固体发射药着火模型及数值分析(4)
时间:2018-07-04 15:28 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
并受到初始等离子体与发射药交界面边界层微观发展的影响.相关实验得到数据表明发射药 的燃速也是等离子体温度的函数，燃速随等离子体温度的升高而升高，等离子体点火实验深 入研究的结果可以为进一步的理论研究打下基础。Z.Kaplan 等描述了利用从狭窄高压射流管 放射出来的等离子体点燃固体发射药，能够引发一个均匀的点火过程. CxP. Wren 等在30mm 口径，药室长径比为 6.15 的火炮上，用 628.8g 弹丸对近 38 种配方的不同类型的液体及固体 火药进行了等离子体点火实验研究，实验结果表明:等离子体点火延迟比常规点火短且可再现; 对同一种含能材料，点火延迟时间相当接近，平均为 0.35毫秒;对固体火药，等离子体点火更 为均匀、快速。G.L.Katulka 等就不同的固体火药如 JA2, RDX 等，在电能输入范围 60MW-240MW,等离子体毛细管能量范围 17KJ-70KJ 作了点火实验，并将火药用傅立叶变换红 外线光谱(FTIR)技术进行分析，以确定等离子体对含能材料的影响。实验的初步结果表明:有些发射药配方在等离子体作用下很容易被点燃并改变其物理化学性质，而另一些发射药配方 则对等离子体不敏感，即使输入了较高的等离子体能量和电能，若用薄膜包覆含能材料，等 离子体作用几乎等于没有。对固体火药作了等离子体点火实验研究，表明等离子体点火的最 大优点是容易调节电流参数，从而可以影响和控制等离子体点火的燃烧过程.实验用改变固体 火药几何性质的方法，首先对固体火药的性质作了确认，然后研究等离子体点火过程中，火 药颗粒表面在等离子体点火情况下，燃烧特性的影响，指出火药颗粒表面若有薄膜，用等离 子体点火会增加点火延迟。Kaste.P 等用常规点火的方式作了“中断”实验研究，其目的是为 研究诸如 M30 这类的火药，其燃烧的增强究竟是由于火药对能量的深层吸收而引起的，还是 因为火药表面积的增加所引起的，也即等离子体点火时，是由于等离子体的压力增加导致火 药破碎，还是由于火药的多孔燃烧可以增加燃速。结果显示:等离子体点火会带来很大的初始 压力;火药颗粒的孔内发现金属残留物;等离子体点火后的火药颗粒燃烧表面不规则并包含有 热粒子，这些现象在常规点火中都没有出现。有人设计了实验装置对标准 JA2 火药进行了实 验研究，通过将等离子体直接喷向火药，以观察等离子体直接冲击火药的侵蚀效应，其结果 显示，相对于常规燃烧，当等离子体平行喷向火药表面时，燃速增加 20%-40%:而当火药表面 压力为 69MP^-83MPa且等离子体垂直喷向火药表面时，燃速增加大达三个数量级，这说明等 离子体对火药表面的侵蚀可以增加燃速，等离子体对火药表面的喷射方向对燃速也有影响， 同时更进一步说明，燃速不仅与压力有关，还与几何形状有关。对 JA2 火药作了密闭爆发器 研究，结果显示，在压力较高的条件下，即使将等离子体直接作用于火药表面，火药燃速不 会提高。这可能是因为压力较高时，燃烧气体起到了类似“蒸汽罩”的作用，从而阻止了等 离子体对未点燃火药表面的侵蚀。研究等离子体与 JA2 火药的相互作用，从回收的试样观察 到:等离子体辐射使火药的颜色在可见光范围由半透明到不透明，未发生反应的火药几乎都是 不透明的。实验结果表明，由于等离子体辐射，JA2火药燃烧迅速(0.2ms^-0.4ms )，火药的亚 表面反应导致燃烧面积增加，火药装填密度、比能以及颗粒形状对火药燃烧影响很大.有人探 (责任编辑：qin) |