超期服役的导弹发射装药贮存安全性试验评估

目的研究超期服役的某型导弹发射装药是否满足安全贮存使用要求,结合性能试验准确评估装药的贮存安全性。方法通过分析发射装药性能老化与失效可能引发的安全风险,构建装药贮存安全性评估参数体系。在此基础上,对贮存14 a与5 a的发射装药分别进行结构完整性、力学性能、热安定性、易损性等贮存安全性相关试验。结果通过试验结果与数据分析,获取了对应的评估参数,贮存14 a与5 a的装药性能相比,装药总体结构安全系数由3.85降至2.86。在相同试验温度下,抗拉强度、抗压强度和抗冲击强度的最大降低幅度分别为18.35%、14.05%、7.85%,装药安定剂含量由98%降至93%,摩擦感度与撞击感度分别增高33.28%、36.77%,据此综合评估了发射装药的贮存安全性。结论超期服役的某型导弹发射装药贮存安全性仍满足技术标准要求,装药经过长期贮存后,力学性能和热安定性的劣化程度较小,结构完整性与易损性对应参数变化较大,表明装药的使用安全性明显下降。     

单自由度自动翻转平台力学特性研究

目的 提出一种单自由度自动液压翻转平台,综合分析其力学特性,验证是否适用于固体火箭发动机振动试验换向过程。方法 根据液压设计理论,推导液压缸伸缩位移与翻转角度的数学关系,通过对翻转架进行静力学分析,确定翻转平台的极限受力位置,并解析受力与翻转角度之间的具体关系。针对极限受力位置的翻转架连同机架联合体,进行静应力分析,验证其稳定性。结果 翻转架处于初始水平位置时,液压缸承受最大压力,翻转角度为90°时,液压缸受拉轴向力出现最大值。翻转架的应力分布不均匀,应力最大值出现在其中部,最大应力值远小于许用应力,其强度满足应用要求。结论 翻转平台的力学性能满足设计和使用要求。另外,极限位置静力学受力分析和运动过程分析的结合评价方法,能够合理判定轴支撑翻转类机械装备的力学性能。     

CL-20/HTPB热分解机理的ReaxFF/lg反应分子动力学模拟

目的揭示CL-20和HTPB复合体系的热分解机理,同时为CL-20/HTPB复合推进剂配方设计与应用提供理论依据。方法采用反应分子动力学方法(ReaxFF/lg),研究CL-20/HTPB混合体系在2500~3500 K中5个温度下的热分解机理。结果混合体系中的CL-20分子间反应路径仍为脱硝基和开环等反应。HTPB为混合体系引入大量的H原子与OH基团,这些自由基会与CL-20及CL-20的分解产物发生反应,例如与HNO₂的大量化学反应促进了CL-20的热分解。相比CL-20单质体系,混合体系下,HNO₂生成反应数量均有不同程度的增加。通过与单组分产物数量的比较可以发现,H₂O的含量大大增加,且曲线到达峰值的时间更短,体系分解反应速率更快,同时CO₂的含量也大幅度地减少。除此之外,所计算的混合体系的活化能(E_a)与指前因子的自然对数lnA分别为114.684 kJ/mol与25.896。对比CL-20单质体系,混合体系的活化能较小。结论HTPB会对CL-20的热分解起到促进的作用,降低了系统对热刺激的不敏感程度。     

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。     

氧化铁粒径对固体推进剂火焰特征参数影响的试验研究

针对5-氨基四氮唑/硝酸锶固体推进剂在实际应用中存在的推进剂火焰偏大、容易在灭火装置喷口处形成外喷火焰的问题,选用了微米氧化铁和纳米氧化铁作为催化剂,分别从火焰形态、质量损失速率、热释放速率、无量纲火焰高度模型几个角度开展研究,对比了两种不同粒径的氧化铁对5-氨基四氮唑/硝酸锶固体推进剂燃烧火焰的优化效果。根据燃烧试验结果,发现不论是富氧燃烧还是贫氧燃烧,在降低推进剂燃烧时的火焰高度方面,微米氧化铁均明显优于纳米氧化铁;在提高质量损失速率方面,微米氧化铁的加速效果也要优于纳米氧化铁。基于传统的液态燃料油池火发展的火焰高度预测模型,将无量纲火焰高度与热释放速率的分析关系应用到固体推进剂燃烧领域,考虑使用无量纲火焰高度的分析方法,对固体推进剂燃烧过程中的火焰高度进行预测,建立了5-氨基四氮唑/硝酸锶固体推进剂的无量纲火焰高度模型,发现不含氧化铁和含有氧化铁的5-氨基四氮唑/硝酸锶固体推进剂燃烧时的火焰高度与热释放速率的n次方成正比,该无量纲拟合可以对固体推进剂火焰高度进行预测。最终,得出了微米氧化铁比纳米氧化铁更适合作为催化剂被用于5-氨基四氮唑/硝酸锶推进剂中,有利于提高固体推进式灭火装置的灭火效果。     

固体推进剂在压延中燃烧的预防和灭火研究

固体推进剂的组分中既有氧化剂又有燃烧剂,在没有外界氧气的情况下,也能发生燃烧爆炸事故。针对固体推进剂在压延生产中产生燃烧的主要原因,研究了水分和温度对固体推进剂热点形成的影响,提出了防火安全技术措施。针对部分火炸药企业的消防设施不能有效扑灭固体推进剂火灾和阻止燃爆事故的情况,通过对固体推进剂燃烧灭火机理的分析,采用选择不同的喷水压力、喷头孔径、喷头与火焰区的距离、预先燃烧时间等因素,对固体推进剂进行燃烧灭火效果的实验研究,提出了固体推进剂火灾的高速喷水灭火技术的思路和措施。     

堆积条件下长期储存发射药质量变化研究

针对目前我军典型后方弹药仓库,其库房内弹药堆垛环境温湿度存在分布不一致这一客观事实,对6种同批次典型发射药质量进行了不同堆垛位置质量变化对比测试研究。测试研究的结果对我军弹药储存管理工作具有一定的指导意义。     

弹箭贮存寿命预测预报技术综述

概述了弹箭系统贮存寿命预测预报技术的研究现状及研究方法。对弹箭系统的橡胶构件、发射药、推进剂、固体发动机的贮存寿命预测预报技术进行了详细介绍。阐明了现有技术的优点及缺陷．并且表明针对不同的产品应选择适当的方法及条件才能得出相对比较可信的预估贮存寿命。     

液体推进剂贮罐泄漏数值模拟

液体推进剂属于危险化学品,一旦发生泄漏,可能会引起火灾、爆炸、人员中毒、环境污染等后果。因此,有效控制推进剂泄漏,对事故处理和降低危害非常重要。运用FUNENT软件对推进剂贮罐泄漏进行数值模拟,研究泄漏孔位于液面下方时,液体推进剂泄漏到不同液位时的速度分布情况,分析了内压、孔径、孔高以及液体推进剂种类等因素对泄漏后泄漏口速度分布的影响,并将模拟结果与经验公式进行对比分析,验证了模拟结果的准确性。     

装药结构试验器设计和低温老化试验研究

目的探索固体火箭发动机装药低温老化试验方法和机理,为固体发动机寿命预测和延寿提供支撑。方法设计方便取样测试的结构试验器,通过仿真计算确定具有一定应变水平的装药内孔尺寸,开展-10℃和-35℃低温老化试验。老化后首先对结构试验器进行无损检测,再取出药柱制取推进剂标准试样,进行常温和低温快速拉伸力学性能测试。结果设计完成三段连接式结构试验器,既不破坏药柱所承受的应力载荷,又保证取样方便、安全。无损探伤表明,经过低温长期贮存的结构试验器药柱没有产生裂纹和脱粘现象。推进剂的常温力学性能无明显变化,低温的最大抗拉强度有所升高,最大伸长率降低明显,-10℃和-35℃低温老化试验后,最大伸长率分别降低了24%和40%。结论推进剂内部产生了微损伤,承受低温快速应变(对应低温点火冲击状态)能力下降明显,应引起高度关注。