激光起爆器检测功率安全上限研究

基于激光火工品系统自检技术,对单波长和双波长自检系统的检测激光功率安全上限进行了分析。在连续激光输入条件下,采用D优化感度试验方法对激光起爆器进行了不发火功率试验,确定了激光起爆器在单/双波长自检系统中的检测功率安全上限;并通过自检系统功能试验验证了激光起爆器检测功率安全上限设计的合理性,为激光火工品自检系统的设计提供了参考依据。     

弹射救生用快速激光起爆器光路设计

针对弹射救生用激光起爆器快速起爆的需求,以激光点火机理为基础,通过对激光起爆器光学窗口结构的分析,优选自聚焦透镜(GRIN)作为激光起爆器的耦合窗口。同时结合自聚焦透镜光线传输理论分析,提出了通过缩小照射到含能材料表面的光斑尺寸、增大功率密度的方式,以有效缩短激光起爆器的作用时间。利用ZEMAX软件对激光耦合窗口进行仿真,得出采用φ1.8mm1/4P和φ1.0mm 1/4P自聚焦透镜组,其输出光斑缩小倍数为0.5左右。验证试验表明,该光路设计方法能够有效降低激光起爆器作用时间,并且可以在较低的功率下达到激光起爆器的极限作用时间。     

激光起爆器控制装置保险与解除保险装置

激光起爆军用控制仪,能提供保险与解除保险方案,但没有活动部件。保险与解除保险仪器通过激光能的声－光脉冲偏差,用偏振隔离的方法控制发火能量与爆炸装置隔开,仪器能连续的监测系统的状态,并在军械点火前点火前的任何时候完成100％的机内测试,而不存在提前点火或起爆的危险。仪器有一个计算机控制器,一个固体激光器,一个声－光反射器和RF驱动线路,机内测试的光学仪器和电子仪器,以及有监测能力的系统。完整的光学系统是从激光源到火工品,中间通过光纤电缆,分光器和光学连通口。在仪器操作中,计算机控制器给出一个命令,同时激光器闪光灯发火,保险与解除保险装置打开200微秒,使激光脉冲通过装置。当接收到正确的发火格式命令时,声－光反射器便移动所 选的事件通道,保证系统指向正确的位置。激光能传递通过光纤,光纤中的点火器或雷管对光脉冲很敏感,它在光纤通道的末端发火。同时,事件通道也可用作分光器的单事件通道。机内测试可在军械点火前的任何时候进行。     

激光（二极管）起爆系统的光内置式检测（BIT）

在一些复杂装置中，人们通常会选用采用了激光二极管的激光起爆系统，这些复杂装置往往会对起爆系统有高可靠性、高安全性、重量轻、体积小、多点输出以及系统通用性好等要求，而且成本要低于以前的高电压系统。采用了激光二极管的激光起爆系统，具备了上面要求的全部特性，新一代系统还增加了高水平的光内置式检测(BIT，Built-in-Test)功能，用来对系统的性能进行验证。本文对作用到激光二极管起爆系统上的发火裕度(firing margin)作了定义，对不同光BIT方法的优缺点作了介绍，说明了不同的方法从不同的方面对系统发火裕度给予的保障。本文作者想要介绍给大家的，是能够确保激光起爆系统具有最大发火裕度的方法。文章对采用的光BIT方法作了附图说明，并提供了几种不同的光BIT方法计算上的系统偏差(computed system variance)。     

含能材料的激光起爆

本文给出了有关多种含能材料激光起爆的四个实验研究结果，该项研究涉及一般应用及基础研究，含能材料及状态包括花粉和晶体：猛炸药ＲＤＸ，ＴＮＴＮ，ＴＮＢ，特屈儿，苦味酸，ＰＥＴＮ和烟火炬约ＭＴＶ及推进剂氧化剂高氯酸铵。     

一种多模式起爆装置研究

设计了一种点、环多模式起爆装置,对其多点环形起爆同步性进行了计算分析,提出了提高其多点环形起爆同步性的技术途径,并对多点起爆同步性、两种起爆模式的独立性及其在产品上的适应性进行了试验。试验结果表明,该多模式起爆装置的8点环形起爆同步性小于0.185μs,两种起爆模式独立性好,与EFP战斗部配合使用可以使战斗部实现不同的毁伤模式。     

爆炸箔多点起爆装置研究

本文设计了直列式六点环形同步起爆装置,并与1:1自锻破片战斗部成功地进行了地面威力联试.     

一种小型炸药驱动飞片装置的试验与数值模拟研究

设计了一种速度可调的小型炸药驱动飞片装置,进行了不同密度的PETN炸药驱动飞片实验,利用VISAR激光速度干涉仪测量了飞片速度历程;采用VLW状态方程计算了PETN炸药不同密度的JWL状态方程,得到了JWL状态方程参数,进而通过显式动力学有限元程序Ansys/Ls-dyna模拟计算出飞片速度,其结果与试验结果基本吻合,验证了通过数值模拟计算飞片起爆速度的可行性;得到了飞片起爆速度与炸药密度的关系,飞片起爆速度可在2660～3150m.s-1之间调节,对应压力范围为54～86GPa。     

射流干扰实现激光点火光学窗口防污的数值模拟及优化

为解决模块装药激光点火系统中,污染和烧蚀引起光学窗口透光性下降,导致激光点火系统不能正常工作 的问题,提出了用射流干扰的方法实现光学窗口的重复利用,使激光点火系统可靠性得到了提高。内弹道耦合计算分析膛内和扰流空腔之间的两相流动,证明该方法原理可行。建立颗粒轨道模型,对颗粒污染物在空腔内的运动和射流干扰方法的防污染效果进行了数值模拟,对比了不同结构参数对流场结构以及防污效果的影响。结果表明：防污染效果随着扰流空腔尺寸的减小而变差;对中等口径火炮,可通过增加闩体厚度以增加扰流空腔轴向尺寸和加装屏蔽管等方式来增强保护效果;增大扰流孔的角度,增加扰流空腔的轴向尺寸可以增强防护效果。     

低温对激光起爆系统能量传输效率的影响（英）

为了对激光起爆系统(LDI)在低温下的可靠性进行评估,对双路LDI系统及各器件性能开展了温度试验和起爆试验研究.通过激光起爆器感度试验,得到对应20℃和-40℃时0.95置信水平下99.9％发火可靠度的激光能量值分别为0.783 mJ和0.747 mJ.在-40 ～20℃,对半导体激光器和光传输系统在低温下的特性进行了研究,分析得到了数值拟合经验公式.通过拟合公式计算得到每路激光起爆器上的发火能量值,进而得到LDI系统的发火裕度大于3.采用低温发火试验,验证了双路激光起爆系统可在低温下正常发火,具有较高的设计裕度.     

基于激光加工的微安保机构设计与性能

复杂场景下火工品微安保机构需具有可恢复与抗过载特性,为此,研究设计了基于激光加工的金属材质电热驱动微安保机构,采用有限元模拟分析了镍基微电热执行器动作特性,通过调整双热臂U型电热执行器热臂和冷臂的长度、宽度以及各臂之间的间隙,探究它们对输出位移的影响;通过正交实验得到优化的超快激光加工工艺参数分别为频率100 kHz、能量113μJ、切割速度100 mm·s^-1,实现了镍基电热微安保机构的超快脉冲激光精确制造;最后,搭建了安保机构性能验证平台,验证了该机构在不同电流激励下的驱动位移与隔爆性能。结果表明,在8 A激励电流下,加工的镍基微安保机构驱动位移可达1084μm,所组装的火工品微安保机构在传爆序列中能够有效隔爆。     

恒压驱动对激光阵列起爆系统性能的影响

为解决传统的多路激光起爆系统体积大、光能量损失的问题,设计了一种基于恒压驱动模式的激光阵列起爆电路。通过激光阵列同步实验、起爆性能实验验证了恒压驱动模式对整个起爆系统的影响,并对恒压驱动提出了改进措施。结果表明恒压驱动模式能够实现多路选择、时序逻辑起爆,采用均流法可减小多路激光同步输出的差异性。     

常用火工品药剂激光起爆试验研究

对常用几种火工品药剂激光感度进行了试验研究。结果发现,粒径越小,吸收比越大,不同药剂对固定波长、频率的激光吸收系数不同;同一火工药剂不同颗粒直径,其激光感度也不同;同一药剂的激光感度还与药层厚度有关,药层越厚,反应的微粉越多,激光吸收比越大。火工药剂在激光照射下引爆的难易程度,主要取决于它对激光的吸收比,吸收比越大,越易被激发而爆炸。     

车载激光告警器灵敏度技术指标分析

分析计算了激光在大气传输中在不同能见度下直接入射到告警接收机光电探测器表面上的信号辐射度,以及目标溅射和大气散射情形下的激光信号辐射度,对车载激光告警器灵敏度指标的确定进行了论证,为系统设计和研制提供了依据。灵敏度指标的确定是激光告警器设计的核心,该指标直接影响到告警器探测距离指标的确定。计算结果表明,灵敏度为毫瓦每平方厘米级的激光告警器能够探测到一般战术情况下经过接收器平台附近的激光信号。     

带双环境力安保机构非电起爆装置设计研究

为解决传统起爆装置勤务处理和运输过程中的安全性问题,设计了一种小型化的具有双环境力安保机构的非电起爆装置,进行了保险机构受力分析及计算,并完成12m跌落试验、离心试验及实弹射击试验。结果表明该非电起爆装置具有良好的勤务处理能力,运输、使用安全可靠。