高温环境因素对固-液混合燃料物理稳定性的影响

固-液混合燃料的物理稳定性对于燃料的质量和安全性均有重要的意义。高温环境引发的易挥发液体组分的气化将对燃料的物理稳定性产生极为复杂的影响。通过自主设计的实验装置模拟、加速燃料物理稳定性改变,并分别从液体燃料析出及密度分布变化趋势,分析高温环境因素的作用。结果表明:自然堆垛状态下燃料的顶部受饱和蒸汽压的改变影响较大,而中部、底部则由于燃料的紧密堆积,形成各自独立的气液平衡。同时,液体燃料于高温环境中对固体的润湿效果随之增强,更有利于液体组分完成对固体颗粒的吸附。在303~333 K的温度条件下,固液体积比为1.25∶1,硝基甲烷占液体组分40%的固-液混合燃料保持最佳的物理稳定性。

中心装药对FAE燃料成雾特性影响的试验分析

为了优化燃料空气炸药(FAE)装置参数,采用高速运动分析系统,观测燃料云雾的分散过程,研究中心装药对燃料云雾体积的影响规律。试验结果表明,燃料空气炸药装置的中心装药起爆后,燃料开始分散,云雾体积逐渐增大。燃料云雾抛散过程和最终体积与中心装药有关,当中心装药能量较小时,燃料云雾最大体积随中心装药能量增大而增大,当中心装药能量达到临界值以后,燃料云雾的最大体积不再随能量增大而增大。

提高FAE威力的研究（Ⅰ）─—高能量燃料的选择

提高ＦＡＥ威力的途径是选用高能量燃料配方和优化云爆条件。该文讨论了几种燃料的特性。含铝混合燃料具有能量性能好，爆压、爆温较高，冲击波作用范围和破坏威力有较大提高之优点。Ｈ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｂ元素具有最优的能量性能。

高威力FAE液态燃料的优化选择

应用系统工程理论建立了高威力 FAE的燃料优化分析评价方法 ,对 FAE液态燃料进行了优化排序和筛选 ,得到了综合效能较优的

多元固相FAE的离散与爆轰的协调研究

一次起爆技术使FAE的两个主要研究方向,即燃料选择与云爆技术,更加紧密地结合在一起,导致对燃料的离散与爆轰的自协调要求更加严格。根据燃料的离散与爆轰的自协调的各制约因素对燃料组分进行选择,再改变燃料组分的质量配比以反馈研究燃料的离散与爆轰的协调性。实验证明所选择的混合燃料的离散与爆轰的协调性决定了超压峰值、正压作用时间、火球覆盖体积等参数,故可根据实际需要通过改变燃料组分配比来调节其协调性以研制不同特点的一次起爆型FAE。另外,基于VB.net平台自编的图像批处理程序,对由高速摄影拍摄到的FAE离散爆轰过程的图像进行处理,效率高、精度高,而且能和Excel、Origin等数据处理软件对接。

爆炸抛撒过程中FAE云雾的运动特性

为研究爆炸抛撒过程中燃料空气炸药（FAE）云雾的发展和变化特征,通过高速摄影观测了不同密度FAE的云雾形成和运动状态,用数值仿真计算了燃料圆柱外表面中心点处质点的速度变化,在距爆心2.5 m处利用光电探测方法测量了云雾相对浓度变化。结果表明：燃料在云雾形成之前的运动主要以射流为主,云雾形成后主要为扩散运动。燃料密度越大,相同时刻云雾扩展直径越大。燃料质点的速度在爆炸抛撒条件下经历先快速增大后缓慢降低的过程,最高速度达到377 m·s-1。在10~80 ms,燃料浓度的变化幅度表现出由大到小的变化,显示抛撒云雾内部的燃料颗粒空间分布具有非均匀性的特点,并且适当延长云雾运动时间,燃料颗粒分布的均匀性可得到有效改善。

FAE爆炸波对地面目标作用的三维数值研究

利用二阶迎风TVD格式 ,对多组分全N S方程进行全耦合数值求解 ,研究了近地空中环氧丙烷 (C3H6 O)形成的圆柱形云雾爆炸波和地面作用问题 ,得到了对目标作用前、后冲击波的传播和波系结构的演化以及不同时刻爆源组分的分布。对目标表面计算单元的压力进行面积加权平均 ,得到目标各表面平均超压随时间变化的曲线。压力值的动画显示表明了目标表面所受载荷的大小和分布随时间变化的规律。修改初、边值条件 。

圆台形FAE装置抛撒初期燃料运动特性研究

为研究圆台形燃料空气炸药(FAE)装置燃料抛撒运动特性,利用ANSYS/LS-DYNA软件对燃料初始抛撒过程进行了数值模拟,得到了不同位置处的燃料抛撒初速,分析了中心抛撒药结构对燃料抛撒的影响,并进行了实验验证。结果表明:圆台形FAE装置不同位置处的燃料抛撒初速与截面比药量有关,燃料抛撒初速随截面比药量的增加而增加;相较于等直径中心抛撒药,采用变直径中心抛撒药时截面比药量一致性更好,有利于减小不同位置处燃料抛撒的速度差。

FAE威力评价方法与目标防护分析

对燃料空气炸药（ＦＡＥ）爆炸场特性进行了分析；从冲击波超压－ 冲量毁伤准则出发，提出一种以靶板毁伤效应为评价依据的ＦＡＥ威力评价方法，并结合易损性等效原理。

FAE爆轰参数计算与性能设计探讨

采用 VLW状态方程及其程序计算环氧丙烷 /铝粉燃料的 FAE爆轰参数 ,研究了分散浓度 (氧平衡 )对 FAE战斗部威力性能的影响。结果表明 ,按照微负氧设计 ,有利于提高 FAE爆轰威力和燃料能量利用率 ;铝粉配比的增加能提高 FAE爆轰参数 ,但配比过高不利于燃料分散 ,导致 FAE氧平衡不好 ,反而影响

固液装药结构的FAE爆炸抛撒试验研究

针对一种 FAE装药结构 ,对燃料进行了爆炸抛撒的试验研究 ,得到了装药结构参数对固液混合燃料抛撒和分散的影响规律。试验结果表明 FAE装药结构可行 ,满足设计要求 ,为高威力FAE战斗部设计提供了依据。

基于FAE技术的森林灭火弹药的研究

森林灭火弹药是一种内装灭火剂,可以通过多种手段投放,并能迅速控制森林火灾的特种弹药。本文论述了一种结构类似于燃料空气炸药(Fuel Air Explosive,简称FAE)的灭火弹药。对燃料空气炸药的燃料抛撒理论用于灭火弹药设计的可行性进行了分析,并参照燃料空气炸药的燃料抛撒理论,提出了几个影响灭火剂抛撒效果的主要结构参数以及它们对灭火效果的影响。

基于脉冲超声的FAE燃料云团浓度检测装置

针对FAE燃料抛撒形成的铝粉/空气两相混合物云团浓度检测困难,当前实验室浓度测试方法缺乏实时瞬态检测能力的问题,提出了基于脉冲超声的FAE燃料云团浓度检测装置。该装置基于相关频率的超声衰减理论,结合超声脉冲波的抗干扰能力强和分辨力高的特点,利用气压将一定质量的铝粉吹入20 L容器罐,在罐内形成铝粉/空气两相混合物云团;通过脉冲驱动构建超声脉冲波检测电路,根据不同脉冲周期内的超声脉冲波衰减实现对动态云团浓度计算。试验测试结果表明,该装置对标称浓度50~750 g/m3分散的动态超声衰减具备明显的梯度特征,拟合得到了超声衰减系数与浓度之间的关系曲线。该装置具备对FAE燃料抛撒云团浓度的检测能力,为实现FAE燃料在抛撒过程中的最优起爆浓度识别奠定了试验基础。

一次起爆FAE中心装药的实验研究

为了探讨不同组分的中心装药对不同FAE燃料可能的一次起爆情况,采用物理方法对中心装药的配方进行设计,并对不同的FAE燃料进行了一次起爆实验研究,结果表明含有诱发剂的中心装药可以实现FAE燃料的一次起爆。为了进一步弄清中心装药中诱发剂含量对FAE燃料一次起爆过程的影响,利用不同诱发剂含量的中心装药对自行研制的新型复合燃料进行了一次起爆实验研究,CCD像机现场拍摄记录及压力测试结果表明,中心装药中的诱发剂含量会直接影响FAE燃料抛撒、延迟点火时间、爆炸波超压大小以及爆炸作用效果,诱发剂含量存在一个最优值,中心装药中加入适量诱发剂会增强FAE的一次起爆效果。

抛撒结构对FAE燃料抛撒影响的试验研究

为探讨中心抛撒结构和复合抛撒结构对燃料抛撒的影响,通过80kg级FAE燃料抛撒试验,获取了两种抛撒结构下的燃料扩散特性及云雾参数。结果表明:与中心抛撒结构相比,采用复合抛撒结构时云雾形态更优,云雾直径较前者增益10.6%~14.6%,云雾厚度较前者减小18.8%~27.0%,云雾平均浓度与前者相当;复合抛撒结构端部抛撒药与中心抛撒药的质量比对抛撒产生一定影响,针对本文中的试验装置,其最佳质量比在18%左右。

ANN在一次引爆FAE爆炸威力评价中的应用(英文)

在系统分析燃料空气炸药(FAE)爆炸威力主要影响因素的基础上,应用人工神经网络(ANN)理论及方法,建立了一次引爆FAE爆炸威力评价ANN模型,并利用该模型对不同配比环氧丙烷/铝粉混合燃料的爆轰参数及爆炸威力进行了模拟.结果表明,ANN模拟结果与一维多相爆轰模型计算值相当吻合,当铝粉含量处于50%～70%范围时,爆炸威力较为理想,当铝粉含量为65%时,爆炸威力指数达到最大.这一研究可为一次引爆FAE配方及战斗部设计与优化提供有益参考.

FAE武器爆炸地震信号的时频特征分析

运用小波包分析方法对等药量、同距离处的FAE武器与TNT爆炸地震信号进行了分解重构,对各自在不同频段的能量分布进行了对比分析。结果表明,FAE武器爆炸地震信号的能量主要集中在低频,而TNT爆炸地震信号的能量相对分散,越往高频部分两者的能量幅值渐次降低。

FAE燃料抛撒与云雾状态的控制

燃料抛撒与云雾状态的控制是提高ＦＡＥ威力的重要途径之一。本文讨论了与燃料抛撒和雾化有关的问题，并在实验基础上归纳得到云爆条件的基本关系式。

固相一次起爆型FAE燃料的优化选择

为从品种繁多、特性各异的燃料中选择较佳的燃料配方,以提高固相一次起爆型FAE的威力,利用一次起爆型燃料空气炸药比两次起爆型燃料空气炸药的燃料选择和云爆技术联系更紧密的特点,建立了燃料优化设计系统模型。新模型的建立为选择较佳的燃料配方提供了可能。

复合分散药的性能及对FAE燃料分散的影响

设计了一种新型结构的复合分散药,用以取代常规燃料空气炸药(FAE)分散药,对复合分散药爆轰波传播模型、装药结构尺寸、芯药和外层炸药爆速、复合分散药占燃料质量分数对FAE爆炸云雾的形成和传播进行了分析研究。在此基础上,进行了以压装密度为1.72 g.cm-3、爆速为8400 m.s-1的8701炸药为芯药,以低密度硝基胍(NQ)为外层炸药,以环氧丙烷(PO)和宏观固态燃料为FAE燃料分散与引爆实验。结果表明,采用复合分散药,分散药燃料比超过1.3%,云雾未发生窜火,云雾形状基本为类草帽形,并可靠爆轰,这说明采取复合装药结构是完全可行的。