不敏感引信及其相关技术研究

发布时间：2020-04-06 04:25

【摘要】：为了给我国不敏感弹药和不敏感引信技术的应用和发展提供参考,采用对比分析的方法对国内外关于军用爆炸物质感度试验方法和评定标准进行了分析,并运用数值仿真软件对引信钝感爆炸元件装药和收口工艺过程、钝感爆炸元件被小型雷管的引爆特性以及快速烤燃和慢速烤燃环境下的引信响应特性进行了研究。为了提高我国爆炸物质使用的安全性和可靠性,从评定的爆炸物质类型、爆炸物质感度试验项目、试验方法和评估准则等方面对我国军用标准和美国军用标准进行对比分析,发现在军用爆炸物质的标准制定方面我国与美国仍有较大差距。主要体现在:评定爆炸物质类型不够全面,缺少对起爆药和液体火药的评定试验;试验评定方法单一;试验评定判据多为定性判据,客观性不足;尚未建立低易损性爆炸物质感度评定方法标准;试验标准版本更新慢,难以适应发展需求;试验分类缺乏系统性,可操作性不强。针对爆炸元件传统收口工艺中依靠经验设计收口模具结构参数而难以提高生产效率的问题,提出了采用逐级细化方法运用LS-DYNA仿真软件对典型材料和尺寸的导爆管壳收口过程进行数值仿真。结果表明:管壳收口模具的最优锥角约为80°,采用该收口锥角在收口过程管壳不易压裂,而在其后的平口过程中管壳口部膨胀也不明显。收口可能会使导爆管装药密度变得过大,因此导爆管收口端不宜设计为输入端。为尽可能减小收口力对装药密度的影响,导爆管壳宜选择低强度材料如纯铝和紫铜。为了给不敏感引信传爆序列设计提供参考,利用ANSYS/LS-DYNA软件研究了隔板厚度、隔板材料、隔板位置、空气层厚度、受主装药量及其约束条件等因素对小雷管引爆特性的影响。结果表明:传爆序列中雷管的起爆能力以轴向起爆为主。雷管底帽材料的起爆能力从大到小依次是紫铜、08钢和纯铝。当底帽材料为紫铜时,在空气层厚度为1mm和2mm情况下,底帽厚度为0.2mm有利于起爆导爆管;而当空气层厚度为4 mm时,底帽厚度为0.4 mm有利于起爆导爆管。隔板材料取紫铜、厚度取0.6 mm、位于雷管与导爆管间空气层厚度的1/5处时,导爆管受雷管的引爆最为有利。施主约束材料对起爆性能影响不大,因而小雷管壳体材料采用纯铝对其起爆能力影响不大。而受主约束材料对起爆性能影响较大,受主约束材料为45钢和08钢明显优于2A12铝合金。随着受主装药高度的增加,受主装药被引爆的可靠性也逐渐提高。装药高度不同对应的最佳隔板厚度也不同。为了分析烤燃环境下引信炸药装药热响应特性及其影响因素,通过编写用户自定义函数来描述炸药热反应方程,并导入仿真软件Fluent中对引信烤燃过程进行数值仿真。结果表明:慢速烤燃情况下引信点火区域更易出现在雷管装药中心的环形区域,随着升温速率的增加,引信内炸药装药的点火时间和点火温度均呈逐渐减小或降低的趋势。引信壳体材料对炸药装药的热点火反应影响不大,而引信的炸药装药类型和装药密度对点火时间和点火温度影响较大。在引信表面增加隔热材料可以延长引信点火时间,但对点火温度影响较小。对比隔热涂层(T-09)、树脂复合材料(碳/酚醛)、隔热陶瓷瓦(AETB-8)和耐热涂料(TGR-22)仿真结果可知,耐热性能最好的是隔热涂层瓦。随着隔热材料厚度的增加,炸药装药点火温度呈现出逐渐降低的趋势,而点火时间则逐渐延长。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TJ430

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