小型引信电源冲击特性仿真研究

现代轻武器系统-单兵综合作战系统发射的榴弹口径仅有20 mm、25 mm;法国和美国装备的弹药最小口径也仅有20 mm,要满足这样小的弹药的使用要求,关键技术之一就是电源小型化和耐高过载。文中应用大型有限元软件MSC.DYTRAN针对小型引信电源结构在不同冲击过载条件下的动态响应规律进行仿真研究,为推进引信电源小型化设计及工程应用研究奠定基础。

锂储备电池在引信电源中的应用及前景

介绍了国外锂储备电池在引信电源方面的应用情况 ,分析了锂储备电池在引信电源中的应用特点 ,展望了该电池在未来弹药引信中的应用前景。

引信电源性能测量电路设计

介绍了一种存储测试系统,该系统可以对处于高冲击和高速旋转恶劣环境中的引信电源的一些重要参数进行测量。电路采用单片机和CPLD联合控制的方法,充分利用了CPLD的高速和MCU控制灵活的特点,实现了数据采集和Flash存储器的读、写、擦除操作,以及与上位机通信的控制,从而实现微体积、微功耗、大容量的存储测试系统设计。分析了在闪存中构造负延迟存储空间的方法,以及AD校准的方法。整个系统经过实测在恶劣的环境中能够稳定的工作,达到了设计的目的,系统同样可以用于测试一般的化学电池。

无线电引信电源模拟系统设计

在各种无线电引信研制或对问题分析时 ,需要有一种模拟电池 ,它能够代替无线电引信电池多次重复供电。文中提供一种无线电引信电源模拟系统设计方法 ,该系统由 PCI总线 A/ D和 D/ A卡、计算机软件、放大和保护电路等组成。该装置对电池噪声的模拟精度很高 ,可模拟高达 +3 6V直流电压上叠加的毫伏级噪声 ,且具有输出自动保护功能。较好地解决了无线电引信各项试验的电池性能全面模拟问题。已获国家专利 ,专利号 :0 0 1 3 0 5 47.

适合电子时间引信用新型电源

提出一种通用性能好,适合电子时间引信上使用的新型电源,解决引信铅酸电源用于时间引信等定时精度高的问题。

引信压电电源机电转换装置振动特性分析

利用压电效应将振动能量转化为电能被广泛应用于能量转换系统中,通过压电传感器将火炮发射过程中的冲击能量转换为电能,并输送给储能电路,形成引信电源的压电传感器供电方案;将弹丸内的压电振动转换系统简化为单自由度振动系统,研究了振动系统的物理与数学模型,并由该模型进行了振动特性分析,研究了结构刚度、阻尼以及等效质量等振动参数的设计规律,可为引信压电电源的设计提供参考。

引信物理电源技术进展及应用现状

论述了引信物理电源作用、种类、特点;分析了引信物理电源技术进展及应用情况;探讨了引信物理电源发展趋势和方向。

引信物理电源技术进展及应用

引信物理电源技术在现代武器系统当中发挥着重要的作用,引信物理电源技术在很大程度上提升了引信的安全性和可靠性,使其适用范围更广。随着引信物理电源技术的发展,结合微电子技术、毫米波技术、红外技术和网络技术的应用,提升技术含量,进而保证引信物理电源良好的性能,对现代武器系统的发展有着积极影响。本文围绕引信物理电源的应用,结合引信物理电源技术的特点,了解其进展及应用情况,探究其实际应用价值。

引信用长贮存寿命高比功率锂离子原电池

针对弹道修正引信用储备式化学电池存在的输出电流有限或工作时间短的问题,提出采用锂离子原电池。通过电解液添加功能剂与正极、负极匹配形成稳定的储存界面,提升贮存寿命;通过电芯材料、结构及正负极界面优化,改善电极反应的极化影响,提高功率输出性能。测试评估结果表明,新型锂离子原电池目前满电荷长期贮存寿命为10年,可在-40~50℃温度范围内1 A大电流放电,具有高比功率特性。

压电发电技术发展及其在引信中的应用探索

压电发电技术已取得了一定的研究进展,在无线传感器网络、道路等方面展现出广阔的应用前景,但其在引信中的应用仍仅局限于引爆雷管。针对现代智能引信对弹载电源的需求,提出了压电发电技术应用于引信需要解决的几个问题,综述了压电发电技术的基本原理、发展现状及其在现代智能引信中的应用,认为利用压电发电技术为引信持续供电是可行的,且具有较好的应用前景。

引信涡轮发电机弹道发电模型和计算

运用空气动力学、机械学、电磁学理论建立了包括进气道气流流动、涡轮运动和发电机输出特性在内的系统数学模型。编制了涡轮发电机在飞行弹道上工作情况的计算机仿真程序,结合实例进行了模拟,并与实测结果进行了分析比较。

基于钹式压电阵列的新型引信发电装置设计

设计了一种基于钹式压电换能器阵列的新型引信用发电装置,使用等静压压电常数法研究了钹式换能器及其阵列的发电特性,分析了发电装置在弹药发射环境下的电能输出特性。研究结果表明,该发电装置能有效收集发射环境中的冲击能,并将其先转换为振动能再转换为持续的电能,延长了压电换能器的电能输出时间,解决了现有引信压电电源电能输出小,供电时间短等问题。

限幅振荡的引信气流谐振压电发电机

针对气流谐振压电发电机在高弹速长时间工作时,由于振幅过大复合压电振子容易破裂的问题,提出了限幅振荡的引信气流谐振压电发电机。该发电机是在复合压电振子的前端设置一个限位环片和金属谐振片,用金属谐振片来击打复合压电振子,限位环片的厚度可以调整复合压电振子的振幅。实验室吹风试验和实弹飞行试验表明,该发电机能够满足弹速1 000m/s的远程火箭弹电子时间引信的应用要求。

基于三维流场数值计算的引信用侧进气涡轮发电机的设计研究

提出并研究了基于三维流场数值计算的引信用侧进气涡轮发电机的设计方法。针对侧进气涡轮发电机在适用引信型号确定条件下,其基本形状尺寸就受到严格限制的特点,分析了影响电机性能并可以被优化的主要参数,设计了能够满足计算量要求的参量优化算法。对电机三维流场数值计算的控制方程、计算区域、网格划分以及数值方法和边界条件进行了分析。根据侧进气涡轮发电机的涡轮转速与流场相互影响的特点,结合电机的动力学分析提出和建立了基于涡轮转速迭代的三维流场数值计算方法,给出了基于三维流场数值计算的侧进气发电机的设计流程,建立了完整的设计模型。利用该方法设计了某引信用侧进气涡轮发电机,结果表明该方法可以满足工程设计的要求。

引信气流谐振压电发电机

引信用气流谐振发电机(射流发电机)基于亥姆霍兹共鸣器,利用弹丸在弹道飞行过程中的气动能发电,其换能器为磁电发电机,由于体积大、重量大,限制了其使用范围。为了改善这种状况,提出了气流谐振压电发电机,以压电薄膜代替其磁电发电机。通过实验室模拟吹风试验证明:该发电机输出功率较大,可满足低功耗引信的使用,且结构简单、体积小、成本低、重量轻,不会产生交变磁场。

引信用侧进气涡轮电机三维流场数值模拟

根据侧进气涡轮电机的涡轮转速与流场相互影响的特点,文中提出一种将三维流场数值模拟与电机动力学分析相结合的迭代模拟计算方法。该方法解决了因为涡轮转速不确定而导致三维流场数值模拟所遇到的初始条件无法确定的问题,与给定涡轮初始旋转角速度条件下数值模拟三维流场相比,提高了流场数值模拟的精度。利用该方法对攻角α=0,°来流马赫数M a∞=0.4、M a∞=0.8和M a∞=1.2条件下的某引信用侧进气涡轮电机的内外流场进行了数值模拟,数值模拟结果与工厂初步实验结果吻合良好。

引信用气流驱动振动摩擦发电机

针对基于涡街效应的气流驱动摩擦发电机存在高速下输出电能降低或不工作的问题,提出气流驱动振动摩擦发电机。该种发电机以两块平行设置的电路板为上下电极,一片聚四氟乙烯薄膜为中间振动膜,气流通过上下电极一排斜置进气孔,驱动聚四氟乙烯薄膜在上下电极之间振动产生静电感应而发电。仿真与吹风实验结果表明,该种发电机不仅可克服基于涡街效应的气流驱动摩擦发电机存在高速下输出电能降低的问题,而且还可提高气流驱动摩擦发电机的输出性能。输出电压峰值可达20 V以上,能满足微功耗电引信对电能的需求。

无线电引信用锂储备电池

由于对锂储备电池的认识不足,许多人将之与锂离子电池相混淆,对锂储备电池的长贮性能及多单元供电能力存在疑问,限制了它在国内的使用。因此,针对无线电引信设计了一种多单元快激活的锂-亚硫酰氯储备电池。动静态试验表明:无论是工作电流、电压还是工作时间、噪声,锂储备电池的性能完全满足无线电引信的使用要求。

引信小型气流激振压电发电机试验研究

针对引信小型物理电源体积与功率矛盾问题,课题组提出了小型气流激振压电发电机结构方案。建立了测量小型气流激振压电发电机输出特性的试验系统,对原理样机进行了吹风试验研究,测量了发电机的激振力、输出电压,并分析了其振动频率、输出功率以及能量转换效率;试验数据表明,在所研究的气流速度范围内,激振力曲线呈正弦波形,幅值随入流速度的增大而线性增大,频率较高且稳定,约6 k Hz,频率变化在9%以内;压电换能器工作在线性段,输出电压值与激振力幅值成正比,频率一致,符合振动压电发电机的能量转换原理;在负载匹配的情况下(R=3 kΩ),最高能输出85.3 m W的电能,且发电机的转换效率为1.2‰。其输出特性可满足在小口径及低功耗引信的应用;具有结构简单、体积小、振动频率高且无活动部件等特点,有作进一步研究的价值。

基于钹式压电阵列的新型引信发电装置设计制作及试验测试

针对现有引信冲击式压电发电机电能输出小、发电时间短等问题,设计制作了一种基于钹式压电换能器阵列的新型引信发电装置。将压电发电理论与振动理论相结合建立了其发电模型,并利用所构建的冲击试验装置模拟弹药发射环境,对其发电能力进行了测试。研究结果表明,该发电装置能有效收集发射环境中的冲击能,并利用质量弹簧组件及钹式换能器阵列将其转换为持续的电能输出。当冲击加载为209.05 g时,其电能输出时间达到2.499 s。