固体轨控发动机用环形点火器优化设计

针对某型固体轨控发动机发生点火延迟时间超差的问题,分析了原因,对环形点火器采取了结构优化和点火药调整等改进措施,并进行了单项点火试验、地面试车以及飞行试验的考核。结果表明:改进措施有效,环形点火器能量输出更加稳定,点火延迟时间超差问题得以解决。     

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。     

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。     

某型号固体火箭发动机点火器冲击试验分析

为了验证点火器对发动机装药的冲击情况,对2种结构、5种状态的点火器进行了35发模拟点火试验,验证了不同状态点火器的点火冲击情况.结果表明:传火药盒是点火器点火冲击的主要来源,传火药盒药量增大,冲击梯度也增大,此外,采用玻璃钢网壳结构可减小点火冲击.     

爆炸箔点火器研究

介绍了爆炸箔冲击片点火器的原理及基本特性。采用冲击片点火器与点火药盒一体化设计,制作了一种结构新颖的爆炸箔冲击片点火器。对其性能进行了试验研究,并与火箭发动机点火药进行了联试。结果表明,该点火器可耐3A直流电流、5min不发火,能抗静电、射频及电磁干扰,能安全、可靠地点燃火箭发动机点火药。     

整体可燃式点火器点火故障分析及设计改进

以提高发火元件与点火器之间的换热效果为基础,将点火器由自由放置改为粘结固定,解决了某小型固体火箭发动机整体可燃式点火器研制过程中出现的低温点火失效问题;经模拟点火试验验证,将点火药集中于点火器中央,同时采用提高发火元件输出能量等措施,可解决另一类似发动机的低温点火失效问题.     

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。     

多晶硅与Al/CuO复合薄膜集成的含能点火器件的点火性能

为研究多晶硅桥型与尺寸对Al/Cu O含能点火器件点火性能的影响规律,用多晶硅和Al/Cu O复合薄膜集成制备了6种不同形状和尺寸的含能点火器件,采用尼亚D-最优感度试验法测试了四种尺寸、两种桥形共6种类型(S、M、Lr、Lv、Hr、Hv)点火器件的点火感度。探索了临界爆发电压,得到了点火时间随激励电压的变化规律。采用感度实验和点火实验对比研究了多晶硅点火器件和含能点火器件的点火性能。结果表明,含能点火器件的感度与点火时间随桥膜体积的增大而减小。V形桥膜有助于降低作用时间与作用所需能量。Lv型含能点火器件感度为8.19 V,标准偏差0.14,均低于Lv型多晶硅点火器件(8.70 V、0.53)。Lv型含能点火器件14 V时的点火时间(52.85μs)比多晶硅点火器件点火时间(109.12μs)短,且该差值随激励能量升高而降低。     

含能快递--2023年第3期

<正>美国普渡大学设计了基于导电聚合物的火花间隙点火器相比于普通金属,导电聚合物因其更低的密度和更强的抗腐蚀能力,在点火系统的工业化生产中具备更好的应用潜力。美国普渡大学利用聚苯胺这一导电聚合物作为电极材料,并将其打印在绝缘基底上制得火花间隙点火器。其点火试验的结果表明,其平均发火电压约为3.14k V。在点火器上沉积Al/Bi2O3纳米铝热剂并对其实现成功点火,验证了该点火器对含能材料的点火能力。     

火焰点火器的设计

针对焊接药剂的特点,并结合焊条的具体结构,采用专用火焰点火器点燃焊条的设计方案,并对点火器进行了详细设计.针对点火能量需求,确定了以硅粉、硝酸钡和硫磺为主要组分的高能点火药配方,同时围绕点火器安全性、可靠性、贮存性能等方面进行了多项性能试验,最终证实该点火器能够满足焊接设备的正常使用需求.     

AP/HTPB底排药柱点火试验研究

采用点火瞬时性模拟试验装置和旋转中止燃烧试验装置实验研究了点火药为ZrH2 PbO2的GC－45点火具和点火药为Mg PTFE的改进型点火具对AP／HTPB底排药柱的点火。实验结果表明,前者存在点火延滞期长、燃烧侵蚀现象严重,以致造成射弹射程和密集度下降,因此建议采用以Mg PTFE为点火药的改进型点火具。     

新型碳基导电药无桥火工品研究

为开发抗静电能力强、制作工艺简单的新型火工品,利用碳纤维独特形状及特殊电热转换特性,将其分别与叠氮化铅（LA）、斯蒂芬酸铅（LS）和叠氮肼镍（NHA）混合制备了碳基含能复合起爆药（CEC）,并用于陶瓷塞火工品和M100独脚电雷管。通过改变碳纤维含量,研究了CEC火工品发火性能及静电感度等性能。发火特性及安全性实验结果表明：当碳纤维添加量为30%时,火工品发火电压最低,3种火工品50%发火电压由低到高依次为NHA-CEC火工品（14.1 V）、LS-CEC火工品（17.6 V）和LA-CEC火工品（27.8 V）,安全电流分别为280 mA、250 mA和180 mA,其对应的脚-脚间50%发火静电电压分别为28.9 kV、27.3 kV和30 kV,脚-壳间抗静电能力大于25 kV. 高速摄影和雷管铅板实验结果表明：3种火工品均具有可靠的点火能力,其中LA-CEC和NHA-CEC能可靠起爆黑索今炸药并将铅板炸穿。相比于桥丝火工品和半导体桥火工品,该碳基含能复合物装配的无桥火工品具有抗静电能力好、制备方法简便、成本低廉的优点。     

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。     

一种Ni-Cr@Al/CuO钝感含能元件的制备及性能

为了提高Ni-Cr薄膜发火件的安全性和点火能力,使用磁控溅射技术将Al/CuO含能薄膜与Ni-Cr薄膜发火件复合,制备了一种新型的Ni-Cr@Al/CuO钝感含能元件。该Ni-Cr@Al/CuO钝感含能元件既可以用作换能元,又可以作为最简单的电点火元件,从而简化点传火序列,适应弹药微型化的发展需求。测试其1A1W5min安全性、电发火感度和点火能力。结果表明,Ni-Cr@Al/CuO钝感含能元件满足1A1W5min安全性要求;50 ms临界发火电流为3.08 A,最小全发火电流为3.18 A,最大不发火电流为2.98 A,安全裕度较高;在相同条件下,Ni-Cr@Al/CuO钝感含能元件可以点燃硼/硝酸钾,并且可实现1 mm的间隙点火,而Ni-Cr薄膜发火件不能成功点燃硼/硝酸钾。     

点火过程对小型固体火箭发动机内弹道影响

为了研究某小型固体火箭发动机点火过程对内弹道性能的影响,建立包含点火过程的小型固体火箭发动机的内弹道数值研究模型和试验验证方案,对点火药量为1.0 g、0.8 g、0.6 g和0.4 g的发动机进行了内弹道数值研究,试验研究了点火药量为1.0 g和0.8 g两种情况,数值计算结果与试验结果基本一致。研究结果表明:小型固体火箭发动机由于燃烧室体积小,点火过程对内弹道影响明显;点火药量越大,点火药装填密度越大,引起压力峰值越大,稳定工作时间越短;经验估算得到的1.0 g点火药量产生了过高的压力,是稳定压力的三倍,0.8 g的点火药量能够满足点火可靠性和总体设计要求,产生最大压力为27.08 MPa,稳定工作时长159 ms,建议该小型火箭发动机的点火药量为0.8 g。     

PVAc弹性微球包覆的高能化学点火具的点火性能

为了减小化学点火具的成型性、燃烧持续时间、燃烧速度等参数对粉尘燃烧与爆炸实验的影响,提高实验数据的准确性和和可重复性,研制出一种聚醋酸乙烯脂(PVAc)弹性微球包覆的化学点火具。首先对点火药用石蜡降感,后加入几滴石油醚将点火药制成球形,然后将PVAc的乙醇溶液旋涂在球形点火药上并真空干燥,在干燥过程中石油醚的挥发使包覆膜发生膨胀并使点火药变得膨松,制得的PVAc弹性微球具有成型性好、韧性强、防水和抗氧化等优点。利用高速摄影技术,研究了该点火具的燃爆特性,并与其他三种类型的点火具进行了比较。实验结果表明,PVAc弹性微球包覆的化学点火具的火焰呈球形传播,其火焰速度适中、点火可靠度高,能够减小粉尘爆炸实验数据因点火具造成的误差。     

利用母弹开舱过载的压电点火器研究

讨论了弹箭(子母弹)利用母弹开舱抛撒子弹瞬间形成的过载挤压子弹内置的压电陶瓷环，形成脉冲电流(高电压、小电流)至固定的电点火头，实现点火的工作原理及点火能量计算。