短脉冲推冲器点火性能的实验研究

为了找出点火药量对短脉冲推冲器点火过程的影响规律及选择优化匹配的点火药量,选定B/KNO3和黑火药混合物作为点火药,采用模拟试验装置,测量得到不同点火药量情况下的压力-时间曲线.结果表明,随点火药量增大,点火延迟时间由1.48 ms降到1.06 ms,压力上升时间由0.37 ms降到0.16 ms,工作时间在1 ms左右变化.结果表明,增大点火药量可以降低点火延迟时间和压力上升时间.通过与性能目标值比较,选择80 mg点火药为较佳匹配.     

固体脉冲推力器内弹道仿真与优化设计

为了研究固体脉冲推力器的内弹道特性以提高其性能,根据其不同阶段的工作特性,建立了考虑点火药燃烧的内弹道模型,对推进剂药柱数分别为13、16、19时的推力变化曲线进行了仿真研究,分析了点火药量对内弹道特性的影响。仿真与试验结果一致性较好,表明建立的脉冲推力器内弹道模型和仿真系统能较好地刻画其推力特性,点火药燃烧导致了较大的初始压力峰,在脉冲推力器的点火启动阶段必须考虑点火药燃烧对内弹道特性的影响。在此基础上建立了脉冲推力器的喷管结构优化模型,运用多岛遗传算法对喷管结构进行了优化,结果表明,合理的喷管设计提高了脉冲推力器的性能。     

弹道修正弹脉冲发动机实验控制方法研究

针对弹道修正技术中应用的脉冲发动机,设计了一种用于验证发动机修正能力的动态实验方法.根据指标要求设计加工了脉冲发动机,通过静态实验测试获得了推力特性曲线;设计了相应的点火电路,并通过模拟点火实验验证了点火电路的可靠性.最后通过动态实验验证了该实验方法的可行性,并利用高速摄影测量出修正能力.     

某型弹翼展开机构到位冲击优化研究

针对某型弹翼展开机构工作时间较短、展开速度过高,导致弹翼展开到位时对弹翼展开机构冲击较大的问题,以内弹道理论为基础,根据与模拟弹翼联合的试验结果,分析了影响工作时间、展开速度的主要因素,提出了延长工作时间、降低展开速度的3个主要方法:改变点火药燃烧形式、减小点火药药量和减小主装药燃速及初始燃面。通过该方法,工作时间从最初的208ms延长到237.2ms,展开平均速度由0.43m/s降低到0.23m/s,最终达到了降低弹翼展开机构到位冲击的目的。     

硝胺类烟火输出药的设计与性能研究

为使硝胺类输出药获得较好的点火性能,在配方中添加点火能力强的苦味酸钾制成混合药剂,设计了三种配方,并进行了点火性能试验,得到点火延迟期分别为1.79,2.11,3.05ms.结果表明,加入苦味酸钾可以缩短输出药点火延迟期和压力上升时间.由最小自由能原理计算和密闭爆发器试验,得到三种配方的火药力和压力冲量都在544kJ·kg－1和4kPa·s左右,表明组分中硝胺含量保持10%不变,改变苦味酸钾含量,药剂的作功能力变化不大.     

一种烟花用微烟发射药的设计及其性能

烟花用发射药主要是黑火药,黑火药燃烧过程中产生大量烟雾,严重影响烟花的观赏效果,造成环境污染.为解决烟花发射过程中产生烟雾量大的问题,设计了一种新型微烟发射药,其各组分配比为:NC 77%,NH4CIO41 3%,端羟基聚丁二烯(HTPB)5%和钝感剂5%,对微烟发射药和黑火药的点火与做功能力、烟雾性能及机械感度进行了...     

某金属传火管不同装药对点传火性能的影响研究

针对某大口径火炮设计了中心金属传火管,在点传火模拟试验装置上进行了该金属传火管的点传火试验。通过对比分析传火管管内压力、火焰传播速度、破孔时间差以及点传火时间等参数的变化情况,对影响金属传火管点火性能的点火药种类和装药量两个因素进行对比分析。结果表明与大粒黑和小粒黑相比,当点火药为苯萘药条时更有利于提高药床的透气性,能够明显提高火焰的传播速度,缩短破孔时间和点传火时间,且随着苯萘药条药量的增加,火焰传播速度、点火能量也随之增加,具有更为良好的点传火性能,该结论可以为下阶段工程化应用提供设计依据。     

一种新型固体随行弹药的实验研究

为实现固体随行装药的随行效果,设计了一种新型固体随行装药试验弹,对不同发射药进行了密闭爆发器试验,并开展了30mm火炮内弹道试验,分析了不同点火延迟机构的点火延迟效果。试验结果表明:RGD7-4/7发射药和2/1樟燃速相比5/7和4/7单基药更符合随行装药的速燃性要求,主装药采用5/7或4/7单基药装药,随行药室采用RGD7-4/7和2/1樟发射药,通过点火延迟机构控制合适的时间点燃随行药,可实现膛压P——t曲线压力平台;与常规装药对比,在膛压300MPa基本不变条件下,初速最高提高4.25%,表现出良好的随行效果。     

高同步性四路弹翼解锁机构的设计与试验研究

采用钝感电起爆器作为动力装置,设计了一种以燃气爆发点为中心,高压燃气沿"十"字型气体通道同步传输做功的弹翼解锁机构。通过对机构输出装药的性能裕度试验、解锁功能试验、解锁同步性试验,测得锁紧销回缩到位,满足功能要求;最大解锁作用时间5ms,解锁同步性0.27ms,解锁过程无燃气泄漏现象。结果表明,本文设计的弹翼解锁机构具有解锁作用时间短、低冲击、同步性高、密封性能好等特点,为同类产品的设计提供了一定参考。     

常规弹药弹道修正用推冲器的国内外研究概况

推冲器在国外已广泛用于导弹、炮弹和火箭弹等常规兵器的弹道修正,近年来,它在国内也逐渐成为一个热门的研究领域。本文主要总结了国外几种典型推冲器的结构、性能和应用情况,简要介绍了国内的最新研究进展,并展望了推冲器研究的未来发展方向,认为以半导体桥或金属膜桥作为发火元件、以火工药剂或采用新装药工艺的常规固体推进剂作为输出装药将是今后几年对燃气喷流推冲器进行研究的一个发展方向,另外,开展喷射质量块推冲器的应用研究也将成为国内外在弹道修正用推冲器研究领域的一个重要内容。     

大口径长药室平衡炮发射装药多点点火特性

针对大口径长药室平衡炮内药量大,轴向点传火距离长,点传火条件复杂等问题,对设计的多点点传火结构建立了两相流计算模型。控制点火位置发火的数目,得到了几种传火管内的火药流动过程和燃气释放规律。对同一规格的传火管在相同装药量下,分别采用单点点火、两点点火及多点点火三种方式点火,对所得到的点传火时间、点传火压力及空隙率等反应点传火特性的特征量进行了对比。结合大口径平衡炮多点点火试验结果,验证了多点点火技术的计算结果。结果表明,单点点火和两点点火在3.3 ms左右仍有火药仍未点燃并出现明显堆积现象,而多点点火在2.43 ms时火药已经接近全部燃完,且各特征量分布较为均匀。为此,在大口径长药室平衡炮以及其它一些装药量大的大口径火炮中采用多点点火技术可以有效改善传火时间,增加点传火安全性,抑制火药堆积。     

单点三脉冲推冲器感应点火影响因素研究

单点三脉冲推冲器是在逻辑点火电路作用下有序地引燃三个点火具,实现对弹体的三次弹道修正。从主装药量、膜片厚度和燃烧室体积三方面对点火具间发生感应点火的影响因素进行了分析,增加主装药量有利于提高输出性能,但主装药量过大容易引起感应点火,取175～200mg为宜;增大膜片厚度可以有效防止感应点火,但膜片厚度过大会导致能量损失过大,取0.3mm为宜;增大燃烧室体积可以有效防止感应点火,但燃烧室体积过大会增大推冲器整体尺寸,取3.7mL为宜。     

隔板抑制氢氧推力室不稳定燃烧研究

为了解决某型氢氧推力室高频不稳定燃烧故障,提高燃烧稳定性工作裕度,在推力室喷注器上设计了一周三径形式的隔板稳定装置。冷态声学试验表明:加隔板后推力室一阶切向振型频率会降低,一阶切向振型的阻尼衰减时间缩短;流量扰动燃烧不稳定数值模拟表明:带隔板后推力室室压振荡幅值显著降低;带隔板推力室参加了多次热试验,热试验结果表明:该试验成功抑制了不稳定燃烧,隔板稳定装置工作有效可靠,对推力室燃烧效率无影响。     

中心锥对液态燃料旋转爆轰发动机工作过程与性能的影响

为分析中心锥对液态燃料旋转爆轰发动机(RDE)工作特性的影响,在环形阵列式RDE上,以汽油/富氧空气为工质,开展了液态燃料RDE实验研究。测量发动机在不同中心锥位置l/L（l为燃烧室内壁面等直段末端与燃烧室外壁面末端的距离,L为燃烧室外壁面长度）和中心锥锥角θ时的一维推力,分析了推力和燃料比冲的变化趋势。实验结果表明：改变l/L和θ未对旋转爆轰波传播模态产生影响,各工况下旋转爆轰波均为双波对撞模态;受预爆轰管切向喷注孔的影响,双波对撞点无法稳定于预爆轰管出口附近;爆轰波传播速度和频率随中心锥位置的前移呈下降趋势,当l/L=0%、θ=20°时,推力和燃料比冲分别为951.6 N和1 151.8 s, 为所有实验工况中最大值;随着l/L或θ增大,爆轰产物轴向膨胀距离变短,中心锥头部突扩位置处膨胀波影响增强,外流场中心锥型面约束作用减弱且高温燃气径向膨胀增强,发动机出口高温燃气轴向分速度逐渐减小,发动机推力和燃料比冲逐渐减小;当l/L>25.5%或θ>40°时,受熄爆再起爆和膨胀波增强影响,发动机推力和燃料比冲下降速率增大。     

脉冲推冲器阵列数字点火控制系统的研究

介绍了弹道修正用脉冲推冲器阵列点火控制系统,从系统工作原理、设计思路、点火模块设计、开关电路的选择、控制模块设计以及驱动电路设计几方面进行了研究,并进行了模拟电路实验,结果表明该控制电路能很好地进行点火电路的控制.     

小型传爆装置慢燃实验及数值计算

为了研究引信传爆管在烤燃作用下的热响应规律,设计了聚黑-14C（JH-14C）的小尺寸传爆管慢烤实验。对JH-14C进行差示扫描分析得到其热分解动力学参数,并结合引信传爆管的烤燃实验和数值模拟结果,确定了JH-14C的活化能与指前因子分别为2.04×10⁵ J/mol、5.59× 10¹⁷ s^-1. 通过对4种不同升温速率下引信传爆管的烤燃过程进行数值计算,结果表明：烤燃装置点火时,传爆药柱先起爆,冲击波经管壳衰减后使导爆药柱发生爆炸;不同升温速率下,传爆药柱内部形成的点火位置不同;随着升温速率的增加,点火位置由传爆药柱中心向其边缘转移,但点火温度变化不大。     

一种基于钽核心的数码电子雷管发火装置

针对数码电子雷管的应用环境,提出了一种不含敏感火工品药剂的数码电子雷管发火装置设计。其包含一个钽金属颗粒烧结而成的多层结构核心,可在一定脉冲电压的冲击下自燃,由此产生高温高压射流来实现雷管的起爆。该发火装置具有很好的安全性和很高的发火能量输出,适合在数码电子雷管中应用。     

双波对撞模态下的液态燃料旋转爆轰发动机推力测试研究

在环形阵列式连续旋转爆轰发动机上,以汽油/富氧空气为工质,分析了双波对撞模态下爆轰波自持的传播特征、时域频域特征和爆轰波高度,测量了发动机模型在双波对撞模态下的一维推力。试验结果表明：在富氧空气（34.3%O₂和65.7% N₂）流量为945.3 g/s、汽油流量为84.3 g/s、 当量比为0.82的工况下,爆轰波平均传播频率为2.174 kHz,平均传播速度为1 051 m/s,爆轰波高度在55~70 mm之间,有效推力为607.3 N,单位面积推力8.587×10⁴ N/m²,燃料比冲为735.1 s. 推力曲线表明：双波对撞模态下发动机推力波动较大,推力围绕推力平均值振荡,稳定工作阶段发动机振动频率与爆轰波传播频率基本一致。     

增能钝感单基药的燃烧特性

为了优化单基药的弹道性能,对其进行了改性研究。对11/7单基药进行硝化甘油浸渍及聚酯类材料阻燃处理,得到一种增能钝感单基药。利用点火试验装置及密闭爆发器对该类型发射药进行了点火及燃烧性能试验,点火试验结果表明:与原单基药对比,增能后的发射药点火延迟时间从5.8ms缩短到4.1ms,增能钝感后的发射药点火延迟时间从5.8ms延长到45.5ms以上;密闭爆发器试验中增能钝感前后发射药燃烧时间与点火试验中点火延迟时间的变化趋势相同(原单基药为9.5ms,增能后为8.5ms,增能钝感后为10.86ms以上),增能后的发射药与原单基药相比具有一定的渐增性燃烧特性。     

模压可燃药筒点火特性

采用密闭爆发器试验考察了可燃药筒定容点火性能,分析了装填密度与点火强度对可燃药筒定容点火性能的影响,并与4/7-单的定容点火特性进行了比较.结果表明,可燃药筒的点火过程分为3个阶段,电点火击发阶段、着火阶段与可燃药筒初始燃烧阶段.与4/7-单相比,可燃药筒的点火段压力上升迅速,燃气生成速率大,点火时间短.随着点火强度的提高,可燃药筒定容点火时间缩短,压力上升速率加快,而装填密度对药筒点火特性影响不明显.