多光谱辐射测温法应用于测定火工烟火药剂燃烧温度

分析了火工烟火药剂燃烧辐射特性,在此基础上进行了多光谱辐射测温法测定火工烟火药剂燃烧温度的可行性分析,并研制了具有12个测试通道的多光谱辐射测温系统。采用以色列CISystemsSR-20-33型号黑体炉(温度精度为±3℃)验证了所研制的多光谱辐射测温系统的测温正确性以及稳定性。以某型号电点火具装药为例,应用该测温系统测量了其输出火焰燃烧温度。     

硝酸铷类红外烟火药剂的燃烧性能

研究了以硝酸铷为氧化剂,分别以金属镁粉、镁铝合金粉、钛粉、氢化钛粉、硼为可燃剂,以氟橡胶(FPM)为黏合剂组成的5组烟火药剂的燃烧性能,用DSC分析了药剂的分解过程,测定了燃烧热和燃烧火焰温度,并与REAL程序计算的绝热火焰温度值进行了比较,测试了烟火药剂的近红外(0.7～1.1μm)辐射强度和可见光(0.4～0.7μm)光强。结果表明:含B与Ti的热分解过程较类似;Mg/RbNO3/FPM烟火药剂的燃烧热值最高为4939 kJ.kg-1,5组药剂燃烧热顺序为Mg>Al3Mg4>TiH2>Ti>B。Ti/RbNO3/FPM烟火药剂的燃烧火焰温度最高,高于2700℃,实测的燃烧火焰温度比REAL程序计算的理论绝热火焰温度低;TiH2的近红外(0.7～1.1μm)辐射强度与可见光光强之比为1.654,隐身指数较高,有望成为良好的红外照明剂组分。     

六种蓝光烟火药的热力学研究

为了比较不同蓝光烟火药的发光效果和探讨配方优化设计的新方法,利用REAL热力学计算程序对六种蓝光烟火药进行了热力学研究,建立了蓝光烟火药燃烧反应焓与火焰温度和辐射光子数之间的关系,根据计算得到的燃烧火焰温度和辐射蓝光的光子数,优选了蓝光烟火药配方及配比。结果表明,六种不同蓝光烟火药的燃烧温度为1651～2880 K,这与利用NASA-CEA程序的计算结果一致,在最大波长处辐射的光子数为0.02011～0.0435 mol·kg~(-1),且产生蓝色火焰的主要辐射体为CuCl。借助蓝光烟火药的燃烧反应焓、火焰温度和辐射光子数之间的函数关系式,计算得出含KClO_3、2CuCO_3·Cu(OH)_2和S的蓝光烟火药燃烧温度为1651 K,辐射光子数为0.0435 mol·kg~(-1),在六种配方中其蓝光辐射效果最好,该配方的最佳配比为KClO_3/2CuCO_3·Cu(OH)_2/S=63/19/18,为其它火焰烟火剂的设计和优化提供了一种新的方法.     

黑火药的改进研究

在注重环保的当代，安全、无毒、无环境污染烟火药剂已经成为烟火药剂研究发展的方向。本文讨论了黑火药的改进方法，即在去掉原有的硫磺基础上改变氧平衡、改变可燃物的种类和含量，从而得到了环保型黑火药。     

烟火药燃烧粒子流场的实验研究与数学模型

烟火药的点火能力、光辐射效率等性能与其火焰中燃烧粒子的速度分布相关。利用高速摄影仪对以高氯酸钾、镁粉和硝化棉等构成的烟火药的燃烧粒子的分布进行了实验研究,并根据相关算法对流场进行了数学模拟。通过二值化图像处理方法对高速摄影仪摄取到的连续图片进行了粒子的跟踪统计与速度矢量的分析。通过灰度值加权质心计算法计算出每个正在燃烧粒子的运动轨迹,并建立了正在燃烧粒子运动矢量的数学模型。结果表明:在分析烟火药燃烧粒子的重力、浮力和曳力等条件的影响下,可以建立燃烧反应粒子的坐标与速度的粒子轨迹模型,进而得到燃烧粒子的速度区域分布,该模型能够较好地体现烟火药的火焰粒子的轨迹特征与火焰结构。     

瞬态辐射光纤高温计系统研制

为了测定高能炸药爆轰温度，研究高能炸药的爆轰辐射特性，研制了一台瞬态辐射光纤高温计。该高温计采用光纤分束器将被测光源发光通过同一根光纤分束至6个不同通道，保证了高温计各个通道采集的光是目标光源同一点发光，提高了测温精确性。还介绍了测量炸药爆轰温度的方法及原理，以TATB基炸药为实例，测量了该炸药的辐射光谱历史，并运用线性最小二乘法进行拟合，得到了该炸药的爆轰温度为3 135 K±28 K．     

烟火药做功能力测试研究

参照炸药做功能力试验,采用铅壔法对雷药、黑火药和红光剂3种粉状烟火药的做功能力进行了测试研究。从点火方式、铅壔温度、药剂类型三方面入手,分别研究了其对药剂做功能力的影响。研究结果表明:装药密度≤1.047g.cm-3的情况下可用电雷管起爆来达到烟火药的稳定爆轰;铅壔温度必须严格修正以便于试验结果统一比较;被测药剂中,使铅壔扩孔值变化最大的是雷药,做功能力为113.29mL,黑火药和红光剂相对较小,做功能力分别为51.20mL和51.60mL。     

AKTS模拟分析常用绿焰剂的热稳定性

为了对常用绿色火焰烟火药剂的热稳定性进行研究,通过4种升温速率下的 DSC 实验对组分质量比为wBa(NO 3)2∶wKClO4∶wMgAl =40∶20∶25的绿色火焰烟火药剂进行了测试,得到了样品热分解的起始分解温度、放热量等数据.利用AKTS-Thermokinetics软件对DSC实验得到的数据进行了进一步的动力学计算,基于计算结果预测了绝热和等温条件下的热稳定性能,两种条件下得到的TD24分别为250℃和279℃.结果表明,此药剂稳定性较好.     

烟火药燃烧火焰流场的PIV应用研究

为了研究烟火药火焰结构,尤其是具有较大几何尺寸的高温燃烧质点的运动状态,利用二维粒子成像速度场仪(PIV)对该燃烧过程进行了测量,实现了火焰内部燃烧粒子运动的可视化;针对示踪粒子、滤光片及曝光时间等测试问题进行了研究与分析,并利用MATLAB软件对实验图像进行了验证与研究,获得了可信的实验数据与理论依据.     

某新型燃烧剂的性能研究

本文介绍了一种以赤磷和金属粉组成的新型燃烧剂的制造工艺和性能。通过对赤磷采取钝化处理及加入粘接剂，使得该赤磷燃烧药剂的安定性、吸湿性得到改善，摩擦感度有所降低。该型燃烧剂是一种既有燃烧功能(燃烧火焰温度1300-1700℃)，又能产生白色烟幕的多功能烟火药剂。     

CCD技术在发动机温度场测试中的应用研究

基于CCD图像传感器的温度测量技术是一种新兴的非接触式测温技术。与其他非接触式测温技术相比,它具有光电转换灵敏度高、信号失真度小、工作稳定可靠等优点,特别适合高温检测。发动机火焰温度场对于研究发动机的燃烧特性具有重要价值,但是,火焰温度场测试是一项难度很大的高温测试研究课题。本文结合实测经验介绍了CCD测温技术在温度场测试中应用的测试原理、测试系统组成、误差分析和实测效果。     

烟火药剂中硫磺含量测定方法的研究

确定了烟火药剂中硫磺含量的测定方法,将烟火药剂洗去有机粘合剂后,用稀盐酸充分溶解、过滤,用浓硝酸将硫磺氧化成硫酸,加入过量的钡离子,然后用EDTA容量法测定过量的钡离子,进而得到硫磺含量.试验表明,本文提出的方法回收率在98.22%～99.79%.     

烟火型声光监视报警器

介绍了烟火型声光监视报警器发火及传火机构的可靠性设计；     

激光毁伤中的多光谱测温技术研究

为研究激光毁伤中毁伤区域状态的变化,基于激光毁伤时目标区域所具有较为规则的毁伤区域、温度分布,提出一种改进的多光谱测温方法,对毁伤区域的辐射光谱进行反演分析。利用该方法对毁伤区域的辐射光谱进行温度反演,研究比色测温法与多光谱测温法在相同情况下的测温精度、影响因素;通过该方法对1 500 K温度下的目标辐射光谱进行光谱反演。结果表明：该方法最少可以将测温误差缩小24%,在实验中最大可以将误差缩小60%;根据不同温度区域的面积分布,可以反馈并优化目标区域温度分布反演的精度,为目标区域温度分布的测量提供了一种思路。     

铝粉的粒度和形状对闪光剂感度的影响

通过对闪光烟火药剂的感度测试，发现由铝粉配制的闪光烟火药剂对摩擦和冲击比较钝感，而对静电火花和火焰敏感，其感度随着铝粉粒度的减小而增大。非球形铝粉配制的闪光烟火药剂比球形铝粉配制的闪光烟火药剂的感度高。造成这种结果的根本原因是由于铝粉的比表面积不同。     

聚合物在赤磷基抗红外发烟剂中的研究

在实验室条件下利用多波段红外辐射仪，对含不同聚合物的赤磷基发烟剂燃烧产生的烟雾对远红外辐射的透过率进行测试。试验表明：不同聚合物在发烟剂中所起作用不同，相似成分的发烟剂中加入氟可降低烟雾在远红外波段的透过率。井分析了上述烟雾在红外波段产生不同遮蔽效果的原因。     

基于高速成像的爆炸温度场测试方法

为实现对爆炸温度场的动态测量,针对爆炸温度场变化快、范围广、温度高、难以测量的问题,提出一种基于高速成像技术的爆炸温度场测温方法。基于辐射原理推导出高速成像系统的温度测量模型,建立高速相机图像灰度值和被爆炸温度之间的对应关系,得到可通过控制高速成像系统曝光时间和透光率2个参数控制测温范围的算法;搭建高速成像爆炸温度场测量系统,用最小二乘法对系统进行标定,标定结果显示：该建模方法在2 200~2 900 ℃区间平均误差为0.74%,在1 850~2 350 ℃区间平均误差为1.95%,能够满足爆炸温度场的测量需求。运用搭建的系统与红外测温仪分别进行375 g、750 g及1 500 g 3种药量的温压弹爆炸温度测量对比实验,实验结果表明：该系统与红外测温仪之间的温度测量值最大偏差为3.31%,实现了高响应速率及高分辨率测量。     

烟火药的创新与发展

烟火药的发展由来已久,20世纪中后期的突破性发展为高技术战争光电对抗无源干扰,进入21世纪发展步入了理论研究与技术创新的新阶段.新型烟火药红外照明剂、脉冲信号剂、声纳诱饵剂、弹丸增程底部排气剂、强光辐射迷盲干扰剂、熄燃或爆燃的软杀伤烟火剂、“冷光”烟火剂、微烟/无烟烟火剂等,创新发展特色鲜明.烟火药理论研究的突破、技术...