某型号固体火箭发动机点火器冲击试验分析

为了验证点火器对发动机装药的冲击情况,对2种结构、5种状态的点火器进行了35发模拟点火试验,验证了不同状态点火器的点火冲击情况.结果表明:传火药盒是点火器点火冲击的主要来源,传火药盒药量增大,冲击梯度也增大,此外,采用玻璃钢网壳结构可减小点火冲击.     

直列式爆炸箔点火及相关技术研究进展

从直列式点火系统构成、许用点火药硼-硝酸钾（Boron-Potassium Nitrate, BPN）的燃烧机理和新制备工艺以及国内外直列式爆炸箔点火相关标准三个方面,综述了直列式爆炸箔点火及相关技术的发展现状及应用。直列式点火系统有多功能多任务需求,因此作为控制模块的电子安全与解除安保装置呈现出编程寻址、多点协同的发展趋势,系统中各元件通过小型化和低能化减少系统装置所占空间。BPN通过新制备工艺进行组分粒度微纳米化,生成核壳结构,优化BPN燃烧性能、吸湿性和安定性等。总结并对比了国内外直列式爆炸箔点火相关标准。分析了直列式爆炸箔点火尚需研究的问题：冲击片直接点火BPN机理和BPN组分粒度对冲击点火感度的影响;BPN隔板点火的影响因素和规律;多种隔板点火结构的性能比较;BPN新制备方法及其对性能的优化。     

NASA成功试验阿瑞斯1第1级发动机点火器

3月10日，NASA在阿连特技术系统（ATK）公司犹他州成功进行了阿瑞斯1火箭第1级发动机点火器的首次点火试验。初步试验数据表明，发动机性能参数与设计指标一致。在阿瑞斯1发射过程中，点火器首先接到点火指令，随即启动点火时序，点燃位于第5段固体火箭助推器中的鳍状装药，助推器产生15582．5kN的推力，将火箭推离地面。此次试验为即将在今年晚些时候进行的火箭第1级早期地面试验奠定了基础。     

整体可燃式点火器点火故障分析及设计改进

以提高发火元件与点火器之间的换热效果为基础,将点火器由自由放置改为粘结固定,解决了某小型固体火箭发动机整体可燃式点火器研制过程中出现的低温点火失效问题;经模拟点火试验验证,将点火药集中于点火器中央,同时采用提高发火元件输出能量等措施,可解决另一类似发动机的低温点火失效问题.     

单项点火试验在小型固体发动机点火设计中的应用

阐述了小型固体火箭发动机点火装置单项点火试验的目的、作用,结合具体发动机点火装置研制,设计了单项点火试验容器.根据单项点火试验结果,对点火药药量、初始点火容积、喷管设计状态、点火方式、环境条件等因素对点火器点火性能的影响进行了分析,并对初始点火设计参数进行了调整.研究结果表明,基于单项点火试验所做的设计改进,解决了发动机研制初期遇到的点火延迟、低温点火失效等问题.     

一种爆炸箔飞片组件（英）

为了实现小型全金属壳冲击片点火器满足5000 V/1 min的介质耐压要求,研制了一种爆炸箔飞片组件。该组件采用复合聚酰亚胺薄膜作飞片,在230℃高温条件下与爆炸箔陶瓷基片形成一体化组件。研究结果表明,按GJB 344A-2005的要求,该组件能够很好地实现小型全金属壳冲击片点火器5000 V/1 min的介质耐压要求;高温处理不会对爆炸箔电阻、外观带来影响;71℃加速老化84天,组件电阻、外观无明显变化;爆炸箔组件升降法50%发火电流峰值1750 A,比相同条件下采用普通聚酰亚胺薄膜飞片降低300 A以上;组件对小型全金属壳冲击片点火器输出性能无明显影响。     

低能爆炸箔点火器研究

为降低爆炸箔冲击片点燃B/KNO3点火药的发火能量,对B/KNO3药剂组分进行了细化处理,优化了压药密度。在压药密度为1.50～1.64g.cm-3、发火电容为0.12μF的条件下,采用升降法进行了发火试验,试验结果表明,爆炸箔冲击片点燃超细B/KNO3点火药50%发火能量平均值约29mJ。在试验中监测了爆炸箔冲击点燃超细B/KNO3点火的爆发电流,测试表明:爆炸箔冲击片点燃超细B/KNO3点火药全发火爆发电流约500A。     

火箭发动机燃烧室的点火系统

火箭发动机燃烧室点火系统含有一个装有第一燃料组分的第一燃料箱和一个装有第二燃料组分的第二燃料箱，两个燃料箱在火箭发动机内是分离的。各自的燃料组分供给管(3、4)位于点火器和相应的燃料箱之间。     

一种内置双层电热MEMS安保机构的微点火序列

为实现点火序列的高安全性及微封装体积,研究设计并制作了一种内置双层电热MEMS安保机构的微点火序列,该序列包含了点火器、安保机构及点火药等核心部件,整体封装尺寸为Φ10 mm×3.3 mm。其中安保机构为具有双稳态功能的双层结构,前端的点火器为覆盖有Al/CuO微装药的NiCr桥箔,桥箔电极采用背部无引线封装的方法来降低序列封装体积,后端的点火药采用硼/硝酸钾（Boron/potassium nitrate）点火药。采用控制Al/CuO装药量的方法对其安保性能进行测试,结果表明该序列在Al/CuO装药尺寸为Φ800μm×30μm时安保机构在安全状态下能够阻隔前端点火器火焰能量的传递并保持结构功能完整,在解保状态下能够使后端的点火药被点火器点燃,具备点火隔火能力。     

阿里安第三级的点火改进

在阿里安火箭飞行期间,V15和V18,第三级发动机点火出现严重失效。欧空局(ESA)曾开始一项计划,用以改进和控制点火系统的性能。负责HM7低温发动机的SEP公司按CNES合同主管研究和鉴定这些改进。于1986年6月至1987年9月重新飞行期间,进行这项工作。到1986年12月的第一阶段工作确定了新的点火系统。为了通过增加流量(原来的三倍)来增加点火能量,研制了一种新的固体推动剂点火器,新的点火器采用了两股倾斜的射流结构代替原来的轴向射流结构。第二阶段工作主要是在非正常条件下评定点火余量及点火性能。在全尺寸点火试验中探测超出工作范围时每种可想象到的偏差或故障。在MBB(西德)和ONERA(法国)进行冷试,以决定喷注器出口的流量特性及分布。这项研究计划测量了以下因素对点火的影响:用液氢预冷推力室的时间、活门泄漏、氦吹除流量与温度、活门动作偏差、液氧与液氢初始流量、贮箱压力、涡轮启动时滞以及如喷注器局部睹塞等极特殊的情况。在最后鉴定阶段,把许多坏情况组合起来对三种不同的飞行点火器进行试验,以验证可再现性及验证在极端飞行条件和发动机状态情况下点火器是否良好。整个试验计划包括在SEP高空模拟试验设备上大约进行50次点火试验。试验证明,新的点火系统能适应极端和极不正常情况,它可以克服V15和V18的故障,具有良好的可靠性。     

某型号发动机可燃点火器的设计

以某型号发动机为背景,设计了一种可燃点火器,由可燃发火管、可燃壳体、点火药、堵头等组成。经过模拟点火试验和发动机地面静止试验,证实该点火器能够满足发动机的技术指标要求。     

小尺寸爆炸箔与加速膛匹配研究

为研究爆炸箔桥区尺寸与加速膛的匹配关系,对小尺寸爆炸箔与加速膛匹配的雷管进行了发火试验和升降法试验。试验结果表明爆炸箔的桥区尺寸与加速膛内孔径存在一个较佳的匹配,对桥区尺寸0.3mm×0.3mm与Φ0.45mm内径加速膛匹配的雷管进行升降法试验,发现比桥区尺寸0.4mm×0.4mm爆炸箔与Φ0.6mm内径加速膛匹配雷管的50%发火电流降低了近300A,由此说明小尺寸爆炸箔与加速膛内孔径合理匹配的情况下,可以降低冲击片雷管的起爆阈值,为实现引爆系统的小型化提供基础。     

爆炸箔厚度与其电爆性能和冲击片雷管感度的关系研究

为了研究爆炸箔厚度与其电爆性能的关系,以及爆炸箔厚度对冲击片雷管感度的影响,对5种不同厚度的爆炸箔进行了试验.研究结果表明:在1.3kV和1.5kV的充电电压下,厚度为4.0μm以下的爆炸箔的电爆性能好于4.0μm以上的爆炸箔;爆炸箔厚度对爆发时间和冲击片雷管感度有显著影响,本试验中,使用3.5μm和4.0μm爆炸箔的冲击片雷管起爆能量最低.     

某型固体火箭发动机点火药盒的改进设计

分析了某型固体火箭发动机点火药盒在贮存期内产生气体、盒表面变鼓问题的原因,提出了选择不含镁粉的黑火药作为点火药剂,并重新设计药量及粒度混装方案;经过各项试验证明,新的点火药盒能够满足该型发动机点火要求。     

自由装填药柱点火冲击载荷数值仿真研究

采用数值仿真技术针对自由装填固体火箭发动机装药在点火燃气冲击作用下的药柱载荷特性进行了分析研究。研究结果表明,点火压强越大、点火具喷口直径越大、点火具出口端面与药柱端面距离越大,点火初期冲击载荷作用越剧烈。这一研究结果为装药结构完整性分析研究和该类发动机点火具设计提供依据。     

爆炸箔尺寸对飞片速度的影响

爆炸箔是冲击片雷管的关键部件,为了获得爆炸箔的厚度和桥区尺寸对冲击片雷管飞片速度的影响,通过光纤台阶法测试了不同厚度和桥区尺寸的爆炸箔驱动飞片的情况。结果表明:在电压3.4 kV、电流3.5 kA的起爆条件下,最佳的爆炸箔厚度为3.67μm,可以驱动飞片产生2 307 m/s的速度;随着爆炸箔桥区尺寸的减小,飞片速度逐渐提高。因此,可以看出在一定的起爆能量下,驱动飞片达到最大速度的爆炸箔存在一个最佳厚度值;在爆炸箔厚度一定的情况下,减小爆炸箔的桥区尺寸,可以提高爆炸箔驱动飞片的能力,从而可以达到降低冲击片雷管起爆能量阈值的目的。     

冲击片点火管

叙述了冲击片点火管的设计原则,优化了结构及设计参数,并进行了性能试验.试验结果表明:圆柱形冲击片点火管有较小的电感和电阻,发火阈值能量较低,是一种安全点火管,适用于直列式点火.     

硅集成爆炸箔组件起爆HNS-IV试验研究

基于MEMS加工技术,设计制造了一种以硅为基底的集成爆炸箔组件.利用该爆炸箔组件,进行了起爆HNS-IV炸药的试验研究.结果表明,设计制造的爆炸箔组件参数合理,在3.5kA电流条件下可以起爆HNS-IV炸药.