[发明专利]一种发射药燃速计算方法

说明书

本发明属于发射药燃速计算技术领域，具体涉及一种适用于在一定的压力范围内对给定配方组成发射药的燃烧速度进行计算的方法。该方法包括确定发射药各燃烧产物的摩尔分子数；采用内能法的能量计算算法计算发射药的燃烧产物的摩尔分子数；采用百分比法计算各燃烧产物所占的比例；确定发射药燃烧产物中的氧化产物的氧化性随着压力的变化规律；计算发射药燃烧产物中氧化性气体产物的摩尔分数；计算发射药的燃速和计算燃速系数与燃速压力指数。与现有技术相比，本发明能够综合考虑配方组成及燃烧产物对燃速的影响作用；采用发射药配方中主要组分的影响因子，实现对不同类型发射药燃速的计算，能够针对多类发射药进行燃速预估计算。

技术领域

本发明属于发射药燃速计算技术领域，具体涉及一种适用于在一定的压力范围内对给定配方组成发射药的燃烧速度进行计算的方法。

背景技术

发射药的燃速是发射药的重要特征参数之一，在密闭爆发器、内弹道等计算中均必须使用，在发射药、发射装药研制中，如果发射药的燃速过快或过慢，将导致产品不能正常使用，造成浪费或事故。现有的发射药燃速计算方法主要针对硝胺类发射药，单基发射药、双基发射药主要依靠经验数据，认为硝胺发射药燃烧的热分解过程在一定条件下呈多阶段性。硝胺在低压低升温速率下，分解过程滞后于双基基体(通常称为点火延迟)；在高压高升温速率下，分解和燃烧速率又大大高于双基基体。由于发射药中各含能组份的相互作用，在火药中的热分解动力学速率与单体时的不同，由此建立了燃烧模型，并主要考虑了NO₂、CH₂O、NO、HCN、H₂O、N₂、CHO、CH₂、H、CO、N、C、NH₃、N₂O等14种火药初期分解产物，建立了相应的燃速计算公式并进行了计算。另一种模型认为硝胺发射药燃烧产物可分为H₂O、CO₂、H₂、N₂、CO等五大类，由此建立了相应的燃速计算模型并进行了计算。然而，现有计算方法存在如下问题：(1)计算种类较单一，仅能针对某一类发射药进行燃速预估计算；(2)没有充分考虑配方组成及燃烧产物种类性质的影响作用，不同的配方组成，不同的燃烧产物，燃速也不同。

在一定压力范围内，根据发射药的配方组成、主要组分的特性，计算出各类发射药燃速的计算方法，对于发射药的设计至关重要。从目前检索的技术资料中，尚未见相关计算方法的公开报道。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种发射药燃速计算方法，以解决如何准确计算发射药燃速的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种发射药燃速计算方法，该计算方法包括如下步骤：

S1、确定发射药的燃烧产物H₂O、CO₂、H₂、N₂、CO的摩尔分子数分别表示为a、b、c、d、e；

S2、采用内能法的能量计算算法计算发射药的燃烧产物的摩尔分子数，获得a、b、c、d、e的数值；

S3、根据公式(1)，采用百分比法计算各燃烧产物所占的比例：

α＝a/C_z；β＝b/C_z；q＝c/C_z；γ＝d/C_z；δ＝e/C_z；C_Z＝a+b+c+d+e (1)

式中，C_Z为所有燃烧产物的总和；α、β、q、γ、δ分别为H₂O、CO₂、H₂、N₂、CO所占的百分比例；