第1章 绪论 1
1.1 火药性能的基本概念 1
1.1.1 火药的定义 1
1.1.2 火药的用途 2
1.1.3 火药化学变化的基本形式 4
1.1.4 火药在武器中的作用 5
1.2 火药的组成及主要组分的作用 5
1.2.1 单基发射药 6
1.2.2 双基发射药 7
1.2.3 三基发射药 8
1.2.4 双基推进剂 9
1.2.5 复合推进剂 10
1.2.6 复合改性双基推进剂 17
1.2.7 NEPE推进剂 18
1.3 武器的使用及生产对火药性能的要求 19
1.3.1 能量性能 19
1.3.2 燃烧性能 22
1.3.3 力学性能 23
1.3.4 贮存性能 24
1.3.5 安全性能 24
思考题与习题 26
第2章 火药的能量性能 27
2.1 基本概念 27
2.1.1 火药的假定化学式 27
2.1.2 氧系数和氧平衡 31
2.1.3 火药的生成焓、焓和内能 34
2.2 火药燃烧产物的组成及计算 35
2.2.1 决定火药燃烧产物组成的因素 35
2.2.2 迭代法计算火药燃烧产物的平衡组成 36
2.2.3 最小吉布斯自由能法计算燃烧产物平衡组成 46
2.2.4 燃烧产物的热力学函数 54
2.3 发射药的能量性能 57
2.3.1 火药的爆热 57
2.3.2 火药的爆温 61
2.3.3 火药的比容 66
2.3.4 火药力和余容 68
2.4 发射药能量特性计算方法 73
2.4.1 基本法 73
2.4.2 内能法 73
2.4.3 简化法 74
2.5 火箭固体推进剂的能量性能 78
2.5.1 推进剂的比冲 79
2.5.2 推进剂的密度 86
2.5.3 推进剂的密度比冲 87
2.5.4 推进剂的特征速度 89
2.6 推进剂理论比冲和理论特征速度的计算 91
2.6.1 理论比冲的计算 91
2.6.2 理论特征速度的计算 102
2.6.3 比冲的经验计算 106
2.6.4 固体推进剂能量性能参数的计算机计算 111
2.6.5 推进剂的能量与配方的关系 115
2.7 固体推进剂能量性能参数的实验测定 121
2.7.1 弹道摆法 122
2.7.2 静止试验台法 123
2.8 比冲效率 123
2.8.1 燃烧效率 124
2.8.2 特征速度效率 129
2.8.3 喷管效率 130
2.8.4 比冲效率的确定 133
2.9 提高火药能量性能的途径 133
2.9.1 武器对火药能量性能的要求 133
2.9.2 提高火药能量的途径 137
2.9.3 高能配方设计原则 139
思考题与习题 140
第3章 火药的燃烧性能 141
3.1 燃烧的基本概念 141
3.1.1 燃烧的基本特征 141
3.1.2 火焰 142
3.1.3 火药的燃烧过程 143
3.2 火药主要组分的热分解 143
3.2.1 硝化纤维素的热分解 143
3.2.2 硝化甘油的热分解 145
3.2.3 硝胺类炸药的热分解 147
3.2.4 高氯酸铵的热分解 154
3.2.5 高分子粘结剂的热裂解 158
3.3 火药的燃烧性能参数 160
3.3.1 火药的燃烧速度 160
3.3.2 火药的燃速压力指数 163
3.3.3 火药的燃速温度系数 169
3.3.4 侵蚀比 173
3.4 火药燃烧性能参数的影响因素及调节方法 175
3.4.1 火药燃速的影响因素 175
3.4.2 火药燃速的调节方法 181
3.4.3 燃速压力指数的调节 191
3.5 火药稳态燃烧模型简介 192
3.5.1 双基火药稳态燃烧的物理化学模型 193
3.5.2 双基平台火药燃烧的“等物质的量规则”机理 197
3.5.3 高氯酸铵复合火药燃烧的粒状扩散火焰模型 198
3.6 火药的不正常燃烧 200
3.6.1 不完全燃烧 201
3.6.2 燃烧转爆轰 202
3.7 火药的点火 204
3.7.1 点火的本质 204
3.7.2 点火延迟期 205
3.7.3 枪炮发射药装药的点火 207
3.7.4 火箭发动机装药的点火 207
3.7.5 点火药 208
思考题与习题 211
第4章 火药的贮存性能 212
4.1 含硝酸酯火药的安定性 212
4.1.1 含硝酸酯火药的物理安定性 212
4.1.2 含硝酸酯火药化学不安定的主要原因 215
4.1.3 含硝酸酯火药热分解对火药性能的影响 216
4.1.4 安定剂的作用机理 219
4.1.5 硝酸酯为基的火药的贮存试验 221
4.1.6 含硝酸酯火药贮存期的预估 224
4.1.7 提高硝酸酯火药安全贮存寿命的途径 226
4.2 复合固体推进剂的老化 227
4.2.1 复合固体推进剂的老化特征 227
4.2.2 影响复合固体推进剂老化的因素 228
4.2.3 复合固体推进剂的老化机理 231
4.2.4 复合固体推进剂贮存老化试验和使用寿命的预估 233
4.2.5 延缓复合固体推进剂老化的措施 234
思考题与习题 236
第5章 火药的安全性能 238
5.1 火药的热感度 238
5.1.1 火药的爆发点及其实验 238
5.1.2 火药在加热作用下的自动着火机理 240
5.1.3 火药发火点的测定 242
5.2 火药的撞击感度 242
5.2.1 火药撞击感度试验方法 242
5.2.2 以爆炸百分数表示撞击感度 242
5.2.3 以特性落高表示撞击感度 244
5.2.4 以撞击能表示撞击感度 244
5.3 火药的摩擦感度 244
5.4 火药的静电火花感度 245
5.4.1 火药产生静电的原因 245
5.4.2 静电火花感度的测量 246
5.4.3 消除静电的方法 247
5.5 火药的爆轰感度 247
5.6 火药的毒性 248
5.7 火药及其组分的危险等级 249
5.7.1 美国的危险品分类标准 249
5.7.2 中国的危险品分类标准 249
5.8 火药生产使用中的安全问题 260
思考题与习题 261
第6章 火药的力学性能 262
6.1 火药的受力情况分析 262
6.1.1 火炮装药 262
6.1.2 自由装填式火箭发动机装药 263
6.1.3 壳体粘接式火箭发动机装药 264
6.1.4 武器对火药力学性能的要求 271
6.2 火药的力学性能 273
6.2.1 基本概念 273
6.2.2 火药的应力-应变关系式 280
6.2.3 时间-温度等效原理及WLF方程 282
6.2.4 火药的破坏性质 283
6.3 火药力学性能测试 286
6.3.1 静态力学试验 287
6.3.2 动态力学试验 290
6.3.3 试验数据处理-主曲线的绘制 291
6.4 影响火药力学性能的因素和提高力学性能的途径 295
6.4.1 影响双基火药力学性能的因素 295
6.4.2 提高双基火药力学性能的途径 296
6.4.3 影响复合火药力学性能的因素 297
6.4.4 提高复合火药力学性能的途径 303
思考题与习题 304
附录一 不同含氮量硝化纤维素的生成焓、爆热系数和比容系数 305
附录二 某些火药组分的生成焓、爆热系数和比容系数 306
附录三 常用燃烧产物的热力学函数 308
附录四 常用化学反应的平衡常数 312
附录五 典型火药配方与性能 315
附录六 最小自由能法计算推进剂能量特性的计算机程序 320
参考文献 325