一种液固混合发射药及其装药方法与流程

本发明涉及武器的制备领域，具体的说，涉及一种液固混合发射药及其装药方法。

背景技术：

身管武器对固体发射药的主要要求是高能量和燃烧规律的可控制即提高能量的利用率，以达到在一定膛压下提高膛丸的初速的目的。现今对发射药燃烧提出更高要求，燃烧达到洁净、绿色即尽量减少燃烧气体中有害气体(主要指co)的含量。为了适应武器绿色燃烧发射的需求，目前主要采用直接填加富氧的高能量新材料如硝酸铵(nh4no3)、高氯酸铵(nh4clo4)、高氯酸钾(kclo4)等提高发射药配方的氧平衡和能量，但是膛压、烧蚀性也随之增加，不利于武器的使用。硝酸羟胺(han)是一种正氧物质，燃烧产物无害并能提供大量的氧，是富含氧的绿色燃烧氧化剂，与制式负氧平衡配方的发射药混合装药燃烧，可以有效减少有害气体(co)的产生。硝酸羟胺晶体易分解，硝酸羟胺水溶液则十分稳定，但是硝酸羟胺水溶液需要雾化才能完全充分燃烧。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种液固混合发射药及其装药方法，利用该液固混合装药方法制备的装置可以实现硝酸羟胺缓燃释放，使制式发射药的燃烧气体再次充分燃烧，有利于降低燃气中co气体的含量，达到绿色燃烧并实现能量释放的规律控制。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：一种液固混合发射药，其特征在于：是由制式固体发射药和硝酸羟胺的水溶液组成，所述制式固体发射药的重量百分比88％～95％，所述硝酸羟胺的水溶液的重量百分比5％～12％，所述硝酸羟胺的水溶液的质量浓度不低于80％。

优选的，所述硝酸羟胺的水溶液的质量浓度为80％～86％。

一种液固混合发射药的装药方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)按照硝酸羟胺的水溶液的质量浓度要求，浓缩硝酸羟胺的水溶液的质量浓度到80％～86％。

(2)按照液固混合发射药的配比和密闭爆发器装填密度要求，称取步骤(1)中配制的硝酸羟胺的水溶液和制式固体发射药；

(3)选取用于装药的塑料管，控制塑料管的管壁厚度为0.1mm～0.5mm；

(4)用尖状物刺塑料管的管壁，在塑料管的管壁上形成预裂孔；

(5)将塑料管的一端密封，然后将步骤(2)中按照液固混合发射药的配比称取的硝酸羟胺的水溶液注入该塑料管中，并将塑料管的另一端密封；

(6)将步骤(5)中的塑料管与步骤(2)中按照液固混合发射药的配比称取的制式固体发射药一起装入密闭爆发器。

优选的，所述塑料管的直径为3mm～8mm。

优选的，所述尖状物的直径为0.05mm～0.1mm。

优选的，所述预裂孔的深度为0.1～0.3mm。

优选的，所述预裂孔设置有若干个。

优选的，所述预裂孔均匀分布在塑料管的管壁上。

优选的，所述塑料管的材质为纯聚乙烯。

本发明的有益效果：

(1)将硝酸羟胺的水溶液与制式固体发射药混合形成液固混合发射药，通过控制混合发射药的配制比例，可以在不影响发射药火药力大小的同时使制式固体发射药燃烧充分，有效减小有害气体的产生，达到绿色燃烧和能量释放实现规律控制；

(2)该种液固混合发射药的装药方法工艺简单，且可以保证硝酸羟胺的水溶液得到一定程度的延迟，起到降低膛压的作用；

(3)通过对液固混合发射药的装药方法工艺的控制，控制塑料管管壁的厚度可以使塑料管在燃烧时具备阻燃的效果。

附图说明

图1为延迟雾化燃烧的液固混合发射药实施例一静态燃烧p-t曲线；

图2为延迟雾化燃烧的液固混合发射药实施例二静态燃烧p-t曲线；

图3为延迟雾化燃烧的液固混合发射药实施例三静态燃烧p-t曲线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种液固混合发射药，是由制式固体发射药和硝酸羟胺的水溶液组成，制式固体发射药的重量百分比88％，硝酸羟胺的水溶液的重量百分比12％，硝酸羟胺的水溶液的质量浓度为80％。

需要说明的是，本发明不对制式固体发射药进行具体限定，只要能够满足高能量、燃烧规律可控制的发射药都可以运用到本发明中；硝酸羟胺(han)是一种正氧物质，燃烧产物无害并能提供大量的氧，是富含氧的绿色燃烧氧化剂，与制式负氧平衡配方的发射药混合装药燃烧，用于提高氧平衡及能量，从而可以有效减少有害气体(co)的产生。硝酸羟胺晶体易分解，硝酸羟胺的水溶液则十分稳定，因此将硝酸羟胺的水溶液作为液固混合发射药的组分之一。此外，将硝酸羟胺作为提供氧气的富氧氧化剂可以降低液固混合发射药对塑料管的烧蚀性。

本技术方案中将硝酸羟胺的水溶液与制式固体发射药混合形成液固混合发射药，通过控制混合发射药的重量百分比，以及硝酸羟胺的水溶液的质量浓度，可以在不影响发射药火药力大小的同时使制式固体发射药燃烧充分，有效减小有害气体co的产生，达到绿色燃烧和能量释放实现规律控制。

本实施例中液固混合发射药的装药方法包括如下步骤：

(1)根据按照液固混合发射药的配比和密闭爆发器装填密度要求，称取质量浓度为80％的硝酸羟胺水溶液2.4g；

(2)按照液固混合发射药的配比和密闭爆发器装填密度要求，称取制式固体发射药17.6g；

(3)选取用于装药的塑料管，控制塑料管的管壁厚度为0.3mm；

(4)用尖状物刺塑料管的管壁，在塑料管的管壁上形成预裂孔；

(5)将塑料管的一端密封，然后将步骤(1)中按照液固混合发射药的配比称取的硝酸羟胺的水溶液注入该塑料管中，并将塑料管的另一端密封；

(6)将步骤(5)中的塑料管与步骤(2)中按照液固混合发射药的配比称取的制式固体发射药一起装入密闭爆发器。

该种液固混合发射药的装药方法工艺简单，且可以保证硝酸羟胺的水溶液得到一定程度的延迟，起到降低膛压的作用；塑料管的管壁厚度对预裂孔的加工和燃烧的燃烧延迟期具有明显的影响作用。管壁厚度选择0.3mm时较为合适，当管壁厚度小于0.1mm，燃烧时塑料管起不到阻燃效果，硝酸羟胺的水溶液也不能延迟雾化燃烧；当管壁厚度大于0.5mm，由于管壁较厚，因此需较大的压力才能将预裂孔打开，雾化延迟期明显增加，因此不利于充分燃烧反应。

为了具备一定的燃烧延迟期，本实施例优选的塑料管的直径为5.6mm。

用尖状物刺塑料管的管壁，使管壁形成预裂孔。该预裂孔的作用是，在点火燃烧时，塑料管受高压冲击作用使预裂孔打开，密封在塑料管的硝酸羟胺的水溶液透过预裂孔雾化喷出，并与制式发射药的燃气再混合燃烧。因此，预裂孔的大小会影响硝酸羟胺的水溶液雾化后的喷出量，进而影响燃烧的完全程素。由于尖状物的直径大小直接影响预裂孔的孔径大小，所以尖状物的直径需要控制在一定范围内。为了满足与制式发射药的燃气充分燃烧，本实施例中优选的，尖状物的直径为0.08mm。尖状物的直径过小导致预裂孔孔径较小，不利于发射药的燃气燃烧，当尖状物的直径小于0.05mm，硝酸羟胺的水溶液雾化喷出较少，导致制式固体发射药的燃气燃烧不充分，从而产生部分有害气体；尖状物的直径大于0.1mm时，硝酸羟胺的水溶液雾化喷出量较大，喷出的时间较短，剩余的硝酸羟胺不能与制式固体发射药充分反应，导致材料浪费。

为了进一步优化与制式发射药的燃气燃烧的充分性，本实施例中优选的预裂孔的深度为0.1mm，预裂孔的深度能够控制硝酸羟胺溶液的喷出时间，预裂孔的深度越小，硝酸羟胺溶液的喷出时间越长。

为了进一步优化硝酸羟胺的水溶液的喷出时间和雾化程度，本实施例中优选的，预裂孔设置有若干个，且多个预裂孔均匀分布在塑料管的管壁上。预裂孔的数量具体根据塑料管的长度决定，预裂孔沿塑料管长度方向均匀分布，从而使硝酸羟胺的水溶液在各个位置、各个方向处的喷出量一定，从而使硝酸羟胺的水溶液雾化后与制式发射药的燃气充分接触燃烧，提高燃烧效率。

为了保证硝酸羟胺具备较好的氧化作用，本实施例中优选的塑料管的材质为纯聚乙烯。纯聚乙烯塑料管不含有固体添加剂，否则具有酸性硝酸羟胺的水溶液与固体添加剂发生反应生成沉淀物，会导致硝酸羟胺失去氧化剂的作用。

采用密闭爆发器测定本实施例的延迟雾化燃烧的液固混合发射药静态燃烧特性，在0.2g/cm³的装填密度下测定该液固混合发射药的静态燃烧性能，图1为液固混合发射药的压力与硝酸羟胺的水溶液的雾化喷出时间的曲线图(p-t)。从图可知本发明的延迟雾化燃烧的液固混合装药在100mpa左右，聚乙烯管中的硝酸羟胺溶液开始雾化燃烧，与前段相比较，曲线变为比较缓慢上升。

实施例2：

一种液固混合发射药，是由制式固体发射药和硝酸羟胺的水溶液组成，制式固体发射药的重量百分比90％，硝酸羟胺的水溶液的重量百分比10％，硝酸羟胺的水溶液的质量浓度为81％。

本实施例中液固混合发射药的装药方法包括如下步骤：

(1)根据按照液固混合发射药的配比和密闭爆发器装填密度要求，称取质量浓度为80％的硝酸羟胺水溶液2.0g；

(2)按照液固混合发射药的配比和密闭爆发器装填密度要求，称取制式固体发射药18.0g；

(3)选取用于装药的塑料管，控制塑料管的管壁厚度为0.3mm；

(4)用尖状物刺塑料管的管壁，在塑料管的管壁上形成预裂孔；

(5)将塑料管的一端密封，然后将步骤(1)中按照液固混合发射药的配比称取的硝酸羟胺的水溶液注入该塑料管中，并将塑料管的另一端密封；

(6)将步骤(5)中的塑料管与步骤(2)中按照液固混合发射药的配比称取的制式固体发射药一起装入密闭爆发器。

为了进一步优化与制式发射药的燃气燃烧的充分性，本实施例中优选的预裂孔的深度为0.2mm。

塑料管的直径、尖状物的直径、预裂孔的个数、预裂孔的分布情况、以及塑料管的材质与实施例1中一致。

采用密闭爆发器测定本实施例的延迟雾化燃烧的液固混合发射药静态燃烧特性，在0.2g/cm³的装填密度下测定该发射药的静态燃烧性能，p～t曲线见图2，从图可知本发明的延迟雾化燃烧的液固混合装药在80mpa左右，聚乙烯管中的硝酸羟胺溶液开始雾化燃烧，说明针刺预裂孔的深度能够控制雾化的延迟期及控制硝酸羟胺溶液的喷出时间。

实施例3：

一种液固混合发射药，是由制式固体发射药和硝酸羟胺的水溶液组成，制式固体发射药的重量百分比95％，硝酸羟胺的水溶液的重量百分比5％，硝酸羟胺的水溶液的质量浓度为83％。

本实施例中液固混合发射药的装药方法包括如下步骤：

(1)根据按照液固混合发射药的配比和密闭爆发器装填密度要求，称取质量浓度为80％的硝酸羟胺水溶液1.0g；

(2)按照液固混合发射药的配比和密闭爆发器装填密度要求，称取制式固体发射药19.0g；

(3)选取用于装药的塑料管，控制塑料管的管壁厚度为0.3mm；

(4)用尖状物刺塑料管的管壁，在塑料管的管壁上形成预裂孔；

(5)将塑料管的一端密封，然后将步骤(1)中按照液固混合发射药的配比称取的硝酸羟胺的水溶液注入该塑料管中，并将塑料管的另一端密封；

(6)将步骤(5)中的塑料管与步骤(2)中按照液固混合发射药的配比称取的制式固体发射药一起装入密闭爆发器。

为了进一步优化与制式发射药的燃气燃烧的充分性，本实施例中优选的预裂孔的深度为0.25mm。

塑料管的直径、尖状物的直径、预裂孔的个数、预裂孔的分布情况、以及塑料管的材质与实施例1中一致。

采用密闭爆发器测定本实施例的延迟雾化燃烧的液固混合发射药静态燃烧特性，在0.2g/cm³的装填密度下测定该发射药的静态燃烧性能，p～t曲线见图3，从图可知本发明的延迟雾化燃烧的液固混合装药在50mpa左右，聚乙烯管中的硝酸羟胺溶液开始雾化燃烧，延迟期明显缩短，说明针刺预裂孔的深度增加后，硝酸羟胺溶液的喷出时间缩短。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。