电热火工品连续电磁波环境下响应规律

为了研究电热火工品连续电磁波辐射环境下的响应和作用规律,初步建立了电热火工品电磁波环境下的简化模型和理论公式,采用电磁辐射模拟试验装置,完成了场强、频率、引线长度及阻抗等重要特征参数对电热火工品连续电磁波辐射环境下的响应特性与效应试验。结果表明,电热火工品连续电磁波辐射环境下感应电流的变化规律与理论公式一致,且最大感应电流的变化与频率呈谐振特性。

Mojette变换稀疏采样发射层析成像理论研究

为了利用较少投影角度的发射层析技术实现燃烧场的高质量三维成像,文中提出一种基于Mojette变换的稀疏采样层析重建方法,以减少重建迭代次数为原则确定出最优投影矢量,结合代数迭代算法进行层析重建,提高重建算法的抗噪声性能。通过建立两种投影之间的关系模型将Radon变换投影转换为Mojette变换投影,将Mojette变换应用于实际的燃烧场重建。数值模拟和实验结果表明:利用8个特定方向的投影可以实现被测物体的高质量重建,且具有较强的抗噪性能和更高的重建效率。该方法可以为投影角度受限的燃烧场三维成像技术提供理论和实验参考。

MEMS火工品换能元的研究进展

换能元作为微机电系统(Micro Electro-Mechanical Systems,MEMS)火工品的核心部件,是MEMS火工品安全性和可靠性的重要影响因素,对整个武器系统的影响也是不可忽视的。文中从换能元的基底和电阻材料研究、结构设计等角度,综述了近年来MEMS火工品换能元的最新发展研究。介绍了MEMS火工品换能元的两大关键技术:MEMS火工品换能元的设计制备方法以及换能元性能参数的测试表征。指出:具有微型化、集成化、多功能化和高可靠性的MEMS火工品换能元是未来研究的热点。为M EM S火工品换能元的设计研究提供理论支撑,应加强微尺度下的热散失特性以及桥区电阻特性研究。认为复合含能薄膜桥换能元是MEMS火工品换能元的一个重要发展方向。

Ni-Cr桥膜换能元的制备

为了制作出阻值一致性好,发火电压低的金属桥膜换能元,对Ni-Cr薄膜换能元制作过程中的薄膜溅射、刻蚀等工艺进行了探索,并对制作的换能元参数进行了测试。结果显示随着溅射功率的减小,薄膜的沉积速率减小,成膜致密性提高;在一定范围内,刻蚀液中高氯酸所占的比例越大,刻蚀用时越短。制作的Ni-Cr薄膜换能元电阻的一致性较好,在47μF电容情况下发火电压均值为6.67 V。

柔性多点同步爆炸网络设计技术研究

计算了柔性爆炸网络各部分的输出同步性误差,分析了影响系统输出同步性的主要因素。试制了以银壳柔性导爆索为主要传爆元件能实现一入九出偏心起爆和一入十二出中心起爆的柔性爆炸网络样机。样机的扩爆药柱和导爆索的装药均为聚奥克托今CⅢ。对样机输出性能的测试分析表明,同步爆炸网络均能可靠作用。系统的输出同步性为200 ns左右,比同尺寸同类设计的同步性提高了100 ns以上。

柔性导爆索输出性能测试及传爆规律

为了进一步简化弹药结构,提高武器系统安全性和可靠性,对影响柔性导爆索多点同步起爆网络输出性能的主要参数——爆速和爆压进行了研究。利用探针法,采用时间间隔测试仪对柔性导爆索爆速进行测试,探讨了靶距对爆速测试结果的影响,结果发现,影响柔性导爆索爆速的主要因素是装药密度、约束强度和装药直径,在同样条件下,银导爆索比铅导爆索的爆速明显提高。研究了微型H型锰铜压力计测试导爆索爆压的方法,结果表明,只有极小尺寸下爆压变化与约束材料有关,利用这些结果,能更精确地设计柔性爆炸网络。

火工品换能元直流激励下温度响应特性仿真研究

使用Multiphysics分析软件,建立了半导体桥发火换能元的有限元仿真模型。重点研究A型、B型两种半导体桥发火换能元在直流激励条件下的安全性能和输出性能。对换能元高瞬发点火时的温度响应进行仿真分析,得出两种情况下换能元的温度分布云图,并利用红外热波无损检测技术进行温度检测。对比仿真结果进行分析,获取换能元结构、性能等数据,完善火工品换能元性能检测技术。结果表明,B型半导体桥换能元更符合火工品安全性和可靠性要求。

电热火工品复杂电磁波环境综合适应性设计方法研究

为寻找电热火工品复杂电磁波环境适应性设计方法,对常用的电热火工品电磁波环境适应性设计方法进行比较分析,重点研究了TVS二极管滤波元器件对电热火工品连续及脉冲电磁波环境下的响应特性影响;试制了TVS二极管滤波元器件电磁波环境适应性电热火工品验证样品,并对验证样品进行了发火和输出性能试验。结果表明TVS二极管能够有效衰减复杂电磁波环境下的感应电流,并且验证样品较原产品性能无明显差异。

厚度对MEMS换能元薄膜电阻率的影响研究

为完善微机电系统(Micro Electro-Mechanical Systems,MEMS)火工品薄膜换能元设计理论,减小微尺度下换能元参数的设计误差,保证设计电阻及MEMS火工品的作用性能,理论分析了微尺度下薄膜电阻率的影响因素,采用磁控溅射进行了不同材料(Al、W、Cr、Ni-Cr)、不同微纳米厚度(<2μm)薄膜的制备,并对不同厚度薄膜的电阻率参数进行表征,揭示了微纳尺度下电阻率的尺度效应规律,获得了相应的拐点数据。

影响微冲击片换能元性能的关键因素初探

采用MEMS工艺制作了微冲击片换能元,研究了桥箔、飞片、加速膛的微观形貌,并通过测试桥箔电爆性能、飞片速度和微冲击片换能元的发火性能,研究了桥箔厚度、飞片坚膜工艺、加速膛高度等对微换能元的起爆性能影响。研究表明:采用SU-8胶制作飞片、加速膛,并对飞片进行坚膜工艺处理,以及选择3.3μm厚度的桥箔和201μm高度的加速膛,可使微冲击片换能元具有更好的发火性能。

火工品高频段射频阻抗测试技术

为测量高频段火工品射频阻抗,根据火工品脚线和矢量网络分析仪的结构特点,设计了火工品专用连接夹具,实现了同轴和平行线的有效连接。并对夹具引入的测量误差进行了修正计算,建立了基于矢量网络分析仪的高频段火工品射频阻抗测试系统。利用此系统,测量了火工品1～18 GHz范围内的射频阻抗,共出现了5个谐振点,在谐振点火工品从电磁环境中吸收的能量最大,为评价火工品在电磁环境中的安全性提供了数据支撑。

HNS多点阵列装药慢速烤燃试验研究

研究多点阵列冲击片雷管装药的热安全性。方法针对φ3 mm×3 mm、φ4 mm×4 mm、φ5 mm×5 mm、φ4 mm×8 mm共四种不同尺寸的HNS多点阵列装药开展慢速烤燃试验研究,得到HNS多点阵列装药在3.3℃/h、5、10℃/min三种不同升温速率下的响应特性。结果同规格装药情况下,随着升温速率的提高,其热烤响应剧烈程度有加剧趋势;同升温速率条件下,试样药量越大,反应剧烈程度有加剧趋势。结论阵列装药有利于分散HNS装药在热烤条件下的热积累,降低热烤试验的响应强度,提升装药的热安全性。

微序列隔板对MEMS火工品传爆性能的影响

为研究微传爆序列结构中隔板对其传爆性能影响,采用有限元分析方法,模拟了微小直径药柱(以CL-20和JO-9C作为一级、二级装药,直径分别为2 mm和4 mm,径高比为1)在镍和不锈钢材料下,不同隔板厚度对微序列起爆传爆能力的影响。得到了CL-20起爆JO-9C装药时这两种材料隔板的临界起爆厚度,分别为1.6 mm(不锈钢)、1.4 mm(镍),材料镍的隔爆能力优于不锈钢。对仿真结果进行了试验验证,结果表明,该仿真能够较准确地反映实际情况。

脉冲半导体激光器的温度补偿

采用温度预补偿模块，使得在-40℃-+60℃的环境温度下，以脉冲方式工作的激光二极管的输出功率(能量)恒定，这种方法适用于半导体激光起爆系统等对输出稳定性要求较高的脉冲半导体激光器的温度补偿。

MEMS电热常闭开关的设计和性能研究

针对低能、微小型起爆系统在勤务处理中的安全性问题,开展了MEMS电热常闭开关技术研究。通过Ansys分析软件建立了MEMS电热常闭开关仿真模型,对MEMS电热常闭开关换能元及其电热性能进行了仿真计算,得到了MEMS电热常闭开关的设计方案。通过MEMS加工工艺制作了MEMS电热常闭开关,并测试其性能。结果表明,仿真计算结果与试验结果吻合,MEMS电热常闭开关实现了通-断转换,开关的最低作用电流为0.19A。

基于空气炮的高过载模拟试验方法研究

针对半导体桥火工品高过载模拟试验对加速度峰值(15×10^(4)g)和脉宽(200μs)的要求,对现有空气炮高过载模拟试验装置进行了改进,既改变火工品试样放置位置并将其置于工装靶中,通过子弹撞击带有整形器的工装靶,实现对侵彻高过载环境的模拟,并通过仿真和试验研究了工装靶质量、子弹质量和初速、整形器尺寸等参数对加速度峰值和脉宽的影响。结果表明:当工装靶质量为1000g、子弹质量为1500g、子弹初速为250m/s、整形器尺寸为Φ40mm×20mm时,仿真得到的加速度峰值为16.05×10^(4)g、脉宽为203μs;试验得到的加速度峰值为16.3×10^(4)g,脉宽为204μs。

微起爆序列界面间隙对其传爆性能影响的仿真研究

为研究微起爆序列中结构间隙对传爆性能的影响,基于有限元分析方法,建立了微起爆序列仿真模型,并运用JWL和Lee-Tarver方程进行计算,得到了起爆二级药柱的3种尺寸微药柱的临界间隙值。将仿真结果进行试验验证,结果表明仿真结果能够准确地反映实际情况。

一种自适应光子多普勒信号解调方法

针对目前光子多普勒测速信号传统解调方法解算效率低、需要频繁人工交互、只能离线处理的问题,提出了一种基于图像处理的自适应光子多普勒信号速度解调方法。通过对光子多普勒信号特征分析截取有效段、自适应选定短时傅里叶变换窗口长度,使用设置能量阈值与直方图均衡的方法滤除噪声增强对比度,使用canny算子提取差频曲线边缘,最后经过图像断点连接和曲线细化得到差频曲线解调出目标体速度。实验表明,在设定参数合适的情况下,该方法能够自适应高效地完成多普勒信号速度解调。

超细HNS-Ⅳ炸药的窄脉冲起爆判据研究

为获得超细HNS-Ⅳ炸药的窄脉冲起爆判据,分析了冲击片起爆判据的计算过程,通过拟合冲击片起爆超细HNS-Ⅳ炸药的试验数据,得到了装药密度为1.57g/cm^3的超细HNS-Ⅳ炸药的窄脉冲经验起爆判据,用其计算的冲击片起爆阈值电压与感度试验结果基本符合。

爆炸箔厚度与其电爆性能和冲击片雷管感度的关系研究

为了研究爆炸箔厚度与其电爆性能的关系,以及爆炸箔厚度对冲击片雷管感度的影响,对5种不同厚度的爆炸箔进行了试验。研究结果表明:在1.3kV和1.5kV的充电电压下,厚度为4.0μm以下的爆炸箔的电爆性能好于4.0μm以上的爆炸箔;爆炸箔厚度对爆发时间和冲击片雷管感度有显著影响,本试验中,使用3.5μm和4.0μm爆炸箔的冲击片雷管起爆能量最低。