聚黑铝炸药的能量输出特性及评估方法

为了研究RDX基聚黑铝炸药（JHL-X）的能量输出特性及其评估方法,通过绝热式量热仪、水下爆炸系统、空爆系统分别测试了JHL-X的爆热、水下爆炸能量、地面超压。结果表明:JHL-X在真空中的爆热值与在N₂中的爆热值基本一致,约为1.75倍TNT当量;在空气中的爆热值为8 045.724 J/g,为1.93倍TNT当量,比真空和N₂中高10%。JHL-X水下爆炸中的冲击波能、气泡能分别为0.935、4.614 kJ/g,总能量为1.83倍TNT当量。空爆时,根据通过地面超压得出的TNT和JHL-X超压公式,得到1.5、 2.0、 2.5m处的JHL-X的TNT当量分别为2.14、1.70、1.75,均值为1.86。采用水下爆炸和真空爆热法时,因外界环境不供氧,致使两种实验方法评估出的JHL-X炸药能量一致;而采用空爆和空气爆热法时,因外部环境供氧,致使含铝炸药中Al的反应增加,总能量提高,两种方法得到的实验结果相近。因此,在评估炸药能量水平时,需考虑炸药配方设计和实际用途,进而选择合适的评估方法。     

单脉冲飞秒激光烧蚀炸药过程的热效应研究

飞秒激光能够在极短时间内烧蚀炸药产生高温高压等离子体。可以利用飞秒激光对含能材料或含能元器件进行精密加工。深入认识飞秒激光烧蚀炸药过程中，炸药内部的热效应是发展飞秒激光加工炸药技术的基础。建立了单脉冲飞秒激光烧蚀炸药过程的流固耦合计算模型，考虑了在高温高压等离子体和炸药自热反应的共同作用下，炸药内部的热效应。对飞秒激光烧蚀TNT炸药过程进行了流体力学数值模拟。计算结果表明:TNT炸药中未烧蚀区域产生了热效应，峰值温度高于TNT炸药的点火温度，但由于炸药内热效应区域极小，高温持续时间极短，因此炸药内温度迅速下降，没有发生点火现象。     

含铝炸药水下爆炸性能的实验研究

对RS211、HL-1、HL-2这3种含铝炸药和TNT炸药进行了水下爆炸实验,测量了4种炸药水下爆炸冲击波压力剖面和气泡脉动周期,获得了4种炸药水下爆炸冲击波的峰值超压、冲量、能量和气泡能。实验结果表明,在所研究的范围内,与TNT炸药相比,含铝炸药的冲击波能量有明显增加,约为TNT炸药的1.20～1.35倍,气泡能有显著增加,约为TNT炸药的1.50～2.30倍,表明在炸药中加入铝粉对于提高炸药水中爆炸威力是有益的。     

GH-927网络炸药配方

GH-927网络炸药是一种由敏化处理后的黑索金（RDX）为主炸药，弹性高聚物为粘结剂组成的可曲挠炸药。其特点是可以实现小直径、多拐角和大长径比传爆延时，主要用于常规战斗部起爆传爆序列装药，如鱼雷起爆器和爆炸逻辑网络装药。2003年研制了以RDX为基的两种网络炸药配方，2004年通过对比论证，确定了一种以RDX为基的GH-927炸药配方，并考察了该炸药的综合性能。     

TATB基PBX炸药的形稳性

以TATB为基的炸药配方普遍存在着环境变化时尺寸变化较为显著的问题。因此了解并解决TATB基PBX炸药在应用当中的形稳性问题就显得至关重要。为此，详细研究TATB基PBX药柱在热循环中的尺寸变化规律，分析了不同压药方法、黏结剂性质及TATB的粒径大小等因素对TATB基PBX炸药尺寸稳定性和线膨胀系数的影响规律。     

TATB基炸药水中爆炸能量测试技术

 在用水中爆炸法测量以TATB为基的TBL炸药能量的研究中,设计了2种具有高爆压和大质量的扩爆药柱。通过2类扩爆药柱的能量测试实验得到的扩爆药柱能量与理论结果相同,TBL炸药的能量为TNT炸药能量的70%左右;炸药的爆压越高,冲击波能量随爆炸距离的衰减越快。     

新型均相液体炸药配方及性能

研制的3种硝基甲烷为基的液体炸药具有腐蚀性小、安全和安定性好、价格低廉，并且其爆速、爆压、传爆等性能均能满足使用要求。但是，研制的炸药配方中稀释剂的挥发性和毒性都较大，并且液体炸药在成型、运输、贮存上都存在不足。对NM/／CHCL3／DETA(50／50／5(外))液体炸药进行了改进和完善。     

钝感炸药配方

降低主炸药在复合炸药中的百分含量，提高惰性粘接剂的比例，可以降低炸药的感度，提高其安全性能，但由此所得的配方HL-9的爆轰性能较低；添加Al粉可以提高炸药的爆热和威力，但所得配方HL-10的爆速及安全性能有所降低；通过在HL-10配方中添加交联剂、键和剂等功能助剂改善了炸药颗粒与粘结剂体系的相互作用，可以得到炸药力学性能更好的配方HL-10-M配方，但是其感度相对较高；HL-10-M中继续添加钝感剂后所得配方HL-10-L的安全性能相对于HL-10-M的安全性有了一定的改善，但安全性能有待于进一步提高。因此在保持较好的爆轰性能的基础上，如何有效地对现有的含铝炸药降感成为本课题研究的重点和难点。     

温压炸药水中爆炸的后燃反应研究

为了研究温压炸药的后燃反应,采用双层容器充气装置,通过水下爆炸实验,计算了温压炸药的冲击波能、气泡能。通过对温压炸药的水下爆炸能量输出结构的研究,计算得到了不同气体氛围下的后燃反应释放能量。作为对比参照,在相同实验条件下,对TNT进行同等实验研究,结果表明:在2.5MPa氧气环境下,铝粉含量为40%时,温压炸药的比冲击波能最大,当铝粉含量为50%时,温压炸药的比气泡能与总比能量最大,分别为同等实验条件下1.99倍、1.62倍、1.55倍TNT当量;随着气体中含氧量的增大,后燃效应增强,TNT在氧气中的后燃值是空气中的1.94倍,温压炸药在氧气中的后燃值是空气中的2.70倍。     

TNT后燃反应的水下爆炸实验研究与数值模拟

为了研究TNT炸药的后燃反应,采用水下爆炸实验方法和一种增强炸药后燃反应的实验装置,对TNT炸药的能量输出结构进行了研究,计算得到了不同气体氛围下的后燃反应能量。采用Miller能量释放模型,对后燃反应实验结果进行了数值模拟。结果表明:在实验装置中充入空气或氧气,可明显增强TNT炸药的后燃反应能量输出,实测的后燃反应能量随着氧含量的增加而增大,在实验研究范围内后燃反应能量的最大值达到4.90kJ/g,但并没有达到后燃反应能量的理论最大值;冲击波压力时程曲线的数值模拟结果与实验结果基本一致,证明了Miller能量释放模型的可行性。     

TNT炸药和乳化炸药驱动飞板的通用状态方程特征线法研究

 在爆炸气体动力学的基础上,利用特征线差分法,对飞板的运动规律进行研究。差分过程中,基于稳定爆轰的基本假设,根据二维定常流理论,推导了通用状态方程的特征线相容关系。利用爆轰气体密度取代特征线相容关系中的马赫数,导出了与物质物态无关的通用状态方程特征线法,编写了爆轰产物作用下飞板内部和边界的差分计算程序。利用该程序计算了飞板在TNT炸药和乳化炸药爆轰作用下的运动参数,研究了在不同质量比下TNT炸药和乳化炸药爆轰驱动飞板的抛掷姿态曲线,并与Richter公式计算结果进行了对比研究。     

化爆事故后钚气溶胶扩散浓度的简化计算方法

含炸药和钚材料结构在异常环境条件下，炸药爆炸可能导致钚微粒混合于爆炸产物中形成气溶胶向环境泄漏扩散。针对钚气溶胶扩散问题，根据应急响应的时效性原则探讨了钚气溶胶扩散浓度的简化计算方法。首先运用church经验公式计算释放源项的高度H=92w^1/4和半径R=18w^1/4，H为化爆释放云团高度，m；R为化爆释放云团半径，m；w为等效TNT当量炸药质量，kg。     

内曲面等深沟槽炸药件加工的CAM应用技术

结合“高精度炸药件制造技术”的实施，开展了复杂型面炸药件计算机辅助制造技术的研究。首先根据WF74VH五轴加工中心机床结构及数控系统特点，完成了该机床的后置处理，形成了与之相匹配的后置处理文件；同时对固定轴铣、变轴铣的计算机辅助编程进行了深入的研究，使多轴联动加工技术成功运用于复杂型面炸药部件的数控加工，大大提高了我所炸药机械加工数控编程能力。     

基于核四极矩共振原理的炸药探测方法研究与实验

介绍了一种基于核四极矩共振（Nuclear Quadrupole Resonance, NQR）原理的炸药探测方法及其基本原理和其用于炸药探测的依据,提出了一种可行的基于核四极矩共振原理的炸药检测系统,描述了其结构组成、工作原理及实验方法,并给出了对黑索金（RDX）、梯恩梯（TNT）、奥克托今（HMX）、太恩（PETN）和特屈儿（TETRYL）炸药的测试实验结果. 实验表明该方法可行,能实现对以上炸药的探测.     

钝感弹药配方研究

主要考察各类交联剂、偶联剂、钝感剂对炸药配方的爆轰性能、安全性能及力学性能等的影响，初步确定了其使用种类、用量及用法。将选择好的助剂加入到同一炸药配，按热固工艺制成炸药试件，将试件横断面经电镜扫描测试，     

三种黏结剂的力学性能对比

高分子黏结剂是PBX的重要组成部分，黏结剂可承受较大变形，起着黏结炸药颗粒及传递应力的作用。黏结剂显著影响PBX总体力学性能。研究黏结剂单相材料力学性能对PBX配方设计、整体力学行为和变形破坏机理等有重要意义。本文通过相同条件下压缩和拉伸性能测试系统地研究比较了F2311，F2314和Estane三种黏结剂的力学行为，结果可为PBX炸药配方黏结剂选择提供参考。     

爆炸载荷作用下钢-混凝土-钢组合板的动态响应数值模拟

钢-混凝土组合结构的抗爆性能已成为防护工程和反恐防爆等领域的研究热点。以钢-混凝土-钢组合板为例,利用有限元软件ABAQUS对爆炸载荷作用(爆距为2.5~7.5 m,TNT炸药量为50~100 kg)下该结构的破坏形态和动力学性能进行了数值模拟。研究结果表明,组合板的破坏形态与炸药量和爆距有关。炸药量越大,爆距越小,组合板的破坏程度越明显。当TNT炸药量为100 kg、爆距为2.5 m时,组合板发生明显的翘曲,出现了塑性铰。钢板的存在有效地抑制了核心混凝土的剥落。在爆距相同的条件下,炸药量越大,组合板的变形越明显,跨中挠度和峰值速度也越大。当炸药量相同(100 kg)时,与爆距为7.5 m相比,爆距为5.0 m时组合板的跨中挠度为其1.53倍,爆距为2.5 m时组合板的跨中挠度为其5.01倍。     

基于银胶纳米颗粒的痕量三硝基甲苯的表面增强拉曼光谱的实验研究

近年来对作为典型的硝基苯环类炸药的三硝基甲苯(TNT)的痕量检测受到越来越多的关注。将银胶纳米颗粒作为表面增强拉曼散射(SERS)基底,研究了10-6 mol.L-1的TNT的表面增强拉曼光谱的优化实验条件,重点研究了氯化钠溶液(NaCl)的含量以及碱性水解对TNT的表面增强拉曼光谱的影响。实验发现SERS样品中如果没有加入NaCl溶液,将观察不到TNT的SERS谱。加入的NaCl的含量必须在某一个范围之内才能观察到TNT的SERS谱,而且在这个范围之内,随着NaCl含量的增加,TNT的1 392cm-1处的拉曼峰出现先增大后减小的现象。对NaCl在TNT的SERS中的作用给予了理论解释。研究还发现TNT分子经过碱性水解后,与银纳米颗粒之间的吸附作用增强,其SERS谱的强度明显优于未经碱性水解的SERS结果。     

HNS—IV为基的PBX配方性能

按照美军标《引信安全设计准则》MIL-STD-1316E的规定，HNs是直列式爆炸序列许用传爆药。从国外公开文献可以看出只有高纯度、高比表面积的HNS—IV作为起爆装药正式应用于武器的起爆序列。但单质的HNS—IV炸药由于成型性能较差，不能直接装药，文中开展了HNS—IV为基的PBX配方设计，对其性能进行了表征。     

水下爆炸气泡脉动周期的简便计算方法

将爆轰产物状态方程与气泡运动方程相结合,提出了一种水下爆炸气泡脉动周期的数值计算方法,能够快速计算不同炸药水下爆炸的气泡脉动周期。结果表明:采用JWL状态方程与采用γ律状态方程的气泡周期计算方法相比,前者计算TNT炸药水下爆炸气泡脉动周期的误差更小,计算误差小于3%;通过对比RS211炸药水下爆炸实验结果,进一步验证了该数值计算方法对含铝炸药水下爆炸气泡脉动周期的计算同样具有良好的适用性。