輸出藥熱感度和邊界條件對(duì)火工品延期時(shí)間研究

李　盤，黃　平，朱　浩 ，胡國(guó)勝

(1. 陸軍南京軍代局駐合肥地區(qū)軍代室，安徽　合肥　230041；2.國(guó)營(yíng)9374廠，安徽　合肥　230012)

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輸出藥熱感度和邊界條件對(duì)火工品延期時(shí)間研究

李盤1，黃平1，朱浩1，胡國(guó)勝2

(1. 陸軍南京軍代局駐合肥地區(qū)軍代室，安徽合肥230041；2.國(guó)營(yíng)9374廠，安徽合肥230012)

通過(guò)分析輸出藥熱感度以及邊界條件對(duì)延期時(shí)間的影響，研究了小尺寸秒級(jí)火工品延期時(shí)間控制。試驗(yàn)和分析表明，在尺寸約束及其它設(shè)計(jì)完成的條件下，輸出藥的熱感度越低，越有利于延期時(shí)間的控制，同時(shí)指出試驗(yàn)工裝的設(shè)計(jì)需要考慮產(chǎn)品的實(shí)際使用環(huán)境，以確保測(cè)試結(jié)果的真實(shí)性。

延期火工品；熱感度；邊界條件；點(diǎn)火藥

小尺寸秒級(jí)延期火工品主要特點(diǎn)為輸入與輸出端距離較短，并具有秒級(jí)的延期時(shí)間[1]。在某些小口徑引信中需要配用該類火工品實(shí)現(xiàn)自毀或空炸等特殊功能，對(duì)其延期的可靠性和穩(wěn)定性提出很高的要求，瞬發(fā)是其致命缺陷?；鸸て费悠跁r(shí)間的影響因素有很多，文獻(xiàn)[2]對(duì)影響針刺雷管延期時(shí)間及其精度的針刺藥粒度、延期藥壓藥壓力、引燃延期藥的點(diǎn)火能量、輸入的針刺能量等因素進(jìn)行了分析，文獻(xiàn)[3]從工程實(shí)踐角度，提出控制始發(fā)裝藥的輸出能量、采用衰減片、采用高熱量的延期藥等措施來(lái)控制延期時(shí)間及精度，文獻(xiàn)[4]研究了管殼材料對(duì)長(zhǎng)延期鎢系延期藥燃速的影響。本文主要針對(duì)不同輸出藥的熱感度對(duì)小尺寸火工品秒級(jí)延期時(shí)間的影響進(jìn)行了研究，同時(shí)分析了邊界條件對(duì)延期時(shí)間的影響。

1　試驗(yàn)裝置

為了驗(yàn)證不同輸出藥的熱感度對(duì)延期時(shí)間的影響，試驗(yàn)使用某種秒級(jí)針刺延期點(diǎn)火管，其尺寸為φ3.7×16 mm，管殼為厚度0.2 mm鋁帶沖制，試驗(yàn)裝置如圖1所示。

圖1　測(cè)試產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖

采用落球式針刺感度儀對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行擊發(fā)，當(dāng)擊針戳穿管殼時(shí)，針刺藥發(fā)火，點(diǎn)燃硼點(diǎn)火藥、過(guò)渡藥，經(jīng)延期后點(diǎn)燃輸出藥(被測(cè)試點(diǎn)火藥)。

當(dāng)擊針到達(dá)管殼端面時(shí)通過(guò)斷-通靶記下時(shí)間t1，測(cè)時(shí)儀光電二極管接收到輸出點(diǎn)火藥燃燒火焰產(chǎn)生的光信號(hào)時(shí)間記為t2，則延期時(shí)間為t2-t1。

2　輸出藥熱感度對(duì)延期時(shí)間的影響

選用耐水點(diǎn)火藥、鋯鋁點(diǎn)火藥、硼點(diǎn)火藥三種藥劑作為輸出藥。耐水點(diǎn)火藥主要成分為鋯粉和紅色氧化鉛其配比為24%∶76%，外加1%硝化棉膠進(jìn)行造粒，采用曬混造粒。鋯鋁點(diǎn)火藥成份為鋯鋁粉和鉻酸鋇其配比為30%∶70%，采用化學(xué)沉積共沉淀法。硼點(diǎn)火藥成分為硼和鉻酸鋇其配比為18%∶82%，采用化學(xué)沉積共沉淀法，外加1%雙基發(fā)射藥造粒。

通過(guò)對(duì)三種點(diǎn)火藥在相同條件進(jìn)行加熱試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)三種藥劑發(fā)火時(shí)間為T硼點(diǎn)火藥>T鋯鋁點(diǎn)火藥>T耐水點(diǎn)火藥，從而判斷的熱感度順序?yàn)槟退c(diǎn)火藥>鋯鋁點(diǎn)火藥>硼點(diǎn)火藥。

分別將50mg上述三種點(diǎn)火藥各壓裝10發(fā)針刺延期點(diǎn)火管，壓藥壓力為80 MPa。

按1.1中條件進(jìn)行測(cè)時(shí)，測(cè)試結(jié)果見表1。

表1　三種點(diǎn)火藥延期時(shí)間測(cè)試結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果表明：

1) 耐水點(diǎn)火藥的延期時(shí)間最短，硼點(diǎn)火藥的延期時(shí)間最長(zhǎng)，即點(diǎn)火藥熱感度越高，延期時(shí)間越短。

2) 在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)部分產(chǎn)品延期藥隨著點(diǎn)火藥發(fā)火瞬間從點(diǎn)火管口部噴灑出來(lái)，如圖2所示。其原因是在鎢延期藥燃燒層到達(dá)A處時(shí)，燃燒產(chǎn)生的熱量通過(guò)管壁、鎢藥預(yù)熱反應(yīng)區(qū)熱傳導(dǎo)給點(diǎn)火藥，鋁管壁熱傳導(dǎo)的速度大于鎢延期藥燃速和藥劑的熱傳導(dǎo)速度，造成點(diǎn)火藥的溫度達(dá)到燃點(diǎn)提前發(fā)火。各點(diǎn)火藥發(fā)生該現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)情況如表2所示。

圖2　鎢延期藥燃燒示意圖

輸出藥數(shù)量/發(fā)A處于點(diǎn)火藥的距離d/mm耐水點(diǎn)火藥92～3鋯鋁點(diǎn)火藥21～2硼點(diǎn)火藥0-

3) 點(diǎn)火藥的熱感度越低，越有利于延期時(shí)間的控制。

3　邊界條件對(duì)延期時(shí)間的影響

為驗(yàn)證邊界條件對(duì)延期的影響，將延期點(diǎn)火管放入內(nèi)徑為φ3.7 mm，外徑為φ5 mm鋁管套內(nèi)進(jìn)行測(cè)時(shí)，如圖3所示，測(cè)試結(jié)果如表3所示。

圖3　測(cè)試結(jié)構(gòu)示意圖

輸出點(diǎn)火藥數(shù)量/發(fā)均值/s極差/s標(biāo)準(zhǔn)偏差/s耐水點(diǎn)火藥104.50.80.27硼點(diǎn)火藥105.00.70.20

試驗(yàn)結(jié)果表明，點(diǎn)火管延期時(shí)間均變長(zhǎng)，同時(shí)也沒(méi)有出現(xiàn)點(diǎn)火藥被提前點(diǎn)燃的現(xiàn)象，說(shuō)明鎢延期藥燃燒層的熱量通過(guò)鋁管殼傳導(dǎo)給鋁套管，降低輸出藥由于管壁熱傳導(dǎo)溫度上升到燃點(diǎn)的速度，減小了輸出藥熱感度對(duì)延期時(shí)間的影響。

4　 結(jié)論

在尺寸約束及其它設(shè)計(jì)完成的條件下，設(shè)計(jì)小尺寸秒級(jí)延期火工品時(shí)，可以得出以下結(jié)論：

1) 選用輸出藥的熱感度越低，越有利于延期時(shí)間的控制。

2) 實(shí)際使用環(huán)境會(huì)對(duì)延期時(shí)間產(chǎn)生影響，設(shè)計(jì)試驗(yàn)工裝時(shí)考慮產(chǎn)品的實(shí)際使用環(huán)境，以確保測(cè)試結(jié)果的真實(shí)性。

[1]蔡瑞嬌.火工品設(shè)計(jì)原理[M].北京：北京理工大學(xué)，2002：1-20.

[2]王凱民，溫玉全.軍用火工品設(shè)計(jì)技術(shù)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2006：1-20.

[3]袁有根，劉成生，李文.小型針刺延期雷管延期精度的研究[J].火工品，2004(1)：17-18.

[4]許俊峰，彭家斌，王秀芝.管殼對(duì)長(zhǎng)延期鎢系延期藥燃速的影響[J]. 火工品，2007(2)：43-46.

(責(zé)任編輯：李麗)

Influence of Heat Sensitivity of Output Ignition Powder and Boundary Condition on Delay Time of a Pyrotechnic

LI Pan1, HUANG Ping1, ZHU Hao1, HU Guo-sheng2

(1.Military Representative Office in Hefei District,HeFei,Anhui 230041,China;2.State-Owned 9374 Factory ,HeFei, Anhui 230012, China)

The delay time of the small size second delay pyrotechnics controlling is studied by analyzing the influence of heat sensitivity of output ignition powder and boundary condition on delay time. The experiment and analysis show that the higher heat sensitivity of output ignition powder, the longer the delay time would be and the more easily it is controlled. At the same time, it is pointed out that under the condition of dimension constraint and other design, the design of testing tool needs to consider the practical application environment of the product to ensure the authenticity of the test results.

delay pyrotechnics; heat sensitivity; boundary condition; ignition power

2015-12-25

李盤(1979-)，男，河南南陽(yáng)人，工程師，碩士，研究方向：彈藥、火工品質(zhì)量控制。

TJ45

A

1672-1098(2016)03-0080-03