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。     

低成本高效慢速烤燃试验方法研究

目的研究低成本高效慢速烤燃试验方法。方法利用自主研发的一套慢速烤燃试验装置,以1℃/min和3.3℃/h升温程序作为对比试验,设置几种三阶段升温程序,对JBO-9013和JH-14炸药进行慢速烤燃试验,以此获得不同升温程序下试样的响应温度和响应等级。结果 1℃/min、3.3℃/h、三阶段(100/150/193℃)升温程序下,JBO-9013响应温度分别为243.1、199.5、199.8、201.4、193.0℃,响应等级均为燃烧反应;JH-14响应温度分别为211.0、186.0、191.7℃,响应等级均为爆轰反应。结论升温程序对JBO-9013和JH-14响应温度和响应剧烈程度均有影响。与GJB8018—2013中1℃/min升温程序相比,三阶段升温程序与MIL-STD-2105D和STANAG 4439中3.3℃/h烤燃试验结果吻合度较高。因此,三阶段升温程序具有缩短试验周期、提高试验效率和降低试验成本的作用。     

不同升温速率下模块装药的烤燃特性分析

目的 研究不同升温速率下模块装药烤燃特性的变化.方法 基于模块装药结构及其烤燃化学反应机理,提出基本假设,建立二维非稳态烤燃计算模型,通过数值模拟计算分析研究模块装药在不同工况下的烤燃特性.结果 在3.30、5.25、7.20 K/h的加热条件下,模块装药发生烤燃响应的着火温度分别为476.6、473.1、477.1 ...     

固体发动机装药热安全性数值分析

目的研究固体火箭发动机遭受火烤时的安全性。方法建立发动机有限元模型,计算推进剂在慢速烤燃和快速烤燃工况下的温度分布和爆炸延迟时间。结果推进剂慢烤47 h后达到临界温度,其值为352℃;快烤推进剂加热697 s后达到临界温度,临界温度为355℃。结论推进剂在快速烤燃模式下的热扩散速率大于慢速烤燃工况下,但是温度梯度则相反。两种工况下推进剂达到临界温度后开始反应的位置不同,推进剂厚度决定了其储热能力。     

装药结构热安全性试验方法及其特点分析

目的 在装药结构的热安全性试验时选择合理的加热方法.方法 从燃料、加热速率、温度范围、温度可控性、温区可控性、对试件影响等方面对开放油池火烧、可控喷射火烧、红外辐射灯阵、电加热带、电加热箱等常用的加热方式进行对比分析.结果 对于快烤加载,红外辐射灯阵兼具开放油池火烧和可控喷射火烧的优势,能够实现温度为800～1200℃...     

PBT基推进剂热分解特性与慢烤行为关系研究

目的 研究PBT(3,3–二叠氮甲基氧丁环–四氢呋喃共聚醚)基推进剂慢速烤燃响应情况与热分解特性之间的关系。方法 采用差示量热扫描仪和慢速烤燃试验,研究推进剂在不同固含量(通过改变高氯酸铵含量来调整)和不同铝粉含量下的热分解温度变化情况,计算不同组分含量下推进剂的热分解动力学参数,对比分析PBT基推进剂固、铝粉含量变化对热分解特性及慢速烤燃行为影响。结果 固含量从78%下降至75%时,配方中AP(高氯酸铵)的高、低温热分解温度和热分解活化能均会下降。铝粉质量分数从18%下降至5%时,配方中AP的高、低温热分解温度和热分解活化能均会下降。当采用78%的固含量时,配方无法通过慢烤试验,而采用75%的固含量,铝粉质量分数为18%、5%时,均能通过慢烤试验。结论 根据热分析及慢烤试验结果可认为,固含量变化对慢烤响应程度变化有较大影响,Al粉含量变化对配方慢烤响应程度的影响较小。影响配方慢烤响应程度主要由AP高温分解控制,AP高温分解活化能越低,越有利于推进剂通过慢速烤燃测试。     

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。     

2种低射速下火炮膛内模块装药烤燃特性的对比与分析

目的 研究火炮多发连续射击后膛内模块装药的受热过程.方法 采用烤燃的思想建立模块装药留膛二维瞬态烤燃模型.以443 K为临界温度,求解火炮在2种低射速工况(以每分钟2、3发)下连续射击至药室内壁温度达到约443 K时的壁面温度分布,并以此为初始温度条件,对模块装药在膛内的烤燃过程进行数值模拟,对比分析2种低射速下火炮膛...     

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.     

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。