半导体桥火工品电磁响应及其防护技术仿真研究

为了研究半导体桥(SCB)火工品在连续电磁波、核电磁脉冲环境下的响应特性及防护技术,采用COMSOL仿真软件建立了SCB组件仿真模型,分别研究了并联瞬态电压抑制(TVS)二极管前后SCB组件在连续电磁波、核电磁脉冲照射状态下的感应电流和桥区温度的变化。结果表明:场强为1 200 V·m~(-1)、频率为1.15 GHz的连续电磁波以及上升时间为5 ns、半高宽为24 ns、幅值为10 k V·m~(-1)的核电磁脉冲照射,均可能使SCB桥区温度高于常用起爆药的作用温度,从而导致SCB火工品意外发火;并联TVS二极管对连续电磁波、核电磁脉冲均起到较好的防护效果,连续电磁波照射下SCB的感应电流峰值衰减率大于64.79%,核电磁脉冲照射下SCB桥区最高温度衰减率为54.34%。

电爆桥膜换能元设计研究

基于国内外电爆桥膜换能元技术的研究现状,总结了桥膜换能元的基本结构和类型,给出了V形桥区电阻和质量的计算方法;并提出了电容放电输入和长脉冲恒流输入条件下桥膜换能元的电热致电爆换能模型,以便估算桥膜换能元温升及临界爆发参数。采用溅射镀膜方法制备了多种不同结构的桥膜芯片及其桥塞换能元,测试表明桥膜芯片的电阻偏差均小于±5%。电爆实验表明,电阻/质量为2.25Ω/0.196μg的芯片与Φ3.4mm的桥塞所集成的换能元,在24V/33μF放电下的爆发时间为87μs,瞬发度很高;5min恒流脉冲输入的不爆发电流约为0.91A,电流安全性较好。电阻/质量分别为1.03Ω/0.259μg和1.05Ω/0.095μg的芯片与Φ3.4mm的桥塞所集成的换能元,5min恒流脉冲输入的不爆发电流均大于1.32A,电流安全性较高。

信息化火工品概念初步探讨

信息化火工品是一类将信息、储能、发火以及点火/起爆/作功集成一体的新一代火工品。为促进智能武器装备的发展,探讨性地提出了信息化火工品的定义,并认为信息交互是信息化火工品可控、高效、精确执行的核心。因此,传统火工品与信息技术的深度融合是发展信息化火工品的关键。结合研究现状,指出:自储能火工品是信息化火工品发展的重要方向;微波、红外、激光等新型远程控制信号可提高集群系统的协同控制能力;采用MEMS技术可提高信息化火工品的安全性和可靠性,并促进微型化和集成化发展。

高温发火MIC药剂设计与性能研究

为了适应复杂电磁环境对高钝感电火工品的需求,以铝、镁、钛、锆等金属合金为燃料,以高氯酸钾(KClO_(4))为氧化剂,设计了5种高温发火亚稳态分子间化合物(MIC);以锆/KClO_(4)为参考样,对比研究了合金燃料及MIC药剂的热氧化反应行为和反应热值;并将MIC药剂与高温电热金属桥集成为发火组件,对其安全电流、发火电流和点火性能进行了测试。结果表明:5种合金燃料的起始反应温度和活化能均高于锆;5种MIC药剂中,镁合金2^(#)/KClO_(4)的热安定性能最好,且实测反应热值最高;5种发火组件均可达到2.5A6.25W5min以上的安全性指标和6A以下的发火指标。

基于形状记忆合金的分离装置驱动机构研究

为了降低或消除传统火工分离装置驱动机构作用时对邻近结构产生的较大冲击,采用NiTi形状记忆合金材料,基于压杆稳定的基本原理,设计了一种新型的分离装置驱动机构,并开展驱动机构驱动力及作用冲击测试。实验结果表明,该驱动机构触发能量低,相比传统分离装置冲击水平大幅降低,并且驱动力满足设计要求。

某机载爆炸螺栓的振动疲劳寿命分析方法研究

针对某机载爆炸螺栓在实验中出现的振动疲劳断裂问题,以该爆炸螺栓的实际结构和使用工况为研究对象,采用频域法对振动疲劳寿命进行了计算与评估,得出了适用于该工况下爆炸螺栓的振动疲劳寿命计算模型。将计算结果与随机振动实验结果进行对比,结果表明频域Dirlik法计算结果更接近实验结果,计算误差在50%以内,因此,Dirlik法可用于该工况下爆炸螺栓的振动疲劳寿命计算。

某型拔销器功能失效分析

针对某型拔销器在常温功能试验中出现“拔销”功能失效的问题,通过建立故障树和机理分析,查明该拔销器发生失效的原因为:采用180°分模成型的O型密封圈径向面可能存在棱角和毛刺,导致密封圈与型腔内壁接触不紧密,造成密封失效。基于失效原因分析和验证试验,得出将密封圈的加工方法改为45°分模面加工,即可有效地消除其密封失效的风险。

国内外反蛙人武器装备技术发展现状与展望

反蛙人手榴弹作为一种硬杀伤武器装备,与机械发射式武器装备相比,具有携带方便、使用灵活等突出优点,能够很好的弥补近程反蛙人对抗武器技术的空白。随着武器装备钝感、高效毁伤、环境适应性等技术发展需求,美国等国家在手榴弹技术方面也特别重视相关研究,不仅要求反蛙人手榴弹有较高的安全性,而且在目标的针对性、系统毁伤效果等方面也提出了高要求,通过改进起爆技术与引信控制技术使其满足上述要求。本文对国内外反蛙人相关技术进行了简要介绍,详细阐述了美国、俄罗斯两国的反蛙人手榴弹与反蛙人榴弹系统的发展与现状和对我国反蛙人技术装备发展的展望。

爆炸螺栓固有频率的影响因素分析

为了研究爆炸螺栓固有频率的影响因素,针对爆炸螺栓设计中不同材料、不同横截面积、不同长度、不同负载等结构,建立了相应的三维模型。使用ANSYS仿真软件,对不同结构的爆炸螺栓进行了模态分析,计算获得了不同结构爆炸螺栓的固有频率和振型,通过比较得到了不同结构对其固有频率的影响规律。

13Cr11Ni2W2MoV马氏体热强不锈钢的韧-脆转变及脆化机理

13Cr11Ni2W2MoV马氏体热强不锈钢用于制备航天火工品构件时,服役温度低至-196℃,需其具有良好的低温冲击韧性。为此本实验研究了13Cr11Ni2W2MoV不锈钢在-150~100℃的夏比冲击性能。采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电镜分析其显微组织及冲击断口形貌,结合冲击能量及脆性断面率确定了韧-脆转变温度(DBTT),分析了韧-脆转变规律。结果表明:13Cr11Ni2W2MoV不锈钢的DBTT为-35.5℃。温度由100℃降低到-150℃,13Cr11Ni2W2MoV不锈钢的冲击吸收功由180 J降低至30 J。断口放射区主要表现为由撕裂棱和解理面共存的准解理断裂模式,随着温度降低,放射区解理台阶的高度减小,撕裂棱的宽度变窄。纤维区及剪切唇区表现为韧性断裂模式,断口以韧窝为主,随温度降低韧窝的数量及深度减少。裂纹萌生能量及稳定裂纹扩展过程中吸收的能量随温度降低显著下降,裂纹扩展的难度变低,因此发生了韧-脆转变。韧-脆转变的可能原因为低温下位错难以产生和滑动。

Ni-Cr异形电桥的换能规律研究

为了探索Ni-Cr合金异形电桥的换能规律,采用高速摄影技术对异形电桥在不同恒流激励下的作用过程进行分析,利用高速示波器记录其两端的电压和电流信号,并通过共聚焦显微镜观察异形电桥作用后的表观形貌。结果表明:不同恒流激励条件下异形电桥的换能特性存在差异,电流由小到大对应电热到电爆转化的过程。在小电流激励下以电热换能为主,电桥在集热区最窄处发生熔化或汽化而断开,作用过程中只有发光现象。随着电流的增加,电桥开始出现电爆现象,作用过程中不仅出现发光现象,还伴随着高温颗粒产物向外喷溅。当电流继续增大时,金属电桥完全汽化,并伴随有柱状的火焰产生。

某燃气发生器用双基推进剂包覆设计及工艺研究

针对某型燃气发生器内弹道性能试验中,出现实测曲线偏离设计基准的问题,通过分析试验数据,并结合包覆材料性能及阻燃机理,确定原因为原包覆材料硝基油漆布在包覆粘接后使推进剂出现了硝化甘油迁移现象,从而影响了推进剂能量与燃速,使产品内弹道性能发生变化。改进设计采用一种聚氨酯材料及浇注包覆工艺对推进剂进行包覆,并进行产品内弹道性能测试,结果表明包覆材料及工艺更改后内弹道曲线更接近设计曲线,产品可靠性更高。

超音速巡航弹用爆炸螺栓热学性能分析研究

以超音速巡航弹气动加热环境为应用背景,针对导弹整流罩分离用爆炸螺栓的热学响应特性问题,开展爆炸螺栓的热学性能模拟仿真和试验研究,分析爆炸螺栓在气动加热过程的温度分布规律,并对比分析仿真计算与试验结果。研究表明:玻璃钢是一种很好的绝热材料,采用玻璃钢和隔热套等隔热结构的爆炸螺栓在气动加热环境中热安全性能良好,其内部的火工药剂装药几乎不会出现由气动热带来的意外发火问题。