SCB传热模型及点火能量验证

以电容放电的方式研究了半导体桥(SCB)点火过程与药剂之问可能存在的能量作用形式.设计了不同的点火实验,有针对性地验证了等离子体对药剂的冲击作用和渗透热作用.从等离子体存在形式出发,利用等离子体传热理论,初步建立了等离子体传热模型.对斯蒂芬酸铅(LTNR)、叠氮肼镍(NHA)和硝酸肼镍(NHN)进行单颗粒球形传热模型的Fourier分析和数值模拟,并对三种药剂进行了SCB点火实验.LTNR、NHA、NHN三种药剂的最低点火电压分别为11,15,39 V.点火实验结果表明,药剂的导热系数影响SCB点火属性,导热系数小的药剂对应的最低点火电压也小.结合模拟的结果得到了SCB等离子体点火中,渗透热作用为主要能量作用形式的结论.     

点火能量对两相爆轰波形成影响的数值研究

针对液态辛烷/空气两相混合物燃烧波在一维封闭空间内传播时爆燃向爆轰转变(DDT)的问题,运用化学反应流动基本理论、颗粒轨道模型和两步反应模型,在拉格朗日质量坐标系中建立了对该现象的数学表达,并开发了数值模拟程序CTPD,其中气体动力学方程采用显式差分格式,化学反应项使用二阶精度的Adams方法.通过数值模拟研究了液态燃料爆轰波的基本特性,以及点火能量及初始温度对于爆轰波结构与发展的影响.研究发现,点火能量及初始温度的提高显著促进了爆轰的转变,爆轰强度随着点火能量的提高而增大,随着初始温度的提高而减小.研究中计算结果与实验波形符合良好,说明本研究为包括DDT现象在内的脉冲爆轰发动机工作过程提供了一种可行的计算方法.     

炸药装药发射安全性新判据

用小型后坐冲击模拟实验装置对５种常用炸药装药进行了在模拟发射条件下安全性的实验研究，提出了用炸药装药所承受的机械功率－点火阈值函数作为炸药装药发射安全性的判据。并按此判据和实验结果给出了这５种炸药在１．５ｍｍ气隙条件下的发射安全性顺序。     

铜叠氮化物微装药的激光二极管点火特性研究

为有效提高铜叠氮化物使用的安全性，对原位合成铜叠氮化物微装药的激光二极管点火特性进行了研究，对不同铜转化率的铜叠氮化物微装药在不同功率密度下的激光点火能量进行了测试，并拟合其激光点火判据。研究结果表明：相比纯叠氮化铜，原位合成的铜叠氮化物中由于存在未反应纳米铜核，激光点火能量明显降低，最低可达到20μJ以下；叠氮化反应铜的转化率越高，铜叠氮化物微装药的激光点火感度越高；在激光功率密度大于4.0W·mm-2时，铜叠氮化物微装药可控制在50μs以内点火；试验获得的铜叠氮化物的James形式的起爆判据为2.62/q+16.4/E=1。     

激光点火技术的实验研究好数值仿真

设计了多点均匀点火模拟装置。使用大功率Nd: YAG激光器产生激光，通过光学玻璃窗和光纤把能量传到火药床中点燃火药，并在点火管内实现多点同时点火。把激光单点点火、不同直径光纤多点激光点火实验结果与普通的电点火进行了比较，发现前者能达到抑制膛内异常压力波的作用。建立了激光点火过程的两相流体力学数学物理模型，对激光点火过程进行了数值仿真，其结果与实验有较好的一致性。     

爆轰快速点火过程的数值仿真与实验研究

为了寻求一种火药装药床的快速点火方式,以满足工程应用对点火时间的需求,设计了爆轰快速点火实验装置并进行了爆轰点火的实验研究。同时结合实验装置的特殊结构,建立了爆轰点火过程的理论计算模型,应用4阶龙格—库塔法编程计算得出一典型装药结构下爆轰点火过程各物理参数的变化规律,主要为点火过程中实验装置内压力变化规律。通过计算结果与实验结果的对比分析,得出爆轰点火可以实现微秒级点火目标的结论,对爆轰快速点火技术在工程上的应用有一定参考价值。     

HNS-Ⅳ炸药一维冲击起爆判据的研究

为了探究p-τ判据、James判据和Π-τ判据对六硝基茋(HNS-Ⅳ)炸药一维冲击起爆判据的适用性,以及利用飞片冲击起爆模型研究HNS-Ⅳ一维冲击起爆的可行性,结合已报道实验数据对三种判据进行了拟合,得到了最佳判据方程。通过AUTODYN软件模拟了不同厚度聚酰亚胺飞片对HNS-Ⅳ速度阈值的影响,基于模拟结果进行判据曲线的拟合,探究了利用飞片冲击起爆模型研究HNS-Ⅳ一维冲击起爆的可行性。模拟结果表明,速度阈值的模拟结果与实验结果存在偏差,这是由飞片驱动过程中形态和厚度变化所引起。拟合结果中p-τ判据、James判据和Π-τ判据的R2分别为0.9813,0.8715和0.9940,其中Π-τ判据拟合效果最佳,模拟结果与文献结果一致。根据Π-τ判据,文献数据和模拟数据得到的最佳判据方程分别为Π=0.156+0.013/τ和Π=0.175+0.012/τ,二者曲线基本重合,说明通过数值模拟研究HNS-Ⅳ一维冲击起爆是可行的。     

激光点火过程的一维有限差分模型比较

建立 4种关于激光点火过程的一维有限差分模型 ,并通过计算对 4种模型的点火延迟时间和药剂表面温度变化曲线进行比较。结果表明 ,这两种因素对点火延迟时间和临界点火阈值的影响不可忽略 ,相比之下 ,化学反应热的影响更大 ,而且随着入射光能量水平的升高两因素对点火延迟时间的影响减小。考虑化学反应热 ,在入射光能量水平较低时 ,药剂表面温度的变化曲线出现双峰现象。入射光能量水平愈高点火延迟时间愈短     

随行装药火炮经典内弹道模型与实验技术研究

对随行装药理论和实验技术做了进一步的研究。建立了更能反映膛内气体流动、能量转换的经典内弹道模型，并引入了包覆、钝化火药的计算方法。对随行装药的最佳随行效果和点火延迟时间进行了论证和分析。同时，还介绍了随行装药实验技术研究的部分结果。     

点火能量对两相爆震波形成影响的数值研究

针对液态辛烷／空气两相混合物燃烧波在一维封闭空间内传播的爆燃向爆震转变（DDT）问题，运用化学反应流动基本理论、颗粒轨道模型和两步反应模型，在拉格朗日质量坐标系中建立了对该现象的数学模型，并开发了数值模拟程序CTPD。通过数值模拟研究了液态燃料爆震波的基本特性，以及点火能量及初始温度对于爆震波结构与发展的影响。研究发现，点火能量及初始温度的提高显著促进了爆震的转变．爆震强度随着点火能量的提高而增大，随着初始温度的提高而减小。     

飞机燃油箱油气空间引燃概率函数预测模型

为研究飞机燃油箱的引燃概率函数,通过开展弹丸射击模拟油箱靶标的弹道实验,得到弹丸在不同速度下引燃油箱的情况.提出燃油箱冲击毁伤标准(BC标准),并在实验研究的基础上通过Logistic回归分析得到了飞机燃油箱油气空间引燃概率函数预测模型.研究结果表明:基于BC标准的油气空间引燃概率函数对引燃概率的预测值与经验公式预测值...     

点火问题分析解研究

对点火问题进行研究，给出了两种点火的数学模型；平板定常模型和球对称非定常模型．从火药颗粒的球对称非定常模型出发，利用叠加原理和数学变换导出了火药颗粒表面温度的分析解．该研究对深入研究点火理论和起始弹道学有一定的作用     

HAN基液滴在富含水蒸汽环境中着火、燃烧特性研究

本文采用挂滴装置和高速摄影系统研究了HAN基液体发射药LP1846单滴在富含水蒸汽高温环境中着火、燃烧的特性.给出了液滴从受热到燃尽全过程的时间序列照片,定量测试液滴着火、燃烧的特征参数,并分析了环境条件对特征参数的影响.探讨了液滴的微爆机理.建立了液滴着火的简化工程计算模型,计算值与实测值吻合较好.研究结果对分析再生式液体发射药火炮内弹道过程有参考价值.     

某引信及其等效构件的慢速烤燃研究

为研究引信传爆序列的烤燃特性,建立简化的等效模型,以装填1,1-二氨基-2,2-二硝基乙 烯（FOX-7）导爆药和传爆药的某引信为研究对象,进行升温速率为3.3 ℃/h的烤燃试验。设计两种等效方案,对两种等效构件进行相同的烤燃试验。在试验基础上建立等效构件的烤燃模型,通过数值模拟研究了传爆序列的点火顺序。运用传热学理论分析点火机理,解释了传爆药先点火的原因。结果表明：外壁底部温度为177.1 ℃时发生点火;两种等效构件响应结果与全引信响应结果相同,均为爆燃反应,且破片状态基本一致,等效方案可行;点火点在传爆药中心,传爆药燃烧引起导爆药发生爆燃反应;当导爆药与传爆药为同一炸药时,引信烤燃过程中一般为传爆药先点火。     

起爆方式对EFP成形性能的影响

借助脉冲 X光摄像实验检验了起爆方式对 EFP成形性能的影响 ,其后 ,根据紫铜平板药型罩压痕实验的结果 ,利用爆轰波理论分析了起爆方式影响 EFP成形的机理 .     

基于蒙特卡罗方法的导弹砸舰概率建模与仿真

舰载导弹垂直弹射升空后主发动机如果未能正常点火则对作战中的舰艇安全造成严重威胁。针对目前空中未点火导弹空中运动作为自由落体运动导致导弹落点精确度不高的问题,对模型进行改善。在考虑舰艇的行进速度和摇摆运动对舰载导弹离轨参数的影响基础上,建立导弹发射初始速度模型以及导弹质心运动模型,然后模拟舰艇实际作战海情,根据蒙特卡罗方法对导弹砸舰概率进行建模与仿真,分别计算出了导弹采用垂直发射和近似垂直发射方式的砸舰概率,并通过分析概率数据提出了降低砸舰概率的舰艇航行方式,为工程上解决空中未点火导弹砸舰问题提供了理论依据。     

底排点火具射流特性对点火延迟时间的影响

为了研究底排点火具射流特性对底排药柱点火延迟的影响,基于一种两相流点火理论模型和一定的假设条件,针对某155 mm底排弹出膛口后的二次点火过程及点火射流特点,就底排点火具的两相射流点火过程进行了数值模拟.计算得到了点火软化和延迟时间,给出了底排药柱着火燃烧前的径向温度分布情况,分析了点火射流温度、固相颗粒直径、颗粒相浓度参数变化对点火软化时间和点火延迟时间的影响,研究结果对指导点火具和底排药柱的改进设计具有参考价值.     

一种两相流点火模型及数值模拟

底排点火具对底排药剂点火的不一致性是引起底部排气弹射程散布的重要因素之一。为了研究导致点火不一致性的因素和揭示点火机理,分析了某155 mm底部排气弹出膛口后点火具对底排药柱二次点火的过程和特点。基于气体—颗粒两相射流理论,提出了一种两相流强化点火模型。该模型综合考虑了纯燃气与两相射流耦合过程,以及固体—气体或液体—气体两相流对固体底排药的热辐射、热对流和热传导复合传热机制。针对底排装置出膛口后的二次点火过程进行了数值模拟,计算得到了底排药剂软化时间和点火延迟时间,数值模拟结果与实验结果基本吻合。该模型对固体火药类似点火过程具有普适性。