火工品杂志

火工品杂志2019年第1期

• 一种中心管式等离子体发生器点火性能研究

  闫光虎

  通过自行设计的中心管式等离子体发生器，开展了等离子体点火特性和30mm火炮试验研究。结果表明：等离子点火可以大大缩短发射药点火延迟时间，有利于发射药的瞬时点火；与底喷式等离子体发生器相比，中心管式等离子体发生器可以产生更多的等离子体，并可以通过调整起爆丝的数量，提供不同的点火能量；在相同装药量情况下，与常规点火比较，中心管式等离子体点火显著缩短了高能硝胺发射药的点火时间，增强了发射药燃烧性能，弹道性能获得了一定提高，示压效率提高了2.4%。

• 一种新型安全点火装置

  何锋彦

  为满足武器系统安全保险及可靠点火的需求，设计了一种新型的安全点火装置，分析了其结构组成和工作原理，通过试验验证该点火装置在解除保险后能够可靠导通点传火通道，在不解除保险时不导通点传火通道，防止点火装置意外发火。本研究为点火装置类产品的安全性和可靠性设计提供一种新的思路。

• 弹射救生用快速激光起爆器光路设计

  白 茹

  针对弹射救生用激光起爆器快速起爆的需求，以激光点火机理为基础，通过对激光起爆器光学窗口结构的分析，优选自聚焦透镜(GRIN)作为激光起爆器的耦合窗口。同时结合自聚焦透镜光线传输理论分析，提出了通过缩小照射到含能材料表面的光斑尺寸、增大功率密度的方式，以有效缩短激光起爆器的作用时间。利用ZEMAX软件对激光耦合窗口进行仿真，得出采用φ1.8mm1/4P和φ1.0mm 1/4P自聚焦透镜组，其输出光斑缩小倍数为0.5左右。验证试验表明，该光路设计方法能够有效降低激光起爆器作用时间，并且可以在较低的功率下达到激光起爆器的极限作用时间。

• DNAN基大尺寸带壳装药的能量输出特性

  杨 斐

  为验证2,4-二硝基苯甲醚（DNAN）基高爆热熔铸炸药与通用爆破战斗部壳体的威力匹配特性，通过理论计算和百公斤级静爆试验获得了DNAN基大尺寸带壳装药的空中爆炸冲击波参数及传播规律；采用高速摄影仪测定了爆炸火球的特征参数，并与TNT装药进行了对比分析。结果表明：带壳装药冲击波峰值超压理论计算值与试验值接近，比例距离2.5 m/kg1/3处DNAN基试样的入射冲击波、马赫反射波峰值超压较TNT提高了92.0％和68.4％，冲量提高了5.1％，特性乘积Δp?I提高了77％，毁伤效应优势主要体现在近场；火球发光亮度、最大直径、面积和火球持续时间也明显优于TNT试样。

• Al/Ni反应性多层复合膜的燃烧速率实验及计算模型

  王 芳

  采用改进的Mann模型，计算了Al/Ni比例（1∶1，1.5∶1，3∶1）、预混层厚度、反应初始温度对复合膜燃烧速率的影响。通过磁控溅射法制备了相同比例的Al/Ni复合膜，测量了其燃烧反应速度。结果表明：随着Al含量的增加，复合膜燃烧速率减小；存在一个临界厚度，在临界厚度点复合膜燃烧速率最大。且当调制周期小于临界值时，燃烧速率与调制周期成正比，而当调制周期大于临界厚度时，复合膜燃烧速率与调制周期成反比；随着反应初始温度增高，Al/Ni反应性多层复合膜的燃烧速率增大。实验结果验证了模型的有效性。

• 硅系延期体喷火火焰特性研究

  胡坤伦

  为了探究延期体末端喷火段的火焰特性，采用硅系延期药制备了无切缝和有切缝两种延期体进行对比实验，通过高速相机和激光纹影测试系统观测延期体末端喷火火焰的流场结构，计算喷火火焰速度，以获得延期体喷火火焰特性与药芯燃烧传播稳定性的关系。结果表明：末端无切缝时，喷火火焰存在二次不稳定湍流火焰，其原因是由于内部气体积累而使药芯断裂，产生脉动燃烧现象；有切缝时，不存在二次湍流火焰，由于切缝的泄压作用，使药芯密度均匀，内部为稳定的层状燃烧。

• 短切碳纤维长度配比对爆炸分散云团性能的影响

  刘志龙

  为了研究不同长度短切碳纤维云团分散性能及对毫米波干扰性能，构建了实验测试平台，在静风条件下进行了1.5mm/4mm碳纤维不同长度配比爆炸分散实验，研究了云团抛散过程及云团参数变化，测试并分析了云团对3mm、8mm波的干扰性能。实验结果表明：短切碳纤维长度配比对云团分散及云团参数影响很小，对毫米波干扰性能影响显著，且对8mm波的衰减影响更为明显。复合配比装填方式比单一长度具有更优异的综合衰减性能，对3mm波、8mm波的衰减更加均衡，且有利于提高对各波段干扰的有效作用时间。

• 自组装GO/Al/Co3O4铝热剂的制备及性能研究

  刘勇强

  为了增强纳米铝热剂反应组分间的接触程度及排列有序性，提高其反应性能，通过将纳米铝与Co3O4自组装到氧化石墨烯（GO）上，制得GO/Al/Co3O4纳米铝热剂，同时采用传统的超声分散混合制备Al/Co3O4纳米铝热剂进行对比研究。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、差热分析(DSC)以及密闭爆发器对制得的GO/Al/Co3O4、Al/Co3O4铝热剂的形貌、物理化学性能进行了研究。结果表明：GO的引入能够提高纳米铝热剂组分之间的接触程度，与传统的Al/Co3O4纳米铝热剂相比具有更高的放热量以及更加优异的点火性能。

• Al-Ni-PTFE反应材料的准静压力学响应与毁伤性能研究

  吴家祥

  为研究Ni作为添加物对Al-PTFE反应材料力学性能及反应特性的影响，采用模压烧结法制备了不同配比的Al-Ni-PTFE试件，通过准静态压缩实验和毁伤打靶实验，对Al-Ni-PTFE反应材料的准静压力学响应与毁伤性能进行了研究。结果表明：随着Ni含量的增加，材料由延性转变为脆性，材料强度呈现先增后减的趋势，当Ni的体积分数为10%时，材料的应变硬化模量和压缩强度达到最大，分别为51.35MPa和111.41MPa。毁伤打靶实验中，对于3mm钢板，Al-PTFE的毁伤效果最好；对于10mm钢板，Ni体积分数为10%的Al-Ni-PTFE的毁伤效果最好。在实际应用中，对于不同的毁伤目标，可针对性设计不同配比的Al-Ni-PTFE毁伤元。

• 消焰剂对煤矿许用乳化炸药热稳定性的影响

  刘 锋

  利用改进的铁板实验测试了NaCl、KCl两种消焰剂对煤矿许用乳化炸药热稳定性的影响。实验结果表明：乳化炸药样品的发火延滞期均随着外界环境温度的增加而减小，最高发火温度随外界环境温度的升高而增加；在相同的环境温度下，含有NaCl的煤矿许用乳化炸药的发火延滞期最长，最高发火温度最高，表观活化能最大，含有KCl的乳化炸药次之，乳化炸药最小。研究表明消焰剂的加入可使得乳化炸药的延滞期延长，最高发火温度和表观活化能增加；在含量相同的情况下，含NaCl的乳化炸药的热稳定性优于含KCl的煤矿许用乳化炸药。

• HMX重结晶过程中的晶型析出与转变研究

  徐 帅

  以二甲基亚砜（DMSO）为溶剂，水为非溶剂，通过采用溶剂非溶剂重结晶细化中的正加法与反加法，研究了HMX重结晶过程中的晶型转变，提出了晶型析出与转变的方式。研究表明溶剂非溶剂比例是重结晶晶型的决定性因素，在溶剂非溶剂任意比例下，晶体首先析出γ-HMX，溶剂过量时γ-HMX转晶为β-HMX，溶剂非溶剂相当时，转晶为α-HMX，非溶剂过量则保持γ晶型。

• 纳米铝粉对RDX基炸药爆速的影响

  曹少庭

  为了探索纳米铝粉对RDX基炸药爆速的影响，设计了含纳米铝粉、微米铝粉和复合铝粉的RDX基炸药配方，并进行爆速测试。爆速测试分析结果表明：当wAl＜15%时，含复合铝粉炸药的爆速明显高于含微米铝粉炸药的爆速，纳米铝粉对爆速影响显著；wAl＞20%时，含复合铝粉与含微米铝粉炸药的爆速基本保持一致。

• 一种手工热剂切割/焊接用高能点火药设计

  阚润哲

  为了提高手工热剂切割/焊接装置的点火效率和安全性，运用最小自由能原理设计并模拟计算了多种点火药配方燃烧参数，基于凝聚相产物占比、气体产物体积、火药力、燃烧温度和燃烧热5个参数，通过理论分析优选出最佳点火药配方为wKNO3-C/w添加剂=55/45。理化性能试验结果表明，该最佳点火药配方的吸湿性为1.43%，摩擦感度和撞击感度均为0，安全性较强且对高热剂具有较好的点火效率。

• 烟花微丸自动化低温烘干系统设计与研究

  刘晓雯

  为研发一种烟花微丸用远红外与热风联合低温烘干装置，基于热损耗理论，通过计算烘干箱安装功率，设计出满足烘干要求的两块远红外电热板。利用ANSYS软件对烘干箱内各点的温度分布情况进行分析，验证了烘干箱内温度分布的均匀性。研究结果使烟花生产线的自动化烘干卸料环节得以实现。