SPETC炮等离子体发生器自由喷射放电特性研究

从多个方面对固体工质电热化学（SPETC）炮中等离子体发生器的自由喷射放电特性进行了研究。通过在不同毛细管几何参数、不同消融毛细管材料、不同PFN放电参数、不同脉冲叠加方式等条件下的百余次放电实验，结合数值分析，得出了在上述不同条件下，自由喷射等离子体发生器的主要放电特征参数的基本变化规律。     

毛细管等离子体阻抗特性实验研究

电热或电热化学发射中以等离子体实现能量的转化,等离子体的阻抗特性决定了能量的转化效率。从实验角度研究了毛细管内电弧放电生成的等离子的负载阻抗特性。通过测量放电过程中等离子体负载的电压,电流,分析了等离子体负载阻抗值在不同放电电压及环境背压条件下的变化趋势及其对电能输入效率的影响。实验结果表明毛细管内等离子体负载阻与放电电压成反比,电能输入效率与毛细管外背压成反比。     

中心电弧管内受限高压放电的实验研究

在电热化学发射中，等离子体发生器的放电过程是电能转化为热能的重要阶段。文中提出了采用中心电弧式的毛细管，并对一种通用的材料－－聚乙烯在多种贮能条件下进行了放电实验研究，得出了一些规律性的认识。实验表明，中心电弧等离子体发生器在电弧稳定性以及对现有发射装置的电热化学发射改造等方面都有其独特的优点。     

脉冲成形网络与毛细管等离子体发生器的计算

电容储能脉冲成形网络和消融毛细管等离子体发生器是电热发射系统的两个重要组成部分,电网络的放电电流和等离子体负载在整个放电过程中是互相耦合的.文中将电容储能脉冲成形网络电路的简化模型与等离子体发生器一维模型结合,对等离子体发生器放电实验进行预测,并与实验结果进行了对比,这种计算对脉冲成形网络和等离子体发生器的设计和运行都具有指导意义.     

消融毛细管等离子体发生器一维数值仿真

消融毛细管等离子体发生器是电热化学发射系统中重要的组成部分。针对一种用于生成等离子体的标准消融材料——聚乙烯，本文建立了适用于等离子体发生器的一维控制方程组，并利用MacCormack的显隐格式进行数值求解，仿真出了等离子体发生器放电特性参数以及发生器内的一维流动情况，并由实验得到了验证。本文的模型可以对等离子体发生器的工作特性进行预测。     

30mm电热化学炮膛内压力波数值模拟研究

使用包含瞬态燃速公式的一维内弹道模型模拟30 mm电热化学发射过程,通过与发射实验结果相比较,验证了该模型的精确性。对比常规发射和电热化学发射膛内压力波曲线可知,电热化学发射技术可以有效降低膛内压力波。进一步分析输入电能、放电时序、发射药弧厚、装填密度等参数变化对膛内压力波的影响。研究表明：同步放电的条件下,电能比不大于0.042时,压力波峰值变化很小;电能比大于0.042时,压力波峰值随着电能比的增加迅速增大;首个负波幅值随着电能比线性递增,但受电能比影响小于压力波峰值;采用时序放电时,在控制压力波的前提下,电能比与放电电流的脉宽呈正比;在较高电能比下,压力波峰值与放电电流的脉宽呈反比;随着发射药装填密度的增加,膛内压力波增大;但在控制压力波的前提下,可输入的电能比无明显变化,首个负波幅值随着电能比的变化趋势不变;弧厚的变化对压力波的影响可忽略不计。     

电热加速器集总参数模型弹道效应分析

电热轻气炮是实现弹丸超高速发射的一种有效途径，在其放电过程中，电能密度，充气压力，药室容积以及工质种类等参数是影响系统弹道性能的重要因素，本文在给出电热轻气炮数学模型基础上，利用所建内模弹道与放电回路的耦合编码详细分析了主要系统参数地弹道性能，能量利用率的影响，以１２．７ｍｍ口径氦工质电热轻气炮为例，在弹丸质量为８ｇ时，对系统参数进行了优化设计。     

消融控制电弧等离子体发生器的数值模拟

利用可消融材料制成毛细管,在其两端阳极与中空阴极间进行大功率放电,形成高压等离子体源．这种技术可应用于电热／电热化学超高速推进技术．本文在处理这类问题的时间相关两维统一模型基础上,针对狭长毛细管及径向快速松驰条件,运用积分平均方法,建立了能反映这一物理过程主要特征的时间相关轴向一维模型．计算表明：本文所建模型与计算方法能正确再现受限毛细管高压放电的主要物理过程,计算结果得到了实验验证     

电热化学炮内弹道过程的势平衡分析

通过对电能作火药当量化假设,将势平衡理论用于电热化学炮的内弹道分析。根据常规和电热化学发射的试验结果,初步探讨了势平衡理论在电热化学炮内弹道数据分析中的应用。该方法可以用于确定弹丸运动的阻力系数,确定实际火药力和电能利用系数,评价脉冲放电的作用效能。根据势平衡点参数的变化,可以检测膛内火药燃烧是否有异常现象。     

原子吸收光谱分析的新进展

评述近几年国内外原子吸收光谱分析诸如火焰原子吸收光谱分析。电热原子吸收光谱分析,辉光放电原子吸收光谱分析,氢化物发生器—火焰原子吸收光谱分析,氢化物发生器—电热原子吸收光谱分析,流动注射—氢化物发生器—电热原子吸收光谱联机分析等技术的进展,并介绍应用于钢及其材料分析的情况。     

压电位移材料电场E_3和应变S_1的关系

研究了软性铌锑—锆钛酸铅Pb(Sb1/ 2 Nb1/ 2 )ZrTiO3 (简称SN)系及硬性锑锰—锆钛酸铅Pb(Mn1/ 3 Sb2 / 3 )ZrTiO3(简称MS)系压电陶瓷电场E3 和应变S1的关系。压电方程为S1=d3 1E3 ,在弱电场下为线性关系。随着电场增加 ,压电应变系数d3 1变大 ,从而不再是常数。当电场E3 增大到某一值时d3 1有极大值 ,我们称此电场为饱和电场Es。软性SN三元系压电陶瓷的退极化电场Ed 为 12 .7kV/cm ,小于它的矫顽场Ec(13.6kV/cm)以及d3 1极大值 (-45 7pC/N)时的饱和电场Es(14kV/cm)。而硬性MS三元系压电陶瓷的退极化电场Ed 和d3 1极大值 (- 2 0 2pC/N)时的饱和电场Es相等 ,均为 2 4kV/cm ,大于它的矫顽电场Ec(18.6kV/cm)。软性SN三元系压电陶瓷在较低的电场下就可产生很大的应变。而硬性MS三元系压电陶瓷可以施加很大的反向电场     

TC4钛合金电火花高效铣削加工效率研究

钛合金材料以其优异的机械性能在航空航天工业中得到了广泛的应用,目前钛合金切削性能差的问题一直没有得到妥善解决,制约了钛合金工业应用范围的推广。以TC4钛合金加工效率为研究对象,通过使用长脉宽大电流脉冲电源,采用电火花铣削加工的方法实现了钛合金的高效加工。利用设计的正交实验对电火花铣削加工钛合金过程中主要加工参数,分别为脉宽、脉间、峰值电流、电极转速、冲液压力和切削深度等对加工效果的影响进行了实验研究。通过加工参数优选、极差分析及显著性分析等方法对加工参数对加工效率的影响进行了分析,使用加工效率预测公式对加工所能达到的最大加工效率进行了预测。最终在正交实验分析的基础上,通过进一步进行实验,采用脉宽为2 000 μs、脉间为100 μs、峰值电流为635 A、电极转速为800 r/min、冲液压力为1.5 MPa和切削深度为3 mm时,使得电火花铣削加工钛合金的加工效率最高可以达到9 000 mm³/min, 并使用电子扫描电镜对钛合金被加工表面的受热影响层进行了检测分析,验证了使用电火花铣削对钛合金进行高效加工的可行性。与传统切削方法相比,电火花铣削加工的加工精度有限,表面质量较差,但是由于采用石墨材料作为电极,相同体积钛合金的去除其电极损耗的成本只有刀具加工的10%左右,因此非常适合应用于航天航空工业制造中大量存在的需要大体积材料去除的钛合金等难加工材料的粗加工。     

基于反向开关晶体管的脉冲电源在电磁发射中的应用

为了进行电磁轨道炮发射机理研究,研制了一套基于反向导通双晶复合晶体管（RSD）全固态开关的电容储能型脉冲功率电源。RSD开关采用可控等离子体换流技术,具有全面积均匀同步导通、开通损耗小、功率大、换流效率高、寿命长的特点。电源系统由16个64 kJ储能模块并联组成,采用一体化紧凑设计,内嵌充电、控制、保护与测量功能。系统额定电压18 kV、总储能1 MJ,可通过时序控制对放电波形进行调节,短路同步放电峰值可达960 kA. 系统在20 mm口径电磁轨道炮上进行了多次发射试验,结果表明脉冲电源系统可靠性高,一致性好,输出波形灵活可调,满足轨道炮超高速发射研究的需要。     

Al/Ni爆炸箔电爆特性及驱动飞片能力研究

利用传统的MEMs工艺成功制备出Al/Ni复合爆炸箔,在4k V的充电电压下研究其电爆性能。研究表明,相比于传统的铜爆炸箔,复合爆炸箔的能量利用高,可达18%,而且爆发提前,所需能量较小,爆发能量集中。飞片速度研究表明,爆炸箔的厚度和充电电压会影响飞片的最终速度,飞片的速度随爆炸箔的厚度和电压升高而增大。当爆炸箔的厚度为3μm、充电电压为5k V时,飞片的速度可达3 100m/s。     

30mm等离子体增强固体发射药火炮内弹道物理模型及其计算

提出脉冲形成网络（ＰＦＮ）控制电能释放条件下的固体发射药电热化学炮内弹道模型，采和１ＭＪ贮能电源，对３０ｍｍ电热化学炮（ＥＴＣＧ）进行了弹道计算，计算中改变的参量有电能输入量、电能与化学能的匹配关系、药室容积、身管长、装工缇及弹丸质量等。最后给出了不同参量组合所能达到的最大火炮效能，从而为该武器设计提供了理论依据。     

HAN基液体发射药电点火参数的实验研究

在两级电点火装置上，和高压脉冲电源进行了ＨＡＮ基液体发射药的电点火实验，实验研究了实现无电弧点火，限制电弧放电所需的电源特性参数及点火结构参数，其结果为液体发射药电点火器设计提供了依据。     

等离子体增强火炮发射性能的实验研究

在30mm电热化学发射装置上进行了输人电能、装填密度和火药种类影响发射性能的实验研究。实验结果表明：在等离子体脉冲的作用下．火药燃烧过程得到增强．燃气生成速率提高，导致较陡的起始压力上升曲线。在较大能量和脉宽的电脉冲作用下，在不增加最大膛压的情况下能有效地提高炮口初速。某些经过表面处理的火药可以在抑制最大膛压升高的同时保持等离子体对火药燃烧的电增强效应，提供了一种提高发射效率的有效途径。