高速动能导弹发动机壳体用含能材料研究
发布时间：2021-12-12 03:19
本文就“推打一体化”高速动能导弹或“弹箭一体化”高速动能导弹新概念,开展了推打一体化的基本原理、打击增能和可行性分析,还进行了关键材料探索研究。按照高马赫数导弹所需的推进条件和Al/Ni含能结构材料作为固体发动机含能壳体以增加导弹总打击能量的设想,研究了固体推进剂、含能壳体及其它结构的相互关系,进行了Al/Ni反应材料的高速撞击反应试验,探索了Al/Ni材料的制备方法,表征了材料的微观结构、热反应性能和结构力学性能。研究表明,4倍于固体发动机燃烧室10MPa压强的工况下,370MPa水平的Al/Ni含能结构材料作为发动机含能壳体是可行的,导弹最大速度能够达到2200m/s。当Al/Ni中的50%Al撞击氧化放热时,导弹打击能量增加175%。模拟大气环境下的高速撞击试验显示,Al/Ni中的金属元素氧化放热反应非常显著,撞击速度越高,击穿后的反压碎片云越接近于球形爆炸状,表明能量释放得更多、更快,高能推进剂模拟物能显著加强反应碎片云。通过热压法制备的Al/Ni含能结构材料拉伸强度可达到231MPa,起始反应温度533℃。金属氧化物添加剂提高了Al/Ni材料起始反应温度,降低了力学性能。
【文章来源】： 国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：81 页
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 武器弹药的主要打击方式
1.2 动能打击武器
1.2.1 常规火炮/穿甲弹
1.2.2 电磁炮
1.2.3 电热炮
1.2.4 再入式打击
1.2.5 动能拦截器
1.2.6 高速动能导弹
1.3 动能打击武器的新发展
1.3.1 反应材料
1.3.2 反应材料的制备方法及力学性能
1.3.3 反应材料的释能特性研究
1.3.4 反应材料的应用研究
1.4 本文研究目标与内容
第二章 基于CKEM的推打一体化技术可行性分析
2.1 基于CKEM的推打一体化导弹的基本原理
2.1.1 基于CKEM的推打一体化导弹及其含能结构
2.1.2 基于CKEM的推打一体化导弹的打击原理
2.2 基于CKEM的推打一体化导弹技术可行性简要分析
2.2.1 导弹主动段末速度与推进剂载荷比的关系
2.2.2 导弹的极限动力飞行距离
2.2.3 基于CKEM的推打一体化导弹打击能量分析
2.2.4 Al/Ni含能结构材料作为导弹发动机壳体材料的可行性简析
2.3 含能结构件的撞击效应实验研究
2.3.1 Al/Ni的撞击引发门槛
2.3.2 撞击速度对反应的影响
2.3.3 高速撞击下氧化铜对撞击反应的影响
2.3.4 推进剂模拟物的撞击反应作用
2.4 基于CKEM的推打一体化导弹作战应用分析
2.4.1 动能侵彻与穿甲
2.4.2 应用分析
2.5 本章小结
第三章 含能结构材料探索研究
3.1 实验原料与实验仪器
3.2 Al/Ni的起始反应温度
3.3 Al/Ni的制备工艺方法研究
3.3.1 Al/Ni的挤压工艺
3.3.2 Al/Ni的轧制成型
3.3.3 Al/Ni的热压成型
3.4 Al/Ni的力学性能
3.5 金属氧化物对Al/Ni力学性能的影响
3.5.1 氧化铁含量、粒径对力学性能的影响
3.5.2 氧化铜含量、粒径对力学性能的影响
3.5.3 氧化钨含量、粒径对力学性能的影响
3.5.4 氧化钼含量、粒径对力学性能的影响
3.6 金属氧化物对Al/Ni热反应性能的影响
3.6.1 不同铝热剂的临界反应温度
3.6.2 添加金属氧化物的Al/Ni材料的临界反应温度
3.7 本章小结
结束语
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ni-Al含能结构材料冲击释能行为研究 [J]. 张度宝,汪涛,鱼银虎,潘剑锋,王卫. 稀有金属. 2017(01)
[2]电磁轨道炮关键技术与发展趋势分析 [J]. 乔志明,雷彬,吕庆敖,向红军,黄旭. 火炮发射与控制学报. 2016(02)
[3]超级铝热剂反应特性研究 [J]. 郑保辉,王平胜,罗观,卢校军. 含能材料. 2015(10)
[4]活性破片对钢板侵彻性能的实验研究 [J]. 陈进,陈元建,袁宝慧,郑雄伟,梁争峰. 科学技术与工程. 2014(35)
[5]新概念武器的现状与发展趋势 [J]. 王明东,王天祥. 四川兵工学报. 2014(06)
[6]穿甲弹的现状及发展趋势研究 [J]. 王迎春,王洁,管维乐. 飞航导弹. 2013(01)
[7]活性破片引燃航空煤油实验研究 [J]. 王海福,郑元枫,余庆波,刘宗伟,俞为民. 兵工学报. 2012(09)
[8]反导动能拦截武器的现状与发展研究 [J]. 邵余红. 现代防御技术. 2012(04)
[9]嵌入式Al/Ni纳米复合材料的制备与表征 [J]. 金晓云,胡艳,沈瑞琪,叶迎华. 火工品. 2011(05)
[10]含能破片冲击引爆屏蔽炸药研究 [J]. 何源,何勇,潘绪超,张先锋,赵晓宁. 南京理工大学学报. 2011(02)
硕士论文
[1]电磁炮发射过程中电磁场环境的分析与应用研究[D]. 葛霞.南京理工大学. 2009
本文编号：3535912
【文章来源】： 国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：81 页
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 武器弹药的主要打击方式
1.2 动能打击武器
1.2.1 常规火炮/穿甲弹
1.2.2 电磁炮
1.2.3 电热炮
1.2.4 再入式打击
1.2.5 动能拦截器
1.2.6 高速动能导弹
1.3 动能打击武器的新发展
1.3.1 反应材料
1.3.2 反应材料的制备方法及力学性能
1.3.3 反应材料的释能特性研究
1.3.4 反应材料的应用研究
1.4 本文研究目标与内容
第二章 基于CKEM的推打一体化技术可行性分析
2.1 基于CKEM的推打一体化导弹的基本原理
2.1.1 基于CKEM的推打一体化导弹及其含能结构
2.1.2 基于CKEM的推打一体化导弹的打击原理
2.2 基于CKEM的推打一体化导弹技术可行性简要分析
2.2.1 导弹主动段末速度与推进剂载荷比的关系
2.2.2 导弹的极限动力飞行距离
2.2.3 基于CKEM的推打一体化导弹打击能量分析
2.2.4 Al/Ni含能结构材料作为导弹发动机壳体材料的可行性简析
2.3 含能结构件的撞击效应实验研究
2.3.1 Al/Ni的撞击引发门槛
2.3.2 撞击速度对反应的影响
2.3.3 高速撞击下氧化铜对撞击反应的影响
2.3.4 推进剂模拟物的撞击反应作用
2.4 基于CKEM的推打一体化导弹作战应用分析
2.4.1 动能侵彻与穿甲
2.4.2 应用分析
2.5 本章小结
第三章 含能结构材料探索研究
3.1 实验原料与实验仪器
3.2 Al/Ni的起始反应温度
3.3 Al/Ni的制备工艺方法研究
3.3.1 Al/Ni的挤压工艺
3.3.2 Al/Ni的轧制成型
3.3.3 Al/Ni的热压成型
3.4 Al/Ni的力学性能
3.5 金属氧化物对Al/Ni力学性能的影响
3.5.1 氧化铁含量、粒径对力学性能的影响
3.5.2 氧化铜含量、粒径对力学性能的影响
3.5.3 氧化钨含量、粒径对力学性能的影响
3.5.4 氧化钼含量、粒径对力学性能的影响
3.6 金属氧化物对Al/Ni热反应性能的影响
3.6.1 不同铝热剂的临界反应温度
3.6.2 添加金属氧化物的Al/Ni材料的临界反应温度
3.7 本章小结
结束语
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ni-Al含能结构材料冲击释能行为研究 [J]. 张度宝,汪涛,鱼银虎,潘剑锋,王卫. 稀有金属. 2017(01)
[2]电磁轨道炮关键技术与发展趋势分析 [J]. 乔志明,雷彬,吕庆敖,向红军,黄旭. 火炮发射与控制学报. 2016(02)
[3]超级铝热剂反应特性研究 [J]. 郑保辉,王平胜,罗观,卢校军. 含能材料. 2015(10)
[4]活性破片对钢板侵彻性能的实验研究 [J]. 陈进,陈元建,袁宝慧,郑雄伟,梁争峰. 科学技术与工程. 2014(35)
[5]新概念武器的现状与发展趋势 [J]. 王明东,王天祥. 四川兵工学报. 2014(06)
[6]穿甲弹的现状及发展趋势研究 [J]. 王迎春,王洁,管维乐. 飞航导弹. 2013(01)
[7]活性破片引燃航空煤油实验研究 [J]. 王海福,郑元枫,余庆波,刘宗伟,俞为民. 兵工学报. 2012(09)
[8]反导动能拦截武器的现状与发展研究 [J]. 邵余红. 现代防御技术. 2012(04)
[9]嵌入式Al/Ni纳米复合材料的制备与表征 [J]. 金晓云,胡艳,沈瑞琪,叶迎华. 火工品. 2011(05)
[10]含能破片冲击引爆屏蔽炸药研究 [J]. 何源,何勇,潘绪超,张先锋,赵晓宁. 南京理工大学学报. 2011(02)
硕士论文
[1]电磁炮发射过程中电磁场环境的分析与应用研究[D]. 葛霞.南京理工大学. 2009
本文编号：3535912
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3535912.html
