底火输出能量测试仪的设计

底火性能是否合格是判定贮存弹药质量是否合格的重要判据之一,将密闭爆发器、压电传感器、温度传感器、信号处理系统与计算机相结合,设计出了底火输出能量测试仪,既可检测底火发火性能,又可对底火的输出能量进行定量检测,从而能够可靠地判定底火的性能,为判定贮存弹药质量状况提供决策依据。     

枪弹底火瞬态火焰温度测试及其图像

为了评估某类枪弹底火的输出特性,针对底火输出火焰温度难以测量的特点,提出了在开放式爆发器内进行枪弹底火击发实验,并利用高速中波红外热像仪捕获底火击发全过程。利用落锤仪赋予枪弹底火相应的初始击发能量,同时触发红外热像仪采集火焰信息。对常温（25 ℃）、高温（50 ℃）、低温（-49 ℃）3种工况的枪弹底火实验数据和红外图像进行处理,结果表明：此类枪弹底火的输出火焰温度最高可达1204 ℃,火焰持续时间为3~4 ms;火焰随时间的变化过程可分为击发、扩散、成型、消散4个阶段,成型火焰的焰头和焰尾为高温区域。结合公式计算和软件校正,实验测量误差不超过6.6%,证明了该方法的可靠性,为评估枪弹底火的输出能量特性提供了新思路。     

底火初温对能量释放特性影响的实验研究

为了研究不同初温条件下底火的能量释放特性,在考虑热散失修正的基础上,设计了专门的微型绝热密闭爆发器,分别开展了绝热效果对比试验和3种初温条件下(-20 ℃、28 ℃和50 ℃)底火的击发试验研究,获得了不同工况下击发底火时密闭爆发器内压力随时间的变化关系。试验结果表明:对微型密闭爆发器进行绝热处理,压力损失和损失率分别降低了0.21 MPa和8.9%,而底火药的燃烧时间差别不大; 底火初温分别为-20 ℃、28 ℃和50 ℃时,底火击发后在微型绝热密闭爆发器中产生的最大压力依次为2.24 MPa、2.33 MPa和2.61 MPa,底火药的燃烧时间分别为1.30 ms、0.98 ms和0.78 ms,底火药燃气压力冲量分别为2.40 MPa·ms、2.29 MPa·ms和2.03 MPa·ms。由此表明,底火初温越高,底火药燃烧越猛烈,其燃烧时间越短,在密闭爆发器中产生的最大压力越高,但产生的压力冲量越小。该研究揭示了底火初温对其能量释放特性的影响规律。     

一种枪械击发点火系统模拟试验装置设计

为揭示枪械击发点火机理,研究枪械击发点火故障机理并提高击发点火可靠性,设计一种枪械击发点火 系统模拟试验装置。通过改变落锤的高度可给测试单元提供不同的击发能量条件,以击针及带底火弹壳为试验对象, 模拟枪械中击发点火系统的装配关系和实际工况。试验结果表明：测试单元与监测单元配合能测试出底火输出火焰 长度、火焰持续时间、压力特征参数等输出特征量,实现对枪械击发点火性能的定量评价。     

低温应力加载方式对某型底火输出性能影响研究

为了获得某型电底火在持续、断续两种保温方式下输出性能的变化规律,通过持续低温、断续2d 保低温、断续4d保低温3种方式对该型底火施加温度应力,并测试其点火最大压力、发火时间、作用时间的变化。结果表明：在持续和断续低温应力加载条件下,底火输出性能仍满足设计指标,但成组数据散布有所变化;相对最小保温时间下的作用时间和最大点火压力,断续保低温后更易于发生显著性变化。     

一种撞击底火输出性能的试验平台

针对撞击底火输出火焰长度和持续时间的定量测试问题,以落锤仪作为改造基础,自行设计了试验工装,利用高速摄影机和光电传感器搭建了撞击底火输出火焰长度和持续时间的综合测试平台,并对底-6乙底火进行测试。测试结果表明,该测试平台可以有效测出底火的输出火焰长度和持续时间,为考核底火的长贮性能提供决策依据。     

大口径枪弹用底火输出能力测试研究

为测量大口径枪弹用底火的输出能力,建立了一套测试系统.该系统采用压电晶体测试气体压强,利用数据采集系统完成数据分析.通过对某底火进行测试,表明该系统实现了底火输出能力的定量测试.     

枪弹底火击穿爆炸成因探析

通过对某型枪弹底火变形与击发过程分析,给出击发时底火壳受力模型,分析了影响底火击穿的因素,得出火台窝处击发药爆炸是导致底火击穿主要原因结论,提出减小击发药量以减小爆炸能量、提高底火壳材料强度以提高感度减小塑性变形,改变击针头部形状以减小火台窝等措施,从而防止底火击穿。     

弹体质量、质心及质偏的新三点测量法

提出了一种新型的测量方法--柱体的质量、质心及质偏新三点测量法,论述了其测量原理,分析了三点测量方法的优缺点,经过比较,得出结论新三点测量法质偏测量精度高,测试方法简单,只要在一种状态下测量两次就可得出被测柱体的质量、质心及质偏三个参数,同时测试装置加工和调试都较容易.具有原三点测量法和四点测量法的优点,是一种实用的测量方法.     

利用多点皮托管测量静压的超燃冲压发动机进气道空气捕获率

提出了利用多点测量耙的发动机进气道空气捕获率测量法。该方法是在发动机模型出口安装多点压力测量耙,根据发动机出口的压力测量结果测定空气捕获率。介绍了通过发动机燃烧试验证明该测量方法的优点及其可行性。     

迫弹基本药管输出压力测试方法研究

介绍了一种用传感器测量迫击炮弹基本药管输出压力的方法.首先设计了用于测量基本药管输出压力的本体,分别利用安装在测压本体内的压力传感器和测压铜柱,对某迫击炮弹基本药管的输出压力进行了测定.通过数据处理对两种测压方法进行了比较,结果表明压力传感器可满足试验要求,测量精确度高于铜柱法,可用于全面评定基本药管.     

燃气弹爆轰超压测试系统的研究

燃气外弹(FAE)爆轰参数测量难度大，在分析常用测试法的基础上，设计了爆轰压力测试系统．该系统由计算机、压电传感器、电荷放大器和瞬态记录仪组成，各测量采集装置间由专用电缆线连接．压电传感器后续电荷放大器，其输出电压与输入电荷成正比．电量与机电量的换算采用传感器灵敏度和输出灵敏度联动法．瞬态记录仪将压力传感器模拟量转换成数字量，存入储存器并显示．各采集通道把采集数据存入各自缓存，由CPU通过系统总线处理．由于该系统采用多传感器以消除不确定因素干扰，并同时测得超压峰值等有效信号，满足爆轰测试精度要求，其误差控制在5％之内。     

某转管机枪导气装置的动力学分析

确定气室压力变化规律的方法中,有一类是在实验和理论计算的基础上,给出经验公式,称为经验法;另一类是应用气体动力学和热力学理论,建立气室压力变化规律的理论公式,称为理论计算法。分别运用2种方法,通过对某内能源三管转管机枪的导气装置进行动力学分析,确定武器在使用过程中导气室内的压力变化规律并分析影响其压力变化的主要结构因素,为内能源转管机枪的参数设计提供理论依据。     

不同铝氧比CL-20基含铝炸药深水爆炸能量输出特性

为研究CL-20基含铝炸药在深水爆炸所特有的高静水压环境中的能量输出特性,使用深水爆炸压力罐模拟500 m深水环境,进行6组不同铝氧比CL-20基含铝炸药深水爆炸实验。通过实验数据对高静水压条件下深水爆炸能量输出规律及能量输出结构进行分析。实验结果表明：深水爆炸冲击波峰值压力、比冲击波能、比气泡能和机械能均随铝氧比的增大先升高后降低,冲击波峰值压力符合相似律关系;损失能与其随测试距离的增加速率在铝氧比为0.24~0.88时均先升高后降低,分别在0.67和0.46时到达峰值,故可以通过改变铝氧比对深水爆炸远场能量利用效率进行调控;深水爆炸能量利用率随铝氧比的增大持续降低,机械能在0.46~0.67时维持平台值;通过调节铝氧比可在维持较高深水爆炸机械能前提下,改变比冲击波能和比气泡能的能量输出占比。     

强冲击下PZT-5H压电陶瓷的动力响应及电输出特性研究

为了揭示冲击压力对PZT-5H压电陶瓷电输出特性的影响,利用自行建立的聚偏氟乙烯冲击压力测试系统和压电陶瓷电输出性能测试系统,以一级轻气炮作为加载手段,开展了柱状铝合金弹丸分别以195 m/s、487 m/s、532 m/s和613 m/s的速度垂直撞击复合靶板（钢片-压电陶瓷-有机玻璃）的实验。利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA进行弹靶碰撞的有限元分析,分析了不同速度下PZT-5H的冲击压力时程。根据实验系统建立了弹靶接触时应力波传播的简化模型,并通过模型计算出复合结构中PZT-5H压电陶瓷承受的冲击压力峰值。运用实验得到的冲击压力时程、压电陶瓷输出电压时程和储能电容充电电压时程,分析了不同峰值压力脉冲作用下PZT-5H压电陶瓷电输出特性的变化规律。研究结果表明：冲击压力峰值的计算结果与仿真结果、实验测量结果趋势吻合;冲击压力峰值在200~700 MPa范围内时,PZT-5H压电陶瓷输出电压峰值随着冲击应力峰值的增加而增大,且近似呈线性关系;在高速撞击PZT-5H压电陶瓷过程中动能与电能的能量转化效率较低,当储能电容量与PZT-5H压电陶瓷电容量比值为5.9∶1时,压电陶瓷的能量转化率为1.1%.     

炸药水中爆炸能量输出结构的数值模拟

介绍了理想炸药和含铝炸药水中爆炸的能量输出模型,并采用AUTODYN软件,对TNT和PBXW-115水中爆炸远场的冲击波形进行了求解.计算出了冲击波峰值压力、衰减时间常数、冲量、能流密度和冲击波能等参数,并将计算结果与实验数据进行了对比.在不可压缩流体理论的假设下,推导出了水中爆炸一维气泡脉动方程.把脉动方程同爆轰产物的状态方程相结合,计算出1 kg TNT和PBXW-115水中爆炸气泡脉动周期分别为0.213 s和0.283 s,二者的气泡能分别为1.88 MJ·kg-1和4.41 MJ·kg-1,与实验结果吻合较好.     

底火两相射流在传火管内传播过程的一维模型及数值模拟

底火射流在传火管内的传播过程是中心传火管及传火装药设计的主要依据。建立了底火药剂燃烧模型以及底火射流在传火管内传播的一维两相流模型,在使用四阶龙格-库塔法求解底火药剂的击发和燃烧过程的基础上,采用两步分量型CTVD格式对底火两相射流在传火管内的传播过程进行数值求解。得到了传火管内不同位置上射流的压力、两相速度以及空隙率等参量的变化规律。结果表明,底火射流在传火管内传播时,头部存在较强的压力波,气相速度大于固相速度; 当压力波在端面反射并作用在后续固相颗粒时,造成颗粒的加速燃烧; 当射流中的颗粒运动到右边界后,颗粒的堆积燃烧造成了反向的压力梯度,传火管内气相出现较大反向运动速度。