纳秒脉冲激光辐射黑火药的光声信号快速检测方法及分析

为深入了解激光与黑火药的相互作用机理,研究采用基于Michelson干涉的相位调制超快光声探测方法,对纳秒脉冲激光作用于硝酸钾、硫磺、石墨以及黑火药表面激发的光声信号进行了检测,分析讨论了光声信号中的物理和化学反应过程信息,建立了光致黑火药反应的速率模型。结果表明：在纳秒激光辐照下,黑火药未发生显著的热化学反应,但是存在其他形式的反应,并且该反应增强了光声信号;黑火药的光声信号强度与激光脉冲能量呈近似线性关系;黑火药的反应速率与激光脉冲能量呈近似正相关,在激光脉冲能量较强时呈下降趋势,当激光脉冲能量为10 mJ左右反应速率达到最大值为20 mmol·s^-1。     

声致发光中泡内气体参数的估算

基于对声致发光机制研究进展的概述,分析了工作液体、温度、惰性气体对声致发光的影响。介绍了声致发光的光谱,讨论了声致发光动力学特性的气泡半径RP方程和气泡崩溃前的临界状态下对泡内气体密度及气压的估算。     

声自导换能器在强声脉冲下的响应特性分析

为了分析强声脉冲对自导系统的作用效果,需要研究声自导换能器在强声脉冲下的响应特性。根据导纳圆图法建立了复合棒型声换能器的等效电路模型,并进行了仿真。仿真中强声脉冲信号使换能器等效电路产生振荡。在水下强声试验系统中进行了水下强声试验,采集了强声脉冲信号及换能器输出信号,试验中强声脉冲亦使换能器产生了振荡,与仿真结果相符,也验证了等效电路模型的合理性。研究还发现,不同换能器产生的振荡相关性差,使方位估计无法正常进行。试验结果表明,强声脉冲可对自导系统产生明显的压制效果,使其进入致盲状态,对抗效果明显。     

高压传感器的高动压校准研究

介绍了一种对高压传感器进行高动压校准的实验方法，该法的目的是为了检验高压传感器的高动态压力作用下工作一致性的性能，中筒要阐述了用于以上实验的液压脉冲发生器工作原理和结构，给出了装置的物理、数学模型和目前已投入使用的准动态校准装置的技术性能指标：压力峰值（２００－１００００）×１０＾５Ｐａ；产生压力波形为近似于半正弦的压力脉冲；压力脉冲宽度０．５－１５ｍｓ；重复性可达±０．６％。并给出利用该装置对     

高温燃料体系的光辐射

分别从热效应，燃烧温度和化灾发光效应等几个方面分析了高温燃烧体系的光辐射，提出了提高高温燃烧体系光辐射强度的几种途径。     

气氧/酒精推进剂组合的点火特性

本报告介绍了为确定气氧/酒精推进剂组合的点火特性和推力室的脉冲工作性能而进行的研完工作的结果。确定了利用火炬点火器产生的火花点火时,可以点燃的混合比范围和冷流压力范围。在冷流压力、推进剂温度和混合比变化范围很大的情况下,进行了点火器试验。利用冷流压力和点火器直径的乘积把点火状态下和非点火状态下的混合比范围联系起来。利用推力为620磅并装有组合火炬点火器的推力室验证了发动机的可靠性和脉冲工作性能。燃烧室额定工作压力和混合比分别为150磅/英寸~2·绝压和1.8·在燃烧室压力和混合比变化范围很大的情况下进行了推力室试验。通过试验证明,推力室可以以非自燃的气氧/酒精为推进剂可靠地进行脉冲工作。     

砂轮约束磨粒喷射加工接触区压カ场建模与验证

根据Navier-Stokes方程和流体流动的连续性方程，建立了砂轮约束磨粒喷射精密光整加工中砂轮与工件楔形接触区流体动压力的三维数学模型；对楔形接触区三维流体动压力进行仿真，结果表明：流体动压力随砂轮速度的提高，最小间隙的降低而增加，最大压力峰值发生在砂轮与工件最小间隙区域，且在该区域压力梯度变化明显。除了在砂轮宽度边缘产生侧泄外，在砂轮宽度方向流体动压力分布规律相同。随着砂轮与工件之间最小间隙的减小，动压力峰值区域曲线变窄；对砂轮与工件之间楔形区域形成的流体动压力进行了实验研究，实验结果表明：依据Navier- Stokes方程和流体沆动的连续性方程建立的动压力理论模型与实验结果吻合，理论模型能很好的预测接触区流体压力场分布。     

脉冲爆震发动机内轴对称压力场研究

为了研究脉冲爆震发动机内压力波系的特点,推导了二维时空守恒元与求解元(CE/SE)方法,将该方法用于无喷管和带收敛扩张喷管2种脉冲爆震发动机内流场的计算中.计算结果表明,脉冲爆震发动机由于爆震波的存在使其内压力出现强问断;带收敛扩张喷管的脉冲爆震发动机由于喷管的存在,发动机内压力场由爆震波及其后产生的一系列反射压缩渡和膨胀波相互作用、相互叠加而成.计算结果对脉冲爆震发动机的机理及流场特性研究具有重要的参考价值.     

某大口径机枪枪管的瞬态热弹耦合动力响应分析

以某大口径机枪枪管为研究对象,建立了枪管的热弹耦合模型,使用与温度相关的材料模型,计算了枪管在高频循环动态热脉冲和动态压力脉冲共同作用下的瞬态温度响应和瞬态应力响应,分析了热脉冲与压力脉冲的耦合效应,并对拟静态计算法和动态全耦合计算法进行了比较.研究表明:热脉冲与膛压脉冲的动力响应具有表面效应,枪管内膛表面承受脉冲冲击最强,动力效应最大,动力效应沿径向向外迅速衰减;热脉冲与膛压脉冲在内膛表面耦合效应十分明显,采用动态全耦合方法进行计算更加准确.     

消除激光引信上电宽脉冲的小型化低成本方法

针对既要消除激光引信发射系统上电宽脉冲,又要满足引信使用的小型化和低成本的问题,提出了消除激光引信上电宽脉冲的小型化低成本方法。该方法是通过在激光引信的脉冲激光发射系统中,设计信号脉宽限制器,使控制半导体激光器发射光脉冲的开关元件导通时间为一可控的固定值,达到消除激光引信上电宽脉冲目的的基础上,实现系统设计的小型化和低成本。试验表明：改进后的脉冲激光发射系统上电时,产生的宽脉冲被有效消除,且系统设计方法满足小型化和低成本的系统设计要求。     

海盗宇宙飞船声环境的模拟

海盗着陆器舱经受的声环境,可分为四个具有严重声激励的阶段: 1.发射段——声激励是由排气流产生的。 2.马赫数等于1和最大动压段——声激励是紊流附面层的压力脉动。 3.进入火星大气段——声激励是着陆器底盖周围的压力脉动。 4.降落段——声激励是由下降发动机的排气流产生的。在发射阶段,海盗着陆器舱有效载荷罩经受运载火箭排气流产生的声场。罩外声场使有     

喷射压力变化对脉冲等离子射流扩展特性的影响

为分析喷射压力变化对脉冲等离子射流扩展特性的影响,建立脉冲等离子射流在空气中扩展的二维轴对称非稳态模型,并进行数值模拟。研究了1.5~3.5 MPa喷射压力范围内,脉冲等离子射流在空气中扩展时的两相界面演化特性及流场参数变化规律,并与实验结果进行对比。研究结果表明：脉冲等离子射流的轴向扩展位移模拟值与实验值较为吻合;喷嘴出口处,射流场参数骤变,近场处参数变化较为剧烈,后期逐渐衰减至环境参数;喷射压力增大时,脉冲等离子射流的扩展体积、马赫盘大小及压力等流场参数均随之增大,扩展过程中的湍流掺混现象也随之增强,表现为等离子体与空气两相界面破碎加剧;喷射压力减小到1 MPa时,喷嘴近场无马赫盘出现。     

脉冲爆震发动机压力测试与分析

阐述脉冲爆震发动机对数据采集的要求,自主研制脉冲爆震发动机的实验原型和数据采集系统。采用汽油为燃料,压缩空气为氧化剂,进行脉冲爆震发动机原理性试验。所测得爆震波压力接近充分发展的理想爆震波压力,测得的速度与理论值接近。结果表明该实验原型可以产生脉冲爆震波,自主研制的数据采集系统满足脉冲爆震发动机测试系统的要求。     

冲压发动机纵向不稳定燃烧——声振振型的分析

液体燃料冲压发动机纵向不稳定燃烧的研究注重声振振型结构的确立。具体包括振幅和相位的压力测量,是在发动机的全长十个位置上做出的。采用两种线性声振振型分析实验数据。采用四种特殊振型观察不同进气道/燃烧室组合。这些分析结果有助于验明冲压发动机低频压力振荡产生的机理。纵向压力振荡在目前的液体燃料冲压发动机的研制中带来了严重问题。由于在大振     

四元声阵列声速修正模型研究

提出了一种四元声阵列声速修正模型，通过计算声传播时延求出的风速在目标与探测系统连线方向上分解，获得有效风速，然后再与特定温度下的理想声速结合，最终获得修正声速，解决了声被动探测系统采用恒定不变的声信号速度所带来的定距精度下降的缺陷。对声速模型进行了相应的实验，试验结果表明：该模型简单实用，计算效率高，尤其对温度变化剧烈和风速很大的天气，其定距精度提高明显。     

脉冲爆轰发动机冲击波外流场数值模拟

为了研究脉冲爆轰发动机冲击波外流场的变化特点,利用CE/SE方法,推导了二维粘性湍流模型的网格数学离散模型.计算中采用标准k-ε两方程湍流模型,对于近壁区域采用低雷诺数模型进行处理.模拟得到了脉冲爆轰发动机外流场中压力、温度的变化规律.模拟结果表明,脉冲爆轰发动机外流场中存在相互作用的旋涡、激波和膨胀波.模拟结果对脉冲爆轰发动机外流场特性研究具有重要的参考价值.     

钛合金轻质枪管热-结构耦合分析

为分析高温高压火药气体对钛合金枪管热性能的影响,以某型小口径钛合金轻质枪管为研究对象,建立基于ANSYS平台的枪管热-结构耦合分析模型。采用直接耦合方法,利用ANSYS参数化设计语言（APDL）编程计算枪管在高频动态热脉冲和动态压力循环作用下的温度场和瞬态应力响应,并对计算结果进行实验验证。研究结果表明：热脉冲和压力脉冲的耦合作用显著;钛合金的材料性能能满足枪管的设计要求。     

激光对均质固体推进剂热损伤的光声频谱特征

利用光声分析法检测了Nd~(3+)：YAG脉冲激光导致均质固体推进剂发生层裂的热损伤过程。     

反射物速度干涉仪系统（VISAR）替代雷管凹痕试验

凹痕试验是用来测量雷管功率输出的标准测试方法。一雷管放置在一已知硬度的金属板上，并点火，金属板上所产生的凹痕深度被用来测量该雷管的输出强度，凹痕深度是雷管整体压力脉冲的函数。在许多应用中，雷管是用来起爆下一级爆炸装置的。下一级爆炸装置的起爆是由瞬时撞击脉冲（shock pulse)控制的，而不是由一压力脉冲的时间整体控制的。“瞬时”雷管就是例证，它能势射一飞片。因此，一个凹痕试验不能够充分说明这些类型雷管的特性。反射物干涉仪系统（Velocity Interferometer System for Any Reflector简称VISAR）是一种诊断技术，它能够测量一飞片的速度。另外，它也能测量由加接一（透明的）测试鉴证飞片的雷管所产生的瞬时压力脉冲。本文描述了通过使用凹痕试验和VISAR试验测量雷管功率输出的不同特性的情况。在许多情况下，对雷管性能测试而言，VISAR试验比凹痕试验更有意义。     

半导体激光光幕的平行性和均匀性研究

设计了一套光学系统——以红光点状光斑半导体激光器作为发光光源，光束通过光阑。再经过鲍威尔棱镜形成扇形光幕，然后经过菲涅尔透镜形成一道光强分布均匀的平行光幕。介绍了鲍威尔棱镜和菲涅尔透镜的工作原理，给出了系统示意图，对光幕光强分布进行测试，给出了光强分布图，最后对结果进行了分析。