大功率激光两分束无源耦合器的优化设计

介绍了大功率激光两分束无源耦合器的优化设计原理及方法,采用芯径φ105/125阶跃多模纯石英光纤,设计、试制成大功率激光两分束无源耦合器.用小型化固体激光器和LPE-1B激光能量/功率计,测定了两分束器的激光能量耦合、传输参数,结果表明总耦合率达到81.27%.     

皮秒激光对电荷耦合器件多脉冲损伤效应研究

为了研究短脉冲激光对光电系统的作用机理,开展了高重频皮秒激光对行间转移Wat-902B型电荷耦合器件（CCD）的损伤实验研究,并对损伤机理进行了分析。调整皮秒激光指向相机光学系统入瞳位置,并使用电动转台方法控制激光与光学系统的交汇时间,从而控制到达光电探测器的脉冲个数。采用激光传输的二阶矩理论获得了激光到达CCD靶面的光斑能量分布,光斑测试精度优于20.3%. 考虑到实验误差,1.5 ns、400 ps千赫兹高重频激光条件下,转台转速201°/s,器件功能性损伤阈值为13.6~121.0 mJ/cm²,显著小于单脉冲损伤阈值263~1 146 mJ/cm². 单脉冲器件功能性失效机理为垂直转移电路电极间短路,多脉冲激光条件下的器件功能性失效机理与单脉冲损伤显著不同,表现为多线损伤的积累过程。     

光纤对激光起爆系统的影响

介绍了激光起爆系统中所使用的光纤 ;通过实验研究了光纤对 CP炸药起爆阈值和 B/ KNO3点火阈值的影响 ;对光纤直径关系与能量阈值的关系进行了实验分析和理论探索     

激光冲击起爆炸药关键技术研究进展

激光冲击起爆炸药系统具有时间控制精确,快速响应,抗电磁干扰的特点,满足现代火工品的应用需求,但是由于激光传输效率和利用效率较低,目前难以实现真正的实用化和工程化。分析了激光驱动飞片起爆炸药的临界飞片速度的估算方法,提出需要提高系统能量利用率的必要性,总结了利用光纤传能和激光驱动复合飞片提高系统能量利用率这两项关键技术的研究进展。指出,选用适宜的光纤,改善光纤抗损伤能力,设计合理的光纤传输光路,优化激光参数,改进复合靶膜结构,合理选取复合靶膜各层厚度等是实现激光冲击片雷管小型化、实用化、工程化必须解决的问题。     

激光火工品单光纤光路检测技术

针对目前激光火工品的光路检测问题,在激光火工品与药剂接触的光纤端面蒸镀能透过点火激光而反射检测激光的短波通滤光膜片,利用光路环行器,建立了一种单光纤激光火工品光路检测系统。研究表明,在基本不改变原激光火工品结构的情况下,该单光纤光路检测系统能够实现激光火工品光路连续性检测,光路完整时的检测激光反射电流可以达到200~300μA,高于光路折断时的30μA;检测激光反射电流与点火激光能量传输效率基本成二次函数递增关系,能够反映点火激光能量传输效率的相对大小。     

蓝宝石长波连续激光热力学损伤特性研究

对蓝宝石在10.6μm连续激光作用下热力学损伤特性进行研究。利用傅立叶光谱仪测试蓝宝石样件的反射率和透过率,明确蓝宝石需重点防护的激光波段为7~11μm;建立了蓝宝石轴对称模型,利用有限元软件ANSYS对激光照射蓝宝石材料的热力学特性进行数值模拟,分析了模型中温度和应力分布,以及时间响应特性,得到蓝宝石损伤阈值;并通过采用10.6μm连续激光对蓝宝石样件的损伤试验,验证了仿真结果和试验结果的一致性,表明所建立的蓝宝石激光辐照仿真模型具有合理性。     

激光末制导炮弹导引头接收能量对抗模型

文中给出了一种用于估算1.06μm激光末制导炮弹导引头接收能量的简单实用的模型,将1.06μm激光大气传输特性做了简单化的处理,指出影响传输特性的重要因素是大气的散射.在目标模型里将目标描述为一漫反射的球体来模拟坦克炮塔.文章最后从导引头接收能量角度,对激光干扰技术进行了分析.     

激光化学微推进推力性能的实验研究

影响激光化学微推进推力性能的主要因素为激光和推进工质的参数。对不同厚度的自研制双基药复合工质进行了推力性能的实验研究。实验中,激光焦斑为50 μm,激光功率密度为4.74×10⁴ W/cm². 实验发现随着工质厚度的增加,工质的冲量耦合系数有渐增的趋势,而比冲有渐减的趋势。将激光功率提高近1倍,选用功率为1.80 W的半导体激光器,25 μm厚的双基药复合工质的冲量耦合系数和比冲分别达到了130.8 dyne/W和493.0 s,此时,名义上的激光能量利用率高达316.4%,是聚氯乙烯（PVC）工质的6.46倍,化学能的释放更加充分。     

激光起爆引信及其关键技术

基于光纤传输高峰值功率脉冲激光驱动飞片起爆技术，提出了一种新概念引信——激光起爆引信的基本概念。与电起爆引信相比，激光起爆引信在能量形式、起爆机理、组成结构等方面有很大的不同，符合引信技术从机械电子到光电子的发展脉络，是引信设计创新、性能优化、应用创新的重要方向之一。论述了激光起爆引信在核武器以及先进常规武器中的潜在应用价值，根据参考文献总结出激光起爆的三种实现方式。激光起爆引信的关键单元，包括小型化激光器、光纤传能、激光冲击片雷管等，简要讨论了相关的科学研究、总体设计和单元技术。     

激光导引头阈值标定系统能量精确控制研究

精确能量控制是激光寻的制导武器导引头阈值标定系统的最主要功能,关系到导引头阈值标定的准确性和可信度.在分析实验室环境中激光光程分析的基础上,从两个途径提高能量控制的精确度.通过理论计算和试验的手段,建立了实验室环境中精确的激光传输模型.实验表明,该系统采用的措施是有效的,精确激光衰减建模是正确的,能量精确控制范围下限可远低于10-15J,适用于各种激光寻的式导引头的阈值标定.     

基于损伤树模型的战场损伤评估研究

引入人工智能技术进行准确快速的战场损伤评估时，必须解决损伤评估知识获取和表示问题。在装备结构树、损伤模式及其影响分析的基础上，建立了某装备系统损伤树，解决了如何通过损伤树获取相互关联的评估知识问题，基于损伤树模型进行了面向对象的知识表示和基于框架的知识组织。基于框架的知识组织把每种知识封装在一个框架中且各框架相对独立，使得知识库容易维护且扩展性好，有利于提高推理效率，满足装备评估要求。最后制定了有效的推理控制策略。     

依据装备战损率的装备损坏率预计

根据装备战损数量和装备损坏数量间的4种关系,在已知装备战损率情况下,对如何预计装备损坏率进行研究,并建立相应模型.通过装备损坏率及其分布,依据战损率及其分布,及损坏装备的战时平均修复率和分布,可得出装备损坏模型,计算出装备的战损率及其分布.案例结果表明,该方法合理、可行.     

基于毁伤效果指标选取的毁伤计算方法研究

在对战斗部毁伤效应和目标特性进行深入分析的基础上,对常见目标的毁伤效果指标进行了选取,提出了基于毁伤效果指标的选取进行毁伤计算,给出了目标毁伤计算流程.以子母弹打击油罐区为例,验证了方法的有效性,可为导弹武器打击目标的毁伤效果计算提供决策依据.     

基于毁伤响应函数的机场跑道毁伤评估指标计算

研究了子母弹打击机场跑道时的总毁伤面积与平均弹坑深度的函数评估方法.针时现有的Monte-Carlo仿真评估过程中仅仅简单地假设面积和深度服从某一分布的缺点,研究了一种利用回归分析方法对实测结果及数值模拟结果进行处理以构造毁伤响应函数的方法,设计了新的Monte-Carlo仿真评估流程,实现了评估指标的快速、准确计算.仿真结果表明,该函数评估方法具有良好的稳定性和较高的评估精度.     

基于耗散能原理的冲击损伤与疲劳损伤耦合分析

对液体橡胶基混凝土(LRBC)材料进行了压缩疲劳和冲击循环交叠加载,测量了弹性模量随着加载试验的变化情况。考虑到累积耗散能对于疲劳损伤可以看成是一个独立的因素,采用耗散能的累积定义损伤,对加载过程中的冲击损伤和疲劳损伤进行了耦合分析。结果表明:冲击损伤和疲劳损伤是相互耦合的;冲击损伤对疲劳损伤的扩展产生了明显影响。     

丁羟推进剂的损伤特性研究

为了解损伤对发动机寿命的影响,研究了丁羟推进剂在应力下损伤与破坏的特性,并研究了推进剂损伤特性的表征方法,及推进剂抗损伤能力的表征方法;讨论了应力、湿度、环境-应力联合作用对丁羟推进剂损伤的影响。发现不同配方丁羟推进剂的抗应力损伤的性能不同,脱湿点的应变值可以表征此性能;推进剂的E5%、脱湿能、永久变形及推进剂拉伸曲线出现S形可以用于观察或表征推进剂内部的损伤;环境湿度对应力作用下丁羟推进剂损伤的影响突出。     

基于功能损伤的装备有效毁伤幅员仿真方法研究

为在装备战斗损伤试验中收集到足够多的有效损伤数据,提出利用装备有效毁伤幅员进行试验场地设置的新方法。建立有效毁伤幅员的求解模型,提出广义毁伤幅员和基于任务的装备功能损伤概率概念。针对广义毁伤幅员的求解,深入研究装备物理损伤建模与仿真问题,主要包括破片毁伤效能模型、面向破片损伤仿真的装备描述模型、装备破片损伤响应模型和装备损伤仿真过程模型。针对装备功能损伤概率的求解,分析装备功能损伤仿真模型的建立方法及步骤,提出装备损伤注入的概念,并对损伤注入的实施方法及步骤进行了分析。仿真实例分析结果表明,所提出的装备有效毁伤幅员求解方法是可行且有效的,对于优化装备战斗损伤试验方案设计、降低试验费效比具有十分重要的现实意义。     

动能毁伤弹丸撞击多层靶板的区域性毁伤特性研究

为研究动能毁伤弹丸对航天器内部结构的毁伤特性,提出了一种穿透航天器外壳后区域性散布毁伤元的动能毁伤弹丸。根据空间卫星的结构特点设计了多层等效靶板,进行了动能毁伤弹丸撞击多层靶板的验证试验。对试验过程进行有限元动力学仿真,并将仿真结果与试验结果进行一致性对比,采用该模型研究了不同形状毁伤元的毁伤特点。研究结果表明:动能毁伤弹丸在穿透2 mm厚铝板后弹壳破碎释放毁伤元,且不会穿透最后一层靶板产生额外空间碎片,毁伤方案的可行性较高; 不同形状毁伤元中球形毁伤元毁伤内部结构的效果最好,立方体毁伤元穿透外壳的效果最好。