多功能火工品点火装置设计+电路图和PCB图(3)
时间:2017-04-09 11:19 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
半导体桥火工品有如下特点： （1）半导体桥火工品所装药剂与半导体桥及其硅衬底紧密接触，硅衬底具有良好的散热性，所以，增大了散热面积，有利于提高安全电流。 （2）半导体桥材料的电阻温度系数为负值，有利于低能量发火。当输入脉冲电流温度上升时，由于电阻温度系数为负值，温度越高电阻越小，通过的电流急剧增加，有利于低能量发火。 （3）半导体桥热容小，同样有利于降低发火能量。半导体桥有较小的质量，约为钨丝的1/10，当快速脉冲作用时，可近似认为其热容相当于钨丝的1/10，即对同一药剂而言，起爆能量也仅相当于钨丝电火工品的1/10。 （4）半导体桥对药剂的发火机理属等离子微对流作用机理，有利于提高瞬发度。当向半导体桥施加一快速电脉冲时，具有负电阻温度系数的桥材料将使电流急剧增加，导致半导体桥区迅速气化，接着电流通过硅蒸汽产生热离子体，并以微对流的方式渗入起爆药中使之起爆。这种热交换方式具有更高的效率，可导致发火能量降低和作用时间缩短。 1.3.4 桥丝式电火工品式 桥丝式电火工品不仅普遍用于各类通用弹药，而且还作为一种特殊能源的、一次作用的动力源器件广泛用于导弹、核武器等尖端武器中[15]。 桥丝式电火工品的热点火是一个非常复杂的物理化学过程，成一和陈守文[16]研究了电点火头发火过程的时间结构，认为电发火过程中的基本时间结构大致可分为桥丝的升温过程和点火药的吸热分解和燃烧过程。丁四如等[17]采用时域有限差分法，研究了药剂热分解对电火工品引爆温度场的影响。丁四如也认为电火工品的点火可以分为升温阶段和点火阶段两个不同的阶段。可以认为电火工品的点火过简化为两个阶段：升温阶段和爆炸阶段[18]。 升温阶段在桥丝通电以后，桥丝根据焦耳定律迅速升温，含能材料根据阿伦尼乌斯定律发生化学反应，在温度较低时桥丝电热升温速率远远大于含能材料的化学放热速率，所以在这一阶段含能材料的化学放热可以忽略不计，系统的温度由桥丝的电热放热速率决定。但是，随着系统温度的升高，化学放热速率迅速增加，当系统的温度达到某一温度时，含能材料的化学放热速率等于桥丝的电热放热速率，升温阶段的特点是：系统温度低于点火温度，系统温度由桥丝的电热放热决定。 爆炸阶段：在升温时间之后，系统温度高于点火温度，此时含能材料的温度高于桥丝温度，桥丝电热放热速率可以忽略不计，系统温度由含能材料的化学放热速率决定，在经过一定时间以后，系统发生热爆炸，点火过程结束。爆炸阶段的特点是：系统温度高于点火温度，系统温度由含能材料的化学放热决定。 桥丝式的结构一般由导线、桥丝、引火药所组成，有的还外加套管、胶漆等。最常用的一种是灼热桥丝式或简单地叫做桥丝式。其中桥丝电阻通常为镍铬合金丝或铜镍合金丝，用于加热和引燃引火药。导线与桥丝电阻焊接起来，与电力提供设施连接，用于传导电流，提供加热电阻丝的能量。引火药一般为50%氯酸钾、47%硫氰化铅、3%铬酸铅，用于发火及引燃黑火药[19]。 1.4 本文主要任务 火工品是重要的动作执行装置，在民用和军事领域，特别是在航天领域有着广泛的应用。实际应用中普遍采用电起爆器作为火工装置的点火元件。电起爆器的集火主要由点火电流和功率决定，电能通过具有一定电阻值的桥丝转化为热能，加热桥丝周围的点火药并起爆主装药，动作迅速完成。所以在点火前，必须对点火头电路进行电阻测量。如果测量的阻值很小，表示点火头电路回路完整，可以正常点火，所以控制器应具有电阻测量装置和电阻阻值显示器。 (责任编辑：qin) |