电火工品的电磁场安全阈值

为探索电火工品电磁场安全阈值,为电火工品电磁兼容和电磁环境效应研究提供敏感度评价基准,以电火工品电磁‐热耦合模型为基础,采用白光干涉法测试了14号电火工品电磁场响应特征,研究了电火工品电磁场耦合、自身敏感性以及电磁响应三者之间的效应关系,形成了电火工品电磁场安全阈值的试验方法和计算方法,获得了10 kHz~18 GHz频率范围内14号电火工品电磁场安全阈值。结果表明14号电火工品的敏感频率范围为40 MHz~1 GHz。

轨道炮发射过程中电火工品的可靠性评估

电磁轨道炮发射时会在膛内激发强脉冲磁场,从而与引信内部的电火工品产生能量耦合,影响轨道炮弹药的作用可靠性。针对轨道炮电火工品所处位置的磁场环境表征,应用有限元法对轨道炮发射全过程进行了仿真模拟,明确了弹丸引信区域磁场的时空分布特性,突出了发射组件出膛瞬间这一特殊事件所引起的极端磁场变化。然后开展了电火工品与强脉冲磁场环境的耦合效应研究,研究了电火工品壳体、桥区薄膜等实际几何特征对强脉冲磁场的衰减特性,分析了不同脚线布置方式下弹丸电火工品换能元的电热响应特征,并以该型电火工品的最小点火能量与桥区熔点为标准对其作用可靠性进行了评估。研究结果表明轨道炮发射典型参数下电火工品具有较高安全性。分析结果可为电磁轨道炮弹药引信的设计与可靠性评估提供参考。

电火工品换能元增效技术研究进展

作为电火工品的核心部件,换能元直接影响着电火工品的安全性和可靠性。电火工品结构微型化、换能信息化、序列集成化的发展趋势对于换能元提出了更高的技术要求。如何实现在低能量刺激下可靠发火,同时提升换能元的点火输出能力,即如何实现电火工品换能元的效能提升成为目前火工品换能器件研究的重要课题之一。为此,本文从换能元基底和电阻材料的优选、发火结构优化设计、自含能一体化增效以及含能薄膜复合增效等角度,综述了近年来电火工品换能元低能发火与输出增效的最新研究进展。在此基础上,讨论了未来开展换能元增效研究的重点:建立换能元材料参数基因库,借助机器学习算法等手段提高换能元发火结构优化设计的效率,针对宽带隙半导体材料等开展新换能体制的基础研究,探索含能金属有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)、含能钙钛矿等新型含能薄膜材料在换能元上的集成制备。

电火工品电磁响应表征技术研究进展

电火工品电磁响应定量表征是评价电火工品电磁场中安全性和可靠性的重要手段,本文综述了电火工品电磁响应表征技术的发展脉络、原理方法、实际使用等相关内容。在电磁波频率0.01~400MHz、电场强度200V/m条件下,比对了红外比色、白光干涉、电磁耦合3种方法的测量结果,并在理论上分析了测量结果产生差异的原因。最后对现有定量表征方法的具体应用给出了参考,并展望电火工品电磁响应表征技术。

灼热桥丝式电火工品脉冲电流激励发火规律分析

为研究灼热桥丝式电火工品的脉冲激励安全性,建立了灼热桥丝式电火工品的温升数理模型,研究了灼热桥丝式电火工品的发火判据,设计了灼热桥丝式电火工品临界发火电流的计算流程,揭示了单脉冲和脉冲串电流的激励参数对灼热桥丝式电火工品临界发火电流的影响规律。结果表明,在单脉冲激励下,当脉冲宽度小于5μs时,灼热桥丝式电火工品的临界发火能量固定,即桥药系统处于绝热状态,灼热桥丝式电火工品是否发火与桥丝输入的能量有关;而当脉冲宽度大于15 ms时,灼热桥丝式电火工品临界发火电流固定,其发火状态与桥丝的电功率有关。在窄脉冲串电流激励下,临界发火电流随重复周期变化曲线的时间常数与脉宽无关,且当重复周期大于1.25 ms时,桥药系统无热累积效应,其临界发火电流与单脉冲电流作用情况一致;而当重复周期小于1.25 ms时,桥药系统出现热累积效应,该效应导致临界发火电流随重复周期降低而迅速衰减。

实装灼热桥丝式电火工品电磁辐射敏感度测试方法评述

从实装灼热桥丝式电火工品的电磁辐射安全性评估技术角度出发,评述了近年来灼热桥丝式电火工品电磁辐射安全性的几种测试评估方法,并指出了未来应重点研究的方向。研究指出采用高精度、快响应的光纤测温装置监测灼热桥丝式电火工品在外部强场辐照下的温升响应,通过外推确定受试电火工品的发火感度,从而对灼热桥丝式电火工品的电磁辐射安全性进行评估是突破现有评估技术瓶颈的有效措施;应进一步研究解决脉冲条件下由于灼热桥丝式电火工品桥丝响应时间远小于光纤测温装置响应时间导致的无法精确测温问题,以满足实装灼热桥丝式电火工品电磁辐射安全性评估的实际需求。

某型电火工品弹药电磁环境下使用安全性分析

某型弹药中装配某电火工品,分析该型弹药在舰船复杂电磁环境中的安全性具有重要意义。在分析电磁环境对电火工品作用机理的基础上,采用CST电磁仿真软件建立等效天线模型、弹药壳体模型;按照该型弹药应用环境和相关国军标的要求设置仿真参数,得出等效天线增益和壳体屏蔽效能;计算出不同频率下在该型弹药内耦合的射频功率,研究电磁环境对该型弹药的安全性影响。仿真分析结果表明:该型弹药所配用的电火工品在1.3~4.3 GHz频段内安全性无法保证;该型弹药在L波段和Ku波段存在安全性风险。

5G通信电磁环境对电火工品影响仿真分析

5G通信技术在装设备储存场所和装设备上的广泛应用,将使电火工品暴露在复杂的5G通信电磁环境中。当桥丝式电火工品处于5G通信电磁环境中时,其引线可等效为接收天线,从电磁场中接收电磁能量,桥丝上会产生感应电流。为分析5G通信电磁环境对桥丝式电火工品的影响,选取一典型5G微基站为辐射源,对处于该辐射场中电火工品的感应电流进行了仿真,并分析了电火工品的物理结构特性与感应电流之间的关系。

基于FEM-IE混合算法的电火工品安全性仿真分析

论文针对电火工品在电磁环境中的安全性问题,基于FEM-IE混合算法,利用ANSYS HFSS电磁仿真软件,研究分析了电磁能对电火工品的作用机理,通过对电火工品在不同频率、不同距离和不同角度条件下安全性仿真分析,获得了电磁场对电火工品的作用规律,为分析电火工品在电磁场中的安全性提供理论支撑。

雷电电磁脉冲对电火工品的发火危险性研究

根据电点火装置与雷电电磁脉冲电磁能量耦合的不同方式 (传导耦合和辐射耦合 ) ,分析了雷电电磁脉冲 (LEMP)对电点火装置 (EED)的损伤机理。并用 LEMP模拟装置对典型 EED进行了实验研究。

桥丝式电火工品安全电流的预测

通过瞬态脉冲无损检测试验得到桥丝式电火工品的电阻和集总热散失系数等电热响应参数,利用这些电热响应参数分别采用Rosenthal的集总热参数模型和BP神经网络模型方法预测电火工品的安全电流。结果表明:两种方法预测的安全电流较高的电火工品,在相同的恒流脉冲下发火的概率较小。电火工品瞬态脉冲无损检测技术与BP神经网络模型方法相结合,可以用来预测电火工品的安全电流。

电火工品单一温度下的贮存特性研究

为获得单一温度贮存环境下电火工品的失效模式,设计了两种电火工品在单一温度贮存环境下的加速寿命试验,并对试验结果进行了分析。结果表明,单一温度应力下电火工品主要的失效模式为药剂的缓慢分解,温度对换能元的影响不大。以单质药为主装药的火工品比以混合药为主装药的火工品更稳定,有更长的贮存寿命。在单一温度应力下,火工品的贮存寿命很长,通常不低于40年。

电火工品桥丝与药剂升温模型及在可靠性设计中的应用

介绍了桥丝式电火工品的电容放电和直流输入方式的桥丝升温模型、药剂升温模型及其数值求解算法 ,提出了估算感度的能量平衡方程和用于输入可靠性设计的理论计算方法。给出了一个算例 ,并与实际产品作了比较 ,结果表明 ,将该模型用于可靠性设计的理论计算是可行的。

射频对电火工品的影响及防护措施

文章对电火工品 (EED)的射频耦合路径进行了分析 ,根据天线理论对射频的耦合特性进行理论计算 ,将计算结果同试验结果进行了比较 ,说明武器中应用的电火工品在强电磁射频环境下能够受到危害 。

桥丝式电火工品静电发火过程的数值模拟

根据灼热桥丝式电火工品的电热起爆机理,考虑桥丝的轴向和径向散热以及药剂自身的分解放热,建立了灼热桥丝式电火工品静电发火的数理模型。用有限差分法对该模型方程进行求解,得出了桥丝式电火工品的三维温度场分布,并对结果进行了分析。

灼热桥丝式电火工品发火可靠性设计方法

提出一种灼热桥丝式电火工品发火可靠性设计方法。该方法首先建立桥丝升温模型和药剂温度分布模型,然后根据热量平衡方程和初选的设计参数计算药剂临界发火能量,并判断发火可靠度裕度是否满足要求,否则重新进行设计。采用该方法通过调整设计参数,计算得某电作动器的临界发火电压为4.75 V,发火可靠度裕度系数为1.2,可使产品满足要求。

电火工品静电安全性评价方法研究

本文简要阐明了真实静电感度测试方法,以试样的静电点火能量符合正态分布和对数正态分布为基础,给出了其数据处理方法。根据电火工品生产、贮运和使用的实际情况,建立了静电放电模型,提出了计算电火工品静电安全阈值的方法,并测试确定了人体和金属设备对5种典型电火工品直接放电的安全电压阈值。

电火工品电磁兼容时域响应特性

将电火工品电起爆理论和算法应用于电火工品电磁兼容时域响应研究,建立了火工品不同电磁波时域响应的数学模型,基于换能元感应电磁能量测量方法验证时域特性,试验结果与计算结果趋势一致且十分吻合。

电火工品等效天线模型的建立与分析

简要分析了射频能量对电火工品的危害机制,建立了电火工品发火电路的等效天线模型,推导出了电火工品处于最大拾波方向且阻抗匹配的情况下桥丝接收的最大射频功率数学公式,分析了外界电磁场场强和波长变化对桥丝最大接收功率的影响。

桥丝式电火工品射频感度试验研究

为了研究射频对电火工品的影响,利用传导方法分别测定了三种不同的桥丝式电火工品试样的敏感频率,然后在敏感频率条件下根据升降法对试样的射频感度进行了测定和计算。对三种各30发电火工品进行了敏感频率探测试验,确定射频敏感频率均为0.4 GHz;在敏感频率条件下,利用升降法对三种各30发电火工品的射频感度进行了测试,射频感度随桥丝电阻增加而降低,计算得到50%发火功率分别为2.818 W、0.428 W和0.897 W。