大长径比、高密实火药床点火管点传火特性的影响因素

利用计算程序对影响大长径比、高密实火药床点火管点火性能的主要因素进行了对比模拟,讨论了不同结构尺寸和装填条件下的点传火性能,通过对计算结果的分析,总结了结构参数和装填条件对大长径比、高密实火药床点火管点传火性能的影响规律:小孔直径、首孔高度、单位长度小孔面积及装填密度显著影响点火压力及点传火性能;小孔直径、首孔高度及单位长度小孔面积是影响破膜后泄压速度的主要因素,而装填密度会影响药床的透气性及火焰传播的通畅性,均对点火安全性、瞬时性及一致性产生重要影响作用。

大口径火炮发射装药点传火模拟试验装置的研究

设计了一种大口径火炮发射装药点传火系统的模拟试验装置,用于测定大口径火炮装药点传火实体的燃烧特性。通过在该模拟试验装置上进行不同点传火结构方案的试验研究,筛选优化出点传火结构方案,进行了装药内弹道验证试验,测得膛压曲线光滑,压差曲线呈衰减状。实验说明该模拟装置,可以对不同点传火结构方案进行对比、筛选,为大口径火炮装药点传火结构设计以及火炮射击试验初期的安全评估,具有指导作用。

颗粒模压发射药装药的点传火性能

以粒状高能硝胺发射药为基础药,经过表面钝感、包覆、模压处理,制备颗粒模压发射药。设计底部结构和传火管结构两种点传火结构方案,利用30 mm高压模拟火炮,研究颗粒模压发射药装药的点传火性能。结果表明,与底部结构相比,传火管结构将颗粒模压发射药装药的点火延迟时间缩短15.2%,膛内最大负压差降低8.41 MPa,装药床受到的最大挤压力减小11.93 MPa。传火管结构方案使颗粒模压发射药装药具有良好的点传火性能。

一种提高点传火系统安全性的方法

为改善点传火的同时性、一致性,降低压力波,提高点传火系统的安全性,设计一种点传火模拟装置。用带有硝基软片管的药管结构替代传统的药包形式,进行点传火模拟试验,并对提出的3种试验方案进行模拟、讨论。实验结果表明:带有硝基软片管的药管结构能缩短轴向传火时间,维持较高压力,降低压力波,提高点传火一致性和发射装药点传火系统的安全性。

等离子体点传火过程两相流数值模拟

建立了某小口径火炮等离子体点传火过程的两相流体力学数学模型,并用MacCormack格式对底部和中心等离子体点传火过程进行了数值模拟;分析讨论了等离子体点火能量、等离子体点传火位置等对点传火过程的影响。

模块装药点传火过程的数值模拟

在各种点传火方案试验研究工作的基础上,建立了一维两相流数学物理模型,采用MacCormack差分格式和龙格-库塔法模拟刚性组合装药点火过程,数值模拟结果与试验结果进行了对比分析。

环切杆状发射装药的点传火试验研究

针对环切杆状发射药装药,设计了两种点传火方案进行试验验证:方案1#是中心传火管;方案2#是在中心传火管上端增加一个点火药包,以便加强弹丸底部装药的点火。通过100 mm火炮弹道试验负压差的分析,两种点传火方案均能满足点传火技术要求,方案2#负压差较方案1#负压差小,射击安全性提高。对点火延迟时间的分析发现,点火延迟时间越短,起始燃气生成速率越高,越易生成较大的压力波。

密实火药床的点传火技术研究

密实火药床的点传火技术研究李锋，张振铎（华东工学院工程热物理系南京２１００１４）关键词：点传火，燃烧，装药一、引宫火炮在不同环境下射击的弹道性能变化很大，一般线膛炮在十５０“Ｃ—一４０“Ｃ范围内，胜压变化４０％以上，初速变化１０％左右。这严重影响了火...

点传火对小口径火炮发射装药性能的影响

为了改善小口径火炮钝感发射药及装药的内弹道及烟焰性能,开展了底火、底火加传火管两种点传火结构对发射装药性能影响的试验研究。以30mm火炮为试验平台,测试了两种点传火结构的装药内弹道循环时间、初速或然误差、炮口烟雾量和火焰面积等。试验结果表明:相同条件下,对比底部点火结构的发射装药,底火加传火管点火结构的发射装药内弹道循环时间、初速或然误差及炮口压分别减小了43.7%、36.8%、6.3%,同时炮口烟雾量下降了29.9%,炮口火焰面积下降了35.0%。研究表明采用底部点火加传火管的点传火结构,可以改善30mm火炮钝感发射药及装药的点传火性能,影响内弹道以及炮口烟焰性能。

一种点传火管特性参数的理论预估与实验验证

针对颗粒模压发射药装药点传火管的点传火过程,建立了两相流模型,预测了点传火特性参数范围,结合点传火性能模拟实验和颗粒模压发射药装药实验证明了模型的准确性。结果表明,合理的点传火特性参数范围为L 1:25~30 mm、D:4.0~5.0 mm、d:2.5~3.5 mm、S:70.65~84.78 mm 2、w i:1.5~1.7 g;特性参数为L 1=30 mm、D=5 mm、d=3 mm、S=84.78 mm 2、w i=1.5 g点传火管内最大压力的计算值与实验值误差为4.2%,应用于颗粒模压发射药装药点传火系统时点火延长时间为2.02 ms,最大负压差为6.04 MPa,点传火性能稳定。本研究所建立的模型能够较为准确地反映传火管内的压力波动,较好地指导颗粒模压发射药装药点传火系统设计。

包覆火药装药点传火技术的研究

研究了一种新的中心传火具，用高速摄影的方法研究了该传火具的传火过程，用炮膛模拟器研究了该传火具在点火时的膛内压力分布及其对药床的影响。结果表明，对于包覆火药装药结构，该传火具的点传火效果要明显优于制式点火具。

两模块装药点传火过程及药粒散布特性

模块装药点传火过程中药粒堆积形态对膛内起始压力波特性有重要影响,而模块装药点传火过程中药盒破裂后药粒飞散过程决定了药粒最终堆积形态。为此设计了模块装药可视化点传火模拟试验装置,通过高速摄像系统,观测不同初始装填位置的两模块装药点传火、药盒破裂及药粒散布过程。试验结果表明,两模块初始装填位置远离底火端且两药盒装填间距增大时,药室内传火时间变长,两个模块药盒燃烧更充分,模块盒的破裂面增大。点传火试验结束后,药室内模拟药粒散布在以底火侧端面中心为起点的轴向195~500 mm区域。其中,药粒主要分布于药室右侧陡坡状堆积区域。基于试验建立了模块装药点传火过程中药盒破裂后药粒散布的三维非稳态气固两相流模型,并进行了模拟计算。计算得到的最终药粒散布与试验测得结果基本吻合,验证了模型的合理性。

装药结构优化对点火具点传火特性的提高

针对子母弹抛撒技术中的中心装药径向膨胀式抛撒方式,介绍了其中用于点火的点火具。通过对传统点火药的装药结构进行试验研究,发现其存在燃烧不稳定和易于发生堵塞而造成传火中断等问题。由此提出了一种奔奈药管与黑火药组合的新型装药结构,验证试验表明,该装药结构能极大地改善点火具的点传火特性,可广泛用于点火一致性要求较高的场合。

基于多孔介质的某大口径装药床点传火特性

为了深入研究主装药的装填密度对点火药燃气在药床内传播特性的影响,搭建了某大口径密实装药床点传火系统试验平台,试验拍摄记录了火焰序列图及部分测压点压力变化情况;采用多孔介质模型模拟药室内的颗粒药床,建立了与试验装置对应的点传火系统模型,对点火药燃气在颗粒药床中的流动过程进行数值模拟,将模拟计算结果与试验结果进行对比,验证模型的可靠性,再计算不同装填密度下燃气在药床内温度场和压力场的传播特性。结果表明,计算所得与试验拍摄的火焰传播序列过程及试验测得的压力曲线均吻合较好,验证了模型的可靠性;在任意孔隙率条件下,0~10 ms时,火焰阵面轴向位移的发展较快,轴向速度由25~30 m·s^(-1)减小到10 m·s^(-1),而10~40 ms轴向速度逐渐减小到2~3 m·s^(-1);同样,在任意孔隙率条件下,火焰阵面径向位移的发展集中在2.2~3.0 ms时段内,且3.0 ms时径向速度都将减小到20~22 m·s^(-1),但较大的孔隙率初始时刻的径向速度较大;当孔隙率由0.3增大至0.5时,药室内不同位置处的压力差由0.24 MPa减小到0.20 MPa,压力差减小了16.7%,点火的均匀性和瞬时性提高。随着孔隙率增大,点火传播过程中药室内火焰阵面的轴向和径向阻力减小,火焰阵面沿轴向的扩展位移越大,轴向和径向上的火焰传播初速度也越大,但末速度趋于一致;药室内的压力越小,药室内的压力差也减小。

高膛压火炮中的新型点传火技术

针对高膛压火炮研究的需要,综述了近几年国内外出现的均匀而分散的新型点传火技术,并对今后点传火技术的研究工作进行展望。对研究高膛压火炮有实际意义。

中心点火火焰在药床中传播规律的试验研究

为了研究中心点火管火焰在药床中的传播规律,设计了可视化模拟试验平台,开展了不同点火药量、不同装药结构的中心点传火试验。采用高速图像采集系统记录了中心点火管火焰在药床中的传播过程,采用瞬态压力记录仪记录膛内压力的时空变化。结果表明,点火药量为20 g时,出火时间为0.6 ms;点火药量为30 g时,出火时间为1.5 ms;杆状装药床的传火时间平均为2.2 ms,粒状装药床的传火时间平均为3.4 ms,而杆粒混装药床的传火时间为3.1 ms。可见,点火药量对药床出火时间影响显著,较大的点火药量导致药床出火时间延长;不同装药床结构传火性能差异较大,单一杆状装药床传火性能优于单一粒状装药和杆粒混装药床,并且粒状装药床易形成气体壅塞,膛内会出现明显的压力波动现象;根据火焰传播时序位置点,利用一阶指数衰减函数拟合建立了火焰传播过程数学模型,拟合优度大于0.98。

刚性组合装药可燃传火管性能试验研究

本文针对刚性组合装药的点传火技术进行了一些基础性试验研究和理论分析 ,建立了自然环境下刚性组合装药的点传火试验系统 ,并对多种点传火方案进行了模拟试验 ,获得了点传火系统在自然环境下的重要性能参数。

大口径长药室平衡炮发射装药多点点火特性

针对大口径长药室平衡炮内药量大,轴向点传火距离长,点传火条件复杂等问题,对设计的多点点传火结构建立了两相流计算模型。控制点火位置发火的数目,得到了几种传火管内的火药流动过程和燃气释放规律。对同一规格的传火管在相同装药量下,分别采用单点点火、两点点火及多点点火三种方式点火,对所得到的点传火时间、点传火压力及空隙率等反应点传火特性的特征量进行了对比。结合大口径平衡炮多点点火试验结果,验证了多点点火技术的计算结果。结果表明,单点点火和两点点火在3.3 ms左右仍有火药仍未点燃并出现明显堆积现象,而多点点火在2.43 ms时火药已经接近全部燃完,且各特征量分布较为均匀。为此,在大口径长药室平衡炮以及其它一些装药量大的大口径火炮中采用多点点火技术可以有效改善传火时间,增加点传火安全性,抑制火药堆积。

大口径高速平衡炮点火具系统点火试验及理论研究

为了了解点火导线型号的不同对多点点传火系统一致性的影响,也为大口径高速平衡炮选择合适的点火导线提供参考,该文对常用的2种点火导线进行了多点点传火具的发火试验,试验结果表明:多根导线并联降阻,减小连接线长度,可以有效减小导线电阻对点火时间延迟的影响。在试验的基础上,对多点点传火管进一步进行数值模拟,验证了试验中所用24 m、10 mm^2铜导线可以有效发挥点火同步性,减小压力波强度,满足了480 mm大口径高速平衡炮对多点点传火系统性能的需求。该研究为相关大口径火炮的点传火系统设计提供了理论和试验依据。