一种平板式微小型爆炸序列的传爆性能研究

设计了一种平板式微小型爆炸序列,将HMX基导爆药JO-9C(Ⅲ型)在薄板空腔内压装成长条形代替柱形导爆药,在其两端分别使用轴向与条形导爆药表面垂直的微小型电雷管和传爆管作为输入和输出,形成包含两个直角的传爆路径。对比研究了不同温度(高温、低温、常温)条件下的爆炸序列在条形导爆药高度为0.8 mm和1.8 mm时的传爆性能。结果表明:微小型电雷管、传爆管与药高为0.8 mm的条形导爆药组成双直角传爆路径的爆炸序列能够逐级传爆;爆炸序列温度越高,作用后对约束件破坏性越大。     

火工分离螺母作动噪声的预示和解耦

火工分离装置在水下武器应用中,可能会由于其作动噪声过大的问题给目标带来暴露的风险。利用有限元+边界元的数值计算方法,建立了火工分离螺母作动噪声的仿真预示模型,展示了分离过程中瞬态辐射噪声的传播过程,分析了火工分离螺母作动噪声的来源和产生机理,结合试验和仿真模型计算了各声源的辐射声功率,对噪声源进行了定量解耦。研究结果表明,在10～6 000 Hz的频段内,内套筒撞击的贡献量约为50%,螺母瓣撞击的贡献量约为23%,燃烧噪声的贡献量不到1%,但是在低于400 Hz的低频段内,燃烧噪声的贡献较大,约为22%,仿真结果与试验测试结果一致性较好。     

烟火药在定容条件下的爆燃p-t曲线仿真

通用的非线性显式动力学软件没有适用于模拟火工作动装置内烟火药作用过程的数学模型,导致动力学仿真只能采用多软件联合仿真。为简化仿真流程,采用MSC.Dytran软件新增的爆燃状态方程模拟烟火药在定容条件下的压力-时间历程(p-t曲线)。为验证仿真方法的适用性和准确性,进行了燃速较慢的炭黑/硝酸钾和燃速较快的铝/高氯酸钾两种烟火药的仿真和试验。对比分析了仿真结果与密闭爆发器试验结果在压力上升到半峰值(0.5pm)和到达压力全峰值(pm)两个时刻的时间差以及pm的相对误差。结果表明,炭黑/硝酸钾压力上升到0.5pm时,仿真结果和试验结果的时间差为0.03 ms,到达pm时的时间差为0.3 ms,pm的相对误差为7.4%～10%;与此相对应,铝/高氯酸钾在这两个压力点处的时间差分别为0.02 ms和0.1 ms,pm的相对误差在4%～6.3%。说明使用MSC.Dytran中的爆燃状态方程进行烟火药的p-t曲线仿真具有较好的准确性和适用性。     

节流孔对分离螺母火工冲击的影响

为避免航天器因受到火工分离螺母作用时的高冲击载荷而发生故障,采用节流孔来抑制分离螺母分离作用时的冲击响应.研究在分离螺母燃气通道上设置了Φ2、Φ4 mm和Φ6 mm三种孔径的节流孔,同步测试不同节流孔的分离螺母在分离过程中的压力、加速度和预紧力,分析分离螺母的作用过程.根据作用过程中的先后顺序将冲击载荷解耦为火药作用、预紧力释放和活塞撞击三类冲击源.将得到的时间-加速度(a-t)曲线转换为冲击响应谱,并计算每种冲击源的贡献,以获得节流孔孔径与冲击响应的关系.结果表明:采用三种节流孔时,在500～10000 Hz的频域内,火药作用激起的冲击响应的贡献为8.3％～11.0％;预紧力释放激起的冲击响应的贡献为44.0％～51.5％;活塞撞击激起的冲击响应的贡献为40.2％～45.0％.分离过程的最大冲击响应分别为:1416 g(Φ6 mm)、1251 g(Φ4 mm)和852 g(Φ2 mm).可见,采用节流孔可以有效抑制分离螺母的冲击响应.     

一种微小型错列式传爆序列的研究

针对微通道传爆,设计了一种装有条形导爆药的微小型错列式传爆序列,改进了条形装药的压装方法。在条形导爆药两端分别使用微小型电雷管和传爆管作为输入和输出,形成具有两个直角的传爆通道,进行雷管对正的传爆试验和雷管错列的隔爆试验。结果表明:改进后的压装方法工艺性良好;0.8 mm药高的条形导爆药传爆可靠,雷管与导爆药最近距离为2 mm隔爆安全。     

金属橡胶隔振器对火工分离螺母冲击响应的影响

为避免航天器受到火工分离螺母作用时的高冲击载荷而造成故障,采用金属橡胶隔振器抑制分离螺母内活塞撞击所激起的冲击响应.通过在分离螺母活塞运动末端安装大刚度、中刚度和小刚度三种金属橡胶隔振器,分析500～10000 Hz的频域内的冲击响应谱.结果表明,金属橡胶隔振器的冲击抑制效应主要发生在3000 Hz以上的频段上,5000 Hz以上的频段的冲击抑制效果最为显著.使用小刚度隔振器后使最大加速度响应从1330 g下降至852 g,分析频域内的最大降幅为675 g@5993 Hz;使用中刚度隔振器后的使最大加速度响应从1530 g下降至1251 g,分析频域内的最大降幅为539 g@9514 Hz;使用大刚度隔振器后的最大加速度响应从1697 g下降至1416 g,分析频域内的最大降幅为281 g@8476 Hz.使用金属橡胶隔振器实现了较好的冲击抑制效果,对于火工作动装置的降冲击设计提供了一种可行的方法.