燃烧理论01(火药知识简介)-郭

《燃烧理论01(火药知识简介)-郭》由会员分享，可在线阅读，更多相关《燃烧理论01(火药知识简介)-郭（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1 火药定义在适当的外界能量作用下，自身能进行快速而有规律的 燃烧，同时生成大量高温气体的物质。 2 火药具有的特征（1）在同一体系中同时含有燃烧所需的可燃元素和氧 化元素；（2）藉助于简单的点火装置能迅速而可靠的地被点燃；（3）燃烧时按预定的设计规律呈平行层的稳定燃烧，同 时放出大量的热和生成大量的气体；（4）在较长时间贮存中，保持基本性能不变或在允许的 范围内。火药简介火药简介燃烧理论燃烧理论3、火药发展史公元682年前 我国就发明了黑火药， 是中国古代的四大发 明之一。由中国的炼丹家，通过试验将硫磺 、硝石和木炭混合在一起，制成一种能发火 的物质，又由于硝石和硫磺都是中药中的上 行药和中

2、行药，所以将这种新物质称作火药 。炼丹家孙思邈所著丹经一书中就有黑 火约的配方。它是用15的木炭作为燃烧剂 ， 75硝酸钾作氧化剂，10的硫磺既是 燃烧剂又有粘结木炭和硝酸钾的作用。 公元975年 利用黑火药的燃烧和爆炸性质开始用于军事 目的。1832年 法国人布拉科诺制备出硝化纤维素，这是火 药革新的开端。 燃烧理论1846年 ，意大利人索布雷诺合成了硝化甘油，硝化纤维素 和硝化甘油的发明和大批量的工业化生产，为固 体火药的发展提供了条件，在火药的发展史上是 一个重要的里程碑，开创了近代火药的新纪元 。 1884年 , 法国人P.维也里用醇/醚混合溶剂塑化硝化纤维素 制成了单基火药 。188

3、8年 ，瑞典人A.B.诺贝尔用低氮量的硝化纤维素吸收硝 化甘油制成了巴利斯太型双基火药 。1890年 ，英国人F.艾贝尔和J.迪尤尔用丙酮和硝化甘油一 起塑化高氮量的硝化纤维素，制成了柯达型的双 基火药。双基火药的能量性能和其它使用性能等都比燃烧理论黑火药大有提高，但它要在高压条件下才能稳定 、安全的燃烧。但在第二次世界大战前，这些火 药主要用作火炮发射药。 。 1930年后 ,英、德等国将此类双基火药挤压成管状，用作战 术火箭等武器，是新一代火药用作火箭武器的开 始 。1935年 ，前苏联的学者采用添加燃烧稳定剂和催化剂的方 法，降低了双基火药完全燃烧的临界压强，首先 将双基推进剂用作火箭发

4、动机的装药，这种火箭 弹在第二次世界大战中发挥了威力 。1944年 ，美国发明了双基推进剂浇铸成型法，将双基推进 剂用于中程导弹 。燃烧理论20世纪后半叶 随着化学工业特别是高分子材料的迅速发展 ，于1940年创制第一代沥青、高氯酸钾复合 推进剂，为固体推进剂的发展提供新的途 。 1 947年，美国加利福尼亚工业学院喷气推进 实验室研制出第二代聚硫橡胶、高氯酸铵、 铝粉复合推进剂，从此真正意义上的复合固 体推进剂诞生了。50年代，又相继使用高分 子胶黏剂聚氯乙烯、聚氨酯、聚丁二烯丙 烯酸、聚丁二烯-丙烯酸-丙烯腈、端羧基聚 丁二烯和1962年发明的端羟基聚丁二烯，制 成复合固体推进剂，比40年

5、代的复合推进剂 的性能有所提高，而后美国采用FeF3等作为 催化剂等研制出燃速达到53 mm/s的端羟基 丁羟推进剂，至今端羟基聚丁二烯推进剂仍 在使用 。燃烧理论二十世纪八十年代左右，为提高推进剂的综合性能，国外 又研制了用奥克托今部分取代高氯酸铵的高 能、少烟的HTPB推进剂。同时，在双基和 复合推进剂的基础上发展了复合改性双基推 进剂，满足了战略导弹和大型助推武器对高 性能推进剂的需求。随后美国又研制出硝酸 酯增塑的聚醚类推进剂（NEPE），它是一 种具有代表性的新型的复合改性双基推进剂 ，充分发挥了改性双基推进剂能量高的优点 ，采用了复合推进剂中高分子预聚物为黏结 剂而获得良好力学性能

6、的特点，因而它是当 时已使用的推进剂中综合性能较好的推进剂 之一。 燃烧理论二十世纪八十年代末九十年代初：世界各国都开展发新型黏结剂和高能量密度材料的研 究，出现了许多有代表性的高能物质。黏合剂主要是一些侧链带有N3、NO2、ONO2 、NNO2等含能基团的聚醚和聚酯，目前报道较多的含 能黏合剂主要有GAP、PNMMO、PGLYN、硝胺聚醚预 聚物（如ORP2）、BAMO/AMMO含能热塑性弹性体（ ETPE）嵌段共聚物；新型增塑剂有：叠氮增塑料剂和叠氮硝胺增塑剂、 FEFO等；燃烧理论新型氧化剂有：六硝基六氮杂异伍兹烷（HNIW或CL 20）、二硝酰胺铵（ADN）、1，3，3-三硝基氮杂环丁

7、 烷（TNAZ）、呋咱系硝基化合物（DNTF）、硝仿肼（ HNF）和N-脒基脲二硝酰胺盐（FOX-12）等。美、法、日、德等国先后用上述新材料研制出了高性 能火药。如以GAP作黏结剂的高性能推进剂。因而这些新型含能物质的出现极大地推动了固体推进 剂的发展，而且促进了高燃速推进剂的进一步发展，出 现了许多综合性能优良的推进剂 .燃烧理论4、火药用途古代的火药在军事上用作火枪、火箭、火炮 等兵器，还用于爆破，是当时唯一的火药，也 是唯一的炸药。火火 筒筒燃烧理论震天雷的各种形式燃烧理论（1）军用所有枪炮的发射能源全部使用火药。液体发 射药尚在研究之中。燃烧理论火箭、导弹等使用的发射能源，绝大多数也

8、是 采用火药，又称固体推进剂。燃烧理论（2）民用制造烟花、爆竹。燃烧理论用于石油、天然气、矿藏探测等燃烧理论用于石油开采燃烧理论用于快速洗井燃烧理论用于自动灭火燃烧理论用于人工增雨燃烧理论用于人造金刚石方法，将碳（18%）掺入火药中，起爆药柱使 压力达到1015Gpa,温度达到3000可制的尺 寸达1020微米的金刚石；若用安瓶法（将火 药、铜、石墨装入安瓶）起爆，压力达到20 40Gpa,温度达到20003000，可制的尺寸达 60微米的金刚石.除上述用途外，以火药作为动力源和气源还 可用于高山架线、打捞沉船、汽车的安全气囊 、飞机弹射椅等。5、火药组成及组份性能燃烧理论6、火药分类火药：发

9、射药推进剂单基射药 双基发射药 三基发射药 硝胺发射药双基及改性双基推进剂 复合推进剂 复合改性双基推进剂 NEPE推进剂 新型推进剂7、火药制造工艺简介（1）双基及改性双基火药制造工艺双基及改性双基火药压伸法流程图 目前我国双基以及含硝胺炸药的高能改性双基火药 的间断式生产工艺流程简述如下：吸收锅人工混合平辊压延沟槽压延烘箱板框驱水离心驱水一次挤压驱水二次挤压驱水双基及改性双基火药药浆浇铸工艺流程图复合火药浇铸工艺流程图 复合火药浇铸采用的一些设备 两桨立式行星混合机 复合火药浇铸采用的一些设备 推进剂浇铸装置 复合火药浇铸采用的一些设备 推进剂端面修整机械 复合火药挤压成型工艺流程图 燃烧

10、理论8、武器使用及生产对火药性能要求作为武器设计选择的火药，应当满足以下基 本性能，才能得到实际应用。（1）能量性能 是指通过燃烧，将火药的化学潜能转变成热能，并产生高温高压的气相与固相产物，再通过身管武器膛内 的反作用力或火箭发动机喷管以高速向后喷出，而获得 强大的反作用推力，使飞行器克服飞行中的阻力以保证 战斗部的飞行速度和射程，完成预定的任务。对于固体 火箭推进剂是以比冲、密度、密度比冲和特征速度等表 示其能量性能。对于发射药是以爆热和比容及火药力大 小来表征其能量性能。燃烧理论（2）燃烧性能 是指火药在燃烧过程中具有一定的规律性和燃烧过程可以控制，火药燃烧稳定，不产生不正常燃烧，更不能

11、产生燃烧转爆轰，否则就不能满足武器的弹道要求和射击精度要求。对于固体火箭推进剂是以推进剂的燃烧产物的组成及状态、燃烧速度、燃速压强指数、燃速温度系数和侵蚀比等来表征推进剂的燃烧性能。对于发射药通常是以其燃速系数，压强指数和温度系数等来表征其燃烧性能。燃烧理论（3）力学性能 由于火药在制造、贮存、运输和使用过程中， 都会受到温度及各种载荷的作用，可能会引起变 形或产生裂纹，甚至发生破碎，这将导致装药燃 烧面积与燃烧规律发生变化，影响武器的正常工 作，严重时会造成爆炸事故。因此火药装药应具 有足够的强度和延伸率，在使用温度范围内不软 化、不脆裂、不产生裂纹等。燃烧理论对于自由装填式发动机装药或枪、

12、炮装药所选择的火药要求有较高的抗压或抗拉强度（或模量），以保证枪、炮膛内点火药点火或发动机点火和飞行加速过载时不变形不破裂；对于壳体粘结式发动机装药则要求火药具有较高的延伸率，特别是低温延伸率要高，以便承受在生产和长期贮存时由于温度变化所产生的热应力和运输及发射时所产生的巨大过载应力。否则，药柱将产生严重变形甚至破裂，使药柱（或粒）的燃烧表面积发生变化，从而破坏了发动机的内弹道性能，严重时甚至会造成发动机爆炸。 燃烧理论（4）贮存性能 是指火药在规定的贮存期内经受环境条件的变化，保 持其物理和化学性能不发生显著变化的能力，又称安定 性能。从战略的观点考虑，要求在和平时期对火药要求 有足够的贮备

13、量，以应付突发战争和一定时间战争的消 耗需要；从经济的观点考虑，火药主要用于装备武器， 用于战争，可贮存时间越长，弹药的报废率就低，就可 节省大量的军费开支。所以，要求火药在较长的时间内 ，它的物理和化学性能不能发生不允许的变化。对于推 进剂贮存性能的鉴定，目前还没有统一的方法，因而， 不能做出统一的比较标准，一般以贮存期的长短来判别 ，要求贮存期愈长愈好，在贮存期内，各种性能不发生 超过规定允许指标的变化。燃烧理论（5）安全性能所谓安全性能是指火药在外界各种能源（如撞击、 摩擦、热、静电火花、热烤、冲击波、子弹射击等）的 作用下，发生燃烧或爆炸的难易程度，又称危险性能或 感度（或易损性）。火

14、药应具有足够的安全性，以保证 在贮存、运输、装配过程中当受到外力或温度作用下不 发生燃烧和爆炸事故。在受到机械冲击时应具有足够的 稳定性，还应有高的自燃温度，以防意外着火事故。对 火药安全性能的评定方法，各国采用的方法也不完全相 同，不同的火药对各种能源的作用的敏感性也不一样。 一般来说，含硝酸酯的火药对热和冲击波较敏感，而高 固体含量的火药对摩擦作用较敏感。燃烧理论（6）工艺性能所谓工艺性能是指火药在加工制造过程中的易加工性、易成型性、加工过程中的安全性、流变性、质量均匀性与稳定性以及生产成本与生产过程中的复杂性等。无论是从军方还是工业企业都希望所设计的火药配方易于加工成型、工艺尽可能简单、可靠、稳定、安全，生产成本尽可能低，并能适应大规模工业化生产与应用的要求。