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.     

中心式等离子体发生器的实际消融模型

根据电热化学炮中心喷射式等离子体发生器毛细的实际消融结果，综合分析毛细管的消融过程，建立了比较符合实际情况的毛细管消融数学模型，为模拟等离子体的成形过程，特别是为了工程设计应用，毛细管的结构强度分析，亦即产生长效等离子体发生器的结构设计提供较为可靠的理论依据。     

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。     

火箭强声发生器建模与仿真

建立了包括发生器单元类比电路模型、声辐射器模型、出口辐射模型的火箭强声发生器一维参数模型。仿真分析了发生器声压、声速、阻抗、指向性特性,并分析了出口反射声波对发生器内参数影响。结果表明,一维参数模型可很好预测发生器频响特性,频带高达2 000 Hz,其受限条件主要是边界辐射阻抗与高次谐波。     

结构参数变化对等离子体发生器性能的影响

建立了关于电热化学炮底喷式等离子体发生器的零维模型,从理论上分析了消融管长度、半径和喷口半径等结构参数发生变化对等离子体性能所带来的影响。计算结果表明,通过选择合适的结构参数．可以获得一定性能的等离子体。     

氩/氢等离子射流特性研究

为了研究等离子体射流场的特性,通过测量等离子体发生器的工作参数,并根据能量守恒原理,计算出等离子体发生器出口射流的平均焓值、平均温度及其分布;由于等离子体发生器出口处射流温度高达104K以上,其特性参数的直接测量非常困难;试验中分别改变等离子系统的电流大小、主气和次气流量,观察等离子射流的参数变化,并对碳/碳复合材料进行烧蚀实验;结果表明:在等离子体发生器的出口处,射流温度呈抛物线分布;随着电弧电流的增大,等离子体发生器射流的焓值、温度和速度都显著提高;增加主气气体流量,射流焓值与温度呈下降趋势,而增加氢气流量时,射流焓值与温度将会得到显著提高。随着温度和焓值的升高,碳/碳复合材料的烧蚀率增大,烧蚀形貌有很大的变化。     

一种中心管式等离子体发生器点火性能研究

通过自行设计的中心管式等离子体发生器,开展了等离子体点火特性和30mm火炮试验研究。结果表明:等离子点火可以大大缩短发射药点火延迟时间,有利于发射药的瞬时点火;与底喷式等离子体发生器相比,中心管式等离子体发生器可以产生更多的等离子体,并可以通过调整起爆丝的数量,提供不同的点火能量;在相同装药量情况下,与常规点火比较,中心管式等离子体点火显著缩短了高能硝胺发射药的点火时间,增强了发射药燃烧性能,弹道性能获得了一定提高,示压效率提高了2.4%。     

等离子体发生器密封性优化设计研究

针对等离子体发生器在发射药燃烧产生高温高压的环境下出现漏气现象,通过分析其内部结构、等离子体产生及传输过程,提出等离子体发生器密封的改进优化措施,并在密闭爆发器中进行密封性能验证。结果表明:等离子体发生器内部结构及装配工艺优化调整后,等离子体释放过程更加平稳,持续放电时间延长,发射药燃烧过程中压力曲线最大压力处下降过程变化缓慢,从而有效地解决了等离子体发生器的漏气问题。     

一种新型爆炸点火等离子体化学炮技术

介绍了一种小型爆轰驱动等离子体发生器,建立了相应的理论模型,并提出了由此小型爆炸等离子体发生器取代电热化学炮中毛细放电管等离子体源的纯化学能发射技术——爆炸等离子体化学炮新观念,探讨了这一新技术的可行性,并进一步提出了由多个爆炸等离子体发生器接力增燃化学炮推进剂的设计方案。     

电热消融毛细管几何参数放电实验研究

在电热化学 (ETC)发射系统中 ,作为等离子发生器的工作元件 ,毛细管的几何参数是影响系统电热转换效率 ,以及等离子体与膛内工质作用效果的主要因素之一 .本文通过在高、低两种电能水平以及不同管径下 ,对多种长度的消融毛细管作发生器放电实验 ,详细分析了在不同电能水平下 ,负载稳态阻抗、峰值电流、负载效率等主要放电特征参量随毛细管几何参数的变化规律     

瞬态小尺寸等离子体的判断及光谱法表征

以等离子体为激发能量的点火方式是含能材料点火技术的一个发展方向,等离子体的基本参数如温度和电子密度对研究等离子体点火的机理是重要的参数。对于半导体桥( SCB)在一定放电条件下所产生的瞬态小尺寸等离子体,很多等离子体诊断方法不能适用。本研究利用原子发射光谱技术,同时获得SCB等离子体温度和电子密度随时间分布的诊断结果,在放电电压为16 V,充电电容为47 μF条件下,1.0 Ω的SCB等离子体温度分布在2 400—3 800 K之间,电子密度约为3.2×l014～4.2×1014个／cm3左右。同时,依据筹离子体成立的空间尺度和时间尺度条件,根据光谱诊断结果,判断不同型号的SCB的放电行为是否产生等离子体。本研究为瞬态小尺寸等离子体诊断提供了一种有效的方法,为SCB桥体的设计以及点火方式的控制提供了理论指导和参考依据,以及用于其它体系中等离子体参数的诊断及判断。     

物理气相沉积镀渗新工艺

在物理气相沉积镀层工艺基础上发展了镀渗新工艺。文中研究了物理气相沉积镀渗新工艺的镀渗层特征及涂层工艺。     

电热化学炮等离子体增强燃烧过程研究

在电能密度范围0．58～0．98kJ/g、装填密度范围0．3～0．35g／cm^3条件下，实现了电热化学炮固体药点火、等离子体单脉冲或双脉冲增强燃烧过程，进行了等离子体燃烧增强特性分析，并结合数值分析对等离子体射流理想的注入时机予以了讨论，为进一步的燃烧增强特性研究提供了依据。     

Research on 2D Model of Capillary Discharge Plasma

The physical process of capillary discharge in a PE tube utilized in electro-thermal-chemical(ETC)guns was investigated.ETC guns can enhance the ignition and combustion of propellant in order to reduce the ignition delay and increase muzzle velocity of the projectile.A key component in ETC gun is the capillary plasma source.In this paper,a 2D steady state model of discharge was built by using magnetic hydrodynamics method.It took the plasma energy balance,material ablation,mass and momentum conservations in...     

低敏感高能发射药等离子体点火研究动态

介绍了发射药等离子体点火的试验、机理和模型研究的最新进展。分析了等离子体点火技术应用于低敏感高能发射药的可行性,提出了开展低敏感高能发射药等离子体点火研究的概念框架、关键内容以及相关技术措施等。低敏感高能发射药等离子体点火研究应该充分利用电热化学炮中等离子体点火技术的研究成果。在深刻认识低敏感高能发射药特殊配方与等离子体相互作用规律的基础上,合理进行等离子体能量输出功率调控和点火结构设计。     

Experimental Study on Plasma Temperature of Semiconductor Bridge

The plasma temperature of the semiconductor bridge (SCB) was measured in real-time according to relative intensity ratio of dual lines of atomic emission spectrum.The plasma temperature under different discharge pulses and the influence of discharge pulse energy on it were studied.The results show that the plasma peak temperature rises gradually with the increase of initial discharging voltage and charging capacitance.For the capacitance of 22 μF,if the initial discharging voltage increases from 21 V to 63 V,the plasma peak temperature rises from 2 000 K to 6 200 K.For the discharging voltage of 39 V,the peak temperature rises from 2 200 K to 3 800 K when the capacitance increases from 6.8 μF to 100 μF.The change of pulse discharge has a very small effect on the plasma temperature at the late time discharge (LTD).In view of the change of plasma temperature with the pulse energy,the discharging voltage has a greater effect on the plasma temperature than the capacitance.The results provide some experimental basis for the further research on SCB ignition and detonation mechanisms.     

半导体桥等离子体温度的实验研究

基于原子发射光谱双谱线法测温原理,对半导体桥(SCB)等离子体温度进行实时瞬态测定;实验研究了放电脉冲条件下等离子体温度的变化规律及不同脉冲能量对等离子体温度的影响.结果表明:充电电容为22 μF,初始放电电压由21 V增大到63 V,等离子体峰值温度由2 000 K上升至6 200 K;放电电压为39 V,充电电容由...     

发射药等离子体点火与常规点火性能的比较

为研究等离子体点火与传统点火方式在点燃发射药机理方面的主要差别,利用等离子体点火中止燃烧装置,分别在等离子体点火和常规点火(黑火药及2/1樟)条件下,测得了太根药、单基药及硝胺药等发射药的燃烧中止压力-时间曲线.研究了等离子体点火方式下电能的输出曲线和作用过程特点;计算了不同点火方式下的点火能量;分析了发射药的点火方式对点火延迟时间的影响.结果表明,等离子体高能粒子射流的温度、能量、压力及速度等相关参数在喷孔的轴向和径向呈衰减分布.与传统的点火方式相比,等离子体点火方式能在较低的点火能量下缩短点火延迟时间.     

16Mn常压等离子体扫描合金化层电子衍射相分析

采用透射电镜研究了 1 6Mn钢常压弧光等离子体快速扫描合金化层的相结构。结果表明 :由于碳、硼、硅的渗入 ,合金化层中出现了 Fe B、Fe3B、Fe3( Si,B)、Fe CSi、Fe Si B2 、B4C等相 ,未发现有 Fe2 B相。     

等离子法制备球形碳化钨粉技术研究

利用感应等离子体作为热源对碳化钨粉进行球化技术研究,通过工艺参数的设计实现粉体中球形粉体的比例大于85%,同时比较球化处理前后粉体的粒度、氧含量、形貌等指标。结果表明,采用等离子法制备的碳化钨粉体材料形貌呈标准球形,氧含量显著降低,通过工艺参数的调整能够较精确地实现粒度范围的控制。