膛内燃烧与力学环境物理仿真技术研究

该文研制了发射装药膛内燃烧与力学物理环境仿真装置及其测试系统。用“探棒”测试获得了径向不同位置火药气体压力，解决了药室内同截面不同径向压力测试问题，用光纤测试获得了火焰膛内的传播过程，用弹底压力传感器获得了弹底药床被点燃前药床所处力学环境。多次试验再现并测试获得了膛内燃烧与力学环境。为发射药床膛内燃烧与力学环境和发射装药发射安全性定量研究提供了新方法。     

可燃元器件耐温时间新型测试装置的研制

针对可燃元器件的特点,提出了适用于速射火炮用可燃元器件耐温时间测试方法,并研制了测试装置样机;通过采用光电倍增管配合光纤进行火焰检测,以及红外发射、接收管配合光纤检测烟雾,作为一种测定可燃元器件膛内耐温时间方法;经试验测试,该测试装置能有效测试烟雾和火焰信号;该装置也能应用于其他非金属材料的耐温特性测试.     

基于正三角形模型的发射药燃气生成规律

准确模拟发射药在膛内发生破碎后的燃气生成规律是发射安全性研究的关键与难点。运用离散单元法建立发射药离散单元力学模型,通过预设离散单元小球模型代表的正六棱柱几何模型,建立正三角形燃烧模型,推导燃烧函数;分别运用新建立的燃烧函数和传统形状函数对正常和破碎程度相同的发射药进行密闭爆发器燃气生成规律仿真对比研究,结果表明建立的燃烧函数能够精确计算发射药发生破碎引起的增面、增燃变化规律。研究结果在一定程度上解决了发射药在膛炸前发生局部随机破碎后燃气生成规律计算方法缺失问题,可应用于发射装药发射安全性研究领域。     

定效非致命杀伤变初速发射原理

为实现杀伤目标的可控性,提出了利用通过释放部分推进气体减小膛压的原理实现枪械变初速发射与定效非致命杀伤。根据利用瞄具判定的目标距离调节放气孔面积大小,控制膛内压力对弹头的加速过程,从而获得不同的发射初速,实现对不同射击距离上目标的定效非致命杀伤。给出了采用减小膛压原理的变初速发射枪械结构图;建立了变初速发射的变质量热力学数学模型;以某型变初速定效非致命杀伤枪械为例,射击距离为10~120 m,两种等动能杀伤判据为终点比动能为10 J/cm2和终点动能为50 J,利用建立的数学模型计算了其发射过程的参数匹配关系。结果表明:随着射击距离的增加,实现等动能杀伤所需的初速亦随之线性增加;在两种等动能杀伤判据下,最佳开孔距离为5 mm;对10 J/cm2的等动能杀伤判据,射击距离为10~40 m时,放气孔面积随着射击距离的增加呈非线性变化;在其他条件下,放气孔面积随射击距离的增加呈线性变化;随着射击距离的增加,在两种等动能杀伤判据下流出放气孔的气体质量之差随之增加。     

大长径比固体火箭发动机旋转发射过程装药结构完整性分析

以某防空导弹大长径比双推力固体火箭发动机装药为研究对象,为全面分析导弹旋转发射出筒过程中承受的各类载荷,采用基于三维黏弹性有限元法,对发动机点火出筒过程应力-应变场进行了数值计算. 结果表明,内压载荷、轴向过载及角加速度过载是影响装药结构安全的主要载荷因素,装药的凸台后端面是危险部位,悬臂段的轴向过度伸长可能造成通道阻塞现象,可引发内压剧升甚至壳体破坏的危险. 提出改进装药工装,防止微裂纹的出现;设置有效的装药悬臂段固定支撑机构;优化发动机燃气通道燃通比等方法优化发动机结构.      

隧道爆破地震波作用下砌体建筑物振动响应分析

为研究隧道爆破地震波作用下砌体建筑物的振动响应,以青岛地铁3号线下穿某砌体建筑物爆破施工为背景,通过现场爆破振动监测和有限元数值模拟,对砌体结构的爆破振动速度和主振频率随楼层的变化规律进行研究。结合数值计算,进一步分析隧道埋深、单段最大装药量,装药结构等不同因素下砌体建筑物的振动响应。分析表明:在隧道爆破地震波作用下砌体结构在垂直方向的振动响应强度明显大于水平方向,并且存在一定的高程放大效应,在爆破施工时应加强对砌体结构顶层的防护;隧道下穿砌体建筑物施工时,爆破地震波的主频率主要集中在10～60 Hz内,建筑物自振频率则大多为3.0～3.5 Hz,该砌体建筑物与爆破地震波较难发生共振;砌体结构动力响应强度随着不耦合系数的增加而逐渐降低,随单段最大装药量增加近似呈线性关系,改变装药结构及控制单段最大装药量是控制爆破振动的有效措施;爆破振动速度对隧道的埋深响应敏感,在数值上出现数量级的变化。通过对多层砌体结构振动响应分析,有利于不断提高与完善现有的爆破技术与减振措施。     

透过皮肤的电磁耦合

设计了应用于神经功能恢复微电子植入系统供能模块的电磁耦合模块.通过对印刷电路板(printed circuit broad,PCB)平面螺旋线圈电学参数及其互感耦合的理论分析,确定发射、接收线圈几何参数的取值.首先进行线圈电学参数测试,然后将发射和接收线圈组合成电磁耦合模块,分别在空气和皮肤两种介质条件下进行耦合测试定量实验.实验结果表明:接收电压随发射电压线性变化;发射和接收线圈空间匹配时,相对于空气介质,皮肤介质使接收电压产生更大衰减.发射和接收线圈空间匹配可以增加接收电压;在可实现的发射电压范围内,可以获得所需的接收电压.     

多种弹型防雹增水火箭发射装置改进设计

多种弹型防雹增水火箭发射装置是用来装填和发射火箭弹的,是人工影响天气地面作业主要运载工具。本文介绍多种弹型防雹增水火箭发射装置改进方案设计,提出对其进行回转盘总承、发射轨道进行改进设计,同时增加发射WR-1D型火箭弹的功能。保证火箭按照设定仰角出轨,增加火箭飞行稳定性。定向器的合理设计,解决了高原地区使用WR-1D火箭弹的要求。     

不同变质程度煤的瓦斯放散特性实验研究

为了研究煤的变质程度对瓦斯放散特性的影响,采用现场取样、实验室测试的方法,对9种不同煤样的瓦斯放散初速度和孔径分布进行了测试,测试结果表明:煤的变质程度越高,瓦斯放散初速度越大,瓦斯放散初速度随着变质程度的降低呈现出负指数减小的趋势;煤的微孔比表面积越大,瓦斯放散初速度越大,瓦斯放散初速度随着微孔比表面积的增加呈现出线性增加的趋势,根本原因是微孔比表面积的增加为瓦斯吸附提供了更多的吸附位,增大了瓦斯吸附量。     

DTMB标准、芯片及其在双国标移动数字电视中的应用

数字电视地面传输标准分为信道标准和信源标准,我国正在实施的双国标是由信源标准AVS和信道标准DTMB组成的。虽然我国正在推行双国标地面数字电视国家标准,且DTMB标准也有望成为该领域的第四个国际标准,但是还需根据需要继续研究开发数字电视共性技术及后续演进核心技术,建立数字电视前端与发射、芯片与接收、传输与网络、测试与显示四个研发、测试和工程化验证平台,为产业持续健康发展提供支撑。本文主要介绍了如何将DTMB芯片集成到双国标数字电视的应用中。     

装填条件的变化对金属风暴武器系统内弹道性能的影响

该文针对金属风暴武器的特点，以发射某枪弹为例，详细讨论了装药量、火药厚度、弹头质量、药室容积等装填条件的变化对金属风暴武器系统内弹道性能的影响规律。其规律为：随着装药量的增大，火药厚度的减小，药室容积的减小将使最大膛压和子弹出枪口速度均相应地增加；弹头质量的增加将使最大膛压增加，子弹出枪口速度减小。这些规律为研究金属风暴武器系统的内弹道机制及控制机制打下了基础。     

基于热力学模型的枪弹烧毁系统安全分析

枪弹逐层烧毁法是报废枪弹烧毁的一种重要的方法,是今后报废枪弹处理的主要手段。在实验的基础上,分析了枪弹发射药的燃烧产物的状态参数,建立了烧毁系统的热力学模型并推导出了烧毁笼排出气体的温度及流速与泄气面积的关系,为控制排出气体的流速、防止出现爆轰、确保系统安全等提供理论依据。     

垂直弹射系统弹射初始阶段内流场数值分析

针对燃气活塞弹射装置在垂直发射系统中的应用,采用计算流体软件Fluent的源项法,用UDF(用户自定义函数)编译来实现火药燃气的质量、动量、能量向高压室的注入,对弹射初始阶段高压室和低压室内燃气流场进行了数值分析,得出以下结论:高压室压力在破膜前快速上升,破膜后缓慢上升的趋势,在高压上下两端压力应力集中,低压室呈中间和两端压力应力集中现象,同时高压室形成的低速燃气经导管产生激波形成超声速燃气流撞击低压室,并分析了压力和速度对弹射装置的影响。计算结果表明,该方法能够较好地仿真弹射装置燃气流场的特性,为弹射装置优化设计和装药设计提供理论依据。     

水下枪弹速度测量误差分析

简要介绍了水下枪弹运动时｛ｘｉ，ｔｉ｝ 数据对的获取方法。分析了弹丸在水中与空气中运动规律的差异，提出了适合于水中弹丸运动的位移—时间回归模型。讨论了弹丸运动速度之标准误差的计算方法，并给出了标准误差之变化规律。     

高能气体压裂火药燃烧及射孔泄流规律的研究

高能气体压裂的压力—时间过程决定了所形成的裂缝几何形态和对套管及水泥环的破坏程度,而火药的燃烧规律和流体通过射孔孔眼的泄流规律是影响压力过程的两个决定性因素。本文基于火药平行层燃烧规律及泄气条件对密闭容器压力公式进行了修正,用因次分析法导出了泄流规律的形式,并将火药燃烧与孔眼泄流结合起来逐步计算瞬时压力过程。通过对数值计算结果的分析讨论,为高能气体压裂装药设计提供理论依据。     

基于光幕靶的便携式弹丸速度测量系统

根据光电转换原理及单片机中断技术与定时计数的思想，设计了一套便携式弹丸速度测量系统．在单片机及计算机的控制下，该系统可以实现弹丸速度的自动测试功能．当弹丸通过光幕靶区时，将引起光幕强度的变化．系统将捕捉到的变化发送给单片机进行处理．单片机对弹丸穿过光幕的时间进行计数，计算出弹丸通过光幕靶的区截时间，实现单片机与计算机的串行通信．最后，根据光幕靶间的距离与单片机的记时误差分析了系统对弹丸速度的测量误差．     

单个感应线圈在水下弹丸速度测量中的应用

为解决单个感应线圈测速目前存在的精度较低的问题,该文在建立水下磁化杆形弹穿过线圈靶的感应信号模型的基础上,通过仿真计算,分析了杆形弹过靶时感应电动势的特点,提出了以特征半径代替线圈靶半径进行计算以及优化线圈匝数使感应线圈靶的工作带宽与感应电动势有效带宽相匹配的方法,使单靶测速精度提高至5%.     

感应式线圈靶半径分布对区截信号的影响

水下弹丸测速常采用感应式线圈靶作为区截装置。以点磁偶极子作为磁化弹丸的物理模型 ,运用电磁学理论 ,导出了弹丸穿越线圈靶时的感应电动势表达式 ,分析了线圈靶半径对区截信号的影响 ,得出了具有指导意义的结论     

高能发射药在高速冲击下屈服强度的分析方法刘计划

为了研究高能发射药在高速冲击下屈服强度的分析方法,利用落锤试验机进行常温(20℃)和低温(-40℃)下DAGR125发射药的冲击试验,得到不同冲击速度下发射药轴向应力的演化规律.在此过程中,结合高速摄像技术,获得冲击过程中发射药表面的灰度图像,通过数字图像相关方法得到发射药表面变形,从而建立高能发射药在冲击载荷作用下的应力应变曲线.随后,利用3种分析方法(分别为初始拐点法、切线法及二次导数法)获得了发射药在高速冲击下的屈服强度.经过对比分析发现,常温20℃下DAGR125屈服强度的有效分析方法为初始拐点法,而切线法对低温-40℃下DAGR125发射药屈服强度的确定适用性更好.     

步枪弹侵彻明胶的空间弹道模型和实验研究

为研究刚性步枪弹侵彻人体组织的致伤机理,以弹道明胶作为人体组织的替代物,通过在速度坐标系中分析弹头所受阻力、升力和转动力矩关于攻角和速度的定量关系,建立了步枪弹侵彻明胶的空间弹道模型.利用镜面反射系统开展了7.62 mm步枪弹和5.80 mm步枪弹侵彻明胶的实验研究,并通过直接线性变换法获得了两种步枪弹侵彻明胶的水平位移、竖直位移、侧向位移、俯仰角和偏航角.分析研究表明:弹头侵彻明胶的平动和转动均是空间运动;弹道模型能较好地模拟实验步枪弹侵彻明胶的空间运动规律;随弹头质量和赤道转动惯量的增加,弹头的能量消耗增加;极转动惯量对弹头的能量消耗过程几乎没有影响.