密闭燃烧器法固体推进剂燃速测试系统

密闭燃烧器法固体推进剂燃速测试系统（精选5篇）

篇1：密闭燃烧器法固体推进剂燃速测试系统

密闭燃烧器法固体推进剂燃速测试系统

就密闭燃烧器法测试系统部分的硬件、软件进行了全面统一的设计,尤其是在软件部分引入了数据库管理系统,不仅使该软件能查询实验相关的.数据,还使该软件具备了一定的智能,可以辅助识别推进剂燃速.

作 者：刘华强 李葆萱 王瑜 LIU Hua-qiang LI Bao-xuan WANG Yu  作者单位：刘华强,李葆萱,LIU Hua-qiang,LI Bao-xuan(西北工业大学,西安,710072)

王瑜,WANG Yu(西安705研究所,西安,710075)

刊 名：固体火箭技术  ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF SOLID ROCKET TECHNOLOGY 年，卷(期)：2000 23(3) 分类号：V433 关键词：密闭燃烧器   测试设备   推进剂燃速   数据库  

 

篇2：密闭燃烧器法固体推进剂燃速测试系统

在固体推进剂线扫描摄像实时燃速测定系统的基础上, 研制成功了新一代的固体推进剂燃烧过程和燃速的实时监测系统.介绍了这一新系统的.组成、硬件工作原理和软件的主要功能.利用该系统,可以得到更多有关固体推进剂燃烧过程的信息.

作 者：杨荣杰 李玉平刘云飞 华志春 Yang Rongjie Li Yuping Liu Yunfei Hua Zhichun  作者单位：杨荣杰,李玉平,刘云飞,Yang Rongjie,Li Yuping,Liu Yunfei(北京理工大学,化工与材料学院,北京,100081)

华志春,Hua Zhichun(浙江大学,计算机系统研究所,浙江,杭州,310027)

刊 名：推进技术  ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF PROPULSION TECHNOLOGY 年，卷(期)：2000 21(1) 分类号：V512 关键词：固体推进剂,推进剂燃烧   燃速测试   实时测量   扫描成像系统  

篇3：密闭燃烧器法固体推进剂燃速测试系统

发射药和推进剂通过燃烧反应释放能量, 其燃烧性能是决定身管武器发射和火箭导弹推进过程的关键因素, 也是影响武器装备威力水平的主要因素。因此, 调节与控制发射药和推进剂的燃烧性能, 一直是国内外相关领域的重要研究方向。加入少量的燃烧催化剂 (通常在3%以下) 可以有效地提高燃速、降低燃速压力指数和燃速温度系数, 并且对火药的其它性能 (如能量和力学性能等) 影响不大。[1]

本论文以复合改性双基火药为基本研究对象, 通过添加SY (一种高燃速无机盐) , 研究其对燃烧性能的影响。由于靶线法测推进剂燃速可达到的最高压力过低 (最高为10MPa) [2], 难以适应目前武器装备对推进剂工作压力的需求, 因此, 采用密闭爆发器实验作为燃烧性能的主要测试手段[3], 并结合DSC实验曲线对催化燃烧机理进行探讨。[4]

2 实验部分

实验选择含高能硝胺黑索今 (RDX) 的复合改性双基火药作为实验研究的基础配方, 实验配方如表2.1所示, 表中RG-1为基础配方用作对比样品。

注:NC的氮含量N%=12.46%。

主要仪器与设备:油压机、捏合机、密闭爆发器、压力传感器 (国营江西传感器厂生产的SYC-4000压电传感器) ;电荷放大器 (扬州无线电二厂的YE5850型电荷放大器) ;数据采集系统 (成都纵横测控技术有限公司的52系列数据采集系统) 。

样品制备:由吸收药片、RDX、外加添加剂等, 以醇酮作为助溶剂, 经过捏合、挤压成型、晾药、切药、烘药一系列工序制成火药药柱。

燃速测试:用密闭爆发器测燃速, 点火条件为0.2mm镍铬丝外接电极点火, 点火电流为20mA～35mA, 点火药量为50cm3密闭爆发器实验用0.5g3#硝化棉。实验温度:常温为室温 (15℃～25℃) , 低温为-40℃, 高温为+50℃。药型为单孔管状药。

DSC实验:实验仪器为Shimadzu DSC-50型, 升温速率20℃/min, 氮气流量20mL/min。

3 结果与讨论

燃烧性能采用密闭爆发器实验进行检测和表征。表3.1为实验火药及其装填条件。

3.1 SY为催化剂的u～p曲线与Lnu～Lnp曲线分析

图3.1和图3.2分别为RG-1和RG-2的u～p曲线和Lnu～Lnp曲线, 表3.2为不同压力范围的燃速压力指数n值。

由图3.1可以看出, 在实验压力范围内, RG-2的燃速明显高于RG-1, 而且随压力的增大, 燃速增加量越大。说明SY对提高燃速具有明显的催化效果。

由图3.2和表3.2可以看出, 在整个实验压力范围内, RG-2的压力指数比RG-1大, 使压力变化对燃速的影响加大, 不利于火药的稳定燃烧, 所以单从考虑增加燃速的角度, SY是比较适合的催化剂, 但对压力指数带来了不利的影响。

3.2 以SY为催化剂的DSC曲线分析与催化机理

图3.3为RG-2的DSC曲线,

RG-2火药的DSC曲线呈现三个放热峰, 并且有明显的峰谷, 初始热分解温度为185.88℃, 比RG-1低了5℃左右, 主峰的温度为210.34℃, 比RG-1低了0.7℃左右;第二放热峰温度为250.07℃, 应该是RDX的放热特征峰, 比RG-1的峰温高出4℃左右, 可能是含有SY造成的。第三个放热峰温度主峰为437.95℃, 焓变量为33.95kJ/kg, 而SY的分解温度为397℃, 分解焓变为4444.37kJ/kg, 推断437.95℃的放热峰是SY与基本组分的反应残留物的分解放热峰。RG-2的总焓变量为1370.54kJ/kg。

催化机理分析:SY本身是一种高燃速无机盐, 燃烧时它的高燃速加快了火药的燃烧;从DSC曲线上可以看到, 焓变量增大, 分解温度也降低了一点, 使反应得更彻底, 因此使燃速加快。

4 结论

本论文以复合改性双基火药为研究对象, 通过添加燃烧催化剂SY, 用密闭爆发器实验作为燃烧性能的主要测试手段, 研究了SY对燃速、压力指数等燃烧性能的影响, 并结合DSC实验曲线对催化燃烧机理进行了探讨, 取得了以下几点结论:

(1) 高燃速无机盐SY对复合改性双基火药具有很好的燃烧催化作用, 在一定温度以上高燃速物质SY可以在不降低火药能量的条件下提高燃速, 但是使火药的压力指数明显增大, 不利于火药的稳定燃烧。

(2) 由于SY本身是一种高燃速无机盐, 燃烧时它的高燃速加快了火药的燃烧, 从DSC曲线上可以看到, 焓变量增大, 分解温度也降低了一点, 使反应得更彻底, 因此使燃速加快。

参考文献

[1]王德才.火药学[M].南京理工大学:南京理工大学, 1988.163

[2]GJB770A97706.1.燃速测试法[S].

[3]李兆忠, 李葆萱.固体推进剂燃速密闭爆发器测试方法[J].固体火箭技术, 1993, (1) :81～86.

篇4：用快燃物提高固体推进剂燃速

用快燃物提高固体推进剂燃速

介绍了运用快燃物提高固体推进剂燃速的方法.在6.86MPa下,当添加快燃物ACP的量为5%时,丁羟推进剂燃速由73mm/s提高到119mm/s;且快燃物ACP对推进剂的安全性能没有明显不良影响.

作 者：郭万东 王珂 丁温霞 Guo Wandong Wang Ke Ding Wenxia 作者单位：湖北红星化学研究所,襄樊,441003刊 名：推进技术 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF PROPULSION TECHNOLOGY年，卷(期)：1998“”(3)分类号：V512.3关键词：端羟基聚丁二烯推进剂 高燃速推进剂 燃速调节剂 燃烧性能

篇5：固体推进剂燃速测试实验教学研究

关键词：含能材料,固体推进剂,实验教学,燃速

一、前言

随着高等教育体制改革的逐步深化, 要求高校培养出来的人才在知识结构和能力上都具有较高的素质。实验教学是高等教育中培养具有创新能力、高素质人才的一个重要环节, 越来越受大家的关注。

含能材料应用于陆、海、空及二炮各类武器系统, 是完成发射、推进和毁伤的能源材料。随着现代战争对武器装备性能要求的进一步提高, 对炸药、推进剂和发射药等含能材料的性能提出了更高的要求。国防科学技术大学军事化学与烟火技术专业开设了《含能材料及性能测试》课程, 主要介绍含能材料的配方特点、性能测试的基本原理及测试方法, 为硕士论文的研究工作及今后从事含能材料研制工作打下良好的基础。

实验教学作为学生创新意识和创新能力培养手段, 已经越来越受到人们的关注[1,2]。固体推进剂燃速测试是《含能材料及性能测试》课程的实验教学内容之一, 为提高教学效果, 对实验教学方法进行了改革探索。

二、主体式实验教学方法

传统的实验教学是实验教师提前把实验所用的仪器设备准备好, 由教师讲解实验目的、实验原理、实验步骤等内容。然后学生操作, 得到实验数据, 完成实验报告。在这种教学模式下学生思维只能跟教师走, 学生虽然参与了实验教学活动, 但实质上是处于被动接受的状态, 这导致许多学生的实验技能和动手能力较差, 而动手能力差又使学生畏惧实验课[3]。学生的主动性、积极性都受到一定的限制, 创新能力和设计思想等各方面能力也无法得到训练。无法满足培养研究生的自主动手能力、实验方法设计能力和今后从事科研工作解决问题的能力的要求。

实验教学方法改革主要是改变不顾学生的个体差异, 忽视学生的个性、能力、兴趣, 按同一模式进行教学的方式。深化实验教学对学员动手能力、知识运用能力、分析解决问题能力和团队精神的培养, 在实验教学过程中必须体现学员的主体地位, 以此作为实验教学的出发点。

教学过程中进行分组, 本组人员共同准备实验, 并由担任组长的同学负责该实验设备的调试和实验过程讲解。教师对学生提实验要求、提供实验材料, 负责实验设备调试指导、讲解要点补充和检查实验结果。使学生自己有目的、有步骤地去设计实验, 完成实验任务, 不再是简单、被动地验证基础知识, 而是激发了学习的主动性, 充分发挥了想象力和创造力, 从而培养了学生的创新能力。

引导学生对实验过程的分析和处理能力, 实验过程中可能会出现点火失败或测试数据错误的现象。此时, 要鼓励学生通过讨论、分析实验中出现的现象, 通过思考找出解决问题的方法。虽然实验过程中会出现许多问题, 但正是这些问题的出现, 提高了学生综合处理问题的能力。

三、固体推进剂燃速测试实验过程

燃速[4]是表征固体推进剂燃烧性能的一个重要参数, 有两种表示方法, 即线性燃速和质量燃速。线性燃速是指垂直于推进剂燃面的方向上, 单位时间内推进剂被烧掉的长度。燃速压强指数是评定推进剂燃烧稳定性的重要指标之一, 代表压强对推进剂燃速的影响程度。

靶线法测试原理是将包覆的试样钻孔穿入靶线, 在规定的试验压强和温度下, 记录试样在氮气中燃尽靶距长度所需的时间, 计算出燃速。根据一定温度下不同压强下的燃速, 可以计算出燃速压强指数。

首先由主讲教师在课堂上集中讲授固体推进剂靶线法燃速测试实验的目的、原理、注意事项, 试样的制备方法和要求。根据研究生人数, 分组, 每组3~4人, 分组轮流实验。

采用开放实验室方式, 对定时、定人、定内容的实验教学进行改革。学生分组后, 可以与教师预约实验室, 利用课余时间到实验室进行实验准备, 实验准备工作包括推进剂试样的包覆、压强传感器的标定、燃速仪燃烧室气密性的调试、燃速仪控制系统的操作等。这些工作需要运用多种课程知识, 如推进剂试样的包覆涉及高分子化学的知识, 压强传感器的标定涉及机械、控制相关知识, 燃烧室气密性调试涉及机械知识, 控制系统的操作涉及计算机软件、自动控制的相关知识, 可以培养学生动手能力、集成和测试能力。

在实验准备过程中, 教师按照GJB770B-2005《火药试验方法》的要求指导, 培养了学生严谨的科学精神。教师设计一些科研活动中与实验相关的内容, 引导学生在实验过程中对这些问题进行思考, 使学生通过实验达到对基本知识、技能的系统化和完整化。

实验时, 由各组学生负责介绍实验的基本原理、操作步骤、注意事项等内容, 对于学生介绍不全面的内容或介绍有错误的内容, 教师进行补充。教师指导学生的操作, 发现问题及时给予原理性或方法性的引导。提倡同组学生间的沟通与合作, 解决遇到的问题和难题。例如采用靶线法测试富燃料推进剂的燃速时, 第一靶线和第二靶线的低熔点丝同时熔断, 可能是由于燃烧后的残渣掉落, 造成实验测试失败。针对这一实验现象, 引导学生分析原因。学生通过小组讨论, 认为由于富燃料推进剂中氧化剂含量低, 金属含量高, 燃烧后有大量炽热的金属残渣, 金属残渣可能同时熔断两个靶线;另外, 燃烧产物具有较强的导电性, 造成测试系统采集的信号有干扰。采用绝缘胶布保护第一靶线和第二靶线的低熔点丝, 有效防止了金属残渣同时熔断两个靶线, 提高了实验的成功率。通过这种主体式实验教学, 不仅锻炼了学生的专业技能, 也提高了学生团队合作、理论联系实际的能力, 从而提高了学生的综合素质。

实验结束后, 由实验小组同学共同完成实验报告。实验报告的评定除了考核具体的诸如实验目的、实验原理、实验步骤和实验结论是否准确, 重点放在实验的思考与讨论上, 因为这部分最能体现学生对相关知识的理解, 体现学生分析和解决问题的能力。每一小组实验方案不完全相同, 最终的实验报告也会有所不同, 这就避免了实验报告的雷同现象。实践表明, 这种考核方式能明显地调动学生学习的积极性, 增强思考和团队合作的能力。

四、主体式实验教学的优势

以能力培养为核心的主体式实验教学是创新的教学方式, 学生能够亲自动手操作, 现场亲身感受;进一步加深了学生对固体推进剂燃速测试知识的理解与掌握, 较好地巩固了专业理论课程的教学效果;实验综合性强, 很好地锻炼了学生综合利用知识解决实际问题的能力;扩大了学生自主实验的空间和想象, 激发了学生的自主思考与创新意识;实验需要多人共同协作完成, 培养了学生的团队协作能力。主体式实验教学具有以下优势。

1.教学与科研实践密切结合。通过科研项目中涉及的不同燃烧性能的固体推进剂药条燃速测试, 加深学生对固体推进剂燃烧性能测试基本原理和概念的认识与理解, 培养理论和实际相结合的良好作风, 在锻炼学员动手能力的同时, 训练其科研思路。

2.促进学员主动探索和分析问题。不同配方固体推进剂在相同压强下的燃速不同, 同一配方固体推进剂在不同压强下的燃速也不同, 促使学生进一步深入思考引起燃速差异的原因, 激发他们进行深入研究和进一步探索的积极性。提高他们独立分析、归纳、总结的能力, 激发他们继续探索的热情, 培养各方面分析问题的能力。

3.实验设计的拓展性强。此实验教学可起到启发的作用, 学生可以通过自学或交流, 更深入地了解与燃烧性能测试相关的知识, 如压强传感器的标定原理、靶线计时原理、恒压原理和机械密封原理。极大地拓宽了学生的知识面。

深入研究和大力推广主体式实验教学有利于提高研究生课程实验的教学效果。

参考文献

[1]陈德碧, 杨帆.应用型人才培养的实验教学改革实践[J].实验科学与技术, 2010, 8 (4) :42-43, 133.

[2]易昆南, 于菲菲.在综合性、设计性实验中培养学生的创新能力[J].实验技术与管理, 2007, 24 (8) :8-9.

[3]盛灿梅, 蒋雪薇, 李晓文, 等.实验教学改革与素质教育的探索与实践[J].教学改革与创新, 2006, 4 (8) :48-50.