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  • 2024年第2期文章目次
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    • 基于金属-绝缘体相变材料的高钝感集成半导体桥芯片设计

      2024(2):1-7.

      摘要 (20) HTML (0) PDF 1.33 M (73) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高半导体桥(SCB)火工品的安全性与可靠性,通过片上集成方式,在SCB两端并联金属-绝缘体相变材料VO2对其进行分流防护。提出蛇形设计方法来降低VO2薄膜在金属态的电阻值,使其与SCB阻值相匹配,测试了不同长宽比的VO2薄膜及相应的集成芯片在室温(25 ℃)至100 ℃范围内的电阻曲线,并对集成芯片及单独SCB在1A1W5min和1.5A2.25W5min安流试验中的传热过程进行了仿真。结果表明:蛇形设计可以有效降低VO2薄膜电阻,其阻值与蛇形长宽比(Ws/L)成反比;VO2薄膜能够对SCB起到一定的分流防护作用;集成芯片尺寸对安流试验热传导过程的平衡温度有一定影响;能够通过1.5 A安流试验的最大VO2阻值为5 Ω,这是下一步的设计目标。

    • 非电传爆系统中不同尺寸雷管输出性能研究

      2024(2):8-13.

      摘要 (26) HTML (0) PDF 626.09 K (55) 评论 (0) 收藏

      摘要:为合理设计非电传爆系统用雷管,研究了不同尺寸对雷管输出性能的影响。基于不同尺寸雷管起爆两路导爆索的试验结果,建立了雷管起爆两路导爆索的计算模型;采用非线性有限元动力学方法,对不同尺寸雷管起爆导爆索过程进行了数值模拟计算,分析了起爆药厚度、传爆药厚度和雷管直径变化对雷管输出性能的影响。结果表明:Φ3.0mm×3.8mm雷管不足以起爆Φ1mm导爆索,Φ3.85mm×6.50mm雷管可以可靠起爆Φ1mm导爆索;针对Φ3.0mm×3.8mm雷管,增加起爆药厚度、传爆药厚度和雷管直径均可以可靠起爆Φ1mm导爆索,其中增大雷管直径还可以保证雷管体积最小,对于提高雷管输出性能的贡献更大。

    • 一种双级弹射作动筒对抛分离输出特性研究

      2024(2):14-18.

      摘要 (21) HTML (0) PDF 746.68 K (52) 评论 (0) 收藏

      摘要:为满足武器系统低过载对抛分离功能要求,设计了一种对抛式双级弹射作动筒,基于零维内弹道理论建立了对抛式双级弹射作动筒内弹道模型,对其分离输出特性进行了仿真,并对内弹道模型的准确性进行了试验验证。结果表明,对抛式双级弹射作动筒内弹道模型准确可靠,压强仿真曲线与实测曲线基本吻合,分离输出参数仿真值与实测值基本一致,误差不超过5 %。本研究能够为同类型对抛式双级弹射作动筒的设计提供理论指导。

    • 固体火箭发动机点火装置方案设计通用算法模块研究

      2024(2):19-25.

      摘要 (19) HTML (0) PDF 762.12 K (70) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决现有点火装置设计“系统研究少、设计经验性强、方案通用性差”的问题,对不同类型点火装置的方案设计过程进行了系统性分析,提出了点火装置方案设计的通用设计方法及流程,在此基础上采用面向对象技术开发相应的通用算法模块,包含所需要的数据字典以及专业算法的实现。完成5种类型点火装置方案设计全过程,获得方案设计的结构参数与性能参数,同时基于Creo实现了参数化三维模装设计快速建模。该通用算法模块不仅可以独立运行,也可集成至有关的固体火箭发动机总体方案设计系统软件中。利用所开发的算法模块对FG-02固体火箭发动机点火装置以及常见的管式点火装置方案进行案例设计,结果表明所建立的点火装置方案设计流程及开发的通用算法模块具有较好的适应性,提高了设计效率和经济性,可为点火装置的方案论证和初步工程设计提供支持。

    • 过滤结构对贮箱增压用燃气发生器输出性能的影响

      2024(2):26-29.

      摘要 (9) HTML (0) PDF 579.67 K (48) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对某液体姿控发动机贮箱增压用低燃温燃气发生器,开展了内部过滤结构对其输出性能影响的试验研究。试验验证及结果分析表明:燃气发生器内部压强曲线的升高是由贮箱与过滤结构的共同影响造成的;即使贮箱反向压力不超过喷管临界压强,但在反向压力作用下药剂燃烧产生的固体残渣更易堵塞过滤层成为二次喉道,使燃气发生器内部工作压强依然持续升高;在满足燃气洁净度及降温吸热的前提下,采用低燃温复合推进剂的贮箱增压用燃气发生器的过滤层相对密度不宜超过0.45。

    • 电泳沉积PVDF/Al/CuO复合含能薄膜及其燃烧性能研究

      2024(2):30-35.

      摘要 (6) HTML (0) PDF 1.93 M (63) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于含氟聚合物的强氧化及含氟量高的特性,以聚偏二氟乙烯(PVDF)为代表,通过电泳技术,采用石胆酸(LCA)作为表面活性剂,制备了PVDF/Al/CuO有机/无机杂化含能薄膜,并对其组分、结构、形貌及含能特性进行了系统的表征。结果表明:PVDF电泳沉积过程中石胆酸的最佳添加剂量为3mL(1wt%);当PVDF添加量为2wt%时,PVDF/Al/CuO复合薄膜的燃烧性能最好,热释放能量达3 924J/g,远远高于Al/CuO的热释放能量。产生上述实验结果的主要原因是PVDF本身具有氧化特性,能够与铝发生化学反应,释放热量;此外,PVDF热分解产生的氟能够腐蚀铝表面的钝化膜,进而释放活性铝,极大提升了Al/CuO体系的能量释放效果。

    • 某液体火箭发动机用起动器峰值压力时间超差故障研究

      2024(2):36-40.

      摘要 (14) HTML (0) PDF 739.01 K (48) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对某液体火箭发动机用起动器峰值压力时间超差故障,进行了原因分析,提出了改进措施并对其有效性进行了试验验证。结果表明:造成起动器峰值压力时间超差故障的原因为起动器内膜片与端盖间的焊接强度不足,在高温燃气冲击下膜片过早脱落、烧蚀,从而导致压力提前泄放。提出将1圈焊接改进为2圈焊接、将点焊改进为连续焊接,焊接后增加气密性及承压性能检测,以及加强削弱槽深度检测等改进措施。验证试验表明上述改进措施可有效避免起动器出现峰值压力时间超差故障。

    • 双环境力耦合作用下小口径弹药引信火工品装药的力学响应

      2024(2):41-45.

      摘要 (4) HTML (0) PDF 960.25 K (45) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究轴向过载和由高转速引起的离心过载耦合作用下小口径弹药引信火工品装药的力学响应,采用ANSYS软件对实际发射情况和简化情况下药剂最大等效应力和最大静水压力的变化进行了数值模拟研究。结果表明,采用静态等效方法分析时,离心过载对药剂最大等效应力影响很小,基本可以忽略不计,但其对最大静水压力有一定影响;当药剂处于弹性变形阶段时,其最大等效应力基本由最大轴向过载决定,而由高转速产生的离心过载和轴向过载曲线周期对最大等效应力的影响很小;最大等效应力、最大静水压力均与最大轴向过载呈明显的线性关系。

    • Ni添加量对Al/Fe2O3能量释放特性的影响研究

      2024(2):46-51.

      摘要 (16) HTML (0) PDF 1.57 M (48) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究Ni添加量对Al/Fe2O3能量释放特性的影响,采用球磨工艺制备了Ni质量分数为10%,20%,30%,40%的4种Al/Fe2O3/Ni高热剂,试验研究了Ni含量对高热剂反应热值、自蔓延燃烧性能、反应压力性能的影响,并对反应产物形貌和物相组成进行了分析。结果表明:随着Ni的质量分数由10%增加至40%,高热剂的反应热值从3.5 kJ?g-1降至2.1 kJ?g-1,燃烧速率从0.35 m?s-1降至0.04 m?s-1,反应压力峰值从0.16 MPa降至0.05 MPa。因此,通过调节Ni添加量,可以实现Al/Fe2O3/Ni高热剂燃烧特性在一定范围内的平稳调控。

    • 石墨烯掺杂对B/KNO3/PF激光点火特性的影响

      2024(2):52-57.

      摘要 (17) HTML (0) PDF 640.12 K (76) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探索常压下石墨烯(Graphene)掺杂对B/KNO3/PF点火和燃烧性能的影响,采用湿混法和冷冻干燥法分别制备了不同石墨烯掺杂量的Graphene/B/KNO3/PF,并使用光电探测器和高速摄影研究了石墨烯掺杂量和装药密度对点火延迟时间和燃烧速度的影响规律。结果表明:相对于冷冻干燥法,湿混法制备的Graphene/B/KNO3/PF混合均匀且燃烧速度更高。随着石墨烯掺杂量(0~2 wt%)的增加,Graphene/B/KNO3/PF的平均燃烧速度先增大后减小。装药密度为1.5g?cm-3时,0.8wt%石墨烯掺杂量的Graphene/B/KNO3/PF燃烧速度最大(20.3 mm?s-1),与B/KNO3/PF(14.6 mm?s-1)相比增加了39.0%;在装药密度0.8~1.7 g?cm-3范围(0.8 wt%石墨烯掺杂量)内,Graphene/B/KNO3/PF药柱平均燃烧速度随着装药密度的增大而减小。

    • 固体推进剂的流变性能及工艺仿真研究进展

      2024(2):58-64.

      摘要 (10) HTML (0) PDF 1.29 M (59) 评论 (0) 收藏

      摘要:固体推进剂药浆是一种高固含量悬浮液,其流变性能十分复杂。基于此,介绍了用于描述固体推进剂流变性能的非牛顿本构方程,回顾了近年来固体推进剂混合、浇铸、包覆工艺过程仿真的研究进展,列举出目前推进剂工艺仿真研究中存在的问题和不足,提出进一步开展混合工艺过程中固体推进剂流变性能仿真以及固体推进剂全工艺过程仿真的建议,以期为固体推进剂工艺设计及参数优化提供参考。

    • 高温热刺激下HMX基PBX炸药性能研究

      2024(2):65-69.

      摘要 (8) HTML (0) PDF 1.10 M (51) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究高温热刺激对HMX基PBX炸药性能的影响,采用HMX及氟橡胶(F2604)制备了HMX-F2604微球,将微球置于高温烘箱内,分别在160 ℃和200 ℃下加热1,4,8,12 h,对高温热刺激前后微球的质量损失率、形貌、流散性、堆积密度、热性能、机械感度和燃烧性能进行了测试。结果表明:在160 ℃下加热1~12 h的样品各项性能均未发生明显变化;在200 ℃下,加热1 h的样品性能未发生明显变化;加热4 h的样品性能变化较小;加热8 h和12 h的样品性能遭到严重破坏。

    • 不同装药形态铝粉对装药爆炸能量释放特性的影响研究

      2024(2):70-75.

      摘要 (15) HTML (0) PDF 797.11 K (50) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究不同装药形态铝粉对装药爆炸能量释放特性的影响,设计并制备了一种外层含铝炸药内层高能炸药的复合装药,通过静爆试验获取了试样爆炸场压力和温度等特征参数,并拍摄试样爆炸火球的演变过程。试验结果表明:相对于常规高能炸药和铝粉均匀分布的含铝炸药,外层含铝炸药内层高能炸药的复合装药有利于增大火球半径,延长火球持续时间;其近场超压峰值略低,在中远距离处冲击波效应得到增强,但因为铝粉后燃反应速率相对较低,增益不明显;通过改变装药结构、改变铝粉分布状态可以调控爆炸能量释放,但外层含铝炸药并没有发生粉尘爆炸,主要以燃烧的形式释能。

    • 静电火花感度仪中针板电极间隙击穿过程的仿真与分析

      2024(2):76-85.

      摘要 (8) HTML (0) PDF 625.13 K (57) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究静电火花感度仪中针板电极间隙的击穿特性,根据流注放电理论,建立了流体动力学-化学反应混合模型,对针板电极间隙的击穿放电过程进行了数值模拟。计算表明,在不同的放电初始条件下,流注头部电场强度、流注发展速度、电子平均能量等参数的时空演化表现出明显差异。击穿过程受针电极形状、针板间距、外加电压、气体压强等因素影响并呈现如下规律:减小针电极直径、头部曲率半径或针板间距,以及提高电压,均能增大流注头部电场强度并加快流注发展;增大气体压强,会使流注头部电场强度增大,电子平均能量减小,流注发展减慢。研究结果可以为静电火花感度试验装置的设计提供一定的理论依据。

    • 乙醇/甲烷/氢气预混气体爆炸特性研究

      2024(2):86-92.

      摘要 (9) HTML (0) PDF 787.81 K (43) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了进一步了解C2H5OH/CH4/H2预混气体的爆炸特性,在定容燃烧弹内对不同当量比(0.7~1.4)、不同初始温度(370,400,450 K)、不同乙醇掺混比例(20%,50%,80%)的C2H5OH/CH4/H2预混气体的爆炸特性进行实验研究及分析。结果表明:爆炸压力峰值与初始温度呈线性负相关,与乙醇掺混比例呈线性正相关;随着当量比的增大,爆炸压力峰值和最大爆炸压力上升速率均呈现先增大后减小的规律,其峰值出现在当量比为1.2或1.3处,而爆炸时间呈现先降低后略有增大的规律;相同初始温度下,随乙醇掺混比例的增大,预混气体放热量增大,在当量比为1.2时达到峰值。

    • 一种高温高压井用小直径切割器设计及性能研究

      2024(2):93-96.

      摘要 (23) HTML (0) PDF 764.09 K (41) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对高温高压小水眼油气井下管柱切割问题,设计了一种外径为Φ36 mm的小直径切割器,首次采用切割器两端同时起爆方式对钻杆进行切割,对其作用过程进行了仿真,并通过地面试验和井下试验对切割器的切割效果进行了验证。结果表明:该切割器能够在压力为95 MPa、温度为160 ℃的井下进行切割作业,实现对水眼大于等于Φ41 mm的多种规格钻杆的切割,且一次性切断钻杆,切割后切割装置接头无粘连、翻边小。本研究可为工程测井和油气资源的深层勘探开发提供技术支持。

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