某引信直列装药烤燃仿真研究及其钝感化改造

发布时间：2020-05-29 05:47

【摘要】：以钝感弹药技术为依托,研究某引信在烤燃环境下的响应过程和规律,希望通过结构改造等途径提高引信在热刺激条件下的安全性。基于炸药热爆炸理论的假设,分析得到Frank-Kamenetskii零级反应模型;计算在一定环境温度下聚奥-9159的静热起爆临界点火温度;得出线性升温条件下炸药反应时点火时间与升温速率的关系式。介绍北约标准中快速烤燃和慢速烤燃的试验方法。为了分析烤燃条件下引信内部装药的热响应特性,利用FLUENT软件对其烤燃响应过程进行数值模拟,得到了烤燃条件下引信内部装药的响应规律。结果表明:烤燃模型数值仿真与参考试验结果相差不大,证明所用仿真模型是可信的。随着升温速率的增大,装药反应时引信壳体温度升高,但点火温度降低、点火时间缩短。分析不同升温速率下聚奥-9159反应时点火时间理论计算结果与仿真结果可知,升温速率越大理论与仿真结果之间的误差越小。不同升温速率下,外部加热源为不均匀加热时对引信内部装药反应的影响不大。在引信体外添加弹体后,引信内部装药反应时引信壳体温度和点火温度升高,点火时间延长。为了研究引信壳体材料、炸药装药、隔热材料及泄压结构对引信钝感性的影响,利用FLUENT软件对烤燃条件下的引信进行数值仿真,得到了改造后引信结构对其安全性的影响。仿真结果表明:引信壳体材料为复合材料(凯夫拉)时,点火时间延长。引信内部填充钝感炸药时,装药反应时的点火时间延长;引信内部填充外层为聚苯-9014而内层为聚奥-9159的复合装药时,点火时间介于装药分别为单一装药聚苯-9014和聚奥-9159之间。在引信体外添加隔热材料时,隔热性能最好的是硅气凝胶;随着隔热材料厚度的增加,点火时间逐渐延长,且在引信体外加隔热材料时比在传爆药外时的隔热效果更好。在引信体底端加设泄压孔且孔内不添加其他介质时,装药反应时的点火时间均比无泄压孔时延长。随着泄压孔直径的增大,点火时间呈上升趋势,在引信体底端加设泄压孔且孔内填充易熔合金材料时对降低引信在烤燃条件下的热易损性效果更好。
【图文】：

爆炸现场,航母,企业,钝感弹药

１绪论逦硕士学位论文逡逑图１．１邋“企业号”航母爆炸现场逦图１．２打捞上的“库尔斯克号”核潜艇残骸逡逑弹药受外界刺激后所引起的一系列不可接受的严重后果引发了人们对弹药安全性逡逑的全面思考和重视。发展至今，北约对钝感弹药的最新定义为：一方面必须能按照需求逡逑可靠地满足使用、战备和操作要求；另一方面当遭受意外威胁时，，要尽量降低意外引爆逡逑战斗部的可能性和随后对后勤系统、发射平台以及相关人员的附带伤害。根据该定逡逑义，钝感弹药首先要满足预定的毁伤功能，威力不可减弱；而其需要保护的对象是发射逡逑平台、后勤系统和人员，这说明钝感弹药主要考虑的寿命周期是勤务处理而不包括使用逡逑阶段，“遭受意外刺激”就意味着钝感弹药除了要满足常规环境即武器系统规范所要求逡逑的弹药使用环境（如ＧＪＢ５７３Ａ－１９９８《引信环境与性能试验方法》）外，还要考虑常规逡逑环境以外的意外威胁。意外威胁是指不同于常规环境的外界环境，如烤燃、破片与射流逡逑冲击、临近弹药爆炸等意外环境。逡逑如今

弹体,卸压,壳体,联结构

１．３ｂ）预制卸压缓解结构逡逑弹药壳体或尾部接口上预先设置破坏结构（如应力集中槽、弱联结构），当力增大到一定值时，壳体或连接构件裂开，装药不会产生爆炸等反应，可达图丨．４给出了典型的卸压结构。逡逑
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TJ430

【参考文献】