[发明专利]钝感剂浓度分布对球形发射药燃烧性能影响的计算方法

说明书

本发明公开了一种钝感剂浓度分布对球形发射药燃烧性能影响的计算方法，该方法适用于球形发射药钝感工艺的理论指导，建立了球形发射药Γ～Ψ曲线随钝感剂浓度分布状态变化的计算公式，提出了计算Γ～Ψ曲线燃烧渐增性因子的方法，能够准确地计算出球形发射药在不同钝感剂浓度分布状态下的燃气生成猛度变化规律，有助于高渐增性钝感发射药的理论设计。

技术领域

本发明属于火炸药技术领域，主要涉及一种研究球形发射药钝感剂浓度分布对其燃烧性能影响规律的计算方法。

背景技术

发射药是枪炮类身管武器完成弹丸发射的动力能源，是决定身管武器威力的重要因素。现代武器系统要求发射药具有良好的燃烧渐增性，以提高炮口动能。钝感技术是一种提高发射药燃烧渐增性的常用技术手段。低能量钝感剂以渗透扩散的方式进入发射药表层，形成一定的浓度梯度分布，可以在燃烧初期降低燃气生成速率，之后随着钝感层的消耗，燃气生成速率越来越大，形成渐增性燃烧。钝感剂的浓度分布状态(钝感剂浓度、扩散深度)对发射药的燃烧性能具有直接影响作用，但是目前钝感发射药的燃烧性能大都是通过密闭爆发器试验数据计算得到的，无法在高性能钝感发射药设计阶段提供理论指导。若能有一种方法可直接理论计算研究钝感剂浓度分布状态对发射药的燃烧性能影响规律，可极大地帮助钝感发射药正向设计研发能力。但是从目前的检索资料中，尚未见相关计算方法的公开报道。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种钝感剂浓度分布对球形发射药燃烧性能影响的计算方法，根据此方法可计算得出钝感剂浓度分布状态对于发射药燃烧性能的影响规律。以球形钝感发射药为研究对象，利用正态分布特性及Fick第二扩散定律，得出发射药燃气生成猛度值随钝感剂浓度分布的变化曲线，进而提出一种计算Γ～Ψ曲线燃烧渐增性因子的方法，分析总结不同钝感剂浓度分布下的燃烧渐增性因子变化规律。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

本发明提供一种钝感剂浓度分布对球形发射药燃烧性能影响的计算方法，钝感剂浓度分布对球形发射药燃烧性能的影响通过以下表达式计算：

上式中，Γ为燃气生成猛度，Ψ为发射药已燃烧质量百分比，P为钝感剂综合抑制强度参数：其中，m为钝感剂总含量，k为钝感剂浓度对燃速系数的影响程度，u_{1_0}为不受钝感剂影响下的发射药的初始燃速系数，e₁为发射药弧厚的一半，A为钝感剂扩散深度参数，即钝感剂扩散深度相对于发射药弧厚的比例：其中，d为钝感剂扩散深度，2e₁为发射药弧厚；钝感剂扩散深度参数A和综合抑制强度参数P均为表征钝感剂浓度分布状态的钝感参数；根据上述公式(15)能得到不同钝感剂扩散深度参数A或不同综合抑制强度参数P时的Γ～Ψ曲线；

Γ～Ψ曲线的燃烧渐增性因子P_r为：

其中Γ_s为公式(15)得到的Γ～Ψ曲线中最大燃气生成猛度值，Ψ_s为最大燃气生成猛度值对应的已燃百分比值，Γ_0.1是Ψ＝0.1对应的燃气生成猛度值，Γ_0.3是Ψ＝0.3对应的燃气生成猛度值；通过计算不同Γ～Ψ曲线的燃烧渐增性因子，能定量比较分析不同钝感参数对发射药燃烧性能的影响规律。

本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

(一)本发明借助正态分布特性和Fick第二扩散定律，建立了研究钝感剂浓度分布对发射药燃烧性能影响规律的理论计算模型，可定性分析钝感剂浓度分布对发射药燃烧性能的影响规律，对高性能钝感发射药的体系设计具有理论指导作用。

(二)本发明提出了一种计算Γ～Ψ曲线燃烧渐增性因子P_r的方法，可用于定量分析发射药的燃烧渐增性。

附图说明