本文主要以水中兵器戰(zhàn)斗部用PBX炸藥為背景,研究PBX炸藥中粘結(jié)體系對炸藥水下爆炸能量釋放的影響規(guī)律。粘結(jié)體系作為炸藥中重要的組成部分,對炸藥裝藥工藝性能、力學(xué)性能、安全性能以及能量特性都有很大的影響。針對當前應(yīng)用較為廣泛的HTPB粘結(jié)體系能量不足的缺點,選擇兩種不同類型的含能粘結(jié)體系和HTPB粘結(jié)體系展開理論和試驗研究。主要研究內(nèi)容如下:首先對PBX炸藥水下爆炸能量特性展開研究,論述了炸藥水下爆炸沖擊波傳播規(guī)律及氣泡脈動過程,同時在前人關(guān)于水下爆炸能量計算的基礎(chǔ)上,優(yōu)化炸藥水中爆炸能量輸出結(jié)構(gòu)計算方法,并提高經(jīng)驗公式的計算精度,簡化計算過程。然后對比研究不同組成結(jié)構(gòu)的PBX炸藥的能量及分解過程,確定PBX炸藥配方組成結(jié)構(gòu)。三種粘結(jié)體系炸藥按照一定設(shè)計準則進行配方含量比例的優(yōu)化:通過對PBX炸藥藥漿粘度和成型后藥柱硬度進行測試,確定各粘結(jié)體系的含量;以作功能力為目標函數(shù),對不同固含量比例的炸藥進行爆轟參數(shù)計算,通過作功能力最大值確定鋁粉含量;結(jié)合水中兵器戰(zhàn)斗部裝藥的特點,在合適的爆速和爆壓范圍內(nèi),確定RDX的含量,進而確定各PBX炸藥的配方。對三種炸藥進行水下爆炸試驗,對比分析各粘結(jié)體... 

【文章來源】：北京理工大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

沖擊波壓力隨時間變化的各階段示意圖

產(chǎn)物形成高溫、高壓的氣泡，氣泡在重力、靜水壓力以及、射流并產(chǎn)生脈動壓力。氣泡脈動本質(zhì)上是炸藥爆炸后爆[44]。炸藥在水下爆炸時，爆炸瞬間產(chǎn)生沖擊波對周圍的水介質(zhì)接著爆轟反應(yīng)生成的高溫高壓的氣態(tài)爆轟產(chǎn)物。爆轟產(chǎn)物內(nèi)爆轟產(chǎn)物的高壓驅(qū)使周圍流體以小于聲速的速度向外擴宏觀上以一定的速度膨脹，當氣泡內(nèi)外壓力相等時氣泡的性的作用，氣泡會過度膨脹，同時氣泡內(nèi)部產(chǎn)生負壓，氣停止，周圍水介質(zhì)的勢能達到最大。而后氣泡內(nèi)的負壓促直到氣泡內(nèi)的壓力將該過程逆轉(zhuǎn)，如此反復(fù)即形成了氣泡中，由于爆轟產(chǎn)物的膨脹，對周圍水介質(zhì)的加壓排開，氣時氣泡幾乎靜止不動，收縮過程中上浮較快。圖 2.2 為水。

圖 3.1 不同氧化劑含量的能量與鋁氧比的關(guān)系對比圖從圖 3.1（a）和（b）曲線中可以看到，不同氧化劑體系種類炸藥的能量隨鋁氧比的增大呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，沖擊波能在 Al/O=0.3～0.45 左右時達到最大值，爆炸總能量在 Al/O=0.7～1.0 左右時達到最大值。其中 PETN/Al 類炸藥沖擊波能 TNT當量可達到 1.7 倍 TNT 當量，總能量達到 2.0 倍 TNT 當量；RDX/Al 類炸藥沖擊波能能達到 1.6 倍左右，總能量也達到 1.9 倍 TNT 當量左右。雖然硝酸酯類炸藥較硝胺類炸藥能獲得更大的能量，但硝酸酯類炸藥的感度偏高，對炸藥的安全性影響較大，本文炸藥配方組成中不考慮硝酸酯類氧化劑。另外從上圖中可見，RDX/AP/Al 氧化體系的炸藥沖擊波能達到了 2.0 倍 TNT 當量，總能量甚至達到了 2.6 倍 TNT 當量。表明硝胺類炸藥+AP 氧化體系的氧化能力最強。為了進一步了解氧化體系對炸藥爆轟過程的影響規(guī)律，研究 AP 的使用對炸藥能量的影響。通過 DSC 熱分析對比炸藥組成中有無 AP 對 PBX 炸藥熱分解特性的影響，試驗結(jié)果如圖 3.2 所示。


本文編號：3469311