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增加发射药的装填密度是提高火炮炮口动能的一种有效方法,本文对一种高装填密度超多孔发射药的制备工艺进行了研究,测试分析了该发射药的力学性能和燃烧性能,并计算预估了其内弹道性能。 选择了硝化棉(NC)、硝化甘油(NG)和硝基胍(NGu)等原料作为超多孔发射药的配方;通过研究制备三基发射药的半溶剂法工艺路线,改进了超多孔发射药的制备工艺流程;采用单因素变量法,初步确定了制备工艺条件中的胶化温度为35±2℃、胶化时间为5~6h、加料方式、最佳溶剂比范围、压伸、切药和烘干方案等影响因素和控制要求,并制备了一系列不同溶剂比的超多孔发射药。 通过精密万能材料试验机和摆锤式冲击试验机测定了发射药样品的力学性能,结果发现此发射药的抗压性能、抗拉性能和抗冲性能均随着溶剂比的升高而增加。通过进行密闭爆发器实验,并计算燃速温度系数、相对陡度和相对力等方法对不同的超多孔发射药样品进行了研究,发现不同样品的燃烧稳定,能量较为接近;通过进行中止燃烧实验,发现不同样品实验后裂纹和孔隙不同。通过实验结果发现,溶剂比为0.34的超多孔发射药样品具有较好的力学性能和燃烧性能。 采用经典内弹道模型对超多孔发射药在100毫米加农炮上的内弹道性能进行了预估计算,结果表明:采用目前工艺制备的超多孔发射药可以将装填密度从原来的0.694g·cm-3提高至0.850g·cm-3,初速提高了13.82%,但是膛压也大幅升高。分析了膛压高的原因,并对制备工艺的改进提出了设想。