发射药燃速国内外研究现状
时间:2017-05-01 16:27 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 发射药燃烧反应是能量释放的一种重要形式，武器又依赖于发射药的能量做功，而单位时间里发射药释放能量的多少，无疑取决于发射药燃烧速度和燃烧表面积的大小。发射药的燃速直接控制着药柱提供的燃气流量、工作条件和发射系统的推力。燃烧速度是发射药燃烧过程的基本性能参数。在身管武器结构一定的条件下，其工作压力主要由发射药的燃速和燃烧面决定。为了尽可能地提高弹丸初速，要求发射药具有渐增性燃烧的特点，包括燃速渐增性和燃面渐增性的要求。7869 如果发射药燃烧时能量按一定的程序释放，燃气生成量逐渐增加。尤其是在达到最大压力以后，此时如果可以使身管武器膛内的P～L曲线发生变化，在最大压力处能保持一段时间，增大P～L曲线下的面积，即膛内形成所谓的“平台现象”，这样就可以提高弹道效率，增大弹丸的初速[5]。 专家学者在理论和实验方面开展了许多工作，找出了许多影响发射药燃速的关键因素，如发射药的组成、含量、物理结构、发射药燃烧时的物理化学过程以及初温和压强等。总的来说能够影响发射药燃速的因素，绝大部分都可以作为调节发射药燃速的途径，所以调节发射药燃速的方法归纳起来可以分为两种：物理方法和化学方法，即调节发射药的燃面[6]和燃速[7]的变化规律，以控制燃气生成规律。 1.2.1 添加快燃物法 所谓快燃速物质是指燃速高于传统发射药基体的物质，将其加入到传统的发射药基体之中，与所用发射药基体相对比，考察其是否能够明显地提高燃速。添加快燃物是提高发射药燃速的一个简单而有效的办法。 由于快燃物燃烧速度很快，在发射药表面形成空穴，使燃面增大，并且使某些燃面直接暴露在燃烧区及燃烧产物的流场中，加速了热量向燃烧表面的传导，所以添加快燃物可大幅度提高发射药的燃速。常用的快燃物有：三硝基间苯二酚铅、苦酸铅、二硝基重氮酚以及ACP（一种二价铜胺络离子的高氯酸盐）[8]。 冉秀伦[9]等对高燃速推进剂研制采用的技术途径进行了分析，指出基于对流燃烧机理的快燃物方法具有对推进剂配方能量影响小、燃速提高幅度大、适应性广等优点。所以可以选择适当的快燃物利用对流燃烧机理来提高燃速。 南京理工大学施伟[10]对此进行了探究，他选择了三种快燃速物质，分别为黑索今、高氯酸铵和苦酸钾。其中黑索今的添加方式与传统硝胺发射药不同，传统硝胺发射药配方中的黑索今与其它组份均匀混合成为一体，这里是通过载体吸附后加入到配方中，其单组份的燃速比发射药基体高；高氯酸铵和苦酸钾具有较高的感度，同样采用载体吸附的方式加入到发射药的基体中，以降低制备工艺过程中的感度，确保实验的安全性。选择高能硝胺发射药作为实验研究的基础配方，分别添加不同的快燃速物质进行探索实验研究。结果表明苦酸钾对提高发射药的燃速效果相对最明显一些。但所有添加快燃速物质的发射药样品燃速提高的幅度都不大。 1.2.2 泡状发射药法 传统发射药具有致密的结构，燃烧过程遵循平行层逐层推进的规律。改变发射药的结构，使其形成泡状结构，将改变平行层的燃烧规律，使之具有对流燃烧的部分特征，燃烧速度将远远大于常规发射药，是发射药实现高燃速的一条技术途径。 这方面的研究以德国为最多。通过注模制造工艺，可以获得一定发泡程度不同形状的材料。这些材料和常规的硝化纤文发射药比起来，由于其含有泡孔，可以表现出很高的燃速。泡沫发射药是基于像三硝基苯甲硝胺或者含能聚合物等结晶型炸药，其中无壳弹药和可燃药筒便是该领域的典型应用[11-13]。 (责任编辑：qin) |