改性双基推进剂冲击波感度研究

采用隔板试验法研究了改性双基推进剂配方组成、所含高能炸药RDX粒度、粒度级配等因素对其冲击波感度的影响。研究结果表明,含有NG和RDX等组分的改性双基推进剂具有较高的冲击波感度,当配方中的敏感组分NG和RDX被不敏感的增塑剂TMETN和感度较低的高能量密度材料FOX-7全部取代时,隔板值由41.4mm降至16.5mm,降幅达60%;同时,粗细粒度高能炸药按一定比例级配使用有利于降低推进剂冲击波感度,粗细颗粒质量比为3:1时,降感效果最佳,隔板厚度降低5.3%。     

高能复合改性双基推进剂的燃速特性(Ⅰ)——基本推进剂的燃烧特性

为明确双基推进剂每单位质量所含能量影响燃速的物理特性量，研究了燃烧波结构。利用氮气加压的套罩式燃烧器燃烧推进剂药条试样，观察了火焰，测量了火焰的温度分布。明确了最终火焰温度对燃速没有直接影响。推进剂含能量即最终火焰温度增加时，暗区的温度增加，与此同时推进剂的燃速增加。这是因为含能量增加时沸腾区的ＮＯ２气体增加，反应加速，在推进剂燃烧表面的温度梯度即热流束增加，促使燃速增加。     

高能复合改性双基推进剂的燃速特性(Ⅲ)——推进剂初始温度的影响

为探讨改变含能量的双基推进剂和ＨＭＸ／ＣＭＤＢ推进剂的燃速与推进剂初始温度的关系，利用套罩式药条燃烧器研究了其燃烧波结构。影响各种推进剂燃速与推进剂初始温度关系的物理特性量，主要是燃烧表面温度与暗区温度。双基推进剂含能量越多，燃速的温度感度越小。增加推进剂含能量和推进剂的初始温度时，燃烧表面温度增加，沸腾区的反应加速，暗区温度上升，沸腾区的温度梯度扩大，流向燃烧表面的热流束增加，从而燃速增加。ＨＭＸ／ＣＭＤＢ推进剂含能量多时燃速对温度的感度变小。增加推进剂能量并降低推进剂初始温度时，燃烧表面温度下降，沸腾区的反应减慢，暗区温度下降，沸腾区温度梯度变小，流向燃烧表面的热流束减少，从而燃速降低。     

改性双基推进剂的力学性能研究——一种含聚氨酯的改性双基推进剂

本文论述了改善CMDB推进剂力学性能的途径,采用PDGAHDI预聚物改善CMDB推进剂的力学性能;研究了NC/NG的比、聚酯的种类和它们的分子量、推进剂组成中预聚物的含量和制备预聚物时的R值对推进剂力学性能的影响;讨论了交联密度对推进剂力学性能的影响。本文为交联改性双基推进剂的研制提供了理论和实验的依据。     

螺压硝胺改性双基推进剂对机械刺激的安全性分析

为考察螺压硝胺改性双基推进剂对机械性激励的安全性,采用无溶剂螺压成型工艺制备了7种RDX含量不同的硝胺改性双基推进剂样品,依据国军标方法研究了含不同RDX的螺压硝胺改性双基推进剂的摩擦感度、撞击感度和枪击感度。结果表明, RDX的加入提高了硝胺改性双基推进剂的摩擦感度和撞击感度,同时增加了其枪击条件下的燃烧概率。     

改性双基推进剂两相化学反应羽流特性研究

文中研究了改性双基推进剂的羽流特性问题。采用NASA-CEA对配方进行了化学平衡计算,在分析组分质量分数及喷管入口参数的基础上,建立含组分输运方程、化学反应动力过程以及气凝两相流动过程方程组,采用流场计算软件Fluent对这些方程组进行联合求解,获得了羽流结构及其组分分布场。结果表明,考虑化学反应模型前后,羽流结构及组分分布发生了明显变化,离散相模型对羽流速度分布影响很大。为羽流特性效应研究提供基础。     

热塑性聚氨酯弹性体包覆CL-20及对改性双基推进剂性能影响

用热塑性聚氨酯弹性体(TPU)通过溶液水悬浮法对CL-20晶体进行了包覆,研究了TPU包覆CL-20后对改性双基推进剂(CMDB)的机械感度、燃烧性能及力学性能的影响。研究表明,TPU包覆CL-20后,使CMDB推进剂摩擦感度降低了67%,撞击感度降低了49%;燃速提高了14%;高、低、常温下的抗拉强度分别提高了30%以上。     

无烟交联改性双基推进剂综合性能研究

对新设计的无烟交联改性双基推进剂的能量示性数进行了理论计算，并对其燃烧性能和力学性能进行了研究。理论计算和发动机试验表明，设计的无烟交联改性双基推进剂的能量比普通双基推进剂高；在3—15MPa压力范围内该推进剂的压力指数为0．34—0．50；在-40℃时该推进剂的εm为94％，60℃时其σm为0．64MPa，力学性能满足壳体粘结要求。     

高能复合改性双基推进剂的燃速特性(Ⅱ)——添加 HMX 的影响

研究了在双基推进剂中添加高能物质ＨＭＸ的ＨＭＸ／ＣＭＤＢ（复合改性双基）推进剂每单位质量所含能量对燃速的影响。用套罩式药条燃烧器研究了燃烧波结构。在双基推进剂中添加ＨＭＸ时，最终火焰温度增加，燃速下降。明确了最终火焰温度对燃速没有直接的影响。与此同时暗区温度下降，这是因为增加ＨＭＸ质量比时，燃烧表面的反应热减少，沸腾区内的反应变慢。暗区温度越高燃速越高，表示沸腾区内的反应加速，流向推进剂燃烧表面的热流束增加，从而燃速增加。     

螺压硝胺改性双基推进剂对冲击波激励的安全性评价

为深入研究硝胺改性双基推进剂的安全性能,根据GB14372-1993以及GJB772A-1997对黑索今(RDX)含量不同(18.0%~55.1%)的硝胺改性双基推进剂进行了雷管感度试验、冲击波感度试验、爆轰临界直径测定以及爆速测试,并与普通双基推进剂进行了对比。结果表明:随着推进剂中RDX的增加,推进剂的雷管感度、冲击波感度呈上升趋势,爆轰安全性呈下降趋势,爆速呈升高趋势。当RDX含量达到34%以上时,在-5℃下就可以被雷管直接引爆;当RDX含量达到55.1%时,推进剂的临界隔板厚度增加至33.5 mm,爆轰传播临界直径为8 mm,爆速超过8000 m·s-1。     

废双基药的再利用

废双基药（ＤＢＰ）经处理后,与乙烯醋酸酯共聚物、线性低密度聚乙烯和聚苯乙烯混合,同时加入阻燃剂、抑烟剂,可制成各种塑料代用制品及漆布料;与聚氨酯接枝,可加工成双组分胶粘剂。这种代用制品的氧指数可达３０以上,抗拉强度可达３２ＭＰａ,梯度电阻大于０．８×１０１５Ω,表面电阻不小于１．３×１０１５Ω,在８０～９０℃时无变形,－５０℃不破裂;所制作漆布料不仅具有阻燃特性,其它品质也不亚于用硝化纤维制成的漆布料;制成的胶粘剂也取得了满意的结果。这不仅可节省部分工业原料,而且能有效地减少环境的污染,与传统的销毁方法相比,既提高了作业安全性,又为废双基药再利用找到了一条可行途径。     

复合改性双基推进剂黏弹性-黏塑性-黏损伤本构模型研究

为描述复合改性双基(CMDB)推进剂复杂的力学性能,推导出黏弹性-黏塑性-黏损伤本构模型。进行一系列蠕变-回复试验,获得了本构模型参数。通过不同应力水平和不同加载时间下的蠕变-回复试验和恒加载率-回复试验,验证了本构模型的有效性。结果表明：黏弹性-黏塑性-黏损伤本构模型能够预测CMDB推进剂的蠕变-回复响应和恒加载率-回复响应;与黏弹性-黏塑性本构模型相比,黏弹性-黏塑性-黏损伤模型对CMDB推进剂力学性能的预测能力明显提高;损伤变量随着应变增大,在经过缓慢增大和快速增大后逐渐趋于稳定,应变变化越慢,损伤变量越大,黏弹性-黏塑性-黏损伤模型和黏弹性-黏塑性模型的预测结果差别就越大。     

含TNAD改性双基推进剂的燃烧性能

用燃速测试、TG/DTG热分析和燃烧波结构测试研究了含1,4,5,8-四硝基-1,4,5,8-四氮杂萘烷（TNAD）改性双基推进剂的燃烧性能;结果表明：用等质量的TNAD替代RDX,可提高推进剂燃速、降低中低压下的压强指数;与RDX相比,TNAD的热分解速率较快,放热趋于集中,且对NC和NG的热分解具有促进作用;此外,TNAD还能增强推进剂气相氧化还原反应的激烈程度,同时加快推进剂凝聚相的传热速率.     

奥克托今炸药在螺压改性双基推进剂中的应用研究

研究了HMX在螺压改性双基推进剂中应用,进行了安全性研究、工艺性试验、推进剂性能研究.通过试验研究,确定了含HXM的改性双基推进剂工艺路线.由试验结果可知,在螺压改性双基推进剂中引入奥克托今后,随着HMX含量的提高,推进剂的密度提高,推进剂燃速有了显著提高,压力指数也明显降低,爆热变化不大.且含有奥克托今的改性双基推进剂的安定性指标没有明显变化.     

含TNAD改性双基推进剂的燃烧性能和热行为

用燃速测试法和高压差示扫描量热(PDSC)法研究了含1,4,5,8-四硝基-1,4,5,8-四氮杂萘烷(TNAD)改性双基推进剂的燃烧性能和热行为。结果表明,用等质量的TNAD替代黑索今(RDX),在9~22 MPa范围内推进剂燃速均明显增加,且增幅均大于9%,在9~15 MPa,燃速平均提高约3 mm·s-1。燃速压强指数在9~15 MPa从0.26降至0.18,但在17~22 MPa范围内,燃速压强指数从0.10略有升高,为0.14。PDSC分析认为,双基组分(硝化棉NC/硝化甘油NG)与TNAD间存在强烈的相互作用,使二者分解速率加快,放热量增加,利于提高推进剂燃速。     

含CL-20的改性双基推进剂燃速数值模拟

借助六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）的热分解特性,确定了CL-20的化学结构参数;通过分析含CL-20的改性双基（CL-20-CMDB）推进剂的燃烧特性,改进了一维气相反应流燃速模型,进而模拟了CL一20-CMDB推进剂的燃速。数值模拟结果显示,理论计算结果与实测值吻合的很好;随CL-20含量增加,可提高非催化CL-20一CMDB推进剂的燃速,但效果并不显著。     

含RDX改性双基推进剂基础配方及其燃速探索

通过调节含RDX改性双基推进剂基本配方组分NC、NG、RDX百分含量的试验,系统地测试了基本配方组分变化对燃速的影响.加入铝粉、铅-铅复合催化剂试验进一步考察了燃速范围;分析了燃速特性;对降速原因进行了探讨.