微型固体脉冲推力器工作过程参数影响分析

微型脉冲推力器工作过程瞬态性强,传热过程具有高耦合性的特点。本文利用移动网格模型对推力器整个工作过程进行了二维非稳态模拟。分别计算了不同点火药量下以及不同喷管打开控制压力下的内弹道过程,分析了点火药量等参数对内弹道的影响。通过计算壳体绝热和耦合传热两种状态下的流动,分析了不同传热条件对推力器性能的影响。最后,将仿真结果与推力器试车数据进行对比,指出影响推力器内弹道预估准确性的因素。     

速射武器身管一维径向传热的数值分析

该文根据射击过程中膛内火药气体温度场的瞬态脉冲特性,给出了膛内火药气体平均温度的变化规律;用能量平衡法导出了含有复合材料的一维轴对称瞬态传热的有限差分方程,并进行了大量的计算,得出了射弹数、射击频率、身管材料导热性能等因素对身管温度场的影响规律.这对从事速射武器身管的烧蚀问题研究以及弹药抗自燃问题,有一定的参考价值.     

含能材料等离子体点火过程的强瞬态二维热传导分析

针对在等离子体点火过程中,当热量传播速度为有限值时,其传热机理和适用经典傅里叶定律时热量传播速度为无限大时完全不同。通过对傅里叶定律进行修改,使其能够在强瞬态导热中应用。在柱坐标下建立火药颗粒强瞬态热传导的轴对称二维数学物理模型,并进行数值模拟,计算得到了火药颗粒内部温度场分布,分析了不同因素对等离子体点火性能特别是点火延迟的影响以及火药颗粒内部加入热电偶后对内部温度场分布的影响。计算结果表明：等离子体辐射温度越高,点火延迟越小;辐射吸收层越小,表面温度达到着火点所需时间越短,点火延迟也就越小;松驰时间对等离子体点火产生滞后影响,松驰时间大使热传导系统保持原有稳走状态的能力就强,热传导能量难以向内部渗透。当插入热电偶测量温度时,热电偶对温度场分布会产生影响。     

可抛式延伸喷管的瞬态温度场和热应力分析计算

已知某固体火箭发动机燃烧产物的热力学特性和发动机性能参数.对该延伸喷管建立二维轴对称有限元计算模型后,对工作时间内瞬态温度场和热应力进行分析计算.得到工作过程中各个时刻结构温度分布和应力分布,验证了结构的热防护和强度.为后续喷管设计提供理论参考.     

多根药柱火箭发射药非稳态温度场特性研究

为研究莱多根药柱火箭发射药的非稳态温度场特性,设计了内装此种发射药火前发动机的传热实物模型,将模型置入温控箱内进行温升实验.以测得的发动机壳体外壁温度为已知条件,建立数理模型.在计算区域内生成非结构化网格,通过数值计算求出模型的非稳态温度场.在此基础上,分析和研究了温度场特性.研究结果对多根药柱火箭的实时药温测量系统的研制具有指导作用.     

微型固体火箭燃烧室瞬态温度场数值分析

文中根据微型火箭发动机的实际工作状态,建立了一种传热模型,以此为依据计算了发动机工作时的瞬态温度场.比较采用铜、铁和铝这三种外壳材料时系统的温度分布,并分析了对药柱燃烧稳定性的影响,这些结果对设计时选择材料有重要参考意义.     

哈姆(HARM)导弹钢带缠绕壳体

目前正对钢带缠绕壳体进行鉴定,它为哈姆和其他导弹系统提供惰性弹(IM)壳体,满足海军的试验要求。对目前使用的壳体进行了改进,其中段用钢带呈螺旋状缠绕。对试验段和装填了哈姆导弹装药的钢带缠绕壳体进行了IM试验。其设计参数使得该壳体的实际工作能力和性能水平与目前哈姆导弹使用的整体钢结构壳体的基本一致。这一改进方案的成功证明,可以对响尾蛇导弹,先进空空导弹以及许多其他导弹系统进行类似的改进。目前,一共生产了15个钢带缠绕壳体,包括11个论证试验用壳体和4个试飞用壳体。已对其中5个成功地进行了各种试验(包括水压爆破试验,结构试验,气动加热和惰性跌落试验)。8个壳体已经装药或准备装药以供将来装药试验和IM试验用。装填的推进剂包括在纸板中(card board)的点火器火药和装在钢带缠绕壳体里的发动机装药,它们在美国海军武器中心成功地进行了试验。在缓慢自燃和快速自燃条件下,对装药进行了鉴定。由于4台论证型发动机的衬层/绝热层脱粘,推迟了哈姆导弹发动机的IM论证试验。这些发动机将用于今后壳体再生工艺的评估鉴定。在进行静力试验后,对哈姆导弹发动机进行多次IM试验和环境试验。其试验结果将用于鉴定哈姆导弹推进系统的惰性弹设计方案。     

某脉冲发动机传热特性分析

为研究侧喷管脉冲发动机的传热性能,运用流体计算软件对发动机进行流固耦合换热数值计算,分析发动机工作过程中的瞬态换热.数值计算结果与试验结果的一致性较好,验证了数值方法的准确性.研究结果表明:不同材质基座的温度场结构基本一致,由于材料热物性的不同,壁面的温度梯度会存在一定的差异;燃气的涡旋流动是造成内壁面高温及烧蚀主要原因,烧蚀产生的金属氧化物颗粒会加剧燃气的侵蚀效应,铝质基座需具备热防护部件.     

钨渗铜燃气舵化学烧蚀计算

固体火箭发动机燃气舵的烧蚀主要包括 Al2 O3颗粒冲刷、化学烧蚀,采用商业软件 FLUENT 对某型号的固体火箭发动机尾流场和钨渗铜燃气舵的流场进行模拟,通过气固双向耦合计算稳态和瞬态的燃气舵的内部温度场分布和变化过程;编写插入 UDF 函数计算燃气舵与高温气流发生反应造成的化学烧蚀,计算燃气舵的化学烧蚀量。     

固体发动机单项点火试验研究

通过单项点火试验研究点火瞬态点火药量对点火装置点火延迟时间的影响以及不同点火药量、不同堵片打开压强下点火燃气在燃烧室流动过程,结果表明:点火装置延迟时间随着点火药量的增加而减少,发动机点火延迟时间、燃烧室内燃气填充时间、压强变化规律与点火药量和堵片打开压强有关。     

半导体桥火工品力学过载下的结构失效研究

为了研究在高加速度冲击过载条件下半导体桥( SCB)火工品受力损伤情况,采用分离式Hopkinson压杆对SCB火工品模拟样品进行了过载实验,并用有限元分析软件ANSYS/AUTODYN对SCB火工品的力学响应过程进行了仿真分析计算.研究结果表明,在高加速度冲击过载条件下,SCB火工品结构的薄弱部位在输出端的收口处,应对壳体采取加固措施以提高抗过载性能.     

海水中带电极电缆空中磁场的实场测量研究

在对带电极电缆的空中磁场进行实场测量验证时,电缆的形态通常与理想状态有较大差别,理想状态下的磁场模型无法对其进行有效验证。针对此问题,分析了实场条件下电缆形态与理想状态的区别,对海水中带电极电缆的空中磁场模型进行改进,并对改进前后的两种模型进行仿真计算对比。通过模型计算值与实场测量值对比表明,改进后的空中磁场模型的计算值误差较小,能够更好地适用于海水中带电极电缆空中磁场的理论验证。     

熔铸装药凝固过程温度场变化分析

为消除熔铸装药缩孔,对凝固过程内外温度场的关联工艺进行研究.分别对普通注装、冒口漏斗注装和热芯棒注装3种工艺熔铸装药凝固过程进行实验及结果分析,通过检测壳体外部温度预判壳体内部温度变化,实现壳体内部装药质量预判,得出影响熔铸装药凝固过程的温度变化规律.结果表明:装药凝固过程壳体内部温降随时间增加而降低,装药外部温度随内部中心温度降低而降低,且均呈直线变化.     

底排推进剂瞬态泄压工况下燃烧流场特性的数值模拟

针对底排弹出炮口泄压瞬间燃烧失稳问题,建立了AP/HTPB底排推进剂燃烧流场的二维轴对称非稳态模型,通过数值模拟获取了底排模拟装置在瞬态泄压工况下的流场特性。结果表明: 在泄压过程中,燃烧室内压力、密度和温度沿轴向迅速下降,速度沿轴线迅速升高,且各流动参数的变化梯度逐渐减小;底排推进剂燃气的加入导致燃烧室内密度沿径向降低,而温度沿径向升高;燃烧室内压力随时间变化的计算值与实测值吻合较好。     

可燃药筒材料高压燃烧性能的测量与计算

为研究可燃药筒材料高压燃烧特性,采用密闭爆发器测量系统,开展了某可燃药筒材料燃烧性能试验,得到实际燃烧过程的压力-时间曲线。在此基础上,建立定容工况下可燃药筒材料高压燃烧的理论模型,并进行数值计算,获得某可燃药筒燃烧性能参数、燃速指数和燃速系数,得到了可燃药筒材料燃速与压力的关系式。研究结果对改进大口径模块装药的可燃药筒设计具有一定的参考价值。     

密实装药床中点火火焰传播特性的实验与数值研究

以某火炮密实装药为背景,为了研究在中心点传火结构下装药床中点火火焰的传播特性,设计并使用了可视化半密闭爆发器式模拟实验装置。考虑到实验安全性,装置中以尼龙假药粒床来替代真实发射药,通过高速摄影系统拍摄了装药床中点火火焰的传播过程。实验结果表明,点火火焰在前期主要体现为径向传播,直至火焰气体受到药室壁面的约束,径向传播减弱而轴向扩展成为主要特征。基于实验,结合多孔介质模型建立了装药床中点火燃气流的二维轴对称传播模型,并利用FLUENT软件对点火火焰的流动过程进行了数值模拟。将气体高温面等效为火焰面,数值计算得到的气相温度场云图与实验拍摄的火焰图像对比基本吻合,火焰轴向位移的数值结果与实验结果相差不超过7.14%,并由数值计算的火焰位移曲线得出装药床中火焰轴向传播的平均速度为14.1 m/s。     

复杂结构火箭发射药非稳态温度场的数值模拟

对火箭发动机（包含发射药）的非稳态温度场进行数值模拟是确定火箭发射药实时温度的一种有效方法。论文首先建立了某火箭发动机传热的数理模型。鉴于发射药由7根药柱构成,结构复杂,无法在结构化网格基础上求出待求区域的温度场,因此,采用三角形非结构化网格并推导出计算区域内各节点的离散方程。编制程序,以数值计算方法求出发射药的温度场。结果表明,各特征点温度的计算值与实测值均吻合较好。因此,采用论文方法能正确模拟上述复杂结构火箭发射药的非稳态温度场。     

含运动弹头的手枪膛口射流噪声场特性

采用数值计算与试验研究相结合方法,分析某9 mm手枪膛口射流噪声场特性。基于计算流体力学与计算气动声学两步法,结合动网格技术,对含有运动弹头的手枪膛口燃气流场进行数值计算,即先采用大涡模拟方法计算膛口流场,得到声源积分面上的流体信息,再通过求解Ffowcs Williams和Hawkings声波动方程得到声源信息以及各个声监测点的声压信号,最终得到瞬态声场。为验证数值模型的可行性,将手枪试验结果与数值计算结果进行对比分析。结果表明：数值模型考虑弹头运动可以使计算结果更具准确性;数值计算所得各测点值与试验结果之间的误差均小于5%,证明了数值模型的正确性与可用性;研究结果对装有消声器的膛口噪声预测及膛口消声器的设计具有较好的参考价值。     

基于FLUENT的机动管线泵机组发动机气缸数值模拟

建立了发动机气缸与活塞的三维简化模型并对其进行了动网格划分,应用FLUENT对发动机气缸内的气体压缩及膨胀过程进行了仿真模拟,对气缸温度及压力进行了数值分析,得出了发动机气缸温度变化曲线图及温度、压力变化云图,分析比较了仿真模拟数据与数值计算数据,对模型的准确性进行了验证。     

基于Simulink 的点火电流计算方法

针对电火工品实际工程应用中如何保证其可靠作用的问题,提出一种基于Simulink 仿真软件的点火电流 计算方法。分析电火工品点火原理,综合考虑高温环境下点火电路电缆阻值变化、接插件接触电阻等影响因素,通 过仿真计算复杂点火电路点火电流,并进行试验验证。结果表明：该算法能提高火工品工作可靠性,节省研制成本, 为工程设计领域提供一种可行的方法。