B/KNO_3燃烧性能参数计算

B/KNO3点火药具有燃烧热值高、点火能力强以及安全钝感等特点,在直列式点火系统中有较广泛的应用。对B/KNO3燃烧性能参数进行理论计算,有助于指导这类点火系统的设计。本文利用VLW状态方程和最小自由能原理对B/KNO3的燃烧性能参数进行了计算。计算前,采用最小二乘法对JNNAF热力学函数表中的有关数据进行拟合,得到了硼系氧化产物的标准焓和标准熵的温度函数系数。计算得到装填密度为0 31g/cm3的B/KNO3火药力、余容以及最大燃烧压力为2 14 5×10 5J/kg、4 4 7×10 - 4m3/kg和78 2 3MPa,分别与密闭爆发器实验值2 116×10 5J/kg、4 4 18×10 - 4m3/kg和76MPa接近。

激光火工品单光纤光路检测技术

针对目前激光火工品的光路检测问题,在激光火工品与药剂接触的光纤端面蒸镀能透过点火激光而反射检测激光的短波通滤光膜片,利用光路环行器,建立了一种单光纤激光火工品光路检测系统.研究表明,在基本不改变原激光火工品结构的情况下,该单光纤光路检测系统能够实现激光火工品光路连续性检测,光路完整时的检测激光反射电流可以达到200 ～300 μA,高于光路折断时的30 μA;检测激光反射电流与点火激光能量传输效率基本成二次函数递增关系,能够反映点火激光能量传输效率的相对大小.

不同粒径RDX的燃烧特性研究

采用密闭爆发器测试了80目、100目和120目三种粒径的RDX的燃烧输出压力时间曲线。结果表明,在一定装填密度下,RDX粒径越小,压力指数越大,压力输出时间越短。通过对RDX粉两相燃烧过程的分析,指出RDX粒径对压力变化率曲线有影响。

电爆管内燃烧过程数值模拟

基于内弹道两相流模型,考虑到点火药量与主装药相当及其固体燃烧产物所占比例大等影响,提出了适用于电爆管内燃烧过程的内弹道“四相流”模型,即将气态燃烧产物、固态燃烧产物、点火药和主装药分别作为一“相”参与燃烧和流动,每一“相”都用质量、动量和能量方程描述,而它们之间的各种相互作用以源项的形式出现在上述方程中。模型计算结果与电爆管实验结果一致,表明该模型对于电爆管内燃烧过程的描述是合理的,可以作为分析该电爆管燃烧性能的一种辅助工具。

关于降低半导体桥发火能量的理论探讨

为提高电功率密度、减小能量损失,对于电容放电加载的半导体桥,提出缩短桥长是降低发火能量的有效途径的观点。利用半导体桥阻抗温升特性的不可逆现象,提出通过加热预处理减小初始电阻,从而降低半导体桥发火能量的方法。

半导体桥动态阻抗的试验研究

利用电容放电加载,通过测试半导体桥两端电压以及流过半导体桥的电流随时间的变化曲线,获得了半导体桥动态阻抗随输入能量变化的曲线。根据动态阻抗-能量曲线以及半导体桥作用过程,提出半导体桥动态阻抗与输入能量之间的关系应分四段表示,分别对应于阻抗正温升、阻抗负温升和熔化、汽化以及等离子体产生等几个阶段,并且分别可用线性公式和指数衰减公式表示。试验结果表明,在高加载速率、无能量损失情况下,所提出的四段式能够很好地拟合试验确定的半导体桥动态阻抗-输入能量曲线。

Fortran VLW代码的可视化软件

基于Fortran VLW代码,开发了具有良好用户界面的、估算炸药爆轰参数的可视化软件。软件采用VB6.0开发,研究人员只需做一些简单的选择和输入,就可以很快获得所选炸药的爆轰参数计算结果,结果的浏览采用图形和文本两种方式。研究人员只需单击菜单选项,就可以查看和保存有关的计算结果。

B/KNO_3药柱燃烧速度的初步研究

利用密闭爆发器测试系统对B/KNO3药柱的燃烧速度进行了研究,结果表明:B/KNO3药柱的线燃烧速度主要受药柱密度的影响,密度较小,线燃烧速度较快;药柱尺寸主要影响产物生成速率,并最终影响B/KNO3药柱燃烧的压力-时间曲线。另外,研究还发现本文中B/KNO3的线燃烧速度并不服从简单的指数燃烧定律,宜采用分段函数的形式进行描述。压力低于7MPa时,线燃烧速度随压力线性增加;而压力为7～50MPa时,线燃烧速度基本上不随压力变化。

火工药剂压药压力与密度定量关系的研究

利用气固两相流颗粒间应力与空隙率之间的定量关系,推导了火工药剂压药压力与装药密度之间的定量关系。通过应力试验系统测定了点火药B/KNO3和炸药RDX的应力-位移曲线,并将其转换为应力与空隙率曲线。结果表明,采用的定量关系能够很好地拟合应力与空隙率曲线;将应力与空隙率拟合参数代入压药压力与装药密度定量关系式,就可以确定要获得一定装药密度所需施加的压力。

一种爆炸箔飞片组件(英文)

为了实现小型全金属壳冲击片点火器满足5000 V/1 min的介质耐压要求,研制了一种爆炸箔飞片组件。该组件采用复合聚酰亚胺薄膜作飞片,在230℃高温条件下与爆炸箔陶瓷基片形成一体化组件。研究结果表明,按GJB 344A-2005的要求,该组件能够很好地实现小型全金属壳冲击片点火器5000 V/1 min的介质耐压要求;高温处理不会对爆炸箔电阻、外观带来影响;71℃加速老化84天,组件电阻、外观无明显变化;爆炸箔组件升降法50%发火电流峰值1750 A,比相同条件下采用普通聚酰亚胺薄膜飞片降低300 A以上;组件对小型全金属壳冲击片点火器输出性能无明显影响。

含能材料爆燃快速合成氮化硼的初步研究

在对装有B/KNO3/RDX的密闭容器中的燃烧产物进行电镜扫描、能谱分析、物理观察以及化学滴定分析的基础上,发现B/KNO3/RDX燃烧产物中含有较多的固态氮化硼,从而提出了一种含能材料爆燃快速合成氮化硼的方法。通过对爆燃获得氮化硼的反应原理等方面的分析,提出了B2O3/NH4NO3配方可能是通过爆燃获得高纯度、高产量氮化硼的理想配方。

一种高承压能力陶瓷金属复合结构分析

提出一种软硬金属镶套包覆陶瓷周向并在端面采用金属保护垫片的结构。仿真分析和试验结果表明,这种新型的金属陶瓷复合结构可以大大降低相同加载情况下陶瓷材料的受力情况,有效提高相关动力源火工品密封高温高压燃气的能力。

一种火工品子系统烤爆温度的仿真分析

烤爆温度是钝感火工品热安全性的重要标志,采用Ansys有限元模型对某火工品子系统的烤爆温度进行了仿真分析,分别计算了对流换热系数、初始温度、装药密度及药壳比等的影响;计算结果表明,对流换热系数、药壳比越大,初始温度越高,火工品子系统的烤爆温度越低;装药密度对火工品子系统烤爆温度的影响不显著,可以忽略不计;以上结果与相关文献、试验结果基本一致。

高压短脉冲作用下HNS-Ⅳ型炸药的全发火冲击起爆判据

为了确定Hexanitrostilbene-Ⅳ(HNS-Ⅳ)炸药在高压短脉冲作用下的全发火冲击起爆判据参数,采用Exploding Foil Initiation system(EFIs,爆炸箔起爆系统)驱动三种厚度的聚酰亚胺飞片(12.5,40μm和50μm)撞击HNS-Ⅳ炸药柱,用升降法进行发火试验,获得了三种厚度飞片对应的最小全发火充电电压,Photon Doppler Velocimetry(PDV)方法获得最小全发火充电电压下飞片的撞击速度分别为3400,3100 m·s^-1和2930 m·s^-1。基于冲击波理论和动力学仿真,分别获得三种厚度飞片在该撞击速度下撞击HNS-Ⅳ型炸药的界面压力p、界面粒子速度u和持续时间τ,通过数据拟合确定HNS-Ⅳ型炸药在高压短脉冲作用下的全发火冲击起爆判据参数。研究结果表明,对于装药密度为1.56 g·cm^-3的HNS-Ⅳ装药,在撞击界面压力为10~13 GPa和持续时间为4.0~8.7 ns的范围内,全发火pnt判据为:p2.88τ≥7.21。

弹道特征参数计算及密闭燃烧压力实验

为了确定输出条件下燃气做功元件装药参数,用VLW状态方程计算了点火药和主装药的火药力、余容,结合诺贝尔-阿贝尔方程,对不同输出特性做功元件的装药参数进行了设计,容积为1cm3的做功原件压力输出试验结果表明:点火药(B／KNO3)为0.2g、主装药(RDX)为0.0995g时,做功元件输出最大压力平均值为179MPa,与设计值192MPa接近;点火药(B／KNO3)为0.2g、主装药(RDX)为0.199g时,做功元件输出最大压力平均值为348MPa,与设计值384MPa接近。

离子浓度和分散剂对合成Nd:YAG粉体晶相的影响

以碳酸氢铵为沉淀剂,共沉淀合成了Nd:YAG陶瓷粉体。分析了合成过程中盐溶液离子浓度和分散剂含量对粉体后期晶相转变的影响。研究结果表明盐溶液浓度在0.16 mol·L^(-1)和0.32 mol·L^(-1)时,煅烧过程中粉体出现Y_2O_3、YAM等过渡晶相,这些过渡相需要在更高的温度才能完全转化为纯YAG晶相。当盐溶液浓度降低到0.08 mol·L^(-1),p H调节到8.0时,各组分离子和掺杂离子达到分子水平的均匀混合,合成粉体煅烧过程中直接转化为YAG晶相。添加的分散剂24SO-对Al2O3和Y2O3扩散反应生成YAG晶相有一定的阻碍作用。采用纯相的Nd:YAG粉体制备的多晶透明陶瓷获得了1.6W的激光输出。

烧结助剂对Nd∶YAG透明陶瓷微观结构和激光性能的影响

通过烧结Y_2O_3,Al_2O_3和Nd_2O_3粉体注浆的陶瓷胚体制备了Nd∶Y_3Al_5O_(12)(Nd∶YAG)透明陶瓷,研究了MgO和TEOS烧结助剂对陶瓷微观结构的影响和助烧结机理,分析了微观结构对陶瓷激光性能的影响。研究结果表明不加入烧结助剂,烧结后的样品晶界处存在大量的气孔,加入0.1%的MgO后,气孔数量减少,晶粒粒径变小,能够抑制晶界出现杂相,TEOS在陶瓷烧结过程形成的液相有助于气孔的排除。通过调节烧结助剂和烧结时间,制备出透光性达到83.1%的Nd∶YAG透明陶瓷,实现了1.4 W的激光输出。

Al/Fe_(2)O_(3)-RDX纳米复合物的热分解特性

为了获得Al/Fe_(2)O_(3)-RDX纳米复合物的热分解反应特性,以环己烷为分散剂,采用超声混合工艺制备了Al/Fe_(2)O_(3)-RDX纳米复合物;通过差示扫描量热法(DSC)对其热性能、热分解反应动力学进行了研究,并对纳米铝热剂Al/Fe_(2)O_(3)对RDX的热催化反应机理进行了探讨。结果表明,Al/Fe_(2)O_(3)-RDX纳米复合物的起始热反应温度大于200℃,具有良好的热安定性;在Al/Fe_(2)O_(3)-RDX纳米复合物的热分解过程中,纳米Fe_(2)O_(3)对RDX的热催化分解作用大幅降低了RDX的分解活化能,导致其热分解反应温度降低;与原料超细RDX热分解相比,Al/Fe_(2)O_(3)-RDX纳米复合物中RDX的分解活化能降低了41.63 kJ/mol;多孔高比表面积的纳米Fe_(2)O_(3)与RDX中N—NO 2键的硝基N形成配位络合物,导致RDX中N—NO 2的断裂,加速了RDX的分解,对Al/Fe_(2)O_(3)-RDX纳米复合物的热分解反应起着促进作用。

半导体桥点火器设计

半导体桥火工品与桥丝火工品相比具有以下优点：不发火能量散布精度高，安全性高；作用时间比桥丝快1～2个数量级，同步性好：防射频、抗静电、抗杂散电流的性能好；可采用微电子延期电路控制延期时间，延期精度高；可与复杂数字电路组合，接受特定编码信号的控制；可实现自动化大批量生产，从而可提高产品的一致性，降低生产成本。因此，发展半导体桥火工品对于提高低输入能量火工品的安全性、可靠性、同步性、工艺一致性以及降低发火能量、与数字逻辑电路组合等具有重要意义。

激光二极管点火系统驱动电源设计

激光二极管由于体积小、重量轻、转换效率高、容易实现光纤传输等优点，已经广泛应用于军事、科研、工业等各个领域。由于激光二极管是一种具有极高量子效率的器件，微小的电流变化将导致光功率输出的极大变化和器件参数（如波长、噪声性能、模式跳动等）的变化，这些变化直接影响激光器件的安全工作和应用要求。激光点火系统需要激光二极管以脉冲方式工作。因此，需要设计出恒流特性稳定、脉宽控制准确、抗干扰能力强，并具有防过冲、反冲和浪涌的保护电路的驱动电源，以保证激光器稳定工作、性能可靠和使用寿命长。