炸药缓慢加热条件实验技术进展

为降低炸药装药意外热刺激起爆后对武器平台、后勤系统和人员损伤的严重程度及概率,适应不敏感弹药发展过程中对炸药热危险性综合评定的需要,有针对性地分析了以美国为主的炸药和弹药装药慢烤燃实验相关文献、STANAG 4382《北约弹药缓慢加热测试标准》调查报告以及西安近代化学研究所开展的密闭系统的模拟弹慢速烤燃实验研究成果。分析结果发现,尚需解决的问题为3.3℃/h温升速率条件起源未知,小型模型实验技术是目前开展的重点,可视化/量化反应状态的实验技术及仿真预测试验反应剧烈程度的模型研究是发展重点,试验反应剧烈性抑制技术研究是未来的发展趋势。     

含能材料热安全性研究进展

分析了国内外关于含能材料烤燃试验和烤燃数值模拟的研究进展,主要是炸药和推进剂等烤燃试验研究成果,以及装填含能材料的弹药系统的烤燃数值模拟研究成果。结果发现,小型含能材料烤燃试验技术是目前烤燃试验开展的重点,其中烤燃过程可视化、烤燃响应程度的量化是烤燃试验的关键技术。小型烤燃试验研究结合烤燃数值模拟是评估弹药系统热安全性的重要方法。针对烤燃数值模型的完善(热-机械-化学耦合烤燃模型)是未来的发展趋势。     

弹药殉爆试验与反应等级评估探讨

目的获取弹药在殉爆情况下发生反应的特征行为,为不敏感弹药的评定以及弹药安全性的评估提供技术支撑。方法参照北约STANAG4396标准,开展某型弹药殉爆试验。采用超压测量、见证板变形破坏情况观测、破片速度测量等传统测试方法,结合先进的激光干涉测速技术(Photonic Doppler Velocimetry—PDV)测量被发弹药及主发弹药反应后壳体膨胀速度。结果被发弹药侧见证板比主发弹药侧见证板产生了更严重的变形。11 m和14 m处超压测量结果分别达到306 kPa和177 kPa,与两枚弹药爆轰后产生的超压相当。被发弹药和主发弹药的壳体膨胀速度相当,达到约3500 m/s。结论在试验条件下,被发弹药发生了爆轰反应,该弹药不属于不敏感弹药。在殉爆试验中,主发弹药和被发弹药的壳体膨胀速度可作为判断被发弹药反应等级的关键参量。     

信息化弹药贮存寿命评估研究展望

信息化弹药是区别于传统弹药和导弹的新型弹药。文中分析了信息化弹药贮存寿命评估与延寿技术的经济效益;并从信息化弹药的结构原理、检测方法、试验手段、检修模式、寿命评估方法等方面,详细论述了其与传统弹药、导弹在可靠贮存寿命评估和延寿技术方面呈现出的新特点,并在此基础上有针对性地提出信息化弹药贮存寿命评估研究的一些发展构想。     

火炸药装药实验室寿命评估标准体系研究

为解决我国火炸药装药寿命评估标准工作滞后、体系缺失等问题,规范和指导火炸药装药寿命评估工作,提升寿命评估结果的准确性和认可度,从火炸药装药实验室寿命评估技术体系出发,探讨了火炸药装药寿命评估的流程及技术要求。参照北约弹药装药安全性及寿命评估的相关标准情报资料,构建了我国火炸药装药实验室寿命评估标准体系框架,明确了标准体系建设内容。提出我国火炸药装药实验室寿命评估标准体系按照系统科学、层次分明、综合开放的思路进行构建,分为顶层规范类标准、设计类标准、操作类标准3个层次。     

跌落/撞击载荷下装药结构的安全性评估方法

目的 提出装药结构在跌落/撞击事故条件下安全性的定量评估方法.方法 针对装药结构跌落/撞击条件下含能部件非冲击点火存在的不确定性大、缺乏可供工程应用的点火判据等问题,采用基于数理统计思想的定量评估思路,建立"3类试验+1种方法"的安全性评估体系,并提出试验设计、方法选取和评估实施的方法及要求,可供工程应用.结果 采用该方法,开展了某装药结构跌落安全性的定量评估,通过标准试验探索获得了特定约束下的起爆阈值范围,通过设计并开展多发能包络整体级响应的构型试验,获得的实验数据可作为评估的样本数据.采用单侧置信下限方法进行了定量评估,获得了安全度为0.99999(置信度0.9)的定量评估结果.结论 该方法可实现对武器装备、航天发动机跌落/撞击条件下安全性的定量评估,但该方法仅适用于装药结构具有足够安全裕度的情况.     

“异常环境安全性试验技术及相关效应研究”专刊序言

正安全性是武器装备一项重要性能指标,在装备勤务使用过程中,有可能会经受诸如跌落、碰撞、火烧、水浸、枪击等一系列异常事故场景,导致严重的灾难性后果。建立针对典型事故场景模拟的试验技术和能力,研究获得典型结构/材料在事故载荷下的响应特性及其影响规律,可为装备异常环境安全性设计、安全性验证与评估提供支撑。近年来,针对安全性试验验证及评估需求,     

某三基发射药老化性能退化规律及失效模式探究

目的 获得某三基发射药老化后性能的退化规律,确定其失效模式,预估贮存及使用寿命.方法 根据某三基发射药实际使用环境及方式,采用温度-湿度双应力加速老化试验,模拟装药条件,获得老化样品.以安定剂含量、抗压强度、燃烧性能和机械感度为监测指标,对老化后样品进行测试,探究其性能变化规律,明确失效模式.通过Berthelot方程...     

高速动能弹撞击装甲结构引起的螺栓连接失效及部件过载损伤研究

目的 验证和揭示高速动能弹对装甲结构的损伤机理。方法 聚焦高速动能弹打击装甲目标时,弹道冲击造成的靶标结构连接失效及部件过载损伤这2种损伤效应,以典型螺栓连接为研究对象,采用高速球形弹丸撞击螺栓连接结构的小尺寸试验对数值模拟方法和材料模型参数进行校验。在此基础上,采用数值模拟和冲击响应谱分析方法对高速动能弹打击全尺寸坦克进行模拟分析,获得撞击过程螺栓连接失效特征、主要影响因素及坦克典型位置部件的冲击加速度曲线和冲击响应谱曲线。结果 在小尺寸试验中,动能输入为0.042MJ时,螺栓连接未发生失效;但25.6MJ动能输入全尺寸坦克时,螺栓发生断裂而使连接失效。数值模拟结果揭示了螺栓发生断裂的主要原因。结论 输入动能大小、连接螺栓直径、模拟设备部件质量和撞击位置为螺栓是否断裂的主要影响因素。坦克某些位置的冲击响应谱曲线高于军用标准给出的临界曲线的下限甚至上限,表明这些位置的部件因高过载损伤导致失效的概率较高。     

野战条件下弹药微环境温湿度控制技术研究

应用温湿度检测仪器对弹药微环境温湿度进行了测定．对弹药储存微环境温湿度变化规律进行了研究,分析影响弹药储存微环境温湿度变化的因素,弹药的生产原始状态及包装密封技术是影响未来弹药储存寿命的重要因素。提出了控制弹药生产温湿度,选用新的防渗透隔热密封包装材料及密封技术等控制弹药密封包装微环境温湿度变化的主要技术方法．     

HTPB推进剂老化性能湿热影响分析

目的 掌握HTPB推进剂老化过程中,温度和湿度对其力学性能的影响及贡献程度.方法 对HTPB推进剂进行不同湿热条件下的加速老化试验,并测量不同老化时间推进剂的质量损失分数和力学性能,结合推进剂在温度和湿度下的作用机理,对质量损失分数随老化时间的变化规律进行分析,以最大拉伸强度作为性能指标,对HTPB推进剂湿热老化过程进行湿热双因素方差分析.结果 湿度对HTPB推进剂质量损失分数的影响起主导作用,在75％～85％有一个湿度拐点值,大于或小于这个拐点值,推进剂遵循不同的质量损失分数变化规律.温度和湿度对推进剂最大抗拉强度方差分析的F值均大于其临界值,影响显著.相比而言,湿度的影响更加显著,整个老化过程中,温度和湿度的影响作用表现出先增加、后下降的趋势.温湿交互作用在试验前期和后期对推进剂的影响不显著,而在试验中期较为显著,同样呈现出先增大、后减小的规律.结论 湿度对推进剂最大拉伸强度影响的贡献率最大,温度次之,交互作用最小.从时间轴上看,湿度的贡献率表现为单调递增趋势,温度为单调递减趋势,交互作用呈现抛物线趋势.     

大口径火炮身管寿命提升技术探讨

介绍了关于身管寿命研究的国内外发展现状、趋势和差距,论述了身管寿命的定义与评定标准。基于一般身管寿命预测方法,从发射装药、身管材料、身管发射负载、身管内膛表面强化等方面,分析了身管寿命的影响因素,确定了热作用、化学作用、机械作用、膛压作用的影响因素,提出了包括身管内膛镀铬技术在内的身管寿命提升需要解决的问题和关键技术,以及初步技术措施,并详细论述了身管内膛镀铬技术方案与技术途径,提出了达到世界先进水平的身管寿命提升技术发展目标,指出了身管寿命提升技术的发展趋势等,为今后身管寿命提升技术研究提供技术参考。     

环境温度对某固体推进剂贮存寿命影响研究

为了分析环境温度对固体推进剂贮存寿命的影响程度,根据某固体推进剂加速老化试验结果,采用传统阿伦尼乌斯法、线性活化能法、整体预测法和两步回归法,预测了该推进剂在20℃和25℃下的贮存寿命。通过对比分析,认为不同寿命预估方法的预测结果不尽相同,但推进剂贮存环境温度的小范围改变对贮存寿命的影响是显著的。     

固体推进剂老化过程影响因素及化学反应机理研究进展

基于固体推进剂的贮存老化,以NEPE推进剂和以HTPB推进剂为代表,综述了近年来固体推进剂老化进程中所受的各种影响因素、作用机制及化学反应机理研究进展。总结了温湿度、应力和环境气氛为代表的外部环境因素,配方性质、组分变化和添加剂等内部影响因素对推进剂老化及贮存失效期限的影响。分别从微观和宏观角度出发,分析了内外部各种影响因素加速或减缓固体推进剂老化进程的作用机制。此外,针对黏合剂、氧化剂、防老剂等化学组分,总结了固体推进剂贮存老化期间发生的氧化交联、分解、降解断链等主要化学反应,并分析了各个反应发生的机理及原因。最后,展望了未来固体推进剂老化影响因素研究的发展趋势,并为今后固体推进剂老化机理及失效模式研究提供了研究思路。     

武器弹药异常事故环境安全性试验技术进展

为提升我国武器弹药异常事故环境安全性试验技术,完善武器弹药异常事故环境安全性试验能力建设,建立武器弹药异常事故环境安全性试验方法体系,介绍了国外武器弹药异常事故环境安全性试验技术发展与标准体系,以及我国武器弹药异常事故环境安全性试验技术与能力现状.分析了武器弹药异常事故环境安全性试验技术的发展方向,建议持续发展安全性试...     

甲基紫试验中改性双基推进剂的热分解机制研究

目的 研究甲基紫试验中含Al改性双基推进剂以及含RDX改性双基推进剂2种典型改性双基推进剂的热分解机理。方法 将这2种典型改性双基推进剂与普通双基推进剂进行对比试验,采用TG-DSC-FTIR-MS联用技术,通过对分解温度、放热量、分解产物等特征参数进行分析,明确3种推进剂的非等温热分解行为。采用微热量热法,在与甲基紫试验相同温度下对3种推进剂进行等温热分解行为研究。结果 含Al改性双基推进剂在程序升温条件下的热质量损失和热分解行为与普通双基推进剂的基本一致。含RDX改性双基推进剂中的NG较其他2种推进剂更易挥发,相应分解反应初期NG分解释放的NO2较少,且在整个热分解反应历程中分2个阶段,含硝酸酯基团的NC/NG体系先分解,再引起硝铵炸药RDX的热分解。在等温条件下,3种推进剂在40 min对应的反应深度均不超过0.4%,5 h对应的反应深度均不超过3%。但在分解反应初期,含Al改性双基推进剂分解反应的速率更快。结论 对比不同推进剂甲基紫安定性试验结果,并不是甲基紫试纸完全变色时间越长的热安定越好,说明甲基紫安定性试验方法存在一定的局限性。采用分解反应深度作为量气和量热方法转换的纽带,有望采用微热量热作为甲基紫试验的替代技术实现安定性的定量评价。     

发射药贮存寿命预测技术研究进展

简述了发射药贮存寿命试验所用的自然环境长期贮存试验监测法和加速寿命试验方法的现状,对发射药寿命评价与预测所用的人工神经网络技术和计算机模拟技术进行了分析,阐明了现有技术的优缺点,论述了发射药贮存寿命试验与评价技术的发展趋势.