真空度对烟幕云团膨胀速率的影响（英）

将烟幕应用于外层空间,研究烟幕云团的稳定性极为重要。针对外层空间高真空的特殊环境,基于燃烧型及粉末型烟幕云团,采用通过测试单位时间内云团边缘尺寸变化获取膨胀速率的方法,试验研究了真空度对烟幕云团形成时膨胀速率的影响。结果表明,烟幕云团的膨胀速率随着真空度由0.1 MPa升高到0.04 MPa而逐渐增大,并且压力每减小0.02 MPa,膨胀速率约增大0.03倍左右。     

烟幕云团形成初期的流动规律研究

利用普朗特边界层微分方程,根据爆炸成烟烟幕云团的自身运动特点,通过在不同条件下的假设,建立了贴地面的烟幕云团的边界层流动数学模型,以及快速成烟膨胀模型,并用实验分析模型。研究认为,在爆炸成烟烟幕云团形成初期,其流动特征为湍流,空气阻力是烟幕云团膨胀运动速度迅速衰减的主要原因。     

《火工品》总目次

题目专栏作者期页研究报告真空环境中烟幕云团形成阶段的膨胀模型???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????陈宁,潘功配等某型火箭弹电点火系统雷电辐照效应研究??????????????????????????????????????????????????????????????????????????檀朝彬,易建政,周星雷管输出侧向冲击波在硬纸板中传播衰减规律研究??????????????????????????????????????????????????赵耀辉,焦清介,臧充光等火工分离装置的深水分离模拟试验装置设计??????????????????????????????????????????????????????????…     

爆炸型烟幕弹遮蔽效能仿真研究

传统的烟幕仿真方法通常使用假定风场均匀稳定的高斯模型或者拉赫特曼扩散理论,这些方法忽略了实际大气边界层复杂多变的特点。为了解决这一问题,建立一个基于计算流体力学（CFD）方法的爆炸型烟幕弹遮蔽效能仿真模型。运用拉格朗日方法,基于在椭球体内均匀生成随机粒子的方法构建初始云团。分析烟剂燃烧放热对初始云团的热力效应,结合CFD方法和离散相模型对烟幕粒子的扩散进行模拟,得到烟幕质量浓度的时空分布。通过计算面密度得到烟幕对可见光的有效遮蔽区域。效能仿真结果与试验结果和拉赫特曼模式结果对比,证明了该模型的有效性,表明烟幕弹遮蔽效能仿真模型在爆炸型烟幕弹的前期扩散阶段较好地反映了烟幕形状及长度、高度的变化规律。     

膨胀石墨烟幕发生装置烟流颗粒运动规律与试验研究

针对膨胀石墨设计了一种简易烟幕发生装置,该装置利用烟火药燃烧时释放出的热量使可膨胀石墨膨化并分散于空中,形成膨胀石墨干扰烟幕。基于该装置建立了烟流颗粒(膨胀石墨颗粒)扩散规律的理论计算模型,对烟幕发生剂反应参数与烟流颗粒运动规律进行计算,得到烟流颗粒的运动方程。同时,对该装置进行了试验研究,并通过高速摄影记录烟流颗粒运动规律,试验结果表明烟流颗粒理论运动规律与试验结果相符,能够描述烟流颗粒的运动规律。     

烟幕初始云团最大半径数值模拟

基于圆柱体发烟装置,采用Truegrid仿真软件建立带有"V"型刻槽的圆柱壳体网格模型,并用Autodyn软件建立发烟装置仿真模型,对烟幕初始云团爆炸分散过程爆轰压力变化规律进行数值模拟。借助于MATLAB提供的分段线性插值函数,将压力作为已知量引入爆炸分散理论模型,采用欧拉法对模型进行数值计算。开展了野外测试实验,采用摄像法和图像处理技术得到试验数据。结果表明,爆炸分散第一阶段发生时间为0～8.9×10-6s,烟幕初始云团最大半径增大为原来的3～4倍;在爆炸分散第二阶段,烟幕初始云团最大半径增大到约3 m。基于Truegrid与Autodyn混合仿真,并与爆炸分散理论模型相结合的方法,相比仅利用数值积分求解爆炸分散模型的传统理论方法,烟幕初始云团最大半径的计算误差降低了3%～8%,且烟幕初始云团最大半径比单一理论模型法更接近实验结果。采用欧拉法计算模型的收敛性优于四阶龙格-库塔法。     

单透向烟幕干扰材料及其干扰机理研究

基于二氧化硅(SiO_2)具有良好的红外透光和散射性质,探索其在单向透射烟幕配方中的应用。基于米氏散射理论分析了烟幕云团具有单向透视性能的干扰机理。其次,利用OPAG33傅立叶变换红外遥测光谱仪测试含有不同晶型SiO_2烟幕的红外透过率。结果表明:SiO_2可以作为中远距离的单向透射红外烟幕材料,在15m距离内,当烟幕位置发生变化时,红外透过率发生明显变化。说明SiO_2粒子具有良好的前向散射性能,其衰减特性与粒子的粒径和形状有一定的关系。     

8-14μm波段红外烟幕透过率的测试与修正（英）

为了减少烟幕温度对8-14 μm波段烟幕透过率的影响,分析了有红外辐射源和没有红外辐射源的燃烧型红外烟幕的透过率.结果发现两种情况下5 g发烟剂被点燃后的透过率分别是40%-50% 和15%-20%,燃烧形成的红外烟幕导致烟幕云团具有很强的红外辐射.为此提出了减差修正法,烟幕的透过率通过减去没有红外辐射源时的透过率得到修正,5 g发烟剂的透过率减小为25%-35%.     

真空下燃烧型抗红外发烟剂的配方设计

基于热辐射的几种模型,以及航天器的热辐射特点和烟幕对航天器的隐身原理,探讨了真空下燃烧型抗红外发烟剂的配方设计.通过分析认为,真空下燃烧型抗红外发烟剂配方设计可以借鉴大气层下燃烧型抗红外发烟剂的经验和技术,但要考虑航天器的热辐射特点,不能忽视真空环境对发烟剂的点燃性能和燃烧自持化学反应能力的影响.     

真空中石墨微粉烟幕的红外消光性能研究

基于外层空间高真空的特点,为研究红外干扰材料在外层空间的适用性,实验研究了真空中石墨微粉烟幕的红外消光性能,并与常压下石墨微粉烟幕消光性能进行了比较.结果表明,石墨微粉烟幕在真空度0.03MPa的环境中具有良好的红外消光性能,但弱于常压下的消光能力.分析表明,当真空度较高时,烟幕微粒的沉积速率加快,烟幕有效质量浓度及微粒数浓度减小,烟幕消光性能降低.     

可膨胀石墨用作抗红外/毫米波双模发烟剂的研究

为了获取一种性能较佳的毫米波发烟剂材料,就JF-150可膨胀石墨对3mm和8mm波的衰减性能进行了实验研究,在此基础上,以JF-150可膨胀石墨作为重要组分设计了一种抗红外/毫米波发烟剂配方,采用红外热像仪及毫米波辐射计测试了该发烟剂形成的烟幕对3mm和8mm波的衰减特性。结果表明,可膨胀石墨对3mm和8mm波单程最大衰减分别为17.0dB、16.6dB,优于铝箔条衰减效果;60g可膨胀石墨发烟剂对3mm和8mm波单程最大衰减值均大于10dB,干扰时间约为20s。可膨胀石墨是一种用于制造抗红外/毫米波双模发烟剂的良好材料。     

不同真空度下抗红外烟幕沉降规律研究

依据粒子沉降特性的相关理论分析了不同真空度下烟幕的沉降规律，并采用测试烟幕质量浓度求解烟幕沉降速率的方法，开展了实验研究。结果表明，随着真空度的升高，烟幕的沉降速率增大；试验结果与理论分析结果相符合。     

对烟幕微粒的终端沉降速度研究

传统烟幕理论认为，在烟幕形成后，烟幕微粒受到重力的作用开始沉降，同时受到空气阻力和浮力的作用，最后使烟幕微粒达到终端沉降速度，这个速度方程可以通过Stokes圆球阻力理论求得，并被用来分析烟幕的性能。本文通过外场实验研究和理论分析认为，终端沉降速度公式并不适合分析烟幕性能。     

基于云重心理论的防空兵群(团)指挥所射击指挥能力评估

云重心评估模型包括：确定指标体系、求各指标云模型、用多维综合云表示其性能指标系统状态、用加权偏离度衡量云重心改变、用云模型实现评语集及其评价结果。应用云重心构建防空兵群（团）指挥所射击指挥能力评估模型步骤为：确定评判对象指标集、确定指标权重、列出指标的状态值、确定云的重心向量及确定加权偏离度。其算例验证了该模型的可行性。     

不同真空度对烟幕近红外衰减性能的影响

针对太空环境高真空的特殊性，为了研究抗红外烟幕在太空中的适用性，通过试验研究了不同真空度下，燃烧型抗红外烟幕对近红外波段(0．76—0．95μm)辐射的衰减性能，结果表明，烟幕透过率随着真空度由0．1MPa升高到0．04MPa逐渐增大，并且各相邻真空度间的透过率增幅基本一致；分析表明随着真空度的升高、烟幕炭黑含量的减小、烟幕质量浓度的降低，烟幕红外衰减性能降低。