底排点火具在大气中燃烧火焰扩展特性

底部排气弹射程和纵向密集度与点火具的工作性能密切相关。采用高速录像系统和红外热像仪研究了大气环境中,镁/聚四氟乙烯(MT)(Mg/PTFE 45/55、Mg/PTFE 55/45、Mg/PTFE 61/39)、硝酸钡(Ba(NO_3)_2)和氢化锆/氧化铅(ZrH_2/PbO_2 40/60)五种点火药剂在不同点火具孔径(6.5,8mm)下的燃烧扩展特性,并测得七种点火具的火焰温度场分布。在实验基础上,以基于内节点的有限体积法对MT点火具的燃烧射流场进行三维数值模拟,分析了不同MT质量比和点火具孔径下点火具在大气中的燃烧特性参数分布规律。实验和数值结果表明:ZrH_2/PbO_2点火具会破坏底排推进剂的"平行层"燃烧规律;提出以点火面积有效因子表示推进剂点火面积的有效程度,并结合点燃时间综合评估点火具的点火性能,发现MT质量比为61∶39,孔径为8mm的点火具性能最优;点火具火焰最高温度区均位于喷孔的势流核上方;镁质量分数为0.45~0.61时,镁含量越小,MT点火具燃烧场中火焰温度越高,镁含量一定,点火具孔径为6.5,8mm时,较大孔径有较强烈燃烧场热对流,较高中心轴向温度,较大温度梯度。     

AP/HTPB底排药柱点火试验研究

采用点火瞬时性模拟试验装置和旋转中止燃烧试验装置实验研究了点火药为ZrH2 PbO2的GC－45点火具和点火药为Mg PTFE的改进型点火具对AP／HTPB底排药柱的点火。实验结果表明，前者存在点火延滞期长、燃烧侵蚀现象严重，以致造成射弹射程和密集度下降，因此建议采用以Mg PTFE为点火药的改进型点火具。     

底排点火具在高降压速率下瞬态燃烧特性的实验研究

为了研究底排点火具在弹丸出炮口时瞬态燃烧特性及工作性能,采用半密闭爆发器模拟炮口压力突降过程,借助高速录像系统,开展了高降压速率条件下底排点火具燃烧特性的实验研究。结果表明,在高速降压过程中,底排点火具燃烧受到强烈瞬态扰动。不同药剂的点火具抗干扰性能不同,其中以硝酸钡为药剂主成分的点火具和以镁粉 PTFE为药剂主成分的点火具燃烧性能稳定,以氢化锆、二氧化铅为药剂主成分的点火具工作稳定性较差,火焰持续时间标准差为523 m s,点火具喷孔堵塞严重。     

一种新型点火药的性能研究

为克服黑火药存在的不足,研制出一种新型高能点火药,通过黑火药、新型点火药在吸湿性、燃烧性能、安全性能及输出特性等方面的对比试验,从理论上分析了该点火药的性能特点。结果表明:和黑火药相比,新型点火药爆热高、吸湿性小、燃烧后残渣量少,组分相容性良好;并且,点火的瞬时性和点火强度优于黑火药。     

PVAc弹性微球包覆的高能化学点火具的点火性能

为了减小化学点火具的成型性、燃烧持续时间、燃烧速度等参数对粉尘燃烧与爆炸实验的影响,提高实验数据的准确性和和可重复性,研制出一种聚醋酸乙烯脂(PVAc)弹性微球包覆的化学点火具。首先对点火药用石蜡降感,后加入几滴石油醚将点火药制成球形,然后将PVAc的乙醇溶液旋涂在球形点火药上并真空干燥,在干燥过程中石油醚的挥发使包覆膜发生膨胀并使点火药变得膨松,制得的PVAc弹性微球具有成型性好、韧性强、防水和抗氧化等优点。利用高速摄影技术,研究了该点火具的燃爆特性,并与其他三种类型的点火具进行了比较。实验结果表明,PVAc弹性微球包覆的化学点火具的火焰呈球形传播,其火焰速度适中、点火可靠度高,能够减小粉尘爆炸实验数据因点火具造成的误差。     

高速旋转条件下点火具的燃烧特性试验研究

借助高速旋转试验台,研究了高速旋转条件下中心端面点火和侧向点火2种点火具的燃烧特性.结果表明,随着转速的提高,火焰面积增大,点火具燃烧时间减小,燃速加快.在转速为12 000 r/min的试验条件下,点火具内的点火药燃烧速度达到30 mm/s,是静态试验条件下的3倍以上;同时,点火药燃烧火焰在高速旋转条件下明显增大,其燃烧高度和宽度均比静态下多5～8 cm以上,燃烧强度更加猛烈.随着转速的增大,点火具烧蚀程度也愈加严重.     

基于多孔介质模型的点火火焰在发射药颗粒床中的传播特性

为了研究中心传火管点传火结构下点火药燃烧后产生的火焰在发射药药粒填充床中的传播特性,使用多孔介质模型模拟发射药药室颗粒填充床,并采用N-S方程模型对点火药燃烧产生的高温高速气体在发射药颗粒床中的流动传播过程进行数值仿真计算,并以温度场的等温面传播等效于火焰阵面传播,仿真数据与试验数据进行对比。结果表明,在密实装药床下,点火火焰传播过程中,以等温面等效于火焰阵面,火焰传播速度的仿真计算值为91 m·s^-1,与试验测得96 m·s^-1较为接近;仿真得到的高温火焰气体传播的温度场云图与试验拍摄的火焰传播图像具有较好的一致性;采用多孔介质模型计算所得的膛内3处测压孔的压力数据与试验测得的压力数据吻合度较高。     

某固体火箭发动机用电点火具装药结构设计

基于B／KNO3点火药的特性，采用三种不同药型的点火具装药进行对比试验和分析，并针对电点火具的性能指标要求，分别对传火药、过渡药、点火药环进行了计算和设计，确定了适用于某固体火箭发动机用电点火具装药的药型。     

包覆火药装药点传火技术的研究

研究了一种新的中心传火具，用高速摄影的方法研究了该传火具的传火过程，用炮膛模拟器研究了该传火具在点火时的膛内压力分布及其对药床的影响。结果表明，对于包覆火药装药结构，该传火具的点传火效果要明显优于制式点火具。     

战术固体火箭发动机点火冲击试验研究

在满足固体火箭发动机总体设计和推进剂设计一定的条件下,为了找出点火过程中导致冲击过载的影响因素,进行了若干不同状态的点火冲击试验研究,并进行了点火冲击过载频谱分析。试验研究结果表明:在点火具状态不变的情况下,点火压强随着点火药量的增大而增大;在点火药量较少、黑火药粒度较小的情况下,有利于减小点火冲击过载。     

消焰剂降低枪口火焰的研究

选择了硫酸钾、硝酸钾、新型钾盐AK和BK四种不同结构性能的消焰剂,采用在钝感和包覆时加入的两种添加工艺制备出装药样品。通过B门照相法测试了枪口火焰,进行了消焰剂影响降低枪口火焰的试验研究。结果表明,同种消焰剂不同的添加工艺对降低枪口火焰作用不同,钝感时加入消焰剂对降低枪口火焰作用大,而包覆时加入消焰剂对降低枪口火焰作用小。与常规消焰剂硫酸钾、硝酸钾相比较,新型钾盐AK和B K吸湿性小,在相同含量相同添加方式下消焰效果好。同种消焰剂相同添加方式下含量越高,消焰效果越好。     

环境氧含量和压力对铝镁贫氧推进剂燃烧性能的影响

为研究不同海拔处大气氧含量(氧体积分数)变化对铝镁贫氧推进剂燃烧特性的影响,采用激光辐射点火,使用高速摄影仪记录推进剂的点火与燃烧过程,并利用红外测温仪测量推进剂的表面温度及火焰温度,研究了环境氧含量与压力对推进剂的点火过程、火焰温度和燃速的影响。结果表明,环境气体氧含量高于推进剂热解产物中氧含量时,点火气相化学反应主要发生在推进剂热解产物与环境气体的扩散区,初现焰远离推进剂表面,但随着压力增加,扩散区与推进剂表面之间距离减小;火焰温度与环境氧含量和压力线性正相关;压力与环境氧含量增加时,铝镁贫氧推进剂燃速增加,压力和环境氧含量对铝镁贫氧推进剂燃速的影响符合B数理论,压力是影响推进剂燃速的主要因素,但随着压力增加,压力对燃速的影响相对减小,压力从0.1 MPa增加到1.5 MPa时,压力和环境氧含量的燃速敏感系数比从200下降到40。     

波纹火焰筒数值模拟成形技术研究

针对波纹火焰筒提出了刚模逐节冲压成形、刚模对称冲压成形、粘性介质外压成形和粘性介质内压成形等四种成形方案,并对其成形过程进行了有限元分析,得到了四种成形工艺方案的壁厚分布、壁厚减薄率分布和卸载回弹结果。研究表明,粘性介质外压成形得到的波纹火焰筒构件的壁厚分布最为均匀,卸载回弹量最小,壁厚减薄率小于粘性介质内压成形。     

远程榴弹底排装置的火焰持续温度测量评定标准

利用基于红外测温技术的远程榴弹底排装置测试系统对底排装置的静态燃烧性能进行检测,经过部队实际应用的数据分析,得出了判定底排装置在静止燃烧状态下是否合格的具体参数判断标准,从定性分析转变为定量分析,为部队长储远程榴弹的质量监测提供依据。     

某金属传火管不同装药对点传火性能的影响研究

针对某大口径火炮设计了中心金属传火管,在点传火模拟试验装置上进行了该金属传火管的点传火试验。通过对比分析传火管管内压力、火焰传播速度、破孔时间差以及点传火时间等参数的变化情况,对影响金属传火管点火性能的点火药种类和装药量两个因素进行对比分析。结果表明与大粒黑和小粒黑相比,当点火药为苯萘药条时更有利于提高药床的透气性,能够明显提高火焰的传播速度,缩短破孔时间和点传火时间,且随着苯萘药条药量的增加,火焰传播速度、点火能量也随之增加,具有更为良好的点传火性能,该结论可以为下阶段工程化应用提供设计依据。     

硒化铅红外传感器的温度特性测试与分析

为使火焰探测器能更好地在宽温度范围下工作,对火焰探测器常用的硒化铅(PbSe)传感器暗电阻的温度特性进行研讨.基于硒化铅负温度系数特性,对某型硒化铅传感器在不同温度下的暗电阻进行测试,并对硒化铅的温度-电阻曲线进行拟合和误差分析.结果表明:给出的标定方法可以用于快速确定传感器温度特性,可为相关应用提供设计依据.     

激波诱导火焰变形的二维数值模拟

利用改进的Van Leer格式,通过求解带化学反应的Euler方程,对甲烷/空气混合物中激波诱导火焰变形的过程进行了数值模拟,使用了甲烷/空气详细化学反应机理及其热力学和动力学数据.根据计算结果,讨论了激波掠过火焰时的变形过程,以及激波作用下火焰中组分的浓度和净反应生产速率的变化关系.结果表明,火焰在激波作用下可分叉形成λ波,并进一步发展为球形激波,最终被压缩弯曲,而燃烧的化学反应过程发生在火焰与未燃物质的环形交界面上.     

含催化剂的RDX-CMDB推进剂熄火表面形貌特征和燃烧火焰结构分析

对分别含有Ｐｂ盐，Ｐｂ／Ｃ双元催化剂及Ｐｂ／Ｃｕ／Ｃ三元催化剂的三种ＲＤＸ－ＣＭＤＢ推进剂熄火表面形貌特征和燃烧火焰结构进行了研究。结果发现，不同的催化剂可导致推进剂熄火表面的特征物类型和几何尺寸不同，燃烧表面上明亮物质的几何形状，亮度不同，压力增大，推进剂燃烧火焰变得更加明亮     

快速喷焰对复合药型底排剂点火机理的研究

喷焰式点火具对复合药型底排剂实现快速、稳定的“二次点火”问题，作了机理性分析和探讨。对该类点火装置的设计有一定的参考价值。     

一种燃速可调的光控固体推进剂燃烧特性

为了研究光控固体推进剂在激光辐照下的可控燃烧特性以及推力性能,采用高速摄影、高精度压力传感器、R型热电偶以及微推力测试平台等装置分别获取了不同激光功率密度下,光控固体推进剂的燃速、点火延迟时间、燃烧室压强、燃烧火焰温度以及微推力等性能参数.结果表明:光控固体推进剂的燃速与燃烧室压强均随激光功率密度的增加而线性升高,与之相反,其点火延迟时间随激光功率密度的增加呈下降趋势.结合热电偶测温曲线,发现光控固体推进剂的燃烧过程主要分为五个区域:预热区、凝聚相区、三相区、气相区以及火焰区,与此同时,在1.343 W·mm-2的激光功率密度下,推进剂的燃烧火焰温度为1202.3℃.光控固体推进剂燃烧状态对于激光功率密度的依赖性对于实现推力的精确控制具有重要意义,通过改变激光功率密度的大小,成功实现了光控固体推进剂的推力控制;随着激光功率密度由0.344 W·mm-2增加到1.343 W·mm-2,光控固体推进剂的推力由1.58 mN上升至2.28 mN.