铁／高氯酸钾烟火药的激光二极管点火实验和参数研究

本文涉及了铁／高氯酸钾烟火药的激光二极管点火。该混合药己于试验室制得。铁粒子的平均尺寸接近1．6μm；铁粉由工业公司(Eckart Poudmet)提供。就高氯酸钾而言，其平均颗粒尺寸约为24μm。将上述两种成分用轨道运动混合器(orbital motion mixer)混合。此后，将混合物放入模具中压制成药柱。用一个光学装置(由能将分散的激光束平行修正的一个透镜和能将分散的激光再聚焦的第二个透镜组成)和一种光纤将激光束聚焦在烟火药柱上。将兰宝石窗口放置在后一个透镜和烟火药之间，以防光学设备损坏。激光二极管可提供一种输出功率7W、最大脉冲300ms的能量。研究集中在一些实验参数(激光能量、激光束直径、孔隙度q，碳黑粉的比例和铁／高氯酸钾的含量)对点火阈值能量E50，以及点火延期时间t1的影响上，整个试验是在一定的激光能量密度(2．2kW／cm^2)下进行。研究结果表明，所有这些参数都显示t1趋于增加,而E50趋于降低,给出最小点火能量的激光斑点直径。     

随机因素对火药激光点火过程影响的研究

激光点火可以改善密实药床的点传火性能，避免局部点火，但是，在激光点火过程中，药粒直径，激光能量，激光直径，脉冲宽度等参量都是随机变化的，这些随机因素会影响激光多点点火的同时性和一致性。本文主要研究这些随机因素对火药颗粒点火过程的点火一致性和同时性的影响。     

某导弹点火装置B-KNO3输出装药设计及试验

为了实现某导弹发动机的稳定点火,对点火装置B—KNO3输出装药的药型和药量进行了设计及试验,确定了点火药量为（2．5±0．1）g,药型为环状,并通过相关试验验证了B-KNO3输出装药的强度及输出性能,验证试验表明B-KN03输出装药满足发动机点火要求。     

小型发射级固体火箭发动机点火性能试验研究

为研究小型发射级固体火箭发动机点火性能的影响因素,通过单项点火试验,测试了点火瞬态过程中有无高能点火药、点火药颗粒大小以及点火药在药盒中不同放置情况等状态下的点火压强曲线,并与发动机地面试车试验进行对比。结果表明:有无高能点火药和点火药在药盒中放置情况对点火性能有较大的影响;点火药颗粒大小对点火性能基本无影响。说明单项点火试验可为小型发射级固体火箭发动机点火性能的研究提供依据。     

激光对B/KNO3药剂作用现象的研究

通过激光点火性能试验、电镜扫描分析(EMS)、差热分析(DTA)研究了激光与B／KNO3点火药相互作用过程中药剂表面的烧蚀情况，以及溅射物质在激光点火中所起的作用。研究结果表明，激光烧蚀药剂时，一部分药剂分子会溅射出药剂表面，损失凝聚相的能量。通过在药剂中加入酚醛树脂和表面压加薄膜，阻止了烧蚀物质的溅射和减少凝聚相能量的损失，提高了药剂的激光点火感度，小激光能量时也缩短了药剂的点火延迟时间。     

烟火剂的激光二极管点火第一部分：数字模拟

创立了一个在激光光束作用下，反应国体的变热和点火过程的数字模型。采用一种显示模式（explicit scheme)，对瞬态的、二维热方程进行了数字式求解。一个非线性的源项（source term,指Arrhenius方程）使得对这类问题的分析求解变得复杂化。激光束的吸收深度被认为只有几个微米深。研究了吸收深度系数的作用。用这种模型测定了激光能量密度、激光照射时间和热扩散率对点火的效应。这种数字模型已经被用到了对炸药类的激光点火系统的设计当中。证明了用纤维光导输出为0．6W的激光二极管进行点火是最合适不过的。     

含纳米金属粉AP/HTPB复合固体推进剂的激光点火特性

采用CO2激光(波长10.6μm)点火法,研究了微米Al粉、纳米Al粉、纳米Ti粉及含金属粉的AP/HTPB复合固体推进剂在不同激光功率密度条件下的点火特性,探讨了Al粉粒径对其点火性能的影响和金属粉对AP/HTPB复合固体推进剂点火的影响规律。结果表明,在激光功率密度为77.6~365.1 W·cm-2条件下,Al粉的点火延迟时间随着激光功率密度增加逐渐减小;Al粉粒径越小,其点火延迟时间越短(tJal-50tN-AltJal-150tJal-200t5μm),点火能量越小(EJal-50EN-AlEJal-150EJal-200E5μm)。相同激光功率密度条件下,150 nm Ti粉的点火延迟时间和点火能量明显要小于150 nm Al粉,且两者的点火过程差异较大。含金属粉的AP/HTPB复合固体推进剂点火延迟时间顺序为tRX-0tHT-5AtHT-1AtHT-4AtHT-3T,点火能量顺序为ERX-0EHT-5AEHT-1AEHT-4AEHT-3T,与相应金属粉的点火延迟时间顺序一致(t5μmtJal-200tN-AltJal-50tTi-150),且点火均首先发生在样品表面。     

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。     

1.06μm激光末制导炮弹导引头接收能量模型

本文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模型，时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。在目标模型里特目标描述为一漫反射的球体来模拟坦克炮塔。文章最后得出结论即在一定的条件下影响末制导炮弹接收能量的主要因素是激光照射器照射目标的位置。     

发射药点火器

炮弹用发射药点火器包括一个点火管；装在点火管内的传递装药，装传递装药的这个地方的点火管有一个套管，套管上有许多点火孔，和放置在套管内的防护管。防护管的外壁与套管的内壁齐平，并将套管上的点火孔覆盖，防护管管壁很薄，厚度在0．1毫米至0．8毫米之间，可有效地防止传递装药受外部环境，包括湿度的不利影响。防护管的材料选自由玻璃，氧化陶瓷材料，玻璃陶瓷材料，金属或合金以及塑料组成的一类材料。这种装置给传递装药长时间不受外部环境影响提供了可靠密封，例如，至少10年，在不经意操作下也可以达到。     

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。     

固体推进剂激光点火性能研究综述

激光点火的研究近年来已成为一个热门的研究课题,采用激光作为刺激源研究固体推进剂点火性能是因为激光输出能量高且可调、点火时间和能量可控制且不受环境因素限制,而固体推进剂点火性能的研究对揭示固体推进剂的燃烧机理,验证点火模型具有非常重要的意义.本文主要描述了固体推进剂激光点火性能研究的理论过程、表征方法以及试验装置,并对影响固体推进剂激光点火性能的诸多因素如激光能量、推进剂组分及含量、点火环境等因素进行了详细的阐述,最后对固体推进剂激光点火性能研究需要注意的问题进行了总结,并附参考文献50篇.     

应用物理化学国家级重点实验室 火工系统先进药剂技术实验室简介

实验室包括火工系统钝感药剂技术研究实验室和火工系统集成化药剂技术研究实验室，实验室拥有完善的化学合成工作平台、柔性合成化学反应系统和三维重力混药机等高新设备。主要进行新型药剂设计方法研究、新型环保起爆炸药技术研究、新型钝感传爆药、纳米点火药、烟火药技术研究、微装药技术研究等。针对有关新技术火工系统进行爆炸逻辑网络用药剂研究、激光点火和起爆药剂技木研究、爆炸箔直列式安全点火与起爆系统中钝感点火药及起爆炸药研究、光电对抗中无源干扰烟火技术研究和火工烟火药剂的基础理论和共性技术研究等。     

有色发烟器材用新型点火装置的设计

以军事训练用某型有色发烟器材的设计要求为目标,根据固相点火理论,设计了一种输入能量小、输出能量大、点火能力强,且输出点火时间相对较短的新型点火装置。经试验验证,该点火装置能够满足有色发烟器材迅速形成有效烟雾的要求。     

基于新型半导体激光系统的B/KNO3/PF点火特性

为了研究点火系统的发火性能和点火特性,设计了一种新型可自检半导体激光点火系统和以微米级B/KNO3/酚醛树脂(PF)为装药的激光点火器。采用热重-差示扫描量热技术(TG-DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱仪(EDS)、激光反射率和发射光谱等测试获取了药剂的形貌尺寸、元素分布、热性能、激光吸收效率和药剂粒子激发谱线等性能参数;通过激光点火系统启动点火器发火研究了激光脉宽对B/KNO3/PF药剂发火性能和点火特性的影响。结果显示:较大PF质量比(4.8%)的和较小颗粒(平均粒径6.97μm)的B/KNO3/PF药剂在DSC曲线中起始反应温度降低,放热量增加。点火器点火启动分为一次点火和二次点火两个过程,激光脉宽对点火器的点火特性有显著影响。当激光脉宽为5 ms和10 ms时,点火器能够正常发火,其50%发火能量分别为6.23 mJ和12.54 mJ。通过调节激光的脉宽和能量,获得点火器的一次点火延迟时间为3.50~4.69 ms,二次点火延迟时间为7.23~8.08 ms,火焰持续时间为58~83.5 ms;当激光脉宽为2 ms时,激光点火系统无法激励点火器正常发火。这种特性与半导体脉冲激光能量输出规律相符合。     

毫秒级Si-CuO-Cu2O延期药研究

本文介绍了毫秒级Si-CuO-Cu2O延期药的研制概况，阐述了该延期药的配方设计，并详细分析了该延期药的延期时间及其延期精度与成分配比、原材料粒度、粘合剂含量、混合均匀性、压药压力、装药次数、水分含量、点火能量和环境条件等的关系，同时对该延期药的燃烧反应机理进行了探讨。     

激光多点均匀点传火技术实验研究

使用大功率Ｎｄ：ＹＡＧ激光器产生激光,通过光学玻璃窗和光纤能量传到金属点火器中点燃点火药,从而达到在点火管内实现多点同时点火的作用。实验用激光成功的点燃了点火药,并且把激光单点点火,不同直径光纤多点激光点火实验结果与普通的电点火实验结果进行了比较,发现使用激光确定能实现多点同时点火达到     

双35mm高炮弹用底火点火能力分析

通过理论计算双35mm高炮弹用底火火帽、NC药和发射药的点传火能力，验证双35mm高弹用底火的装药结构能保证底火的可靠点火。     

高炮口动能大口径火炮中多点点火技术试验研究

为研究高炮口动能大口径火炮装药设计中的点火问题,进行了大口径炮用点火管多点点火的试验研究.设计了点火管的结构,设计加工了点火管多点同时点火试验的模拟装置,在模拟装置上测量了多段点火管多点同时点火的压力-时间曲线,分析了试验研究结果.进行了大口径长药室平衡炮的射击试验,结果表明,由多个点火头、黑火药点火药盒、蛇形黑火药袋、可燃中心传火管组成的多点点火系统的点火时间短,一致性好,能够满足高炮口动能大口径火炮装药设计的要求.     

毫秒级Si-CuO-PbO2延期药

介绍了毫秒级Si-CuO-PbO2延期药的配方设计,详细分析了延期时间及其延期精度与原材料粒度、粘合剂含量、混合均匀性、压药压力、装药次数、水分含量、点火能量和环境条件的关系,同时对该延期药的燃烧反应机理进行了探讨。