低易损性炸药的应用研究

低易损性炸药(low vulnerable explosive)是指对外界刺激不敏感或着火后不转为爆轰的炸药.对复合浇注PBX炸药装药性能参数与其他炸药的对比,通过论述低易损性炸药的发展现状、应用和评价方法,并结合工作实际给出相关技术研究建议.结果表明:与传统TNT基熔铸炸药相比,低易损性炸药质量高、内部无缩孔、环境适应性和长期贮存性能好,适用于现代武器弹药尤其是高性能导弹战斗部装药使用.     

PBX浇注炸药撞击感度的影响因素研究

利用爆炸概率法对不同配方PBX浇注炸药的撞击感度进行了研究,通过SEM对样品撞击前后的形貌进行了微观分析。结果表明:PBX浇注炸药配方中的Al粉含量、粘合剂的选择以及原材料包覆处理等是影响PBX浇注炸药撞击感度的主要因素。从理论上分析了PBX浇注炸药的起爆机理及主要影响因素,认为通过优化PBX的配方设计和制备工艺,可以有效降低PBX炸药的机械撞击感度。     

高格尼能钝感浇注PBX设计及性能

通过系列浇注高聚物粘结炸药(PBX)的爆轰性能,拟合得到爆速与HMX含量的线性关系,研究了HMX颗粒特性及钝感剂含量对混合炸药机械感度的影响。结果表明,采用高品质HMX和3%的钝感剂时,混合炸药的安全性最好。在此基础上设计制备了一种组成及性能与B2273A(HMX/丁羟粘结剂90/10)接近的HMX基高固相浇注PBX炸药GO-1(HMX/丁羟粘结剂90/10)。其摩擦感度和撞击感度分别为5%和0,冲击波感度I50为17.7 mm,爆速为8587 m·s-1,格尼系数为2.80,爆轰性能、金属加速能力和安全性能优良,该炸药在枪击试验、烤燃试验中均为燃烧的低反应等级。     

低易损性硝基胍炸药的爆炸安全性能研究

通过实验,测定了硝基胍为基的混合炸药的冲击感度、摩擦感度和爆轰感度。分析了硝基胍的晶形、颗粒度、装药密度、装药直径等对其爆轰感度的影响原因。认为β晶形的硝基胍从能量安全性能比和爆炸安全性能两个方面都很适宜于作为低易损性炸药的组份。     

水下武器用含铝炸药性能研究

采用真空振动浇注-固化技术,制得了几种以黑索金(RDX)为主体高聚物粘结(PBX)类含铝炸药.通过对不同配比PBX类含铝炸药爆轰性能、安全性能的测试,分析讨论了含铝炸药的组成对其爆轰性能、作功能力和安全性能的影响,得到的两种含铝炸药配方,其水下爆轰性能接近2倍TNT当量.     

DNAN 基高威力钝感熔铸炸药装药工艺应用

针对TNT熔铸炸药不能满足钝感弹药标准的问题,提出一种以2.4-二硝基苯甲醚(DNAN)为熔融介质配制钝感熔铸炸药的装药工艺。基于国内外的研究成果,分析DNAN基炸药相比于TNT基炸药的主要优点,从可行性、安全性、工艺路线及关键技术出发进行研究,并进行了装药工艺应用性能指标检测试验。试验及应用结果表明:试制的RBUL-2高威力熔铸炸药装药密度高,水下爆炸能量大于2倍TNT当量,提高了战斗部爆炸载荷和毁损威力,并已在××新型产品研制中得到应用。     

高聚物添加剂对B炸药撞击感度和作功能力的影响

为研究添加剂对B炸药撞击感度和作功能力的影响,分别添加123树脂、聚酯纤维和热塑性弹性体VP-401制备改性B炸药。进行了样品的大药片撞击感度试验、苏珊试验和圆筒试验,获得改性B炸药的撞击感度和作功能力变化。讨论了压缩弹性和韧性对改性B炸药撞击感度的影响,以及添加剂含量对作功能力的影响。结果表明,加入1%的123树脂能显著改善B炸药压缩和拉伸的弹性及韧性,其爆炸反应阈值高度提高了3 m,撞击感度明显降低。加入123树脂的改性B炸药仍属于强度较低的炸药,在苏珊弹撞靶至破碎炸药爆炸前的几百微秒范围内,炸药随壳体发生塑性变形过程中已发生破碎,其破碎程度严重影响炸药的爆炸百分数,即相对释放能。与B炸药的作功能力比较,径向膨胀距离5 mm和19 mm处,添加1%123树脂的B炸药的作功能力分别降低了4.6%和1.24%。     

含NTO的TNT基熔铸炸药研究

研究了两种含NTO的炸药配方40NTO／60TNT和25RDX／25NTO／50TNT的主要性能及低易损伤。结果表明，与梯黑炸药相比，含NTO的TNT基熔铸炸药，具有较好的强度和低易损性能。     

高致密球形黑索今晶体结构对高聚物粘结炸药安全性能的影响

为探索炸药晶体结构对其安全性能的影响,通过分子动力学模拟和实验相结合的方法开展高致密球形黑索今（RDX）晶体结构对高聚物粘结炸药（PBX）安全性能影响的研究。采用X射线 单晶衍射测试高致密球形RDX的晶体结构,并根据晶体结构数据,通过分子动力学模拟方法对比高致密球形RDX和普通RDX基PBX的安全性能。为验证分子动力学模拟结果的准确性,制备以高致密球形RDX和普通RDX为基的浇注PBX,采用直接起爆法和卡片式隔板法测试浇注PBX的雷管感度和冲击波感度。分子动力学模拟与实验结果表明：高致密球形RDX是内部缺陷少、形状趋于球形的单晶体,晶胞密度较普通RDX提高2.6%;高致密球形RDX基PBX比普通RDX基PBX的结合能提高289.30 kJ/mol,内聚能密度提高0.022 kJ/cm³、引发键最大键长减小0.02 ,高致密球形RDX基PBX的安全性能更好;在配方比例相同条件下,高致密球形RDX基浇注PBX的雷管感度和冲击波感度比普通RDX基PBX确实有所降低,与分子动力学模拟结果相符,验证了模拟计算的准确性。     

钝感弹药技术凸显压制工艺的重要性

正现代武器系统的设计既要注重摧毁目标所需的爆轰能量,又要注重武器系统对意外刺激的感度要求,钝感弹药就是在这种需求下发展起来的。纵观西方国家钝感炸药的研制,他们相当多的努力是放在浇注固化聚合物粘结炸药(PBX)和钝感熔铸炸药的研究之上。浇注固化工艺开始于20世纪80年代初,后陆续被西方国家广泛采用。浇注固化炸药配方中,粘结剂作为惰性基质包围着炸药粒子,降低了炸药对冲击和热刺激的易损性,其含量一般为     

几种熔铸炸药的热点临界参数和撞击感度

从热爆炸理论出发，推导了炸药临界热点参数的计算公式，计算了TNT、B炸药和EAKR分子间炸药等几种熔铸炸药的热点尺寸和临界点火温度，将这些计算结果分别与101kg落锤和400kg大落锤测定的撞击感度实验值进行了比对，结果表明临界热点参数的计算较好地说明了这几种炸药的感度排序。     

某浇注PBX 炸药的起爆特性分析

为满足武器弹药对目标毁伤能力和安全性的需求,以某浇注PBX 炸药为对象,对其起爆特性进行分析。 介绍浇注PBX 炸药的性能特点,依据传爆药柱的选择原则,分别对临界直径和稳定爆轰进行测试,并对传爆药的匹 配性进行实验验证。实验结果表明：当传爆药量和药柱直径达到一定值时,该炸药能够可靠起爆和达到稳定爆轰。     

2种非TNT基熔铸炸药水下爆炸特性

为选择水下炸药中的主炸药,分析RDX与HMX在水下爆炸的能量输出特性差异,分别以RDX和HMX为主炸药,制备了2种非TNT基熔铸炸药R-RDX与R-HMX,并在直径为85 m的水池中进行水下爆炸试验,测试水下爆炸压力及脉动周期,计算冲击波能及气泡能.试验结果表明:在4~6 m范围内,R-RDX炸药的冲击波能为1.18 MJ/kg,气泡能为4.00 MJ/kg;R-HMX炸药的冲击波能为1.19 MJ/kg,气泡能为4.01 MJ/kg;对于非TNT基熔铸炸药,HMX作为主炸药同RDX相比,在水下爆炸时并无能量优势.     

低压长脉冲作用下PBX炸药的响应特性

为研究塑料粘接炸药(PBX炸药)在低压长脉冲作用下的响应特性,采用大落锤试验的方法对壳体约束下的炸药样品进行低速撞击加载; 采用薄膜式PVDF对炸药试样顶部和底部的压力-时间曲线进行测量,通过壳体外表面的应变片测试壳体的环向和轴向应变,同时采用高速相机捕捉炸药在撞击作用下的反应发光现象; 采用LS-DYNA非线性有限元软件开展数值模拟,研究大落锤冲击载荷作用下PBX炸药的动态响应特性。结果表明,落锤撞击速度为3 m/s时,炸药受撞击面的峰值压力约为100 MPa,炸药不发生反应; 落锤撞击速度为5 m/s时,炸药受撞击面的峰值压力为200 MPa,炸药发生明显的化学反应; 有限元计算结果与试验测试结果具有较高的吻合度,可以很好地模拟炸药在低压长脉冲冲击下的力学响应特性。     

可浇注固化PBX类含铝炸药低易损性研究

采用真空振动浇注-固化技术，制得了几种以聚合物弹性体端羟基聚丁二烯(HTPB)为粘结剂，以黑索金(RDX)为主体炸药的含铝炸药。结果表明：用硝基胍(NQ)或3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮(NTO)代替部分RDX，炸药的撞击感度明显降低，其枪击、苏珊实验反应等级较低。这种低易损性的PBX类含铝炸药适用于一些高性能武器战斗部装药。     

不同粘结体系对PBX炸药能量输出特性的影响

粘结剂作为PBX炸药中重要的添加剂,对炸药的力学性能、能量特性等都有很大的影响.为研究不同粘结体系对PBX炸药水下爆炸能量特性的影响,首先对不同粘结体系炸药配方进行优化设计,然后进行不同粘结体系PBX炸药的水下爆炸试验.试验结果表明:与HTPB惰性粘结体系炸药相比,含能粘结体系应用于PBX炸药后,比冲击波能提高了12%~23%;但是由于含能粘结体系力学和工艺性能的限制,使得炸药固含量降低,降低了炸药的气泡能.总的来看,TEGDN、GAP、HTPB粘结体系的PBX炸药总能量分别达到了2.01、1.99、2.15倍TNT当量.     

CL-20基含铝炸药水下爆炸实验研究与数值模拟（英）

为了研究含铝粉与不含铝粉的六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）基高聚物粘结炸药（PBXs）的水下爆炸过程,制备了含铝量分别为0和15%的两种炸药,设计了一个水下爆炸实验装置,得到了炸药的冲击波压力历程、气泡周期和气泡脉动图。计算了两种炸药的冲击波能量、气泡能量和水下爆炸总能量。采用AUTODYN软件模拟了水下爆炸过程。结果表明,当铝含量从0增大到15%时,水下爆炸总能量由1.4倍TNT当量增加到1.7倍TNT当量。气泡脉动过程中,时间从49.5 ms到49.8 ms时,含铝炸药气泡内产生火光。含铝炸药与非含铝炸药超压分别为15.16 MPa与15.51 MPa,气泡二次压力分别为2.25 MPa与2.35 MPa,气泡周期分别为50.20 ms与46.76 ms,气泡最大半径分别为67.87 cm与60.27 cm;仿真得到含铝炸药与非含铝炸药参数超压分别为14.90 MPa与15.14 MPa,气泡二次压力分别为2.16 MPa与2.27 MPa,气泡周期分别为49.32 ms与45.90 ms,气泡最大半径分别为66.32 cm与58.89 cm。实验与仿真结果吻合良好。     

基于水中小隔板法测试炸药冲击波感度的初步尝试

按照《炸药试验方法》（GJB 772A—97）要求,对炸药进行冲击波感度测试时,危险品用量较大,对被测试样有无引爆的判断也存在人为因素。尝试将隔板试验与水中爆炸测试相结合,提出一种安全性高、试样消耗少、环境友好、用于高感度炸药的冲击波感度测试手段,并对测试装置、试验材料、测试系统架构、测试过程及数据处理等给出了具体的要求。通过对包括TNT在内的5种 常用炸药进行试验,结果表明,所给出的冲击波感度测试方法实施简便,测试过程所获取的信息较为丰富、准确,感度结果与GJB 772A方法对比,有较好的相关性,可用于比较高感类炸药的冲击波感度。该测试技术可在一般实验室条件下开展,实用性较强。     

TNT基熔铸炸药:增韧增弹的途径及作用

综述了含能材料中TNT为基熔铸炸药(MeltCastExplosives)在增韧增弹上的实验研究,介绍了可用于熔铸炸药增韧增弹的新途径,以及熔铸炸药组分间作用的相关理论研究。熔铸炸药长期以来存在的感度高、脆性易裂等问题限制了其在高性能武器系统中的应用。目前,国内外关于熔铸炸药增韧增弹的研究较少,早期的文献大都针对熔铸炸药的改性研究。因此,解决现今熔铸炸药的问题,实现对其增韧增弹具有重要的科学意义和应用前景。文献表明:(1)国内外在"熔铸炸药增韧增弹"概念上未进行系统总结,也未见任何文献中提出;熔铸炸药改性剂(聚酯纤维、聚氨酯弹性体、HNS晶形控制剂)的研究主要针对的是熔铸炸药的渗油、降感研究,尚未解决熔铸炸药脆性、易裂的根本问题;(2)其它复合材料的增韧增弹技术对熔铸炸药有所借鉴,尤其是纳米粒子以及高分子材料的增韧增弹技术;(3)通过设计和制备与熔铸炸药相容的增韧增弹剂,再将其与熔铸炸药进行物理共混或颗粒级配等技术完成浇铸后进行力学性能、微观性能研究等,可以初步建立熔铸炸药增韧增弹的模型并总结出有关增韧增弹的机理。