液体炸药—惰性材料组合式平面波透镜数值模拟

为了指导液体炸药—惰性材料组合式平面波透镜实验设计工作,利用流体力学程序对该透镜实验进行了理论设计和数值模拟,得到了该透镜的几何数据。经与已有的实验结果进行对比,吻合较好。结果表明,用该方法得到的数值结果,可用于该类透镜的实验设计。     

平面波透镜实验与数值模拟

利用高速转镜相机扫描照相技术测试了平面波透镜的输出波形,应用三维非线性有限元流体动力学程序ANSYS/LS-DYNA对实验进行了数值模拟,计算获得平面波透镜中爆轰波传播的物理图像及输出波形,计算结果与实验结果基本相符。     

低当量无铅液体炸药透镜的研制

以聚四氟乙烯作为整形板,设计了一种低当量的硝基甲烷液体炸药透镜。通过不同装药参数的动态实验和数值模拟计算分析发现,除惰性材料整形板对爆轰冲击波的衰减外,传爆药柱与硝基甲烷的爆速差以及由此形成的强爆轰也是影响透镜波形及波形不稳定性的主要因素,通过减小传爆药柱厚度可以削弱强爆轰及其影响的程度。     

基于分形方法的高聚物粘接炸药热导率预测模型

采用颗粒随机填充模型和分形理论,提出了基于分形维数的高聚物粘结炸药(PBX)热导率计算模型,利用该模型对填充率为20%、40%、50%、60%、80%、90%和95%的TATB基PBX的热导率进行了计算,使用闪光法对相应填充率下PBX的热导率进行了实验验证。结果表明,在20%的填充率下,本研究的热导率模型计算值与实测值的误差为20.2%,40%的填充率时达到32.8%,随着填充率进一步增加,预测误差趋于减小,在填充率为95%时误差为15.0%;PBX的热导率随着T AT B填充率的增加而升高,且本研究模型的预测结果优于半经验Hamilton-Crosser模型。     

模压TATB基PBX炸药件晶体取向对膨胀特性的影响

炸药件的膨胀特性对其使用性能有重要影响,研究TATB基PBX炸药件晶体取向与膨胀特性的关系,可为控制TATB晶体的形稳性提供基础支撑。采用线膨胀仪测定了颗粒状、片状及原材料TATB晶体所压制药柱沿不同方向的膨胀特性,采用X射线衍射仪和Rietveld全谱拟合精修的方法测定了TATB基PBX炸药件的晶体取向(F),并研究了TATB晶体取向对膨胀特性的影响。结果表明:TATB基PBX药柱存在各向异性膨胀,轴向的膨胀程度约为径向的2倍,膨胀系数(αCTE)与药柱中晶体的取向满足关系αCTE=(7.08+10.37×F)×10-5K-1,药柱的线膨胀系数随晶体取向增大而增大,而不同形貌的TATB晶体所压药柱的取向不同。因此,通过改变晶体形貌可以控制晶体取向,进而抑制药柱膨胀的各向异性,改善TATB炸药的形稳性。     

熔铸炸药载体的研究评述

综述了熔铸炸药载体的国内外研究现状,包括苯环类、杂环类、脂肪类、含能盐类等四类,介绍了近20年来发展的18种熔铸炸药载体的物理化学性能、爆轰性能与合成方法,分析了它们作为熔铸炸药载体的优缺点,为促进上述低熔点炸药更好地应用到熔铸炸药配方中提供参考。      

高能单质炸药的稳定化设计方法

为了丰富学术交流形式,及时传递含能材料领域同行们的学术观点和思想,《含能材料》从本期起开办了"观点"栏目。我们期望通过传递同行们的思想和看法来引发思考、启迪智慧,促进学术和技术创新,推动学科的发展。本期我们刊载了黄明研究员和谭碧生研究员合写的《高能单质炸药的稳定化设计方法》。我们热切期望含能材料领域的专家学者们在本刊就各自擅长的专业和方向发表观点。     

炸药粒子的设计技术

推进剂、塑料粘结炸药(PBX)是由含能材料粒子填充粘结剂形成的高能高填充复合材料,材料的力学性能、安全性能不仅受粘结剂的影响,而且很大程度上受含能材料的粒子形态的影响.通常在意外刺激下含能材料发生反应是由材料中炸药粒子的内部缺陷、孔洞、包容物、位错及粒子与粘结剂的脱粘等处形成热点引起的.本文重点介绍了炸药粒子的内部缺陷、晶体质量、晶体密度等因素对炸药安全性能的影响.通常讲,具有更少的晶体缺陷,更光滑的外形、更高的晶体密度,则有利于降低炸药的感度,提高安全性.在炸药粒子的制造过程中除必须考虑其晶型外,炸药粒子的大小及其分布、粒子的形状、粒子的内部质量是炸药粒子设计的主要内容.在炸药粒子制备技术中,结晶技术和超临界流体重结晶技术是控制炸药粒子晶体的形状与结构的最主要的方法,通过控制过饱和度和冷却速率,选择合适的溶剂,不仅可以降低粒子内部的包容物和晶体缺陷,而且可以获得所需形状的炸药粒子.同时还介绍了一些常用的可有效表征炸药粒子内部质量的方法.     

三种新型低熔点炸药的合成及表征

以双氰胺、甲基咪唑和吡唑为原料,通过硝化、重排、再硝化等步骤合成了3种新型低熔点炸药：1-甲基3,5-二硝基-1,2,4-三唑(DNMT)、1-甲基-4,5-二硝基咪唑（4,5-MDNI）、3,4-二硝基吡唑(DNP). 优化了3种新型炸药的合成工艺,得到较优的工艺条件。采用熔点测定、红外光谱、元素分析和核磁共振氢谱对3种新型炸药结构进行了表征,利用DSC研究了其热分解性能,其熔点分别为：DNMT 95℃、4,5-MDNI 77℃、DNP 85℃. 结果表明,这3种新型炸药熔点低、热稳定性好。     

燃料空气炸药的发展现状及展望

燃料空气炸药及新发展的温压炸药是高效、高威力的战斗部装药。综述了燃料空气炸药的组成、爆炸威力特点,介绍了燃料空气炸药的发展历程,分析了该炸药的性能影响因素,指出了新一代燃料空气炸药技术的发展方向。     

爆炸冲击波作用下屏蔽装药模型起爆判据研究

为了研究屏蔽装药在爆炸冲击波加载下的临界起爆判据,基于侧壁影响可忽略和一维平面冲击波的假设,采用将冲击波作用下的战斗部简化为屏蔽装药模型,在简化主发炸药的爆轰波波形的基础上,将主发炸药的作用等效为破片冲击过程的方法,得到了战斗部简化模型的冲击起爆判据,此判据为不敏感弹药的研究提供了理论基础。     

火工品可靠性评估小样本试验设计方法

为了实现火工品高可靠性指标的小样本评估,研究了火工品可靠性评估小样本试验设计方案,给出了基于试验信息熵的小样本试验设计方法。采用该方法对用于H/DRl31引信头部击发机构的54号针刺雷管可靠性进行了试验与评估。结果表明,在试验刺激量4.5cm处试验22发产品,全部发火,评估结果与采用1800发大样本试验验证结果一致,该产品达到了置信水平为0.90,可靠度为0.999的可靠性指标。     

爆炸波在硬-软-硬三明治介质中传播特性的数值分析

用非线性软件LS-DYNA对一维应变下不同组合多层介质中爆炸波传播进行了数值模拟,得出含泡沫材料软夹层的三明治介质的应力峰值较不含软夹层模型的应力峰值低约一个数量级,波的脉宽增加,传播波形发生明显的改变,幅值的衰减增加;求解获得了波在不同波阻抗层界面处的反射和透射曲线、硬软界面处的层裂破坏区域,以及不同层的吸能密度与比冲量随时间的演化特性.计算结果表明多层介质采用不同的组合方式和软夹层材料,改变了不同介质层中的载荷谱、动量和能量的分布.     

孔隙率对PBX热导率影响的数值模拟

采用代表体积元建模方法,建立了与实际高聚物粘结炸药（ Polymer Bonded Explosive, PBX）细观结构高度相近、能反映炸药颗粒和微孔隙随机分布、可以任意调整填充率和孔隙率的有限元计算模型,并计算分析了孔隙率对PBX热导率的影响。结果表明,随着孔隙率增大,PBX的有效热导率呈指数减小。     

某型靶弹系统火工品安全控制设计

针对某型靶弹系统火工品安全全流程管控问题,进行火工品危险严重性分析,划分弹载组件、靶弹、发射状态3个层次开展安全设计.采用钝感点火,功率驱动和恒过载解保、延时解保串联方案,保障火工品静电、运输、跌落、异常撞击等环境下的安全;靶弹层面,设计电气隔离、工作2种状态,能力覆盖靶弹运输、存储、测试、模拟发控等全部非发射工况;发射状态下,采取逐段管控、串联保险、单一接口操控策略,保障技术准备、发控对接、试验发射等应用环节安全.实际应用结果表明:该设计可靠、有效地实现了火工品安全全流程控制.     

大当量战斗部爆炸冲击波测试系统设计及应用

介绍一种适用于大当量战斗部爆炸冲击波的测试系统.该系统是基于存储测试技术设计的,主要包括系统结构、工作原理、软硬件设计、数据处理方法;并成功应用于某弹战斗部静爆冲击波超压的测试,取得了可靠的数据;试验表明,系统能够满足大当量战斗部爆炸冲击波的测试要求,相对有线式的传统冲击波测试方法,具有明显的优势.     

复合半导体桥的电爆特性

针对半导体桥小型化带来的点火可靠性问题,制备了复合半导体桥,采用高速存贮示波器对其在22μF电容不同充电电压下的电爆过程进行了研究,并与多晶硅半导体桥的电爆性能进行了对比。结果显示:在电爆过程爆发前,复合半导体桥和多晶硅半导体桥的电爆过程基本一致;爆发后特别是在高压时(50 V),与多晶硅半导体桥相比,复合半导体桥上电流下降缓慢,爆发所需时间稍偏长,作用于等离子体上的能量稍多;爆发后3μs内,复合半导体桥作用于等离子体上的能量增加较多,因此复合半导体桥点火可靠性更高。复合半导体桥上金属薄膜的存在是造成上述结果差异的原因。