[发明专利]一种基于渗透扩散的片状多层发射药燃烧性能计算方法

说明书

本发明涉及发射药技术领域，具体涉及一种基于渗透扩散的片状多层发射药燃烧性能计算方法。本发明解决了片状多层发射药的燃烧特性的表征方法，提供了一种燃烧渐增性评估的技术手段。采用由外层向内层方向的同一坐标方式，能够实现任意多层发射药的参数表征，并且随着层数的增加并不增加计算的复杂度。对片状多层发射药的过渡层采用渐变函数的处理方法，能够更符合物理过程，较好的对片状多层发射药的燃烧渐增性进行表征。所建立的方法不需要指定缓燃层和速燃层，因此，能够适用于各类复杂结构的发射药。

技术领域

本发明涉及发射药技术领域，具体涉及一种基于渗透扩散的片状多层发射药燃烧性能计算方法。

背景技术

片状多层发射药是由至少三层不同组分的发射药燃烧层组成，每一层具有不同的燃烧速度，经过物理挤压的方式结合在一起，具有一定强度、几何外形的复合式发射药。该类发射药具有较高的燃烧渐增性，同时发射药具有较高的装填密度，对比粒状散装发射药，装填密度能够提高25％以上，最高可以达到1.25g/cm³以上。应用多层发射药的高渐增性燃烧特性，可以在保持最大膛压不变的条件下提高炮口动能15％-50％，因此，该类技术的研究具有重大意义。

现在的片状多层发射药的燃烧性能计算方法主要是认为缓燃层和速燃层的密度相同，并且不考虑燃烧过程中缓燃层与速燃层边界的影响。然而，现有计算方法存在如下问题：(1)认为不同分层的发射药密度均相同，且层与层之间为直接连接的方式，这显然与实际发射药的组成不同，由于发射药材料的密度范围从1.2g/cm³到1.8g/cm³，跨度较大，因此，在挤压成型后的不同层之间，物料为两种材料的混合物，现有方法无法较好的表征燃烧渐增性，尤其是层与层之间的过渡部分；(2)在发射药的燃烧过程中不考虑缓燃层与速燃层边界的影响，由于边界处在经过物理挤压和化学渗透后已经形成了一种具有渐变特性的新材料，相对于发射药的整体尺寸而言，所占比例较大，如弧厚为0.5mm的发射药，边界层厚度约0.1mm，因此，现有方法无法较好的表征片状多层发射药的燃烧特性。

从目前检索的技术资料中，尚未见具有能够考虑发射药层与层之间的过渡部分组成及其燃烧特性的片状多层发射药燃烧性能计算方法。

发明内容

为解决现有技术无法较好的表征片状多层发射药的燃烧渐增性、燃烧特性的问题，本发明提供一种基于渗透扩散的片状多层发射药燃烧性能计算方法。

为了解决上述问题，本发明采用了下列技术方案：

一种基于渗透扩散的片状多层发射药燃烧性能计算方法，包括以下步骤：

步骤1：确定片状多层发射药的层数；

步骤2：确定某时刻的x，x表示此时刻以燃烧的火药的弧厚；

步骤3：计算发射药已燃百分数；

步骤4：计算发射药燃气生成猛度；

步骤5：通过以上计算步骤，即可计算出x点处的片状多层发射药的燃烧特性值；

步骤6：重复步骤(2)、(3)和(4)，获得所有点处的燃烧特性数值。

基于片状多层发射药在物理挤压中组分的渗透扩散，采用同一坐标尺度的材料特性分布，对过渡层采用渐变函数的处理方法，能够获得较符合实际过程的发射药燃烧特性数据，较好的对片状多层发射药的燃烧特性能进行表征。

进一步地，所述步骤2中的给出发射药不同层的特性与x的关系，具体方法为：

片状多层发射药由外层向内层的方向为x的正向，发射药不同层的特性与x的关系为

其中