摘要:为了提高高氮含量单基发射药硝化棉/二硝基甲苯/二苯胺（NC/DNT/DPA）的力学性能，在醇酮溶剂中外加3%的辅助溶剂（二甲基亚砜（DMSO）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、环己酮、环己烷、三氯甲烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯）形成三元混合溶剂，对高氮量硝化棉进行塑化成型，获得相应的单基发射药。通过扫描电镜观察单基发射药样品的微观结构，采用万能材料试验机、简支梁式抗冲击试验机测试了单基发射药的力学性能，通过密闭爆发器实验研究了辅助溶剂对单基发射药能量及燃烧性能的影响。结果表明：当有辅助溶剂加入时，高氮量单基药的力学性能提高，其中添加3%乙酸丁酯的试样在低温（-40 ℃）、常温（20 ℃）和高温（50 ℃）下试样的抗压强度分别提高了15.7%、4.3%和17.7%，抗冲击强度分别提高了29.9%、96.9%和170.0%；辅助溶剂的加入，对单基发射药的燃烧影响较小；与基础单基发射药相比，三元混合溶剂制备的单基发射药火药力均有小幅下降。

摘要:为了改善高固含量发射药挤出加工时流变性能，采用超临界二氧化碳（SC-CO₂）作为增塑剂辅助高固含量发射药代料醋酸纤维素/碳酸钙（CA/CaCO₃）挤出加工，通过狭缝流变仪和幂律方程研究了CA/CaCO₃和CA/CaCO₃/SC-CO₂溶液的在线流变行为，使用Polyflow软件模拟了CA/CaCO₃/SC-CO₂溶液的分散混合性能。结果表明，温度为50 ℃时，SC-CO₂使CA/CaCO₃溶液的稠度系数降低了26.00%，非牛顿指数增加了16.67%，降低了CA/CaCO₃溶液在挤出过程的粘度和压力；随着加工温度的升高，CA/CaCO₃/SC-CO₂溶液的粘度降低；在低剪切速率下，CA/CaCO₃/SC-CO₂溶液的剪切粘度对温度的敏感性较高；根据模拟结果，温度为50 ℃时，CA/CaCO₃/SC-CO₂溶液经受最大剪切应力的最大概率密度比CA/CaCO₃溶液增加了20.63%，SC-CO₂的注入有利于CA/CaCO₃溶液分散混合性能的提高。

摘要:为研究四孔长方体发射药的燃烧性能，根据四孔长方体发射药的结构特征，建立四孔长方体发射药的燃烧物理模型，通过Maple软件得到其Ψ-Ζ、Γ-Ψ曲线。对比分析了相同弧厚及长宽比时，圆柱七孔发射药、圆柱单孔发射药与四孔长方体发射药的理论燃烧性能，同时研究了不同内外弧厚、长宽比及内孔径大小的四孔长方体发射药燃烧性能，并对其中的一种情况进行了实验验证。结果表明当长宽比大于1.5时，四孔长方体发射药具有良好地燃烧渐增性，且优于圆柱单孔发射药，劣于圆柱七孔发射药，但其分裂点相对于圆柱七孔发射药更加靠后；内外弧厚一致、长宽比为1.5~3、孔径为0.10~0.20 mm的四孔长方体发射药，具有相对较好的燃烧性能；实验结果能够较好地与理论分析结果相吻合，但由于发射药内孔位置的偏离以及尺寸一致性差，导致燃烧分裂点相比于理论计算要提前到达，因此可基于理论分析结果优化加工工艺，提高发射药的尺寸一致性及药孔分布的均匀性。

摘要:为了研究中心传火管点传火结构下点火药燃烧后产生的火焰在发射药药粒填充床中的传播特性，使用多孔介质模型模拟发射药药室颗粒填充床，并采用N-S方程模型对点火药燃烧产生的高温高速气体在发射药颗粒床中的流动传播过程进行数值仿真计算，并以温度场的等温面传播等效于火焰阵面传播，仿真数据与试验数据进行对比。结果表明，在密实装药床下，点火火焰传播过程中，以等温面等效于火焰阵面，火焰传播速度的仿真计算值为91 m·s^-1，与试验测得96 m·s^-1较为接近；仿真得到的高温火焰气体传播的温度场云图与试验拍摄的火焰传播图像具有较好的一致性；采用多孔介质模型计算所得的膛内3处测压孔的压力数据与试验测得的压力数据吻合度较高。

摘要:为进一步提高37孔发射药的燃烧渐增性，采用双层包覆工艺对37孔硝基胍发射药进行包覆。通过三维视频、扫描电镜、DSC及定容燃烧测试等方法研究了包覆效果、包覆层与基药的相容性、不同包覆层质量含量及包覆层层数对燃烧性能的影响。结果表明，双层包覆药厚度较为均匀；包覆层和基药相容性良好；在相同包覆层含量8%的条件下，双层包覆药的燃烧增面值较单层包覆药明显提高。双层包覆药的燃烧增面值ΔL随着外包覆层的增加呈先增后降的趋势，在内、外包覆层质量含量均为5%的条件下，燃烧渐增性最大，其ΔL值为0.1431 MPa^-1·s^-1,相对于37孔基药，其燃烧增面值提高了43.53%。

摘要:为了解决高能叠氮硝胺发射药燃烧渐增性欠佳及低温感效果较差的问题，采用高分子复合材料堵孔和含能复合材料钝感的两步法工艺，制备了3种内孔被高分子复合材料形成的“塞子”封堵、表面被钝感的钝感高能叠氮硝胺发射药（本研究称之为堵孔钝感发射药）。采用爆热和密闭爆发器试验，研究了堵孔钝感发射药的能量性能及静态燃烧性能。结果表明，与空白药相比，随着堵孔材料及钝感材料含量的增加，3种堵孔钝感发射药WCBF-1/18、WCBF-2/18和WCBF-3/18的爆热分别下降2.6%、3.6%和4.3%，燃烧渐增性增强且燃烧渐增性因子P_r值由0.471分别提高到0.552、0.563和0.576。3种堵孔钝感发射药WCBF-1/18、WCBF-2/18和WCBF-3/18的高温相对燃烧活度温度系数的绝对值均值分别为2.87%、1.89%和1.56%，相较于空白药均有所下降，表明堵孔钝感发射药高常温区间内低温感效果好。

摘要:为了研究部分切口杆状发射药的装药内弹道性能，基于经典内弹道理论建立了部分切口杆状发射药的装药内弹道计算模型，采用高能硝胺发射药配方的部分切口杆状发射药进行了装药内弹道性能计算，在30 mm火炮上进行了试验验证，并分析了切距、切宽及切深对部分切口杆状发射药内弹道性能的影响。研究结果表明：采用建立的部分切口杆状发射药内弹道模型计算获得的最大膛压为430.2 MPa，与试验测试的最大膛压平均值409.7 MPa的计算误差为5.0%；计算的炮口初速为1378.2 m·s^-1，与试验测试的炮口初速平均值1409.6 m·s^-1的计算误差为2.2%；最大膛压和炮口初速随切距的增大而减小，切距从5 mm增加至50 mm，最大膛压降低了12.0%，初速降低了3.1%，且在切距值大于20 mm后对膛压及初速的影响逐渐降低；最大膛压及炮口初速随切深和切宽数值的增加而增大，切深对最大膛压的影响相较对炮口初速的影响更为显著，切宽数值的变化对内弹道性能的影响总体较小。

摘要:为评估发射药混同过程中的静电灾害风险，预防事故发生，自主设计了电阻率、介电常数、电荷积累量等静电参数测试装置，并以11/7单基发射药为典型产品进行测试实验，得到其体积电阻率为1.87×10¹⁰ Ω·m，表面电阻率为1.06×10¹² Ω，介电常数为1.88，滑槽摩擦状态饱和荷质比为-1.85 μC·kg^-1；采用ANSOFT MAXWELL软件对11/7发射药混同料筒内的静电场进行仿真计算，得到了直径1000 mm混同料筒内11/7发射药最大静电场强随药面高度的变化曲线，结果表明随着药面高度的增加，料筒内电场强度不断增大，当药面高度达到40 mm时，料筒内电场强度已达到空气击穿场强，存在静电放电风险；对不同直径混同料筒的临界放电药面高度进行模拟计算，得到了临界放电药面高度随料筒直径的变化曲线，结果表明直径100，200，300，400，500 mm的料筒，临界放电药面高度分别为81，46，42，41，40 mm，直径超过500 mm时，临界放电药面高度基本维持在40 mm。

摘要:为了研究管状发射药内孔侵蚀燃烧及气体流动的特性，建立了考虑管内气相区域、管外的气相区域和固体火药区域的密闭爆发器内弹道模型。通过数值模拟结果与文献实验数据比对，验证了该密闭爆发器内弹道模型与计算方法的准确性。在此基础上，分别讨论了不同火药长度、内径和装填密度对内孔侵蚀燃烧的影响，结果表明，内径d=0.56 mm、长度l=50 mm管状药、已燃百分比0.016≤ψ≤0.8范围内，孔内外最大压力差由1.23 MPa增加至2.00 MPa，端面最大气体速度由430 m·s^-1减小至200 m·s^-1，端面最大的侵蚀燃烧系数由1.98下降至1.10，内孔侵蚀燃烧临界点由距离对称面7 mm处移动到20 mm，侵蚀燃烧面积减小65%；燃通比是影响内孔侵蚀燃烧的重要因素，燃通比小于71.4时侵蚀燃烧不发生；随长度增加、内径减小即随燃通比增大，侵蚀燃烧强度变强，燃通比大于142.8时侵蚀燃烧非常明显；当装填密度增加时，端面气体最大速度和侵蚀燃烧系数有微弱减小，而管内外气体压差增加明显。

摘要:为研究发射药模具内流道结构对硝基胍发射药成型过程的影响, 建立了11/7硝基胍发射药模具内流道模型, 对以收缩角为30°, 45°, 60°, 成型段长度为25, 30, 45 mm不同组合的9种方案进行了数值仿真, 分析挤压过程中收缩角和成型段长度对剪切速率、压力、速度分布的影响。结果表明, 收缩角对不同收缩段和成型段交界面以及近出口等截面的影响相似, 都表现出靠近中心模针以及壁面附近处发射药药料剪切速率高于周围部分, 截面压力分布均匀, 药料流动速度分布呈现中间大两边小的特点; 成型段长度对药料流动过程中剪切速率分布影响较大, 成型段长度越小, 剪切速率越容易发生突变, 可能导致非稳态流动; 同时确定较优的内流道参数方案为收缩角45°, 成型段长度30 mm。

摘要:壁面滑移是影响发射药压伸成型质量的重要因素之一。为了提高七孔硝基胍发射药压伸成型数值仿真的精确度, 研究了发射药药料壁面滑移机理, 建立了考虑壁面滑移修正的发射药流动的数学模型。采用有限元方法对七孔硝基胍发射药压伸成型工艺进行了数值模拟。对壁面考虑滑移与未考虑滑移时发射药流道内的压力场, 速度场, 收缩段与成型段交界处速度矢量分布情况进行了对比分析。通过发射药压伸试验进行了仿真验证。结果表明, 壁面滑移降低了发射药成型压力, 提高了发射药出口速率的均匀性, 有利于发射药压伸成型。发射药实际尺寸与仿真尺寸误差均小于2.0%, 其中, 外径尺寸误差为0.59%, 外弧误差为0.36%, 内弧误差为1.80%, 孔径误差为1.67%, 中心孔径误差为1.72%, 仿真工艺符合实际加工。

摘要:为了改善高能太根发射药的力学性能，在高能太根发射药配方的基础上，添加少量(质量分数0.5%，1.0%，1.5%，2.0%)由湿木浆纤维素得到的纳米纤维素纤维(CNFs)，制备了含CNFs的高能太根发射药。采用扫描电镜、热重分析仪和差示扫描量热仪研究了添加CNFs前后高能太根发射药的表面结构和热分解性能。采用简支梁冲击试验机和密闭爆发器试验研究了含CNFs高能太根发射药的冲击强度及能量性能。结果表明，少量添加CNFs可明显提高高能太根发射药的低温冲击强度，对热分解性能影响很小。与高能太根发射药(参比样)相比，添加0.5% CNFs的高能太根发射药，在-40 ℃低温和20 ℃室温下, 冲击强度分别提高了30.4%和8.9%。随着CNFs含量增加，火药力逐渐降低，余容逐渐上升，燃速逐渐减小，压力指数小幅度上升。当CNFs的添加量为0.5%时，高能太根发射药的火药力为1191.91 kJ·kg^-1，余容为0.870 L·kg^-1，压力指数为1.06，分别较参比样减少了1.9%、增加了5.1%和增加了4.2%。