火工品杂志

火工品杂志2021年第4期

• 火工作动筒的低冲击结构设计与验证

  马 聪

  针对航天火工装置的低冲击需求，基于行程式火工作动筒工作原理和结构，设计一种具有初始强锁定弱解锁及低冲击结构的推式火工作动筒。初始锁定结构设计为“卡环+浮动活塞”的强锁定弱解锁结构，并采用燃气缓冲阻尼技术降低作动过程产生的冲击。利用经典内弹道理论建立了火工作动筒作动过程的理论模型，仿真结果与实验结果一致性良好，通过实验与仿真结合的方法验证了该火工作动筒的低冲击结构。结果表明，具有低冲击结构的火工作动筒在作动过程中满足低冲击要求，固定端支耳处的最大冲击峰值仅为389g。

• 自冗余火工解锁装置内弹道仿真设计与验证

  刘 群

  为从单机层面实现冗余功能，提出了一种自冗余火工解锁装置方案，利用经典内弹道理论构建计算模型，对自冗余火工装置内执行机构的同步复杂运动过程进行仿真计算，并通过试验验证内弹道设计的准确性。结果表明，计算模型可以全面反映自冗余火工解锁装置工作细节和性能参数，计算结果与试验结果趋势一致，准确性可接受。后续通过一定数量试验数据修正模型参数，可为同类型产品设计提供理论指导。

• Y型点火结构瞬态燃气压力的数值模拟

  王 帅

  为研究航天火工装置Y型点火结构中Al/KClO4燃气压力分布特性，采用计算流体力学（CFD）方法对Al/KClO4作用下Y型点火结构的燃气压力进行了数值仿真研究，揭示了做功容腔瞬态压力分布规律，获得了点火方式、输入压力和结构尺寸对燃气压力分布的影响。研究表明：CFD仿真分析结果与试验吻合良好；双点火器对做功容腔处压力的贡献与输入压力有关，输入压力较高时压力峰值约为单点火器的1.9倍；Y型通道直径越小，做功容腔处压力越高，但Y型通道直径过小将引起做功容腔内压力分布不均匀。本研究对Y型点火结构优化设计具有一定的指导意义。

• 燃喉比对氢氧发动机点火器的低温点火性能影响

  柳 洋

  针对某型氢氧发动机的点火器在低温工作出现故障的问题，将点火冲量作为表征点火性能的特征量，通过理论分析探究点火持续时间及燃烧室压力对点火性能的影响，并开展点火器不同喷管喉径下的点火冲量测试及裕度试验。研究结果表明喷管喉径为3.6mm时，点火器低温工作可靠度较高，并具有较大的安全裕度。本研究为其他相似结构的产品可靠性提升提供了参考。

• 一种导弹弹射用燃气发生器数值仿真设计

  杨 勇

  为满足某导弹弹射用燃气发生器的弹射出筒速度及低冲击要求，设计了一种导弹弹射用燃气发生器，对其作用过程进行分析和数学建模，采用Matlab软件对燃气发生器高压室/低压室及导弹运动过程进行数值仿真求解，并将仿真数据与试验数据进行对比。结果表明该仿真模型建立及仿真参数设计合理，能较准确地预示该类型弹射燃气发生器作用过程及导弹运动各项参数。

• 点传火对小口径火炮发射装药性能的影响

  魏 伦

  为了改善小口径火炮钝感发射药及装药的内弹道及烟焰性能，开展了底火、底火加传火管两种点传火结构对发射装药性能影响的试验研究。以30mm火炮为试验平台，测试了两种点传火结构的装药内弹道循环时间、初速或然误差、炮口烟雾量和火焰面积等。试验结果表明：相同条件下，对比底部点火结构的发射装药，底火加传火管点火结构的发射装药内弹道循环时间、初速或然误差及炮口压分别减小了43.7%、36.8%、6.3%，同时炮口烟雾量下降了29.9%，炮口火焰面积下降了35.0%。研究表明采用底部点火加传火管的点传火结构，可以改善30mm火炮钝感发射药及装药的点传火性能，影响内弹道以及炮口烟焰性能。

• NONA炸药在爆炸箔起爆单元中的应用研究

  袁 军

  为满足火工品在200℃的高温环境中24h、甚至48h后仍能正常作用，开展了2,2′,2″,4,4′,4″,6,6′,6″-九硝基三联苯（NONA）炸药在爆炸箔起爆单元中的应用研究。通过试验研究了NONA炸药的耐热性能，以及其粒度、装药密度、装药高度对爆炸箔起爆性能的影响。试验结果表明，NONA炸药在400℃左右只发生缓慢的热分解反应，当NONA粒度为5μm，装药密度为90%TMD（1.602g /cm3），装药高度不低于3mm，装药直径为Φ3mm时，爆炸箔起爆单元起爆感度最高。

• 掺杂钝化RDX的混合乳化炸药爆轰性能研究

  宋凡平

  为制备出一种适用于线型聚能爆炸切割工艺的混合乳化炸药，将钝化RDX与乳化炸药进行不同比例掺杂，制成直径20 mm的药卷，并进行爆速、猛度、做功能力测试。结果表明：钝化RDX含量为0~20%时，混合炸药爆速增长平缓；钝化RDX含量为20%~50%时，混合炸药爆速增长加快；钝化RDX含量为45%时，混合炸药爆速可达6 039 m/s，铅柱压缩值为24.1 mm，做功能力为308.34 mL，均大于未添加RDX的乳化炸药，满足线型聚能爆炸切割用药要求。

• 高纯超细ANBDF的制备与表征

  王培勇

  采用喷雾重结晶和机械研磨相结合的方法得到了7-氨基-6-硝基苯并氧化呋咱(ANBDF)高纯超细颗粒，并对其进行表征及性能测试。结果表明：细化后ANBDF的颗粒形貌更为圆滑，粒度分布处于0.25~2.34μm之间，纯度由88.1%提高到97.7%；相比原料ANBDF，超细ANBDF的撞击感度特性落高H50提高5.65cm，冲击片起爆感度值由0.35J下降至0.09J。研究表明ANBDF是一种适合低能爆炸箔起爆（LEEFI）的优良炸药。

• 一种新型白光曳光剂的配方与性能研究

  谭 兴

  为解决传统白光曳光剂药柱低温力学性能差、光照强度不高、毒性较大的问题，以玻璃化温度低、粘结性能好的氟橡胶26（Viton-A）替代酚醛树脂作为粘结剂，以硫酸钡部分取代硝酸钡作为氧化剂进行新配方设计，采用溶剂蒸发法制备该曳光剂，并对其主要性能进行了测试。结果表明：与原配方相比，新配方白光曳光剂的摩擦感度由10%降为0，光照强度由2 758.0 cd增大到3 061.4cd，固体残渣量由37.22%升高至48.56%，抗压强度由71.807MPa提高到182.677MPa，装药密度由2.157 5g·cm-3增大到2.600 8g·cm-3。

• 电离种子对发射药电离特性影响研究

  毛保全

  为探究电离种子对发射药电离特性的影响规律，构建了火炮发射药热电离模型，数值模拟了电离种子类型和含量等因素对发射药燃气中电子密度的影响规律。数值模拟结果表明：针对不同类型的电离种子，发射药燃气中电子密度从高到低依次为CsNO3、KNO3、NaNO3；针对同一种电离种子，电离种子含量越高，火药燃气中电子密度越大，但随着电离种子含量的增加，电子密度增加的幅度变缓。

• TKX-50/粘结剂二元体系的热稳定性研究

  晁 慧

  为探究TKX-50与粘结剂二元体系的热稳定性，通过差示扫描量热分析（DSC）试验和绝热加速量热分析（ARC）试验，对TKX-50与CAB、F2311、NC、PIB二元混合体系进行热分解研究，得到对应的DSC和ARC曲线，并通过计算动力学参数来评价TKX-50与4种不同粘结剂体系的热稳定性。结果表明：与TKX-50结合能较高的粘结剂可以有效地提高其活化能，NC和F2311能明显提高TKX-50的表观活化能，而CAB和PIB对TKX-50的表观活化能影响不大。

• 一种新型发射装药热刺激下的易损性试验研究

  韩 冰

  针对新研制的CB-3低易损发射药，进行了5s 爆发点温度、慢速烤燃、快速烤燃测试研究，并与单基药、太根药、双基药性能进行对比。结果表明：CB-3发射药在热刺激源下发生了低易损性响应，发射药慢速烤燃时的反应温度与其配方的热感度(5s爆发点)表现出了相同的规律，由低到高依次为单基药、太根药、双基药和CB-3发射药；CB-3发射装药快速烤燃结果符合MIL-STD-2105C 非核弹危险性评估试验 标准中Ⅴ类燃烧。

• 多孔粒状铵油炸药热分解抑制剂的研究

  汪扬文

  为了提高多孔粒状铵油炸药的热稳定性，通过对多孔粒状铵油炸药耐热性能的分析，筛选出6种添加剂，并通过C80微量量热仪所得的热流速曲线数据，计算出样品（含添加剂质量分数为5%）的热力学和动力学数据，再对样品进行爆速试验。结果表明：多胺和大理石粉对于硝酸铵的热分解抑制效果最为显著，多胺对于多孔粒状铵油炸药爆轰性能影响最小，多胺和硫酸铵可以作为多孔粒状铵油炸药的热分解抑制剂。

• 火工药剂静电火花试验仪校准方法研究

  李 瑞

  针对目前火工药剂静电感度测试系统未有校准方法的现状，在分析静电火花感度测量系统电路模型基础上，研究了基于放电回路静电放电电压和放电电流的校准方法，并结合实际测量波形，对输出结果进行分析，评价分析校准中的测量不确定度。研究表明该校准方法准确度高、可实施性强。