可燃药筒是一种多孔结构的非均质复合材料,具有容器和提供装药能量的双重作用。可燃药筒可减轻弹药重量,增加随行载弹量；燃烧后自行消失,没有退壳和废壳堆积问题；药筒能量可起到部分发射药作用,提高弹丸初速；其制造工艺简单,成本低廉,便于战时大量、快速生产。可燃药筒的出现促进了火炮结构和装药结构的改进,并使模块化装药得以实现。然而可燃药筒的力学性能与燃烧性能是一对矛盾体,药筒结构的疏松多孔有助于燃烧,但却使得力学性能降低,结构致密时则相反,如何同时提高力学性能和燃烧性能是可燃药筒研究的一大难题。而随着现代的高膛压、高初速武器以及模块化装药技术的发展,对可燃药筒的燃烧性能和力学性能都有了更高的要求。本课题从提高可燃药筒能量角度入手,以提高体系中能量组分的含量来改善可燃药筒的燃烧性能。设计制造了一种含能纤维材料,用以提高模压可燃药筒的能量,改善药筒强度。以含能纤维部分替代硫酸盐木浆纸组分设计了一组可燃药筒配方。通过对配方的氧平衡与热力学参数计算,分析了纤维改性可燃药筒的燃烧性能,并与聚丙烯腈纤维增强的配方进行对比,以现行抽滤模压工艺制备了纤维改性可燃药筒。以氮气吸附孔径分布测试仪、压汞仪和电子显微镜等手段对所制纤维改性可燃药筒进行了微观结构分析。可燃药筒孔隙主要为长条状的狭缝形和楔形孔。通过压汞试验结合Menger海绵体构建了可燃药筒体积分维模型。以基体分维DH和孔隙分维Dv来表征可燃药筒中组分间的孔隙分布和组分的孔隙分布。以材料力学试验机、热分析仪、密闭爆发器试验和高低温交变湿热试验对纤维改性可燃药筒的力学性能、热分解特性、燃烧性能及吸湿性能进行测试分析。相比基础配方B可燃药筒,加入9%含能纤维的可燃药筒的压缩力与抗拉强度分别提高6.8%和17.2%。但随含能纤维替换量增大,可燃药筒的力学性能下降。加入9%含能纤维的可燃药筒定容燃烧结束时间为5.45ms,火药力为590.8 J·g-1;当含能纤维加入量达到16.5%时,可燃药筒燃烧结束时间缩短至1.64ms,火药力增加到664.6 J·g-1;而基础配方B可燃药筒的定容燃烧结束时间为7.63ms,火药力为536.9 J·g-1。结果表明,加入含能纤维有利于缩短可燃药筒燃烧时间,增加火药力,改善其燃烧性能。模拟装药射击试验表明,加入含能纤维后的可燃药筒有利于降低装药的发射烟、焰。定容燃烧试验中,随可燃药筒装填密度的提高,可燃药筒燃烧速度加快,燃烧更为充分,由0.12和0.16 g·cm-3装填密度下测得火药力为583.9 J·g-1,而0.16和0.20g·cm-3装填密度下测得火药力为602.8 J·g-1。随点火强度提高,可燃药筒燃烧速度加快,能量释放更完全,0.12和0.20 g·cm-3装填密度下,弱点火和强点火时测得火药力分别为590.8J.g^-1和672.5 J·g^-1可燃药筒的多孔结构是影响其吸湿速率的关键因素,材质对吸湿量影响较大。药筒吸湿性较强,吸湿速率快。在20℃RH80%条件下,基础配方B可燃药筒吸湿率达到3.91%。含16.5%的含能纤维的可燃药筒在20℃RH80%条件下,吸湿率为3.43%。吸湿后药筒燃烧速度明显下降,0.20g.cm^-3装填密度下,吸湿量为1.6%可燃药筒的燃烧结束时间由干燥样品的6.64ms大幅延长至12.02ms,并且低装填密度下的燃气生成速率波动明显。