Acta Armamentarii ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (6): 240463-.doi: 10.12382/bgxb.2024.0463
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LOU Wenzhong1, KAN Wenxing1, FENG Hengzhen1,*(), FAN Chenyang2, LU Sining1, LU Yi1
Received:
2024-06-17
Online:
2025-06-28
Contact:
FENG Hengzhen
CLC Number:
LOU Wenzhong, KAN Wenxing, FENG Hengzhen, FAN Chenyang, LU Sining, LU Yi. Safety Analysis and Equivalent Test Method for Fuzes during Fast Cook-off[J]. Acta Armamentarii, 2025, 46(6): 240463-.
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材料 | 密度/ (kg·m-3) | 导热系数/ (W·m-1·℃-1) | 比热容/ (J·kg-1·℃-1) |
---|---|---|---|
等效件 | 4900 | 4.5 | 800 |
引信壳体 | 7800 | 45 | 460 |
JO-9C | 1700 | 0.327 | 1049.5 |
铝-硅气凝胶 | 180 | 0.02 | 528 |
Table 1 Material parameters for simulation
材料 | 密度/ (kg·m-3) | 导热系数/ (W·m-1·℃-1) | 比热容/ (J·kg-1·℃-1) |
---|---|---|---|
等效件 | 4900 | 4.5 | 800 |
引信壳体 | 7800 | 45 | 460 |
JO-9C | 1700 | 0.327 | 1049.5 |
铝-硅气凝胶 | 180 | 0.02 | 528 |
提前因子/s-1 | 活化能/(J·mol-1) | 反应热/(J·kg-1) |
---|---|---|
2.1×1015 | 1.69×105 | 3.2×103 |
Table 2 Thermal decomposition kinetics parameters of JO-9C[15]
提前因子/s-1 | 活化能/(J·mol-1) | 反应热/(J·kg-1) |
---|---|---|
2.1×1015 | 1.69×105 | 3.2×103 |
铝-硅气凝 胶厚度/mm | 试验数 据/℃ | 仿真数 据/℃ | 相对误 差/℃ | 误差百 分比/% |
---|---|---|---|---|
2 | 294.2 | 319.58 | 25.38 | 8.63 |
4 | 215.7 | 202.86 | 12.84 | 5.95 |
Table 3 Comparison of temperature data of standard fast cook-off test and simulation analysis
铝-硅气凝 胶厚度/mm | 试验数 据/℃ | 仿真数 据/℃ | 相对误 差/℃ | 误差百 分比/% |
---|---|---|---|---|
2 | 294.2 | 319.58 | 25.38 | 8.63 |
4 | 215.7 | 202.86 | 12.84 | 5.95 |
火焰温度及不同 厚度气凝胶 | 试验数 据/℃ | 仿真数 据/℃ | 相对误 差/℃ | 精度/% |
---|---|---|---|---|
火焰温度 | 803.6 | 800 | 3.6 | 99.55 |
3mm铝-硅气凝胶 | 189.8 | 192.2 | 2.4 | 98.75 |
4mm铝-硅气凝胶 | 152.3 | 158.42 | 6.12 | 96.14 |
Table 4 Comparison of temperature data of fast cook-off equivalent test and simulation analysis
火焰温度及不同 厚度气凝胶 | 试验数 据/℃ | 仿真数 据/℃ | 相对误 差/℃ | 精度/% |
---|---|---|---|---|
火焰温度 | 803.6 | 800 | 3.6 | 99.55 |
3mm铝-硅气凝胶 | 189.8 | 192.2 | 2.4 | 98.75 |
4mm铝-硅气凝胶 | 152.3 | 158.42 | 6.12 | 96.14 |
温度 | 标准试验 数据/℃ | 等效试验 数据/℃ | 相对误差/ ℃ | 精度/ % |
---|---|---|---|---|
火焰温度 | 873.99 | 888.41 | 14.42 | 98.35 |
引信传爆管温度 | 215.7 | 205.91 | 9.79 | 95.46 |
Table 5 Comparison of standard test and equivalent test results
温度 | 标准试验 数据/℃ | 等效试验 数据/℃ | 相对误差/ ℃ | 精度/ % |
---|---|---|---|---|
火焰温度 | 873.99 | 888.41 | 14.42 | 98.35 |
引信传爆管温度 | 215.7 | 205.91 | 9.79 | 95.46 |
试验与仿真 | 最终温度 ℃ | 精度/% | 升温速率/ (℃·min-1) | 精度/% |
---|---|---|---|---|
标准试验 | 215.7 | 9.685 | ||
仿真分析 | 202.86 | 94.05 | 9.043 | 93.37 |
等效试验 | 205.91 | 95.46 | 9.196 | 94.95 |
Table 6 Comparison of key parameters of simulation analysis-equivalent test and standard test
试验与仿真 | 最终温度 ℃ | 精度/% | 升温速率/ (℃·min-1) | 精度/% |
---|---|---|---|---|
标准试验 | 215.7 | 9.685 | ||
仿真分析 | 202.86 | 94.05 | 9.043 | 93.37 |
等效试验 | 205.91 | 95.46 | 9.196 | 94.95 |
防护手段、防护 效果及验证方法 | 文献[ | 文献[ | 文献[ | 文献[ | 本文 |
---|---|---|---|---|---|
热防护手段 | ①方式:降低战斗部外壳包覆及内部包覆层导热系数 ②材料:3mm高分子复合涂层 | ①方式:战斗部壳体涂覆隔热材料 ②材料:0.5mm低密度高效隔热材料 | ①方式:装药壳体内表面涂覆隔热材料,外表面涂覆外阻燃材料 ②材料:2mm阻燃材料+隔热材料 | 方式:引信外壳包覆低导热率隔热材料 | ①方式:引信壳体外部包覆低导热率材料 ②材料:4mm铝-硅气凝胶 |
热防护效果 | 炸药装药稳定燃烧 | 与无防护试验件相比,炸药受热后的开始反应时间从58s延长到16min | 相比无涂层,点火时间延迟614.2%,反应结果为爆燃 | 尚无公开资料 | 引信内导/传爆药无反应 |
验证方法 | 快速烤燃标准试验 | 快速烤燃标准试验 | 数值仿真+快速烤燃标准试验 | 数值仿真 | 数值仿真+快速烤燃等效试验 |
Table 7 Analysis on the research status of thermal protection and test technology for fast cook-off environment of insensitive ammunition
防护手段、防护 效果及验证方法 | 文献[ | 文献[ | 文献[ | 文献[ | 本文 |
---|---|---|---|---|---|
热防护手段 | ①方式:降低战斗部外壳包覆及内部包覆层导热系数 ②材料:3mm高分子复合涂层 | ①方式:战斗部壳体涂覆隔热材料 ②材料:0.5mm低密度高效隔热材料 | ①方式:装药壳体内表面涂覆隔热材料,外表面涂覆外阻燃材料 ②材料:2mm阻燃材料+隔热材料 | 方式:引信外壳包覆低导热率隔热材料 | ①方式:引信壳体外部包覆低导热率材料 ②材料:4mm铝-硅气凝胶 |
热防护效果 | 炸药装药稳定燃烧 | 与无防护试验件相比,炸药受热后的开始反应时间从58s延长到16min | 相比无涂层,点火时间延迟614.2%,反应结果为爆燃 | 尚无公开资料 | 引信内导/传爆药无反应 |
验证方法 | 快速烤燃标准试验 | 快速烤燃标准试验 | 数值仿真+快速烤燃标准试验 | 数值仿真 | 数值仿真+快速烤燃等效试验 |
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