火工品杂志

火工品杂志2022年第5期

• 一种新型非电激发燃气发生器的设计研究

  王 伟

  为实现某电磁炮射水雷诱饵弹水下充气悬浮功能，设计了一种新型高安全非电激发燃气发生器，采用基于隔板起爆器与限制性导爆索的输入端实现非电激发，采用侧排式多层物理冷却外冷却装填装置对气体进行过滤冷却，并与直排式单层过滤冷却装置的燃气发生器进行气囊充气对比试验。结果表明：本文设计的燃气发生器出口燃气温度低于80℃且过滤残渣效果较好，97.3L气囊在4.5s内充满，充气过程中气囊完好，且该燃气发生器装配简单、易于加工。

• 聚能切割技术在爆破片上的应用研究

  李万全

  针对爆破片爆破压力不稳定及爆破压力不可变的问题，设计了一种适用于爆破片的聚能切割装置。采用ANSYS/LS-DYNA软件对聚能切割装置切割爆破片的过程进行了数值模拟，并开展了相应的试验研究。结果表明：聚能切割装置能够在爆破片达到试验设定承压7MPa时完成对爆破片的切割，实现精确控制爆破片爆破压力的目的；应用聚能切割技术能够使爆破片在零承压至其最大爆破压力的任意承压条件下启爆，达到爆破片爆破压力可变的目的。本研究为解决爆破片在工程应用中的相关问题提供了一种有效的技术途径。

• 一种敞开式长秒延期结构

  孙晓霞

  为实现某弹丸用非电点火管在长度尺寸受限下的长秒延期功能，以及敞开式燃烧环境下的可靠点传火和延期输出，开展了延期体、点传火序列设计，并进行发火及延期时间测试。结果表明：设计的延期体可以实现切长27～30mm、17～28s的长秒延期；研制的高能密封点火药适用于敞开式点火和延期类火工品；高能密封点火药-中速延期药-慢速延期药（体）的点传火序列有助于敞开式燃烧环境下单芯延期体中钨系高段延期药的可靠点火与稳定燃烧。

• 一种采用自定义参量实现小样本评估可靠性的方法

  于 江

  为准确全面地评估某火药点火器的可靠性，基于其高可靠性要求（0.999 9），本文结合产品结构及工作原理，提出通过自定义参量（点火冲量）实现小样本条件下评估点火器可靠性的方法，并通过拉偏试验进行验证。结果表明该火药点火器的可靠性达到0.999 99以上，采用自定义参量开展可靠性评价是可行的。

• 起爆药半导体桥等离子体点火特性研究进展

  刘 江

  基于半导体桥(Semiconductor Bridge, SCB)火工品换能元SCB作用对象绝大部分是起爆药的现状，为探究半导体桥与起爆药间的响应规律和作用机理，系统地介绍了半导体桥等离子体的特性参数及变化规律，论述了半导体桥等离子体点火机理的研究进展，并归纳总结了等离子体与药剂相互作用规律，以期为新型药剂的设计和等离子体起爆技术的发展提供参考。

• 铜丝钛丝电爆炸对硝胺发射药的点火特性

  张江波

  为了研究铜丝、钛丝电爆炸对硝胺发射药的点火作用机理，搭建了金属丝电爆炸点火试验平台，采用不同直径的铜丝、钛丝对硝胺发射药进行了电爆炸点火试验，并对电爆炸产物及样品进行了形貌分析。结果表明：铜丝、钛丝电爆炸总的燃烧持续时间分别约为38.1ms、25.1ms；随着铜丝直径的增加，电爆炸后铜颗粒的直径增大，发射药表面烧蚀坑的数量增加、直径增大，最大分布数量的烧蚀坑直径均约为7μm；钛丝电爆炸的颗粒产物形态较难控制，发射药表面出现了大量的相互重叠与嵌套的烧蚀坑，改变钛丝直径不能有效地调节颗粒的大小和数密度的分布；金属丝电爆炸等离子体对硝胺发射药的点火过程符合五阶段点火机理。

• 常用耐温点火药在宇航环境中的输出性能研究

  高耸松

  针对火工品中常用的耐温点火药BPN和CPN在低温低气压（-80℃，10Pa）下的输出性能，以某宇航拔销器及起爆器为装药载体，开展了常压常温、常压低温以及低温低气压下BPN和CPN的p——t曲线测试，以及真空热循环条件下的性能裕度试验。试验结果表明：低温低气压下CPN的输出性能明显减弱，而该环境对BPN的输出性能影响较小，BPN可作为输出装药应用于宇航火工品中，保证其可靠性。本研究为宇航火工品中的装药选择提供了参考。

• CL-20/聚氨酯基复合物喷墨打印成型及性能研究

  李春燕

  为改善喷墨打印过程中含能复合物的沉积质量，以六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）为主体炸药，以聚乙二醇（PEG）和聚叠氮缩水甘油醚（GAP）为反应性黏结体系，设计了2种含能油墨。采用双喷头组合打印方式，制备了原位聚氨酯网络交联的含能复合物（CGP），并对其交联反应结构、形貌结构、密度、力学性能及爆轰性能进行了试验研究。结果表明：PEG与GAP进行了有效的共聚交联；CGP复合物表面光滑、均匀，层间结构致密，成型密度为1.747kg·m-3，孔隙率为10%；其弹性模量和硬度分别为8.16GPa和0.162GPa，力学性能较单喷头打印有显著提升；其爆速为8 539m/s，爆轰临界尺寸为1mm×0.086mm，爆轰性能优异。

• 含氟粘结剂对爆炸过程硼粉反应完全性的影响

  潘 文

  为研究含氟粘结剂对爆炸过程硼粉反应完全性的影响，首先，利用酸碱滴定法和X-射线荧光法，分别测试了含F2603和EVA粘结剂的含硼炸药爆炸反应后固体产物中硼元素的含量，然后，采用X-射线衍射法分析了除去B2O3之后的残渣组分物质形态，最后，通过对F2603的固相分解产物进行红外分析，反推出粘结剂分子断裂分解过程和产物，并进一步推测了含氟粘结剂对硼粉反应完全性的影响机制。结果表明：含氟粘结剂能使爆炸过程中硼粉的氧化率提高20%左右，作用机理为含氟粘结剂分解产生的氟化氢、氟元素等物质通过对硼粉氧化膜的消耗，有效改善了硼粉在爆炸过程中的氧化完全性，进而提高了含硼炸药爆炸反应的能量释放。

• CL-20/LLM-105/Estane5703复合粒子的性能研究

  刘梦雅

  为了提高硝铵类炸药的安全性能，采用喷雾干燥法制备了3种不同质量比的CL-20/LLM-105/Estane5703复合粒子。通过分子动力学模拟建立了复合粒子模型，计算了结合能；并对其晶体形貌、晶型结构、热性能和撞击感度进行试验研究。模拟及试验结果表明：3种复合粒子的衍射峰均与β-CL-20和LLM-105相对应；3种复合粒子的热稳定性较原料均有显著提高，撞击感度明显降低；wLLM-105为20%的复合粒子的结合能最大，粒子形貌最佳，热稳定性最好。

• 玻璃微球含量对乳化炸药爆轰性能的影响

  陈皓楠

  为探究玻璃微球含量对乳化炸药爆轰性能的影响，通过显微镜、测时仪、铅柱压缩测试、水下爆炸测试等手段，对不同含量玻璃微球对乳化炸药的微观结构、爆速、临界直径、猛度及水下爆炸能量等的影响进行了试验研究。结果表明：乳化炸药的爆速、猛度、水下爆炸能量均随玻璃微球含量的增加先增大后减小，玻璃微球含量为3%时相关参数达到最大值，分别为4 452.34m/s、17.1mm、3.07MJ·kg-1，并且乳化炸药爆轰感度最高，临界直径最小为12mm；炸药爆速与玻璃微球含量、装药直径在一定范围内满足关系方程；相比气泡能，玻璃微球含量对炸药冲击波能的影响更大。

• ε-CL-20在熔铸载体炸药中的晶型稳定性 实验研究

  高 杰

  为了考察ε-CL-20在熔铸载体炸药中的晶型稳定性，采用中红外漫反射光谱法对ε-CL-20在载体炸药DNTF、DNAN及DNP中的晶型转变行为进行了研究，探讨了ε-CL-20在DNTF熔铸载体中熔混过程晶体结构的影响因素。结果表明：在120℃加热条件下ε-CL-20会转变为γ型，但转晶的速率较慢；在载体炸药的熔液中，ε-CL-20受到热和载体炸药的作用，工艺条件下DNTF对ε-CL-20晶体形貌稳定性起到一定的积极作用，DNAN对ε-CL-20晶型的稳定性无影响，DNP不利于ε-CL-20晶体形貌的稳定，一定程度上促进了ε-CL-20向γ-CL-20转变。

• 发射药动态力学强度实验及评价方法研究进展

  周 敬

  为深入研究火炮发射安全性的本质问题，本文归纳分析了近年来发射药动态力学强度的研究进展，介绍了落锤撞击实验法、发射药床撞击实验法、发射药动态挤压模拟实验法以及数值仿真等在发射药动态力学强度研究中的应用情况，综述了现有的动态力学强度评价方法，并为今后发射药动态力学强度的研究方向提出建议。

• 燃烧型催泪弹主装药热解特性及动力学研究

  翟浩龙

  为研究某燃烧型催泪弹主装药的热解特性及相关动力学参数，通过利用热重-差示扫描量热分析（TG-DSC）等分析测试手段，对燃烧型催泪弹主装药的热解特性进行研究。运用Starink法、Flynn-Wall-Ozawa法，对各阶段的动力学参数进行计算，确定了不同升温速率下的反应动力学参数。通过采用Coasts-Redfern法计算对比各反应机理函数线性拟合的相关系数，对各阶段的最可能的反应模型进行了预测。研究表明，催泪弹主装药热解过程中各阶段发生的反应分别符合成核模型和反应级数模型，热解的第1至4阶段分别对应的反应模型为A3、F2、F3和F1。该模型为进一步探究该类催泪弹主装药剂的热解机理、深入研究改良配方奠定了一定的理论基础。

• 基于空气炮的高过载模拟试验方法研究

  孙 轶

  针对半导体桥火工品高过载模拟试验对加速度峰值（15×104g）和脉宽（200μs）的要求，对现有空气炮高过载模拟试验装置进行了改进，既改变火工品试样放置位置并将其置于工装靶中，通过子弹撞击带有整形器的工装靶，实现对侵彻高过载环境的模拟，并通过仿真和试验研究了工装靶质量、子弹质量和初速、整形器尺寸等参数对加速度峰值和脉宽的影响。结果表明：当工装靶质量为1 000g、子弹质量为1 500g、子弹初速为250m/s、整形器尺寸为Φ 40mm×20mm时，仿真得到的加速度峰值为16.05×104g、脉宽为203μs；试验得到的加速度峰值为16.3×104g，脉宽为204μs。

• 二阶导数光谱法测定硝化纤维素含氮量

  丁 炜

  为了准确、快速测定硝化纤维素（NC）的含氮量，将NC碱水解成NO3-和NO2-的混合溶液，采用紫外二阶导数光谱法实现了混合溶液中两组分的分离定量，并探究了碱的浓度、干扰离子和pH对NO3-和NO2-浓度测定的影响，确定了最佳实验条件。结果表明：NO3-和NO2-的混合溶液可在223nm处确定NO3-浓度，在216nm处确定NO2-浓度，达到了无需化学手段即可分离定量的目的；分别在223nm处对NO3-浓度，在216nm处对NO2-浓度与二阶导数值进行线性回归，线性关系较好。应用该方法对5组NC样品进行含氮量测定，测定结果的相对标准偏差为0.602%，加标回收率在98.7%～104.2%之间。