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科学家开发出达420M / S子弹速度的3D打印枪支推进剂

来源:原创

发布时间:2020-07-17 13:51:01

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AAU讯(编辑 卢晶)近日,中国西安现代化学研究所的研究人员使用SLA技术3D打印了一种功能性火药推进剂。火药推进剂是由光敏聚合物树脂、RDX(高炸药)和其他反应性添加剂精心构建而成的混合物。3D打印推进剂的初始枪支测试已经获得了一些有希望的结果,科学家们设法使枪口速度达到了致命的420m / s以上。当然,这取决于试用者对“有希望”的定义。



打印和测试喷枪推进剂。图片来自XMCRI。



高速弹丸


据了解,枪支推进剂是桶装武器的主要能源,并且是高速子弹(通常称为子弹)的驱动力。古人发明的黑火枪,子弹通常以高达370m / s的枪口速度离开枪管。在现代步枪中,这个数字可能会超过1200m / s,但是任何超过70m / s的东西都会穿透人体皮肤。


当前,提高推进剂的弹道效率和潜在破坏力的主要方法是增加燃烧面积或燃烧速率。通常通过使推进剂发泡、涂覆推进剂或将它们包装在选择层中的壳体中来完成。研究人员认为,仅用粒状推进剂填充圆柱状外壳即可,但其能量释放效率受到很大限制。因此,该团队着眼于3D打印,看看它是否可以带来更大的冲击。


3D打印枪推进剂


实验的第一步涉及配制推进剂,该推进剂由三种主要成分组成。选择光敏环氧丙烯酸酯作为芯材基质,因为这证明了可固化性和粘度之间的出色平衡。接下来是爆炸性填充物,研究人员选择了平均粒径为25微米的RDX细粉。最终,Bu-NENA被用作高能增塑剂,它在不增加推进剂粘度的情况下增加了推进剂的总能量含量。



推进剂的初步压缩载荷试验。图片来自XMCRI。



一旦确认了新配制炸药的紫外线安全性,研究小组就3D打印了一组薄盘,每个直径约40mm。这些圆盘可以堆叠在一起以形成更长的圆柱,类似于子弹壳的主体。每层的特征是厚约5mm带有空隙的蜂窝状结构。


最后一步–枪炮测试。将圆柱形的推进剂装进30mm的枪管中,并以200g的质量充当子弹,这是因为200g重量会更接近迷你炮弹。该团队在拉动扳机之前,在枪管中设置了一个高速摄像头和一个内部压力表。当烟雾消除,研究人员计算出压力指数值为1.46,枪口速度为420m / s,并计划在以后的测试中增加试验箱的压力。





该研究的更多详细信息可在题为“ 3D打印枪支推进剂的制造和研究 ”的论文中找到。它由Weitao Yang、Rui Hu、Lin Zheng、Guanghu Yan、Wenrong Yan共同著作。


炸药和可燃物的3D打印无疑是一个非常特殊的领域,但是它可能有其用途。今年早些时候,英国国防科学技术实验室开始着手开发3D打印爆炸装置。该项目有望在降低物流成本的同时实现新的爆炸效果。


在澳大利亚的其他地方,James Cook University的研究人员考虑到致命性应用较少。科学家们正在使用3D打印燃料为混合动力火箭发动机提供动力。该小组最终希望看到他们的燃料被用于地球低轨道卫星任务。



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