静电喷射纳米铝热剂的微推进性能

纳米铝热剂可用作基于微机电系统(MEMS)的固体化学微推进器的装药。添加含能粘结剂可以增强纳米铝热剂的推进性能表现。选择硝化棉(NC)和聚偏二氟乙烯(PVDF)作为含能粘结剂,利用静电喷射的方式制备纳米铝热剂,从理论和实验系统地研究了燃料/氧化剂的平衡配比、粘结剂含量对推进性能的影响,并与相同条件下机械混合纳米铝热剂的推进性能比较。结果表明:静电喷射较机械混合纳米铝热剂的固体颗粒分布均匀;Al/CuO的计算最佳平衡配比为0.9,最佳实验平衡配比为1.8;当NC含量为2.5%时,比冲可以达到250.2 m·s~(-1),与无粘结剂的Al/CuO相比增加比例为8.0%;PVDF的加入降低了实验比冲值。粘结剂的分解产物将纳米颗粒分开,增加了凝聚相反应的特征传质长度,导致燃烧持续时间从2.9 ms显著地增加到87.8 ms。     

基于二极管电爆炸的单触发开关导通机理

采用磁控溅射、紫外光刻、化学气相沉积等微机电加工技术,制备了基于Schottky结二极管和p-n结二极管的两种单触发开关,分析了无负载时它们的放电特性,两种开关在0.22μF/1500 V、0.22μF/1200 V下达至2000 A左右的峰值电流。研究了触发电容容值、触发电压、主电压、绝缘层厚度和双二极管并联结构对导通性能的影响,发现随着触发电容容值的增加,最小触发电压逐渐降低;减小绝缘层厚度、提高触发电压和主电压,均有利于峰值电流的升高;双二极管并联作为触发元件时,峰值电流比基于单个二极管的单触发开关更高,上升时间更短。根据单触发开关的放电特性曲线,将其作用过程划分为二极管电爆炸、绝缘介质层击穿和脉冲大电流上升三个阶段,阐明了各阶段的作用机制,建立了相应的电阻模型,结果表明单触发开关的电阻可以视为常数,并且阻值在毫欧级。     

硝酸羟胺基绿色推进剂研究进展

硝酸羟胺（HAN）基推进剂具有能量高、安全钝感和燃烧产物绿色无毒等优点,在推进系统连续启动和推力调节等操作方面具有一定优势。综述了HAN基液体推进剂、HAN基凝胶推进剂和HAN基固体推进剂的配方组成、分解特性、点火燃烧性能及相关的应用技术状况。提出了今后的研究重点：制备HAN基液体推进剂用高性能催化剂床,同时发展电点火为可靠点火方式;改善HAN基凝胶推进剂点火性能,加快工程化应用;探究HAN基固体推进剂燃熄可控机理,突破大规模推进系统应用瓶颈。     

基于PDV技术的微型雷管爆炸驱动飞片速度测试研究

针对微型装药爆炸驱动飞片速度问题,搭建微型雷管爆炸驱动钛金属飞片速度测试装置,利用光子多普勒测速技术(photonic Doppler velocimetry,简称PDV),对直径0.7 mm的微型雷管爆炸驱动飞片的速度进行测试,获得小飞片的速度历程,可清晰观察到飞片速度成长、保持、降低的过程。研究了防护PDV光探头有机玻璃厚度对飞片速度的影响,结果显示:当增大有机玻璃厚度时,测试的飞片平均速度会减小,测试相对误差增大;研究了光探头端面与飞片表面不同距离对测试结果的影响,对速度曲线进行位移积分,结果显示:距离较小时,测试结果的一致性较好,速度、位移增长拐点出现时机较为一致。针对整个测试系统,分析了高斯光束条纹间距、防护玻璃、金属表面反射率、试验装置振动因素对测试精度的影响。     

基于MEMS的固体化学微推进器阵列技术综述

基于微机电系统(MEMS)技术的固体化学微推进器阵列具有结构简单、无活动部件、功耗低、可靠性高等优点,可以用于微卫星的姿态调整、重力或阻力补偿及轨道变换等任务。国内外相继开展了固体化学微推进器阵列技术的研究。从结构设计、推进剂选择、键合工艺、点火电路等方面综述了各研究团队采取的技术途径和取得的进展,分析了各种技术途径的优缺点。提出了通过调整喷管结构和优化推进剂,提高微推进器的单元冲量,采用具有寻址点火特征的交叉式引线结构点火阵列,解决点火控制电路结构复杂的难题,并指出了固体化学微推进器阵列技术的发展方向。     

纳米CL-20炸药含能墨水的直写规律

针对MEMS引信中微传爆序列,基于直写技术,研究了由纳米CL-20炸药、黏结剂体系(包括黏结剂和溶剂)和其他添加剂组成的CL-20炸药墨水的直写特性,并制备了3种含能墨水。分析了直写压力、针头直径、直写高度和墨水黏度等因素对直写过程的影响规律。结果表明,随墨水黏度增大,直写线宽减小且减小幅度增大,但黏度过度偏大时,会影响直写线宽的均匀性,配方I在喷头高度为0.50mm和0.75mm时,以及配方III在喷头高度为0.75mm时,均出现了线宽不均的现象;配方II直写线宽稳定更适合直写装药。随着喷管压力的增大,CL-20油墨的打印线宽明显增加,且对于不同针头直径和不同配方墨水压力大小变化相同,线宽的增幅基本相同,当压力由100kPa增加到200kPa,线宽增大约2.5倍。随着喷头内径的增大,油墨的直写线宽明显增大,且线宽增加的幅度越来越大。随着喷头高度的增大,油墨的直写线宽减小。对于直写线宽大于1 285μm的墨水线条,固化后墨水表面均出现气泡,直写时应控制线宽,防止在直写过程中空气进入墨水。     

激光点火过程的一维有限差分模拟

从激光点火的热机理出发,建立了激光点火过程的一维有限差分模型,并对B/KNO3/酚醛树脂点火药的激光点火特性进行了数值模拟。结果表明,随着入射激光能量水平、入射激光功率、入射激光能量密度、药剂激光吸收系数的减小,药剂的点火延迟时间延长 ;当入射激光能量水平接近点火能量阈值时,药剂表面温度的成长曲线出现双峰现象 ;点火功率阈值随着光束半径的增大而增大,随着脉冲宽度的增大而减小。模拟结果与实际激光点火过程的规律一致,与实验结果基本吻合。     

激光点火过程的一维有限差分模型比较

建立 4种关于激光点火过程的一维有限差分模型 ,并通过计算对 4种模型的点火延迟时间和药剂表面温度变化曲线进行比较。结果表明 ,这两种因素对点火延迟时间和临界点火阈值的影响不可忽略 ,相比之下 ,化学反应热的影响更大 ,而且随着入射光能量水平的升高两因素对点火延迟时间的影响减小。考虑化学反应热 ,在入射光能量水平较低时 ,药剂表面温度的变化曲线出现双峰现象。入射光能量水平愈高点火延迟时间愈短     

数字化火工技术的概念和应用

介绍了数字化火工技术、微烟火技术的概念及内涵 ,并且介绍了以该概念为基础的微型火箭列阵、微机电技术微型传爆序列和无针注射器的发展。     

基于Cu阻挡层的Al/CuO含能半导体桥的电爆性能研究

界面层的反应性是纳米含能复合薄膜(RMFs)制备中的重要因素，直接影响纳米RMFs的反应性能。为了研究纳米Al/CuO RMFs在半导体桥上集成后的电爆性能，采用磁控溅射工艺制备了Al/CuO含能半导体桥（Al/CuO-ESCB）和Al/Cu/CuO含能半导体桥(Al/Cu/CuO-ESCB)，研究了Cu层作为阻挡层对Al/CuO-ESCB电爆过程的影响。结果表明:增加Cu阻挡层可以缩短ESCB的临界激发时间，增加ESCB的燃烧时间。