镁铝金属粉对含硼富燃推进剂燃烧性能及硼氧化效率的影响

为了确定镁铝金属粉对含硼富燃推进剂燃烧性能和硼氧化效率的影响,用靶线法测定三种配方含硼富燃推进剂在0.5,1.0,1.5 MPa三种压力条件下的燃速,采集相应的燃烧残渣,用化学分析法测定了三氧化二硼(B2O3)和总硼(B)含量,计算出硼的氧化效率。实验结果表明,镁粉含量对推进剂燃烧性能有明显影响。推进剂中B的含量为30%,并固定其他组分,金属粉含量为6%,改变镁粉和铝粉比例,镁粉0%,3%,6%,相应铝粉为6%,3%,0%。当镁粉含量较高时,推进剂燃速较高,压力指数也较高;镁粉含量低时,燃烧残渣中B2O3含量较高,而镁粉含量高时,燃烧残渣中B2O3含量较低;且随着压力的增高,残渣中B2O3的含量降低;硼的氧化效率随镁含量的增高和压力升高而降低。镁粉可抑制硼的氧化反应,使硼氧化效率降低,提高推进剂燃速和压力指数。     

镁粉粒度对Mg/PTFE贫氧推进剂燃烧性能的影响

为研究镁粉粒度对Mg/PTFE贫氧推进剂燃烧性能的影响,采用粒度为86.66,56.89,29.97,25.55μm的四种球形镁粉与聚四氟乙烯粉复合处理,DTA-TG分析热分解特性,用高速摄影仪测推进剂线性和质量燃烧速度,用红外测温仪测其火焰温度。实验结果表明:随着镁粉粒度的减小,复合物的热分解峰温度降低不明显,但推进剂的质量燃速和线燃烧速度显著提高,增幅最多达3倍,燃烧火焰温度也随之升高了170℃。     

烟光箔片的红外-紫外辐射特性研究

为达到干扰双色制导武器的目的,研究了一种烟光箔片。通过利用一部高性能的多光谱辐射计,对几种典型的红外诱饵药柱进行测试,分析其在不同温度条件下燃烧时的红外,紫外辐射特性;对开发的烟光箔片的辐射特性也进行了分析。结果表明：这种箔片燃烧速度慢、燃烧温度低,燃烧时能够产生黑烟,这种黑烟在红外波段有辐射;黑烟团的主要成分为炭黑,对紫外线有吸收,所以这种箔片能够用来对抗双色制导武器。     

基于最小自由能的MTV体系热力学性能研究

基于最小自由能法计算了镁粉/聚四氟乙烯/氟橡胶(MTV)体系反应产物以及绝热反应温度,分析了VITON含量、MT比例、空气以及环境压力对MTV体系绝热反应温度和产物的影响。研究结果表明:VITON的引入对反应体系影响较小;在MT体系中,镁粉含量约35%时绝热反应温度最高;随着MTV体系中参与反应的空气量增加,绝热反应温度逐渐降低,空气质量分数为50%时达到最低,之后略有上升;随着环境压力的上升,绝热反应温度增大,对产物的影响较小。     

镁粉对造雾剂燃烧性能的影响

采用CAE(Chemical Eguilibrium and Application)软件对造雾剂的燃烧产物组成和燃烧反应热力学参数进行了理论计算,使用红外测温仪、高速摄影仪和X射线衍射仪等对不同镁粉含量的造雾剂的燃温、燃速和燃烧残渣率进行了分析测试,将二者进行了对比分析,研究了镁粉对于造雾剂燃烧反应过程以及成雾可见光遮蔽性能的影响。理论计算结果表明,平衡态燃烧产物中气相产物主要包括气化的氯化物和CO2、CO、H2O、H2等,凝聚相产物主要为Mg O。实验结果表明,镁粉对燃温、燃速的控制作用较大,对燃烧反应和凝结核的生成和核化过程有重要影响。镁粉含量增加到8%时,造雾剂的燃速迅速上升到1.26 mm·s-1,燃温迅速升高到2000 K。当燃温达到1773 K以后,氯化物的核化过程顺利进行,成雾的可见光遮蔽性能逐渐变好。实验结果与理论结果在燃温的变化趋势以及燃烧产物组成方面较为符合,但理论值比实测燃温要高300~500 K,而燃烧残渣与理论计算的凝聚相产物含量方面有所差异,镁粉含量小于5%时,实测残渣率远大于凝聚相产物的理论值,而当镁粉含量大于6%之后,实测残渣率小于凝聚相产物的理论值。     

金属燃料在不同气氛中的点火温度

利用自行设计的金属燃料点火温度测试系统,测试了常压下分别在空气和氧气中的镁包覆硼粉（包覆度20%）、镁粉及铝合金am-Al的点火温度。结果表明,与在空气中相比,3种金属燃料在氧气中的点火温度均有所降低;镁包覆硼粉有效降低了硼的燃点,促进了硼的点火和燃烧,且镁包覆硼粉在氧气中更易燃烧,其点火温度仅为约195.92℃;am-Al在氧气中可点燃,其点火温度低于镁,且燃烧放出的热量最高。在充足的氧气环境下,镁包覆硼粉及am-Al的点火温度均低于300℃,二者均可用作高热值金属燃料。     

燃料组分对含硼富燃料推进剂一次燃烧性能的影响

对含不同金属添加剂(镁、铝及镁铝合金)、不同硼粉粒度及硼粉含量的含硼富燃料推进剂分别进行了爆热(Qv)、燃烧温度(Tf)和成气率(η)测试,对比研究了金属组分对含硼富燃料推进剂燃烧性能的影响。结果表明:镁比铝能提高含硼富燃料推进剂的爆热值、燃烧温度和成气率;镁铝合金比镁更能降低含硼富燃料推进剂爆热及燃烧温度,且提高推进剂燃烧的成气率;当硼粉粒度较粗或较细时,含硼富燃料推进剂的爆热及燃烧温度均较高,而成气率较低,硼粉粒度适中时,推进剂的爆热值及燃烧温度均较低,而成气率较高;硼粉含量增大(氧化剂AP的含量减小),含硼富燃料推进剂的爆热、成气率均降低,而燃烧温度升高。     

燃气侧喷冲压发动机补燃室两相流流场计算

利用PDF模型和颗粒轨道模型,对燃气侧喷冲压发动机补燃室两相流流场进行三维数值模拟,其中铝颗粒的燃烧模型采用蒸发扩散模型.考虑颗粒直径、空燃比和颗粒含量的影响,得出了产物组分、温度等发动机参数的变化趋势.结果表明,由于燃气侧喷发动机结构特殊,具有两处扩散火焰峰面,随着液滴颗粒直径的增大,燃烧效率降低,出口温度下降;空燃比越大,燃烧效率越低;随着颗粒含量的增加,颗粒燃烧绝对质量增加,燃烧效率降低.     

底排点火药配方设计与性能测试研究

根据底排点火具的工作环境,利用热力学计算软件CEA2设计了5种点火药配方,测量了这5种配方的燃烧速度、火焰大小、燃烧温度、放热量,进行了半密闭爆发器实验,比较了几种配方的燃烧性能.结果表明:氧化剂含量在45%时,点火药燃烧时有较高的燃烧温度和放热量;以硝酸钾为氧化剂的配方燃烧时的火焰面积和放热量大于以硝酸钡为氧化剂的配方.适合于底排弹点火用的烟火药剂较优配方是:硝酸钾、镁粉、锆粉、氟橡胶的质量比为45:30:25.5.     

蒽对Pb_3O_4/Mg/PTFE红外诱饵剂远红外辐射性能的影响

为研究添加蒽(C_(14)H_(10))对四氧化三铅/聚四氟乙烯/镁粉(Pb_3O_4/PTFE/Mg)混合诱饵剂效能的影响,设计了6种配方迚行试验。首先测试了基础配方和蒽添加量为12%的配方的热分解性能,然后用8～14μm进红外热像仪测量了压制成的药柱样品的燃烧过程,计算出每个样品的燃烧时间、质量燃速、辐射面积、辐射亮度、辐射强度。结果表明:添加蒽后,药剂反应放热峰峰值温度提前;随着蒽添加量的增加,样品质量燃速变小,燃烧时间变长。     

导弹紫外预警技术研究

分析了导弹的紫外辐射特征和紫外大气传输模型,研究了紫外预警的关键技术,阐述了紫外预警的现状和发展趋势.     

钇和铈对AZ91D镁合金的组织及力学性能的影响

采用真空熔炼金属型铸造方法,在AZ91D镁合金中添加适量的稀土元素钇和铈,研究钇和铈对AZ91D组织和力学性能的影响规律。结果表明,在AZ91D中添加适量钇和铈可以使合金的组织细化,Mg17Al12第二相分布均匀弥散,提高AZ91D镁合金的力学性能。     

高热剂含量对烟火药水下燃烧声辐射特性的影响

为探讨燃烧产物热量对声辐射特性的影响,采用水声测试系统,实验研究了高热剂含量不同的药剂水下燃烧时的声辐射特性。结果表明,添加适量的高热剂时,能够显著提高声能。当高热剂的含量为25%左右时效果较佳,15g药剂水下燃烧时的声压级达到了158.8dB,频率主要分布在5kHz以下,但当超过25%时声能开始下降。     

乌洛托品对MTV诱饵剂光谱辐射性能的影响

为改善诱饵剂红外辐射性能,在一种MTV型诱饵剂配方中加入乌洛托品,对其燃烧后性能进行测试分析。结果表明:加入乌洛托品之后,药剂燃烧时间延长,温度降低,由于降温作用以及乌洛托品燃烧产物的选择性辐射使得诱饵剂光谱辐射亮度比L3~5μm/L2.5~3.0μm变大;当添加量为15%时,药剂燃烧时间从2.1s延长到3.56s,燃烧的最高温度从1 707.2℃降低到1 208.1℃,L3~5μm/L2.5~3.0μm从1.88提升至2.51,所以加入乌洛托品可以改善MTV诱饵剂红外辐射性能。     

超燃冲压发动机喷焰辐射试验研究

介绍了超燃冲压发动机喷焰辐射特性试验与测量方法,在燃料为航空煤油、来流马赫数为6、当量油气比为0.8的试验状态下,获得了长1 m量级超燃冲压发动机喷焰辐射强度和光谱。喷焰辐射强度在发动机喷口附近随喷射距离缓慢下降;辐射强度显现出的高频震荡、低频稳定特性,反映出燃料燃烧过程的微观脉动性和宏观稳定性。根据喷焰光谱,喷焰辐射能量集中在波长4.364 3 μm附近,主要辐射源为CO₂.     

高超声速球模型及流场光辐射和电磁散射特性测量

为了研究高超声速目标及其流场对目标探测和识别的影响,在弹道靶设备上开展了球模型光辐射和电磁散射特性测量。由二级轻气炮发射模型,模型为15 mm的球,材料为Al₂O₃, 速度范围4.2Symbol~A@6.1 km/s,靶室压力范围2.0Symbol~A@15.4 kPa,光电倍增管探测器分别测量中心波长为254 nm、 365 nm、430 nm的紫外辐射强度和可见光辐射强度,红外InSb探测器分别测量波长为3Symbol~A@5 μm、 8Symbol~A@12 μm的红外辐射强度,X波段单站雷达系统测量在视角为40°的全目标雷达散射截面积（RCS）。实验结果表明：在给定的实验条件下,模型及流场的光辐射强度和电磁散射特性强烈依赖于模型飞行速度和实验压力;模型及流场紫外辐射、可见光辐射主要为头部激波帽辐射,尾迹基本没有紫外辐射、可见光辐射;模型及流场红外辐射主要集中在模型头部区域,尾迹在3Symbol~A@5 μm波段红外辐射明显且持续时间较长,尾迹在8Symbol~A@12 μm波段辐射不明显;在模型飞行速度较低时,模型及流场的电磁散射能量主要集中在有绕流的模型区域;当模型飞行速度较高时,模型及流场电磁散射能量分布在有绕流的模型区域和尾迹区域;在一定的实验条件下,模型尾迹总目标RCS比等离子鞘套包覆的模型目标RCS大约1个数量级。     

几种含稀土元素烟火药剂的燃烧光谱分布

为探究稀土元素用于发光类烟火药剂的可能性,以稀土硝酸盐为氧化剂、镁粉为可燃剂、淀粉为粘合剂,设计、制备了含Ce、Pr、Sm、Eu、Tb、Dy、Yb 7种稀土元素的烟火药剂。用瞬态分光辐射仪测定了各药剂的燃烧光谱。分析了各药剂的光谱分布。结果表明：药剂的负氧氧平衡越高,特征光谱辐射强度越大。含不同稀土元素药剂的特征辐射光谱分布区间有相似性。含Eu元素药剂的光谱辐射分布在红光区。     

配方参数对镁基水反应金属燃料/水蒸汽反应特性的影响

采用可视化燃烧实验器模拟发动机的水蒸汽环境,用高速摄影拍摄燃料在水蒸汽中的燃烧过程,并用热电偶测温,研究了燃料配方参数对镁基水反应金属燃料/水蒸汽反应的影响规律.研究结果表明,镁基水反应金属燃料与水反应分快速反应和慢速反应两阶段,反应速率随时间和反应程度的增加而降低;镁基水反应金属燃料/水反应的快速反应时间和反应程度是...