超高速碰撞产生的电磁辐射

超高速碰撞产生的电磁辐射是固体物质在强冲击作用下的重要物理响应,在深空探测、航天器对空间碎片的防护设计、武器毁伤评估应用广泛。本文中概述了超高速碰撞产生的电磁辐射现象,总结了不同碰撞条件下,超高速碰撞产生微波和闪光的时频特性;从超高速碰撞产生材料破碎和产生等离子体两个方面,分析了超高速碰撞产生微波的辐射模型;归纳了超高速碰撞下的发光机理,并阐述了超高速碰撞产生连续光谱和线谱的辐射模型,指出了超高速碰撞产生电磁辐射研究存在的不足与发展趋势。     

气压对压力容器前壁超高速撞击损伤的影响

充气压力容器在超高速撞击下的典型损伤包括穿孔及其边缘的裂纹失稳破坏,会导致气体泄漏或爆炸,内压对容器前壁损伤的影响仍不明确。以不同内压的球形铝合金充气压力容器为研究对象,开展了球形铝合金弹丸超高速撞击实验和数值模拟计算,分析了内充气体压强对前壁穿孔形貌特征、穿孔直径、孔边环向应力等的影响规律和影响机理,讨论了气体冲击波的传播行为及影响前壁穿孔边缘裂纹失稳破坏的机制。结果表明:前壁穿孔边缘内翻边形貌与内压相关,内压越高,弯折程度越轻;穿孔直径与内充气体压强正相关,但气体对孔径的影响远小于容器壁厚及撞击速度的影响;穿孔边缘使裂纹失稳破坏的环向拉应力不仅受到后壁反射冲击波的影响,也与容器壁内应力波的传播有关,与内压成正比。     

改进的Whipple防护结构与相关数值模拟方法研究进展

基于弹丸在超高速撞击薄板时破碎形成碎片云的机理,Whipple防护结构能够对航天器所面临的空间碎片及微流星体等威胁形成有效防护。通过回顾Whipple防护结构的研究和发展历程,对多层板结构、填充式防护结构、夹芯板结构等进行对比,分析其力学效应和防护性能;总结可应用于含泡沫、蜂窝、梯度和编织等材料的防护结构超高速撞击的数值模拟方法及其改进方法;结合相关材料的超高速撞击试验及数值模拟结果,为防护结构未来的研究方向提出建议。     

活性Whipple结构超高速撞击防护性能实验研究

以二级轻气炮作为加载手段,针对以PTFE/Al活性材料为防护屏的Whipple防护结构,开展不同弹丸尺寸、不同碰撞速度的超高速撞击实验。利用激光阴影照相设备,获得并分析了碎片云特性;通过回收的防护结构靶板,研究了活性材料防护结构超高速撞击条件下的后板损伤特性;通过与经典Christiansen撞击极限方程对比,获得活性材料Whipple结构防护性能,并拟合得到新型防护结构的撞击极限曲线。结果表明,相较于同面密度铝合金材料,活性材料超高速撞击条件下的冲击起爆反应使得碎片云中具有侵彻能力的碎片大幅减少,从而显著提升航天器的防护能力,撞击速度为2.31 km/s时最大可提升45%。     

液滴低速撞击润湿球面现象观测分析

采用高速摄像仪以10000 帧/s的拍摄速度对液滴低速撞击润湿球体表面过程进行了实验观测, 分析了液滴撞击后的反弹、局部反弹和铺展等现象, 考察了黏度对撞击过程的影响; 在此基础上, 定量讨论了液滴铺展特征参数随撞击速度、球体直径和黏度的变化规律. 观测发现: 黏度较大且撞击速度较低时, 撞击后可能出现反弹和局部反弹, 黏度较小时则不发生; 铺展面积随撞击速度的增大而增大; 黏度增大时, 铺展因子减小; 在球体直径为4–20 mm范围内, 随着球体直径的增加, 铺展因子呈上升趋势. 关键词： 液滴撞击 润湿球面 铺展 黏度     

五种典型硝基苯胺类炸药的静电势与撞击感度的关系研究

利用HONDO程序包,采用从头算法对硝基苯胺类炸药的分子结构和电偶极矩等性质以及 C-NO2键中点静电势等进行计算,讨论了硝基苯胺类炸药C-NO2键中点静电势最大值Vmidmax与其实验撞击感度之间的关系.研究表明:对于硝基苯胺类炸药,不宜单独用C-NO2键中点静电势最大值Vmidmax来表征撞击感度的变化,但可以用静电势最大值Vmidmax与电偶极矩的积来确定其撞击感度的变化趋势,讨论了硝基和胺基的相对位置以及硝基和胺基的数目对这类炸药感度的影响.     

微通道板选通X射线皮秒分幅相机

本文报道的超高速摄影机可在1.2ns内连续拍摄12幅图象,每幅图象的曝光时间为100ps,空间分辨率201p/mm,它具有几何畸变小、动态范围大等特点。对MCP皮秒选通的数值模拟考虑了电子渡越时间及弥散影响。变象管研制着重解决了微通道板上微带线的欧姆损耗问题。     

基于电吸收调制器的解复用器窗口特性分析及优化

数值模拟了基于电吸收调制器 (Electro absorptionmodulator,EAM)解复用器的开关窗口特性 ,在考虑邻道串扰和强度抖动 (由同步偏离和时间抖动导致 )的光时分复用数值模型中对解复用信号的误码率进行分析。数值模拟结果表明 ,电吸收调制器的窗口特性 (消光比和窗口宽度 )满足 4× 10Gb/s的光时分复用通信系统中解复用器的要求 ;在小的偏置电压下 ,邻道串扰和解复用器的透过率特性必须仔细考虑以达到最小的误码率 ;在大的偏置电压下 ,较大的射频幅度将会使解复用信号误码率最小     

硝基甲苯类炸药C-NO2键中点的静电势

利用HONDO程序包,采用从头计算法对硝基甲苯类炸药的分子结构及其C-NO2键中点的静电势进行了计算,讨论了硝基甲苯类炸药C-NO2键中点的静电势最大值Vmidmax与其实验撞击感度之间的关系.研究表明:对于硝基甲苯类炸药,可用其分子C-NO2键中点的静电势最大值Vmidmax来确定其撞击感度的变化趋势.以静电势为判据,讨论了硝基和甲基数目以及硝基和甲基的相对位置对这类炸药撞击感度的影响.     

超高速碰撞闪光强度与碰撞角度关系

为了测量超高速碰撞过程中产生的闪光现象,进而研究相近碰撞速度、不同入射角度(弹道与靶板平面的夹角)条件下超高速碰撞产生闪光在整个物理过程的闪光强度随时间的变化规律,设计了适用于瞬态闪光测量的光学高温计测量系统。通过二级轻气炮加载LY12球形铝弹丸,运用设计的瞬态高温计测量系统分别进行了入射角度为30°,45°,60°和90°相近碰撞速度条件下碰撞LY12铝靶产生闪光现象的测量。获得了平均碰撞闪光强度峰值与碰撞角度的关系,平均碰撞闪光强度峰值随碰撞角度的减小而增大,碰撞角度为30°时表现更为明显。