混合型气动CO_2激光器主喷管冻结效率研究

采用两振型弛豫模型及严海星的弛豫速率数据,对混合型气动CO2激光器(简称MGDL)主喷管中的非平衡流动进行了计算。研究了N2(ν=1)分子质量分数沿喷管轴线的分布,总温、总压、CO2和H2O的摩尔分数、喷管构型对N2(ν=1)分子冻结效率的影响。计算结果表明:N2(ν=1)分子质量分数沿喷管轴线方向逐渐减少,在喉部附近降低幅度最大;随着总温的升高,N2(ν=1)分子冻结效率先降低后升高;随着总压、CO2和H2O摩尔分数的增大,N2(ν=1)分子冻结效率逐渐降低;随着喷管扩张段半锥角的增大或者喷管喉部直径的减小,N2(ν=1)分子冻结效率逐渐增大。

混合型TEA CO_2激光器

本文给出了一种获得单纵模脉冲激光的装置。该激光器由TEA CO_2和CWCO_2激光器组成,采用内注入,结构简单易注入成功。本实验得到了预期的结果,并提出了进一步改进的方法。

轴快流CO_2激光器的气动系统最佳化

本文报导了轴快流CO_2激光器中,除提高气体质量流外,加快流经放电管的气流速度也能降低放电气体的温升,然而,对于风机一定的实际气动系统,不能同时既加快气流速度又保证质量流不被减少,因此,采用适当粗细的放电管与风机性能相匹配,可以取得激光器的最佳输出特性。

高能气动CO_2激光器在军事上的应用

激光武器作为一种新概念武器,与传统常规武器相比,以其速度快,方向性好,能量密度高,作战耗费比高等优点,成为新世纪武器中的新宠。高能激光武器在军事应用方面扮演着越来越重要的角色,代表着未来武器的发展方向,将彻底改变目前的战场环境和作战方式,使未来战争的形态发生了深刻变革。高能气动 CO_2激光器输出功率大,曾被各国设计用于研制高能激光武器。主要介绍美、法、俄利用气动 CO_2激光器研制的激光武器,综述气动二氧化碳激光武器的现状及发展趋势。

CO_2气动激光器的研制

本文描述了列阵喷管喉道高度为0.8毫米,马赫数为4.3的CO_2气动激光器的实验装置和测量结果。观测了小讯号增益随CO_2和H_2O浓度、滞止温度和喷管出口下游距离的变化规律。当燃烧气体比在CO_2=13％,H_2O-1％和N_2=86％左右时,平均小讯号增益为每米0.58,单孔耦合的单程稳定腔输出功率为1400瓦。

用于清除水面污染物的移动式气动CO_2激光器(英文)

本文介绍的工程项目在于研发一种激光技术来清除大面积海域和其他水面存在的油膜污染物。针对海面严重污染问题,研究了基于喷气发动机的可移动气动CO2激光器(100～250kW)的设计方案及其在清除水面污染时的工程实现。提出的技术方案意在有效弥补传统的海面油膜处理方法只可处理块状油层而无法消除100μm厚油膜的弊病。文中介绍了可移动气动CO2激光器的设计机理,研究了可执行该项工作的不同类型的激光器,证明了选用可移动气动CO2激光器执行该项工作的合理性。考虑了激光器系统的供气方案,选择了高质量的喷气发动机作气动CO2激光器的动力设备并设置了该设备工作时需要的容量。最后,描述了该激光系统气动液压设备的设计方案,给出了相关设备、油箱、和操作控制单元的结构。目前,作者已经完成了用于处理水面油膜的气动CO2激光器的概念设计,并制备了相应的激光系统。另外,研制了气动CO2激光器系统的工作平台,通过用激光束扫描石油膜覆盖的水面,实验验证了利用该系统收集油膜和令油膜有效燃烧的可行性。

固体推进剂燃烧驱动CO_2气动激光小信号增益测量

介绍了固体推进剂燃烧驱动 CO2 气动激光小信号增益测量的原理、方法及实验系统 ,重点说明小信号增益测量光路设计、热敏电阻红外探测器工作原理、增益输出信号滤波和放大电路设计及数据采集系统的硬件配置和软件编制原则 ,给出典型实验测量结果。实验证明 ,采用放大法可较为准确的测量固体推进剂燃烧驱动 CO2

周期性温度激励对MGDL混合性能及小信号增益系数的影响

将基于周期性温度激励的主动控制技术引入"混合型气动CO2激光器(MGDL)"研究,通过数值计算深入研究了周期性温度激励对MGDL主/副气流混合特性及小信号增益系数的影响。研究结果表明:与未施加周期性温度激励的情形相比,在MGDL副喷管出口位置施加特定幅值及特定频率的周期性温度激励后,可以显著增强主/副气流的混合效果并大幅提高混合喷管中的小信号增益系数。激励幅值和激励频率对主/副气流混合特性及小信号增益系数有重要影响:随着激励幅值的增加,小信号增益系数先增大后减小;在混合喷管下游区域,文中所选的六种激励频率条件下获得的小信号增益系数均高于未施加周期性温度激励时的情形;随着激励频率的增加,主/副气流的混合效果越来越好,但当激励频率增加到一定值后,主/副气流的混合效果不再发生变化。

MGDL主喷管中氮气第一振动能级冻结效率

传统的气动CO2激光器计算方法一直基于弛豫动力学,本文将混合型气动CO2激光器(简称MGDL)主喷管中的能量转移过程当作化学反应来处理,采用化学反应动力学的方法对N2(v=1)振动能级的冻结效率进行了研究。根据文献中给出的正向反应速率常数,求解了逆向反应速率常数。研究了N2(v=1)分子在MGDL主喷管中的分布及总压和含水量对N2(v=1)振动能级冻结效率的影响。计算结果表明:N2(v=1)分子质量分数的减少主要发生在喷管喉部及其附近区域;与不含水的情形相比较,含水时N2(v=1)振动能级的冻结效率明显降低;总压升高时,N2(v=1)振动能级的冻结效率下降,但下降幅度很小;相比较,随着含水量的增加,N2(v=1)振动能级的冻结效率下降较快。

主喷管总温对MGDL小信号增益系数的影响

在国内外数值模拟工作的基础上,建立了更加准确的"混合型气动CO2激光器(简称MGDL)"增益场计算程序。利用该程序,一方面研究了基于筛形喷管的混合型气动CO2激光器光腔中的小信号增益分布规律;另一方面着重研究了主喷管入口总温对基于筛形喷管的混合型气动CO2激光器小信号增益系数的影响规律。计算结果表明:当其他参数不变时,主喷管入口总温存在一个最佳值,使得光腔中的小信号增益系数最大;当主喷管入口总温小于这个最佳值时,随着主喷管入口总温的增加,光腔中相同位置处的小信号增益系数逐渐增大;当主喷管入口总温大于这个最佳值时,随着主喷管入口总温的增加,光腔中相同位置处的小信号增益系数逐渐减小。此外,分析了主喷管入口总温对小信号增益系数的影响机制。