表面微孔结构三基发射药的性能

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发射药的基本性能解读

发射药的基本性能解读

双基发射药
单基发射药
三基发射药
美国M2
美国M6
美国M30
装填密度/( g· cm-3)
0.1
0.2
0.2
温度/℃
21
21
21
μ1/[mm· s-1· (MPa)-n]
2.6462
2.7152
3.7551
压力指数n
0.755
0.650
0.652
• 因为燃烧过程关系到武器的效率和安全,所以燃烧性能是 发射药的重要性能之一。 • 按照规律进行燃烧,可获得高的弹道效率和稳定的燃烧过 程。 • 稳定的燃烧过程体现于燃烧气体的生成速率,即体现于燃 烧速度。 • 所以燃烧研究的重点是发射药的燃烧速度及燃速变化的规 律,以使发射药稳定、规律的燃烧,满足武器对不同燃速 和安全性的要求。 • back
Qp( g ) QV ( g ) 2 41.536 nH2O 2.478n
g
• (1)发射药的爆热与炸药的爆热是不相同的,虽然它们 都在定容条件下进行化学变化,但发射药的爆热是引燃后 燃烧化学变化放出的热,与发射药密度无关,而炸药的爆 热则是引爆后爆炸化学变化放出的热,与炸药的密度有关; • (2)爆热与物质的充分燃烧不同,爆热是与外界氧隔绝, 自身所含各元素进行燃烧化学反应所放出的热,而充分燃 烧是指某物质在过量氧存在下充分燃烧,使其元素生成稳 定的氧化物时所放出的热量。对于发射药常为负氧平衡, 很显然,发射药的充分燃烧热值比发射药的爆热值要大。
• 热分解反应是发射药自身的特征,无法改变,而自动催化 则既是关键因素,又是可能控制的因素。 • 在发射药的发展中,早已采用一种缓解自动催化反应的有 效方法,即在热分解反应不间断生成催化剂NO2的同时及 时消除它。 • 其方法是加入一种能立即与NO2发生反应,生成稳定、不 对热分解反应有任何影响之产物的物质。加入的物质被称 为安定剂,它虽然不能制止发射药的热分解反应,但可以 减缓自动催化作用。

溶剂表面侵蚀对硝基胍发射药燃烧性能的影响

溶剂表面侵蚀对硝基胍发射药燃烧性能的影响

溶剂表面侵蚀对硝基胍发射药燃烧性能的影响张福炀;季丹丹;廖昕;王泽山【期刊名称】《南京理工大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2014(000)002【摘要】In order to improve the combustion performance of nitroguanidine propellants,the physical solvent surface erosion is conducted,and the various micro-porous structures surface are formed in the 100 μm depth range of the nitroguanidine propellant surface layer. The surface micro-structure of four propellant samples are observed by scanning electron microscope,their combustion pressure-time curves are obtained by the closed bomb test,and the combustion performance changes of propellants are analyzed comparatively. The results show that,when the 1# propellant sample through physical solvent surface erosion losses 1. 94% mass,the formed microporous surface structures can improve the comprehensive combustion performance and reduce the burning-rate pressure exponent of ni-troguanidine propellants.%为了改善硝基胍发射药的燃烧性能,利用溶剂对其表面进行物理侵蚀处理,在硝基胍发射药表面层100μm深度范围内形成不同的微孔结构表面。

微孔型无烟烟花发射药装药技术

微孔型无烟烟花发射药装药技术

sr c u e n h r i g c n i o s o u l tii a eo i n t e a n h n f cs a e s de . t t r sa d c ag n o d t n n b l n t v l ct a d oh rl u c i g ef t r t id u i e i l y e u
( . c ol f hmi l nier g N S , aj g2 0 9 C ia 1 Sh o o e c g ei , U T N ni 10 4, hn ; C aE n n n 2 X ’ igu i l x l i sC r . Ld , i n7 0 2 , h a . i nQn h aCv po v op ,t. X ’ 10 5 C i ) a iE s e a n
关键 词 : 烟花 ; 发射 药 ; 药 ; 孔 ; 装 微 无烟 ; 初速
中 图分类 号 :Q 6 ;Q 6 T 5 2T 57
文章 编号 :0 5 93 (0 1 0 — 52 0 10 — 80 2 1 )4 05 — 6
LN X a gyn LU Y . n ,HIS a g , A e . n I in .a g ,I uj S h n 和 装 药条 件 对初速 等发 射效 果 的影响 。分 别改 变装 药量 、 射 药种 类 以及 支撑 环 高 发
度等 装 药条件 , 测试发 射初 速 的 变化 规律 , 通过 光度计 、 级计及 激 光透过 率测 试 系统 测定 并 并 声
对比了黑火药与无烟发射 药装药的火焰强度 、 声响 以及烟雾浓度等参数。结果表 明: 在发射筒 内增 加 支撑环 , 以解 决发 射 残 药的 问题 ; 可 随着装 药量 的增加 、 发射 药传 火速 度提 高及 发射 药粒

三基发射药M32和SD的热安全性

三基发射药M32和SD的热安全性
借助不同升温速率下三基发射药m32和sd的非等温dsc曲线的onset温度te和最大峰温tp利用kissinger法和ozawa法求得的热分解反应活化能ek和eo和指前因子ak标准方法gjb772a9740614012和4091确定的比热容cp密度和热导率以及分解热qd取爆热之半数据由公式smith方程和wangdu公式求得了三基发射药ttit绝热至爆时间ttiad半径为005m的圆柱和球状三基发射药m32和sd装药被373k环境包围的热感度概率密度函数st与温度t的关系曲线stt曲线峰值温度tstmax及热安全度sd和热爆炸临界环境温度tacr
提 出 并 完 善 了 估 算 。 和 的 数 值 方 法 。
热 至爆 时间 (T , 入热 爆炸 临界环 境 温 度式 [ 程 t )代 h 方 ( ) , 鹏一 5 ]王 杜志 明热 安 全 度 式 [ 程 ( )一( 0 ] 方 6 1 ) 和
热爆 炸概 率式 [ 程 ( 1 ] 得 试样 的 热爆 炸 临界环 境 方 1) , 温度 ( ) 安全度 ( 和热爆 炸概 率 ( ) 、 S) P 。
代 人 Z agHuX eL 热 点 火 温 度 计 算 式 [ 程 h n - — i—i 方 ) 。以爆 热之 半 定 为
温 度 ( ria te lepoi m i ttm ea r , cicl h r x l o a be e p rt e t ma sn n u
() , 2 ] 得试样 的 热点火 温度 (
大 点 的切 线与外 延基 线 的交 点所 对应 的温度 ( ne 温 o st
度 , ) 定 为 试样 的分 解 温 度 , J + , 以 B 0的 值 [ , _ 由方 程 ( ) 得 ] 视 为 试 样 的 自 加 速 分 解 温 度 1 算 ,

单基和双基发射药力学性能的MD模拟研究

单基和双基发射药力学性能的MD模拟研究
单 双基药 模 型 , 含 氮量 1% 为例 , 1给 出 了单 以 4 图
基药、 双基药结构模型. 压缩后的八个模型均视为正 则系综( V ) . N T J充分平衡后 , 视为等温等压系综
(P) . N T J各分 子起 始速 度 按 Mawl分 布取 样 , xe 1 牛
讨各组分在其 中的作用 , 本文选 择含氮 量分 别为
(ioeuoe C . nt cl l ,N )双基 药 主要 由硝化纤 维素 和硝 r l s 化甘 油 (iol en G) nt g cr ,N 按质量 比 6 4构 成 , 外 r yi : 此 还有 增塑剂 等 H. 研 究 发 射 药 的结 构 和性 能 , 为 J 探
接近理论值. 使用上述方法共得到八种不 同含氮量
四种不同的双基发射药模 型 , 用分子动力学 ( D M ) 方法对这些模 型物进行模拟计算研究.
1 模 型 构 建 与 模 拟 方 法
纤 维素 的 羟基逐 步被 硝基 取 代 形成 一 硝酸 酯 ,
二 硝酸 酯 和三 硝 酸 酯 时 , 它们 的含 氮 量 分别 为
6 7 % 、1 1%和 1.4 实 际上 , .5 1. 1 4 1 %. 因为 硝化 纤 维 素很 难被完 全硝 化 , 总 是得 到 各 种 不 同取 代 物 的 故
分别为 1 %、2 、3 和 1% 的四种 N 1 1% 1% 4 C高分子 链. 运用 A o hu e _ 模块分别建立 以下两种 m r osCl3 p l 初始模型: 1 将 N () C高分子链随机放入周期箱 中, 得到初始密度为 10的高分子链周期性模型, . 经适 当压缩使其密度接近理论值.2 将 N ( ) C高分子链和
拟所得 密度 约在 16 ( c ) 右 , 取 结果 是 .0 g・ m 左 所 其 中六帧轨迹 力学性 能计算 的平均 . 计算 采用 Ma - t e

三基发射药的含能基-概述说明以及解释

三基发射药的含能基-概述说明以及解释

三基发射药的含能基-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以是对三基发射药的基本概念和作用进行介绍。

下面是一个可能的编写方式:概述三基发射药是火箭发动机等航天器动力装置中不可或缺的关键部分。

它由氧化剂、燃料和增能剂三种主要组成部分组成,因此得名“三基发射药”。

在航天领域,它被广泛应用于推进系统中,可以提供强大的动力支持。

同时,三基发射药也具有许多其他领域的重要应用,如火工品、炸药和燃烧剂等。

三基发射药的作用是在推进过程中释放大量能量,将助推器、火箭等航天器推向空中。

它们的特殊组成使其能够产生高温高压的气体和火焰,以产生巨大的推力。

在太空探索和卫星发射等任务中,三基发射药起着至关重要的作用,保证了航天器的顺利起飞和运行。

在三基发射药的组成中,氧化剂提供氧气,用于燃料的燃烧;燃料则是产生热能的物质,常见的有液体燃料和固体燃料两种类型;增能剂则是为了提高燃烧效率和能量释放而添加的物质。

这三种基本组成部分的比例和配方会根据具体的应用需求和性能要求进行优化调整,以达到最佳的推力和能量输出效果。

本文的主要目的是深入了解三基发射药的含能基,从其定义和作用、组成和特点等方面进行阐述。

通过对三基发射药的探讨,我们可以更好地理解其在航天领域的重要性和应用前景,并探索其未来的发展趋势和面临的挑战。

接下来,我们将逐一介绍三基发射药的各个方面,以期为读者提供全面而深入的了解。

文章结构部分主要是对整篇文章的组织和安排进行介绍。

本文的结构如下:1. 引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的2. 正文2.1 三基发射药的定义和作用2.2 三基发射药的组成和特点3. 结论3.1 三基发射药的重要性和应用前景3.2 三基发射药的发展趋势和挑战在引言部分先概述了本文所要探讨的主题——三基发射药的含能基,接着介绍了文章的整体结构和安排以及文章的目的。

接下来进入正文部分,首先对三基发射药的定义和作用进行详细介绍,包括其在火箭发动机中的重要角色和作用。

高燃速功能材料对高能发射药性能的影响

高燃速功能材料对高能发射药性能的影响

高燃速功能材料对高能发射药性能的影响[摘要] 为了研究一种具有高能、高燃速特性的新型发射药,在高能发射药的配方体系中添加了两种高燃速功能材料乙二胺-三乙烯二胺高氯酸盐(SY)和硝酸肼镍(NHN)。

利用密闭爆发器试验研究高燃速功能材料对高能发射药燃速特性的影响规律,并考察其对高能、高燃速发射药综合性能的影响。

采用中止燃烧试验和SEM 探索了燃速提高的机理。

结果表明,添加质量分数3%的SY 或NHN 可以有效地提高发射药的燃速,使燃速分别提高了31.8%、17.8%,SY 对燃速的提高效果更为显著;高能、高燃速发射药的火药力为1 200 J/g 左右,具有较高的能量特性;在20 ℃和-40 ℃下,NDCS-02(含SY)的抗冲强度分别为73.89 kJ/m2和7.12 kJ/m2,NDCN-02(含NHN)的抗冲击强度分别为未断和6.60 kJ/m2,力学性能优良;NDCS-02 和NDCN-02 的撞击感度分别为19.0、22.4 cm,摩擦感度分别为84%、90%,都可以满足应用要求;NDCS-02 和NDCN-02 化学安定性测试的放气量分别为1.15、1.79 mL/g,安定性较好。

中止燃烧试验和SEM 的测试结果表明,高燃速功能材料先于发射药基体燃烧,使燃烧过程中燃面增加,从而提高燃速。

[关键词] 发射药;高燃速;燃烧性能;机理引言近年来,不断地涌现出一些新原理、新结构和新概念装药技术,相较于常规的装药技术,具有更高的装填密度和能量利用率,可大幅提高火炮内弹道效率,从而可以获得较高的炮口动能和弹丸初速[1-3]。

其中,随行装药、变燃速发射药装药等新型装药技术都急需一种具有优良特性的高能、高燃速发射药作为技术支撑。

因此,开展高燃速发射药的研究是基础,也是重点[4-6]。

传统的提高发射药燃速的方法有添加快燃物、微孔结构发射药、燃速调节剂和新型含能材料等,但选取不合适的方法往往会使发射药能量性能、力学性能降低,同时使发射药的加工更加困难[7-11]。

发射药的基本性能

发射药的基本性能
• 按照规律进行燃烧,可获得高的弹道效率和稳定的燃烧过 程。
• 稳定的燃烧过程体现于燃烧气体的生成速率,即体现于燃 烧速度。
• 所以燃烧研究的重点是发射药的燃烧速度及燃速变化的规 律,以使发射药稳定、规律的燃烧,满足武器对不同燃速 和安全性的要求。
• back
3、安定性
• 在特定条件下,发射药能发生爆炸反应,具有敏感性与不 安定性,所以发现各种发射药敏感性与不安定性的实质、 保持其物理和化学性质的相对不变、发展安全使用技术等, 是火药研究的一项重要内容。
• 在发射药中,常用的安定剂是二苯胺和中定剂。二苯胺与 发射药热分解产物NO2的反应,开始形成二苯亚硝胺,最 后的产物是2,4,-三硝基二苯胺。
• 反应过程出现一系列中间产物,这些产物分别为黄色、橙 黄色、蓝色或是黑蓝色物质,所以保存久的发射药常常是 有颜色的。另一种安定剂是乙基中定剂,它与发射药热分 解产物作用形成的最终产物是2,4-二硝基-N-乙基苯胺。
3.2发射药物理安定性
• 吸湿性、组分迁移都属于物理安定性研究的内容。 • 组分迁移会改变预定的、在加工时形成的组分分布,造成
发射药的“渗析”、“晶析”和“汗析”。 • 有些发射药的主体物料是处于过饱和状态的溶液,有些发
射药是该过饱和溶液与固体物质的混合物,由于组分分布 不均、结构中物质化学势的差别,以及环境温度等条件的 变化,其组分分布要逐渐趋于平衡和稳定,所以组分的迁 移现象,不间断的在发射药中进行。 • 如果迁移物以固体的形式集中于发射物的表面,称为“晶 析”,析出的物质是晶析物; • 迁移物以液态形式存在于发射药的表面,称为“汗析”, 析出的物质是汗析物。
发射药的基本性能
• 1、发射药的能量性质 go • 2、燃烧性质 go • 3、安定性 go
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2 ㊀ 实验部分
2 . 1 ㊀ 表面微孔结构三基发射药制备 ㊀㊀ 自制三基发射药, 硝基胍质量分数为 4 7 %, 原料: 吸收 药 片、 硝 基 胍, 辽 宁 庆 阳 化 工 厂;试 剂:乙 醇、 甲 醇, 分析纯, 上海试剂厂;蒸馏水 实 验 室 自 制。由于硝
C HI N E S EJ OU R N A LOFE N E R GE T I C MA T E R I A L S
分, 在保证发射药能量基本 不 变 的 条 件 下, 将T A 5 ] 。变 燃 速 技 术 采 用 两 层 射药燃气释放规律的目的 [
及两层以上燃速不同 的 发 射 药, 一般内层为高燃速发 射药, 外层为低燃速发射药, 通过调整发射药的药型尺 寸、 内外层比例和燃速系数比, 控制分层结构发射药在 不同时期的气体生成 速 率, 达到调节发射药的燃气释
1 - 3 ] 行钝感包覆处理 [ ;另一种是加入感度较低的含能组
射的燃气生成规律。 包 覆 剂、 炸药等非发射药组分外 加剂的引入, 改变 了 发 射 药 的 组 成。 外 加 剂 在 不 同 燃 速发射药层间产生浓 度 含 量 梯 度, 在发射药内发生迁 移, 影响发射药组分 之 间 的 相 容 性 和 储 存 期 内 的 各 项 性能。而通过物理方 法, 溶解发射药表面层中分散的 发射药组分, 保持发射药的整体结构不变, 不引入发射 药组分以外的物质, 使表面层形成海绵状微孔结构, 改 变发射药的燃气生成 规 律, 且增加发射药的初始燃烧 速度, 发射装药在点火燃烧后形成初始压力场, 使发射 装药快速点燃的研究尚未见相关文献报道。 ㊀㊀ 为此, 本研究通过物理方法, 采用蒸馏水在一定的 温度下浸泡处理三基 发 射 药, 使其表面层一定深度内 的硝基胍溶解。用扫描电镜观测了浸泡后发射药表面 层的形貌特征, 并利用密闭爆发器实验测得的压 力 时 间( p t ) 曲线分 析 表 面 微 孔 结 构 对 发 射 药 燃 烧 性 能 的 影响, 测量了表面微 孔 结 构 对 三 基 发 射 药 的 力 学 性 能 的影响, 进行了内弹道性能试验, 为微孔结构三基发射 药的应用提供理论和实验依据。
收稿日期:2 0 1 4 0 1 1 3 ;修回日期:2 0 1 4 0 3 1 6 基金项目:基础科研项目( A 2 6 2 0 1 3 3 0 0 7 ) 作者简介:张福炀( 1 9 8 1 - ) , 男, 博士生, 主要从事含能材料及装药设 计 研究。 e ma i l :z f y 1 2 1 1 @1 2 6 . c o m 通信联系人:廖 昕 ( 1 9 6 1 - ) , 男, 副 研 究 员, 主要从事含能材料装药设 计、 配方及其工艺等研究。 e ma i l :l i a o x i n 3 3 1 @1 6 3 . c o m
6 - 9 ] 。 包 覆 技 术、 变燃速技术改变了发 放规律的 目 的 [
1 ㊀引㊀言
㊀㊀ 三基发射药具有能量高、 烧蚀低等优良性能, 在火 炮装药中应用广泛。但是三基发射药点火压力高, 发射 装药不易点燃, 影响了发射药在火炮膛内的燃烧性能及 弹道性能。对此, 可通过改变发射药燃气释放规律、 采 用混合装药技术等, 使发射药装药在膛内按照一定的方 式释放燃气, 以最大程度释放发射药的潜能。目前, 改 变发射药燃气生成规律的常用方法有包覆技术、 变燃速 技术等。发射药的包覆技术, 一种是通过不含能的高分 子( 樟脑、 邻苯二甲酸二丁酯、 石蜡、 聚酯等) 对发射药进
- 1 - 1 口初速提高 1 3 . 9m· s 、 全装药炮口初速提高 1 5 . 0m· s , 膛压均有不同程度降低。
关键词:物理化学;三基发射药;微孔结构;燃烧性能;力学性能;动态活度 中图分类号:T J 5 5 ;O6 4 文献标志码:A DOI :1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 6 9 9 4 1 . 2 0 1 4 . 0 4 . 0 1 6
含能材料
2 0 1 4年 ㊀ 第 2 2卷 ㊀ 第 4期 ㊀ ( 5 0 9 - 5 1 3 )
5 1 0
- 1 基胍在 8 0ħ 以上的水中溶解度高于 6 . 1 2g ·1 0 0g ,
张福炀,薛耀辉,廖昕,王泽山,王彬彬
测量压力, 采集数据进行处理。 2 . 3 ㊀ 力学性能 ㊀㊀ 用模具制成直径为 6mm 圆柱状药条, 切割成高度 6mm 的药柱, 经表面处理后 制 成 微 孔 结 构 样 品 3组, 以及未处理的原药样品 3组, 每组样品有 1 0发平行样, 分别在高温( 5 0ħ ) 、常温( 2 0ħ ) 、 低温( - 4 0ħ ) 下 保温 2 4h , 采用 I NS T R ON 3 3 6 7型 电 子 万 能 材 料 试 验 机测量发射药的抗压强度。 ㊀㊀ 采 用 I NS T R ON 9 2 5 0 HV 型 全 数 字 化 落 锤 冲 击 试 验机测试冲击强度。 2 . 4 ㊀ 内弹道性能 ㊀㊀ 将表面微孔结构 三 基 发 射 药, 与未处理原药按质 量比 3ʒ 7混合组成新装药, 在4 5倍 口 径 1 5 5mm 火 炮上进行内弹道试 验。 采 用 电 测 法 测 压, 靶线法测试 弹丸炮口初速。
表面微孔结构三基发射药的性能
5 0 9
文章编号:1 0 0 6 9 9 4 1 ( 2 0 1 4 ) 0 4 0 5 0 9 0 5
表面微孔结构三基发射药的性能
张福炀 1,薛耀辉 2,廖 ㊀ 昕 1,王泽山 1,王彬彬 1
( 1 .南京理工大学化工学院,江苏 南京 2 1 0 0 9 4 ;2 .中国国际工程咨询公司,北京 1 0 0 0 4 8 ) 摘 ㊀ 要:为了调节发射药的燃气释放规律, 采用溶解法制备 了 表 面 微 孔 结 构 三 基 发 射 药, 利用扫描电镜观察了发射药样品的微观 结构;通过密闭爆发器试验研究了其静态燃烧性能;用材料试验机及冲击试验测定了其力学性能;以 1 5 5mm 火 炮 研 究 了 发 射 药 的内弹道性能。研究结果表明, 与原药相比, 表面微孔结构三基发射药燃烧压力上升快, 常温下燃烧结束时间缩短 3 . 2ms ;初 始 动 态活度值高, 燃烧渐增性比原药低;在点火燃烧初始阶段表观燃速变大, 后期燃速与原药基本一致;表面微孔结构三基 发 射 药 的 力 学性能有较小幅度的降低, 其中, 常温下降低幅度最大, 抗压强度和抗冲击强度 分 别 降 低 了 2 . 9 8MP a和 0 . 3 5k J · m-2;减 装 药 炮
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