膛内高温燃气对底排药剂点火过程影响的数值分析

为研究底排药剂在火炮内弹道过程中的点火特性,根据膛内火药燃气高温高压的特点及底排药剂加热点火的主要热交换方式,建立了点火过程的物理模型。基于含能材料固相点火理论模型,仅考虑热对流和热辐射换热的边界条件,构建了点火过程的数学模型。弹底环境通过联立求解内弹道模型和膛内气体状态方程来确定。针对某155 mm火炮及所装备的底排弹,计算分析了底排药剂的点火过程及影响因素。数值计算结果表明:膛内弹底燃气温度随时间变化逐渐减小;着火点位于距底排药柱内表面约120μm厚的薄层内;点火延迟时间约为1.672 ms;点火延迟时间随火药燃气速度和辐射热通量的增大分别近似呈三阶多项式递减关系。

传火管中不同装药结构传火性能试验研究

点传火技术是大口径火炮装药中的关键技术之一 .文中详细介绍了点传火模拟试验的研究工作 ,对不同装药结构的点传火特性进行系统的研究 ,给出了黑火药药袋、管状药与LVD管等不同的点传火结构对 p～t点传火性能的影响 .试验结果表明 ,轴向火焰传播速度对曲线与破孔规律有较大的影响 ,新型点火具LVD管在提高点传火性能方面有较大的作用 .

激光多点均匀点传火技术实验研究

使用大功率 Ｎｄ： Ｙ Ａ Ｇ 激光器产生激光，通过光学玻璃窗和光纤把能量传到金属点火器中点燃点火药，从而达到在点火管内实现多点同时点火的作用．实验用激光成功的点燃了点火药．并且把激光单点点火，不同直径光纤多点激光点火实验结果与普通的电点火实验结果进行了比较，发现使用激光确实能实现多点同时点火，达到抑制膛内异常压力波的作用．

埋头弹火炮内弹道及装药分析

埋头弹火炮内弹道发射与常规弹道发射明显不同之处是,弹丸是在点火药产生的气体推动下嵌入膛线,而且行程比较长。为使内弹道发射的稳定性提供保证对其装药设计进行深入研究,为工程应用提供理论指导。通过软件计算和试验的结果对影响内弹道的因素进行分析,并对弹丸嵌入过程进行研究。该装药结构设计合理可靠,该程序能够用来指导同类装药结构设计。

考虑声光效应的激光点火过程数值模拟

采用数值模拟方法分析研究了激光点火过程中能量源与含能材料的作用机理以及影响点火的因素。以激光点火的热作用机理为基础,结合声光理论建立并求解了含能材料激光点火过程强瞬态热传导-气动力耦合模型。通过计算分析得到了激光能量、光斑面积、含能材料光反射率和吸收系数等因素对含能材料表面温度和激光点火过程的影响。该研究结果有助于优化点火参数,提高激光点火的可靠性。

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。

固体火药的着火特性研究──激光点火实验

利用１０．６μｍ ＣＯ＿２激光作热源，在常压下对不同的固体火药［黑火药，１１／７，６／７松樟（５％）（表面经松香障脑处理）及６／７松石（表面经松香石墨处理）］进行了点火试验，研究了发射药，特别是阻燃药的看火性能。实验中采用光电二极管和热电偶测量点火延迟时间及火药表面温度变化，结果令人满意。

B/KNO3激光点火内弹道仿真研究

为确定B/KNO3在激光点火作用下内弹道性能,开展B/KNO3在密闭爆发器下激光点火p-t试验及内弹道仿真研究。建立了改进内弹道仿真模型,并通过MATLAB数值仿真拟合了B/KNO3激光点火过程的p-t曲线,仿真结果能较好模拟点火过程中压力变化历程。通过p-t曲线积分得到单位面积冲量-时间曲线,在300 ms内仿真和试验结果误差在10%以内,可用于B/KNO3输出做功性能评估。

射流干扰实现激光点火光学窗口防污的数值模拟及优化

为解决模块装药激光点火系统中,污染和烧蚀引起光学窗口透光性下降,导致激光点火系统不能正常工作的问题,提出了用射流干扰的方法实现光学窗口的重复利用,使激光点火系统可靠性得到了提高。内弹道耦合计算分析膛内和扰流空腔之间的两相流动,证明该方法原理可行。建立颗粒轨道模型,对颗粒污染物在空腔内的运动和射流干扰方法的防污染效果进行了数值模拟,对比了不同结构参数对流场结构以及防污效果的影响。结果表明:防污染效果随着扰流空腔尺寸的减小而变差;对中等口径火炮,可通过增加闩体厚度以增加扰流空腔轴向尺寸和加装屏蔽管等方式来增强保护效果;增大扰流孔的角度,增加扰流空腔的轴向尺寸可以增强防护效果。

大射角条件下发射药药型对低温膛压的影响

针对某型迫弹发射装药在大射角条件下低温内弹道膛压超标的问题,基于不同药型发射药的制造工艺和大射角条件下的低温燃烧规律,研究了基本药管内装不同药型发射药对内弹道性能的影响,并进行内弹道性能试验验证和适配性试验验证。结果表明:在大射角条件下,基本药管内装球扁形双基发射药在点火过程中发生低温脆裂,导致发射装药燃烧不稳定,膛压超标;而基本药管内装方片形双基发射药低温燃烧稳定,内弹道性能满足指标要求。迫弹发射装药基本药管采用方片形双基发射药不仅解决了大射角试验条件下低温内弹道膛压超标的问题,还提高了发射装药结构的本质安全性。

烟火剂式点火器内弹道性能理论分析

用固体火箭发动机中常用的瞬态平衡压强法对烟火剂式点火器内弹道性能进行了理论预示，并提出热损失系数的概念。此外，进行了试验验证。计算结果和试验结果吻合较好。