[发明专利]一种发射药燃速计算方法

摘要

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。

主权项

1.一种发射药燃速计算方法，其特征在于，所述计算方法包括如下步骤：/nS1、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；/nS2、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；/nS3、根据公式(1)，采用百分比法计算各燃烧产物所占的比例：/nα＝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)/n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；/nS4、根据公式(2)，确定发射药燃烧产物中的氧化产物H₂O的氧化性随着压力的变化规律，其变化规律用ξ(P)函数表示：/n /n式中，P为燃烧室压力，单位MPa；P^*为H₂O氧化活性变化的特征压力，单位MPa，根据不同配方系列取值不同，单基发射药取9MPa，双基发射药取10MPa，三基发射药取9.81MPa；/nS5、根据公式(3)，计算发射药燃烧产物中氧化性气体产物的摩尔分数Q₀(P)：/n /n式中，ψ为0-1之间的经验系数；η(P)为可裂解自由基的自然裂解程度随压力变化规律的函数表达式，如公式(4)所示：/n /nS6、根据公式(5)，计算发射药的燃速u：/nu＝1.817×P×Q₀(P)²×h_H/ρ_P (5)/n式中，h_H＝1+12.43×(ρ_P/ρ_H)^1/3×(α_H)^1/3×Z_H+1.73×(ρ_P/ρ_H)^1/2×Z_H²/n其中，ρ_P为发射药的密度，单位g/cm³；ρ_H为发射药主要组分的密度，单位g/cm³，单基发射药的主要组分是指硝化棉，双基发射药的主要组分是指硝化甘油，三基发射药的主要组分是指黑索金；Z_H为主要组分的影响因子，单基发射药取值为0.001左右，双基发射药取值为0.001-0.005，三基发射药取值为0.008左右；α_H为发射药中主要组分的含量；/nS7、根据公式(6)，计算燃速系数u₁、燃速压力指数n：/nlog(u)＝log(u₁)+nlog(P) (6)。/n