硝酸酯对RDX基含铝炸药驱动能力的影响

为了研究硝酸酯对RDX基含铝炸药驱动能力的影响,采用圆筒试验研究了含硝酸酯的RDX基含铝炸药加速圆筒壁膨胀速度和格尼能的变化过程,并与不含硝酸酯的RDX基含铝炸药进行了对比,分析了硝酸酯对炸药能量释放特性及金属驱动能力的影响。结果表明,硝酸酯可改善RDX基含铝炸药的铝氧比,改变其反应速率;在反应初期,含硝酸酯的RDX基炸药加速筒壁的速度低于不含硝酸酯的炸药,而在爆炸反应中后期,含硝酸酯的RDX基炸药加速筒壁的速度以及格尼能均高于不含硝酸酯的炸药;含硝酸酯的RDX基含铝炸药的能量释放特性使其适合用于破片战斗部中,可提高其金属驱动能力。     

DNTF基含铝炸药复合装药的驱动特性

设计了内外层分别由含铝质量分数为5%和20%的DNTF基炸药组成的复合装药。采用直径50mm圆筒试验测量了其爆速及圆筒壁的膨胀位移,研究了不同复合装药结构的能量释放特性,并与单一配方装药进行了对比。结果表明,内层为高爆速炸药时,爆速约为两种单一装药的平均值,后期驱动能力没有显著增强,格尼系数仅为2.86mm/μs;外层为高爆速炸药时,爆速略低于高爆速单一装药,爆轰波形具有明显的内聚特征,提高了内层低爆速炸药的能量释放速率,驱动能力持续增强,格尼系数为2.93mm/μs。     

含铝炸药圆筒试验与数值模拟

采用圆筒试验研究了两种直径(50 mm和100 mm)含铝炸药的作功能力,获得了圆筒壁膨胀位移与时间的关系.利用有限元动力学程序LS-DYNA,采用Lee-Tarver点火增长三项式模型对两种含铝炸药的圆筒实验进行了数值模拟.通过与实验结果相比较,得到了含铝炸药的爆轰产物JWL状态方程和反应速率函数的参数,较好地再现了两种含铝炸药圆筒试验结果的参数.Lee-Tarver点火增长三项式模型能够较好地反映含铝炸药后期能量释放驱动圆筒壁膨胀的过程.     

TATB基含铝炸药作功能力的试验研究

为评价TATB基含铝炸药的作功能力,通过ANSYS-LSDYNS软件,采用Lee-Tarver点火增长三项式模型模拟含铝炸药的圆筒试验,获得了含铝炸药的JWL状态方程及反应速率参数。利用激光位移干涉仪研究了不同铝粉尺寸的含铝炸药加速铜飞片的能力,用数值计算验证了标定的圆筒试验参数。结果表明,粒径较小的铝粉能够使铜飞片获得更大的自由面速度,加速铜飞片的时间缩短,表现为粒径2μm铝粉的含铝炸药反应时间比粒径10μm铝粉的含铝炸药缩短13.6%。计算值与试验结果吻合较好,表明圆筒试验得到的爆轰产物参数是有效的。     

不同直径含铝炸药的作功能力

为具体考察不同直径含铝炸药能量释放过程偏离相似律的程度,采用高速转镜扫描相机及单狭缝扫描技术对两种不同直径（50和100mm）的含铝炸药进行了圆筒试验,扫描狭缝分别距圆筒尾端200mm（直径为50mm）和300mm（直径为100mm）。试验结果表明,在几何相似膨胀位置处,直径为i00mm圆筒试验相对于直径为50mm圆筒试验的壁膨胀速度偏离量约为5％,比动能偏离量约为11％,表明两种直径含铝炸药的圆筒壁膨胀速度不符合相似律,小尺寸圆筒试验将低估大尺寸含铝炸药的作功能力。     

金属柱壳约束对非理想炸药驱动效率的影响

通过分析金属柱壳在内部炸药滑移爆轰作用下的动力学响应,建立了爆轰产物压力与壳体径向膨胀位移、材料动态屈服强度之间的关系式。基于Taylor假定确定了壳体完全破裂时爆轰产物压力的阈值。以两种具有相近格尼系数的RDX基含铝炸药为例,对该模型的适用性进行了验证。结果表明,相同壳体下,与无硝酸酯的RDX基含铝炸药相比,含硝酸酯的RDX基含铝炸药的驱动能量利用率具有明显优势。当壳体材料动态屈服强度从0.2GPa增至0.8GPa时,其有效作功能的相对增量约从7.5%迅速增大至15.2%,符合战斗部实际应用中的趋势,表明该分析模型可用于非理想炸药驱动作功性能的综合评价。     

Al粉对炸药爆炸加速能力的影响

采用电探针法测量了RDX基含铝炸药爆炸驱动金属薄片的速度变化,分析了铝粉含量对炸药爆炸加速能力的影响。结果表明,炸药爆炸对金属薄片的加速能力受配方中铝粉的反应比例影响;金属薄片的加速过程分速度增长和速度减小两个阶段;金属薄片达到最大速度的距离与铝粉的含量有关,随着铝粉含量的增加,达到最大速度的距离有所增加,该距离在40~60mm。铝粉含量对炸药爆炸加速能力的贡献有一最佳值,对于RDX基含铝炸药,其值约为15%。     

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。     

熔铸炸药的研究进展

综述了DNAN、TNAZ、DNTF、M eNQ四种可作为熔铸载体炸药的国内外研究现状,介绍了它们的合成方法、物理化学与爆轰性能、相容性、熔铸配方以及国内外在为其熔铸所做的最新研究成果,为促进上述载体炸药能更好地应用到熔铸中提供必要的参考数据。其中DNAN已经在美国投入到实际熔铸应用中,TNAZ、DNTF、M eNQ处于合成放大阶段和熔铸应用初级阶段。这些炸药的研究和应用将推动无TNT熔铸时代的到来。     

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.     

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.     

理想混合炸药模型的提出及其应用

通过建立“理想混合炸药”模型 ,发现理想混合炸药的爆速 Did与纯组分炸药的爆速 Di和质量分数 Wi之间存在着定量关系 ,据此发展了一种计算混合炸药爆速的新方法。对大量混合炸药的计算结果表明 ,爆速计算值与实验值的一致性令人满意 ,平均误差 1.37%。本文方法的提出 ,不仅提供了一种预测混合炸药爆速的方法 ,而且对高爆速混合炸药的研究具有一定的指导意义     

RDX基铝薄膜炸药与铝粉炸药水下爆炸性能比较

为了减少铝粉炸药在生产过程中因铝粉对环境污染,降低铝粉炸药的撞击感度,提高含铝炸药的成型性及力学性能,将RDX用铝薄膜分层包裹得到新型的铝薄膜混合炸药。将铝薄膜混合炸药与铝粉炸药进行水下爆炸实验与爆速实验,得到两种炸药的爆速与压力时程曲线,经过分析计算得到两种炸药的压力峰值、冲量、冲击波能、气泡脉动周期与气泡能。结果表明：铝薄膜炸药药柱的轴向为RDX与铝薄膜独立贯通的结构,有利于降低混合炸药中添加物对基体炸药爆轰波传播的影响,从而使铝薄膜混合炸药的爆速高于铝粉炸药,导致铝薄膜炸药的冲击波损失系数高于铝粉炸药,使铝薄膜混合炸药的总能量、比气泡能与铝粉炸药相当情况下,其比冲击波能却降低了10.16%～10.33%,计算过程说明铝薄膜混合炸药的C-J压力计算公式具有合理性。     

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%。     

一次引爆型云爆剂的爆速计算

以典型一次引爆型云爆剂为基础,根据炸药的热化学理论和爆轰理论,对一次引爆型云爆剂的爆速进行了理论分析和计算,并研究了组分配比及配方对爆速的影响.结果表明,一次引爆型云爆剂的理论爆速与金属粉含量有关,在一定范围内适当增加金属粉含量,可以提高爆速,且金属粉的热值越高,其一次引爆型云爆剂理论爆速也越高.     

Possibility of compaction of explosion-produced high-velocity metal elements moving in a magnetic field

The accumulation of microdamage due to intense plastic deformation results in a decrease in the average density of high-velocity elements formed by explosive compression of shaped metal liners. For compaction of such elements in tests of the reliability of meteoroid protection, it is suggested that the elements be exposed to a magnetic field produced on their motion trajectory before interaction with a target. The physical processes occurring in a conducting elastoplastic porous cylinder placed in a magnetic field were studied by numerical modeling. The model was used to determine the parameters of magnetic-pulse action necessary for compaction of steel and aluminum elements.__________Translated from Fizika Goreniya i Vzryva, Vol. 41, No. 2, pp. 126–134, March–April, 2005.     

聚酰胺胺(PAMAM)树形分子用作乳化炸药的稳定剂

用PAMAM树形分子作稳定剂制成了一种新型的乳化炸药,并用高低温循环及室温贮存的电导率测试、扫描电镜等技术对其稳定性作了表征.结果表明,用PAMAM稳定后的乳化炸药具有很好的稳定性,对该乳化炸药的爆速测试结果表明,添加PAMAM后的乳化炸药的爆速反而增加.同时,对此乳化炸药的稳定机理作了初步探讨.     

Detonation Performance of TATP/AN‐Based Explosives

The detonation velocity and performance were determined for four mixtures of triacetone triperoxide (3,3,6,6,9,9‐hexamethyl‐1,2,4,5,7,8‐hexoxonane, TATP), ammonium nitrate (AN) and water (W) by cylinder expansion tests. The composition of these mixtures varied in the following ranges: 21–31% TATP, 37–54% AN and 19–32% W. The obtained results were compared with those of powdery 2,4,6‐trinitrotoluene (TNT), AN‐fuel oil explosive (ANFO) and emulsion explosive. It was found that the tested TATP/AN/W mixtures represent typical non‐ideal explosives with relatively low critical diameter and with high sensitivity to initiation despite the high content of water due to the presence of the primary explosive (TATP). The detonation velocity is comparable to that of powdery TNT (at similar density). However, the acceleration ability is significantly lower than that of powdery TNT.     

Metallic glass particle reinforced Al-based and (Al-Ni)-based metal matrix composites

Metallic glass particle reinforced Al-based and (Al-Ni)-based metal matrix composites are obtained by explosive compaction of powders. These composites contain no Mach holes, cracks, or other obvious defects. The mass fraction of the amorphous phase is varied from 5 to 20%. The x-ray diffraction and differential thermal analysis of the composite specimens show that the amorphous phase is maintained in the composites without crystallization during the compaction. Furthermore, photographs of the composites obtained on a scanning electron microscope show that the metallic glass particles are uniformly distributed in the matrix. Compared to monolithic aluminum, the composites have a higher Rockwell hardness proportional to the mass fraction of the reinforcing amorphous phase. __________ Translated from Fizika Goreniya i Vzryva, Vol. 45, No. 2, pp. 137–142, March–April, 2009.