壳体缓释技术对带壳装药慢速烤燃反应烈度的缓解作用研究

为了研究2种典型壳体缓释技术对弹药慢速烤燃响应烈度的缓解作用,基于试验条件分别建立无缓释设计、侧壁加工应力槽和端盖加工泄压孔的带壳PBX装药慢速烤燃仿真模型,提出使用热分解反应动力学模型和燃烧反应模型模拟计算不同约束条件下带壳PBX装药从开始加热发生热分解反应到点火燃烧以及炸药与壳体耦合作用的烤燃过程的计算方法。研究结果表明：通过侧壁加工应力槽以及端盖加工泄压孔的缓释结构设计,可以有效地降低壳体破裂时炸药内部的压力及反应度,以达到缓解反应烈度的目的。     

库房火灾事故中弹药热安全性研究*

为研究不同火灾条件下弹药发生慢速烤燃的升温速率,以典型地面仓库和舰船舱室火灾为研究对象,建立仿真模型,模拟计算发生火灾时弹药贮存环境的热激源强度及其演化规律,针对发动机在此类环境下的热安全性开展仿真计算,分析其响应规律。研究结果表明:不同火灾条件下弹药慢速烤燃的升温速率有很大区别且往往高于标准慢速烤燃试验常用的升温速率3.3 K/h。随着慢速烤燃升温速率的提高,发动机烤燃点火时间提前,点火时刻发动机中间位置温度下降,两端温度升高,且点火位置向发动机喉部移动。研究结果可以指导弹药库房的设计及弹药安全性增强设计。     

缓慢加热条件下壳装PBX炸药响应特性研究

为了研究弹药在热刺激作用下的响应规律，进行了壳装PBX炸药慢速烤燃试验，获得了1 K/min升温速率下壳体内部的压力-时间曲线，壳体内部压力变化过程表现为炸药热分解产气段、点火燃烧段和壳体破裂段3个阶段。提出了一种模拟计算慢速烤燃时壳装PBX炸药发生低等级响应过程的理论方法，首先计算炸药点火前的温度场分布，引入热分解系数k描述炸药热分解消耗的程度，在此基础上建立改进的内弹道方程组，模拟计算了因炸药点火燃烧导致壳体内部压力快速上升的行为，理论值和试验值吻合良好，随后应用LS-DYNA软件模拟了壳体在内部压力作用下的破裂行为。计算了1.0～10.0 K/min之间6种不同升温速率条件下炸药点火后的压力-时间曲线，当升温速率为1.0 K/min时，炸药点火后压力增长速率明显高于其他工况。     

钢制药筒装药的烤燃实验与数值模拟研究

以122mm钢制药筒装药为研究对象,开展了不同热通量下钢制药筒装药烤燃实验及数值模拟研究。以石膏粉替代发射药,通过烤燃实验研究了122mm钢制药筒内置石膏粉在不同热通量下的温升曲线、温升过程中的最高温度点及其达到发射药热点火温度的时间,并与数值模拟结果对比,得到一定程度上符合较好的结果。通过对数值模拟模型及结果的合理性分析,对122mm钢制药筒内置9/7发射药在不同热通量下的烤燃情况进行了数值模拟,得到不同热通量下钢制药筒装药的燃爆点、燃爆温度及燃爆时间,并得到燃爆温度及燃爆时间与环境热通量的关系,以其为参考,对弹药的日常储运安全及消防安全具有一定的指导意义。     

PBXN-5传爆药安全可靠性试验方法研究

为满足引信传爆序列对高可靠性、高安全性火工药剂的需求,通过小隔板试验及升降法试验对PBXN-5传爆药的输出能力和冲击波感度作了分析和研究,小样本试验发现:当施主药柱装药相同,随施主与受主间隔板厚度增加,可靠起爆概率明显降低;但随受主药柱的装药尺寸的减小,传爆概率却增大。总之,受主药柱直径越小,隔板越薄,使用可靠性越高,结合安全使用性,计算得到合适的可靠度数据,为微型火工品装药提供参数依据。     

一种异形结构传爆药起爆威力实验研究

旨在研究一种新型高能传爆药装药结构,根据冲击波汇聚技术、拐角效应理论和有效装药理论等,设计了一种异形结构传爆药。利用主装药轴向钢凹法对多点同步起爆网络起爆的该异形结构传爆药柱起爆威力进行了实验研究。对实验数据进行对比分析,结果表明在达到相同起爆效果的情况下,利用多点同步起爆网络起爆的该异形结构传爆药柱相对于普通圆柱形传爆药柱的用药量有较大幅度的降低。研究成果对解决钝感弹药的起爆问题具有重大的现实意义。     

装药尺寸对传爆药传爆可靠性的影响

采用锰铜测压实验测定了强约束及弱约束条件下 ,不同装药直径的传爆药HMX/F2 64 1的爆压 ,实验混合炸药密度为 90 %的理论密度 ,研究的装药直径范围为 1.5～ 5 .0mm ,初步揭示出传爆序列小型化装药尺寸对传爆药传爆可靠性的影响。研究结果对传爆序列小型化装药尺寸的确定及其传爆可靠性的评价 ,具有重要的参考价值     

RDX基PBX在高温条件下热损伤表征试验研究

炸药热损伤特征及演化行为对装药安全性具有重要影响。为探究高聚物黏结剂炸药(Polymer Binder Explosive, PBX)在不同温度载荷下的内部损伤和演化行为,对无约束状态下炸药进行烤燃试验,使用分析天平监测炸药的质量变化,并采用显微镜和扫描电子显微镜等技术对炸药样品的表面和内部损伤进行表征。结果表明：温度越高,炸药的质量损失越大且损失速率越快;加热过程中黏结剂先发生熔化,随着加热时间变长和温度升高,黏结剂熔化程度增大,流动性增强,气体从炸药表面孔洞内逸出,孔洞增多且尺寸变大;温度越高炸药内部出现的孔隙越多,孔隙尺寸越大,孔隙主要是由于气体从试样内部逸出形成;炸药内部比表面积变化趋势为上升—下降—上升,其变化趋势受到化学反应速率和黏结剂的流动及损失影响。黏结剂材料的热稳定性是影响炸药热损伤演化行为的重要因素。     

适应钝感弹药发展提高武器系统使用的安全性

为了适应钝感弹药发展的需求,利用冲击波汇聚技术和起爆理论,研究了环形、锥环形两种新型传爆药装药结构。试验表明,环形传爆药较圆柱形传爆药可减少药量约１５％ ,锥环形传爆药较圆柱形传爆药可减少药量约２６％ 。研究结果对于减少武器爆炸序列中敏感元件——传爆药的使用数量,进而提高武器系统使用安全性具有重要意义     

新结构传爆药柱多点起爆数值模拟及实验研究

根据冲击波汇聚技术原理及有效装药理论,设计出环锥形传爆药装药结构.用ANSYS/LY-DYNA软件分析起爆点个数对环锥形传爆药柱输出波形的影响,并用多点同步起爆网络起爆环锥形传爆药柱进行实验验证.结果表明,利用多点同步起爆网络起爆环锥形传爆药柱能有效提高传爆药柱的输出威力,起爆点个数对爆轰波形有很大的影响.     

Research on the critical temperature of thermal decomposition for large cartridge emulsion explosives

Emulsion explosives are one type of main industrial explosives. The emergence of the large cartridge emulsion explosives has brought new security incidents. The differential scanning calorimeter (DSC) and the accelerating rate calorimeter (ARC) were selected for the preliminary investigation of the thermal stability of emulsion explosives. The results showed that the initial thermal decomposition temperatures were in the range of 232–239 °C in nitrogen atmosphere (220–232 °C in oxygen atmosphere) in DSC measurements and 216 °C in ARC measurements. The slow cook-off experiments were carried out to investigate the critical temperature of the thermal decomposition (T_c) of the large cartridge emulsion explosives. The results indicated that the larger the diameter of the emulsion explosives, the smaller the T_c is. For the large cartridge emulsion explosives with diameter of 70 mm, the T_c was 170 °C at the heating rate of 3 °C h⁻¹. It is a dangerous temperature for the production of the large cartridge emulsion explosives and it should cause our attention.     

非均质炸药冲击起爆临界判据中起爆参数的研究

以引信传爆序列中传爆管——主装药界面间的爆轰传递为例,研究了非均值炸药的冲击起爆理论,推导了飞片起爆和透射冲击起爆过程中爆轰界面的关键参数ｐ 和τ的计算关系式,对临界起爆能量的计算以及传爆序列的安全设计具有一定的指导意义。     

Minimum propagation diameter and thickness of high explosives

The critical diameter and critical thickness of two heterogeneous explosives were measured experimentally. By comparing these experimentally determined values of critical diameter and critical thickness, the role of front curvature in the failure of the detonation can be investigated. Current theories of detonation based on front curvature would predict the critical diameter should be twice the critical thickness. Experimentally, the expected two-to-one ratio was only validated for the case of a heterogeneous explosive with very fine scale heterogeneities. The ratios of critical diameter to critical thickness (for the two selected explosives) are also compared to previously measured values for homogeneous (liquid) explosives in order to contrast the dominant failure mechanism in these different explosives.     

石墨烯对RDX机械感度及爆轰性能的影响

炸药添加剂对改善单质炸药安全与能量特性有重要作用。为研究纳米微颗粒石墨烯(Gr)对黑索今(RDX)热性能、机械感度及爆轰性能的影响,设计不同比例含量的Gr/RDX混合药剂配方,并对其进行差热、撞击感度、摩擦感度、爆速及钢凹深度的测试分析。结果表明:与纯RDX相比,Gr/RDX混合药剂DSC（差示扫描量热）曲线分解峰宽变窄、峰形更尖锐,Gr加速RDX的放热过程;Gr/RDX混合药剂撞击感度与摩擦感度随Gr比例含量的增加呈先降低后升高的趋势,少量Gr可使RDX变得钝感,含量增加时,敏化作用逐渐表现出来;Gr/RDX混合药剂爆速与钢凹深度随Gr比例含量的增加而降低;Gr含量为1%时可显著降低RDX的机械感度,而能量基本不衰减。Gr可作为RDX功能添加剂,在确保能量输出的同时,可降低机械感度、提高安全性。     

氢化锆对太安空中爆炸及热安全性能影响的研究*

为研究氢化锆对太安空中爆炸及热安全性的影响,分别对氢化锆/太安混合炸药（ZrH2/PETN）和太安单质炸药开展空中爆炸实验和热分析实验,得到相应的压力时程曲线和TG、DSC热分解曲线。研究结果表明:氢化锆的添加会降低混合炸药的压力峰值,但能显著提高其正相作用时间,氢化锆含量为10%、20%时,氢化锆/太安混合炸药的正相冲量与太安相当。同时与纯太安相比,氢化锆/太安混合组分的最大质量损失速率下降约51.07%~60.04%,热爆炸临界温度及自加速分解温度最大提高约8.78%和9.93%,但混合组分中氢化锆的加入并未改变太安的热分解机理,说明氢化锆作为惰性热稀释剂能够改善其热安全性。     

HMX基钝感传爆药制备技术

为获得性能更佳的钝感传爆药,以奥克托今(HMX)原料为基础,采用溶剂-非溶剂重结晶技术,并辅以超声喷雾工艺制备细化HMX,同时,通过试验方法制备以丙烯酸酯橡胶(ACM)、F2602和Viton A等3种材料为黏结剂的包覆HMX,并分别测试分析其安全性.结果表明:经过细化后,HMX的热稳定性和热敏感性降低,而撞击安定性则...