铝粉(粒径为5μm和35μm)质量分数为5%时,含铝乳化炸药的爆速最大,分别为5 128、5 071m/s;当铝粉(粒径为5μm和35μm)质量分数为20%时,乳化炸药的比冲击波能、比气泡能、总能量均随着铅粉含量的增加而增大,比冲击波能分别增加19.7%、15.3%;比气泡能分别增加12.6%、13.7%,总能量分别增加15.1%、14.5%。     

Evaluation of Plastic Bonded Explosive (PBX) Formulations Based on RDX,Aluminum, and HTPB for Underwater Applications

Aluminized high explosives are known to give better underwater performance. All explosive formulations for underwater targets are filled into warheads and shells by casting method. TNT, a high explosive is used as casting medium due to its lower melting point. Plastic bonded explosives are fast replacing TNT‐based high explosive formulations for the reasons that they are more insensitive and low vulnerable explosives with better shelf life. Few aluminized plastic bonded explosive formulations based on RDX, aluminum, and HTPB have been processed, varying the aluminum content from 0 to 35% and evaluated underwater. The present paper discusses the experimental methodology adopted to evaluate the above formulations for their ballistic parameters, viz., peak over pressure and impulse. Explosion bulge tests have been conducted with each explosive formulation and extent of bulge in test plates is presented and compared with a standard underwater explosive, viz., HBX‐3.     

铝粉粒度对乳化炸药能量输出特性及热安定性的影响

为了研究铝粉粒度对乳化炸药水下爆炸能量输出的影响，在相同乳化炸药中分别添加3种不同粒度的铝粉制得含铝乳化炸药。利用水下爆炸实验，获得冲击波压力时程曲线，经分析计算得到峰值压力、冲击波冲量、比冲击波能、比气泡能、总能量等水下爆炸能量参数。并运用DSC-TG联用技术测试添加不同粒度铝粉的乳化炸药在不同升温速率下的热安定性。结果表明：铝粉粒度对乳化炸药水下爆炸的能量有较大的影响，添加了中粒度（平均粒度为177.2 μm）铝粉的乳化炸药各能量参数均达到最大值，而3组样品的热安定性则随着铝粉粒度的减小而降低，活化能的最大降幅达3.7%。     

基于 Kissinger 方法的3，4-双（4-硝基呋咱-3-基）氧化呋咱的热分解反应动力学参数和热稳定性研究

采用差示扫描量热法研究了 DNTF和TNT在不同升温速率下的热分解特性；利用Kissinger方法计算和对比分析了DNTF和TNT的热分解反应动力学参数、热爆炸临界温度和热力学参数。结果表明，DNTF的热分解过程不同于TNT ，DNTF的热分解经历了两个阶段，其中第1阶段为主要部分。DNTF的活化能为168．85kJ／mol ，比TNT高约58 kJ／mol ，表明DNTF在低温下有良好的热稳定性。然而，除自由活化能外，DNTF的其他热力学参数均比TNT高。DNTF的热分解峰温和热爆炸临界温度都比 TNT小。因此，与TNT相比，DNTF的热稳定性差。     

高威力震源药柱的配方研究

在普通热塑型膨化硝铵震源药柱内装药组分的基础上，加入高能添加剂铝粉，通过内装药配方的优化设计和实际爆炸性能的测定，确定了高威力震源药柱内装炸药的配方为膨化硝铵67．3％、木粉1．O％、柴油0．3％、石蜡0．7％、梯恩梯25．O％、铝粉5．7％。试验表明，高威力震源药柱内装药爆炸性能优良，作功能力比普通热塑型膨化硝铵震源药柱内装药提高15％。将聚能效应用于震源药柱，使高威力震源药柱具有更好的勘探效果。     

Effect of Aluminum Fiber Content on the Underwater Explosion Performance of RDX‐based Explosives

In order to analyze the effect of aluminum fiber contents on the underwater explosion performance of RDX‐based explosives, the pressure‐time curves of composite explosives with different aluminum fiber contents are measured by underwater explosion experiments. Peak pressure, impulse, shock energy, and bubble energy were obtained by analyzing the curves. The results show that the peak pressures of composite explosives decrease with increasing aluminum fiber contents. The shock impulse of the 30 % aluminum fiber composite explosive is the highest in all composite explosives. The effects of the 20 % and 40 % composite explosives are nearly equal to that of the 30 % explosive, and the different values of shock impulse among them do not exceed 5 %. The specific shock energy of the 20 % aluminum fiber composite explosive is the highest in all composite explosives. The bubble energy and explosion energy of composite explosives increase with increasing aluminum fiber contents.     

炸药水下爆炸冲击波参数的修正

根据有限水域中TNT、钝化RDX的测试结果，结合所采用传感器的特点．得出了一种修正冲击波参数(峰压、比冲能)的方法。结果表明，修正后的峰压与计算值接近，TNT、钝化RDX的比冲能分别占其总能量的46％、44％左右，并使测试总能量占其爆热值的95％以上。     

炸药爆炸能量的水中测试与分析

介绍了炸药爆炸能量的水中测试方法,对TNT和3种新设计的含铝炸药进行了水中爆炸的实验研究,比较了各炸药的爆炸性能.结果表明,发现冲击波峰值超压、冲量和冲击波能流密度等参数较好地符合爆炸相似律,得到了新配方各参数的爆炸相似律系数.计算了炸药的冲击波能和气泡能,并提出了计算爆炸总能量的方法.把实验测得的炸药的总能量与KHTR程序计算的爆热进行对比,二者符合得较好,说明了KHTR程序可用.