深水域近水面水下爆炸水柱形态及演变实验研究

 为研究不同起爆深度的水下爆炸水柱形态及演变特征,进行了1 kg球形RDX装药在不同起爆深度下的海上爆炸实验,通过高速摄像机记录装药起爆后水柱的形成和成长过程,获得了喷射水柱形态的演变特征以及水柱高度、直径、水柱突出水面时间等参数的变化规律,并与Cole、Hole和Swisdak等人的研究结果进行对比分析。研究结果表明：对于深水域近水面水下爆炸,水柱以垂直喷射形态为主,当气泡在膨胀阶段到达水面时水柱存在微弱的径向飞散现象;水柱最大高度随起爆深度呈脉动变化,水柱直径随起爆深度线性减小;Swisdak关于水柱最大高度的计算公式不适用深水域近水面水下爆炸情况。     

石墨锥型高能激光全吸收能量计设计

在高能激光能量计吸收体上很长时间内均存在较大的温度梯度,这导致吸收体真实温度的测量非常困难,材料的比热、传感器的响应度和吸收体的热损失对测量准确度的影响较显著,模拟了吸收体上温度场特性,提出了一种利用多个分立的热电偶传感器测量吸收体的温升的方法,通过对热电偶的间距以及在吸收体中的深度加以控制,可以准确地反映吸收体上每一小部分的平均温度,从而达到对比热和传感器响应度修正的目的;采取措施大幅降低热损失比例,并结合实际温度场分布和系统热平衡时间对热损失可以获得热损失占比;利用光线追迹方法可以大幅简化吸收体吸收率研究,以实际光束和吸收腔参数为模拟对象计算了吸收腔的吸收率,并对测量结果进行修正。在分析了系统各个环节的测量不确定度的基础上估算出设计的激光能量计的测量不确定度约为5.8%(k=2),采用现场比对方法验证该测量不确定度的合理性。     

高能激光能量计溯源问题研究

由于高能激光能量计标定过程中没有标准的能量测量装置和标准的激光源,无法采用常规方法对其进行标校。提出了一种利用现有小能量计从低到高逐级多次传递不确定度的方法,以及一种利用能量等效原理对激光能量计进行标校的方法。不确定度传递法方法简单,但环节较多导致不确定度较大。等效标定法包括电标法和光标法,电标法对设计要求较高,但求解过程相对简单。光标法工程实现难度要低得多,但必须事先对灯组余热及热损失进行测算。等效法的三个条件与误差大小关系紧密,在结构设计中必须严格考虑,它是提高测量准确性的根本,其次要尽量减少不确定度传递的中间环节,最后需要对误差项进行科学分析和测定,在此基础上对这些项进行相应的修正和补偿。     

水流吸收型高能激光能量计溯源方法及其溯源体系研究

提出了一种利用电加热丝作为校准源的高能激光能量计校准方法,将水流从吸收腔前端导入至加热容器,在加热后流入吸收腔。通过精确计量水流吸收的热能并与能量计测量结果进行比较,达到对高能激光能量计校准的目的。研究表明校准系统的热交换模型与吸收腔内的热交换模型一致,均经历了储能和功率平衡两个阶段。水流及相变气体的散射效应对测量结果的影响较小,经过修正后可以忽略其影响。通过深入分析各个环节的测量不确定度表明,残留能量和流量变化对测量不确定度的影响最显著,增加水箱的容积可以有效降低残留能量对测量不确定度的影响。在对各个环节的影响修正后估算出系统的测量不确定度约为4.8%(k=2),被校高能激光能量计校准后的测量结果与其他类型的参考高能激光能量计进行比对,两者具有很好的一致性,修正因子仅为1.006,标准偏差为1.4%。     

爆轰波拐角传播三维数值模拟

为了研究爆轰波在拐角中的传播特性以及拐角爆轰低压流场现象,用LSDYNA 3D程序对三种常见的拐角装药的爆轰波传播特性进行了数值模拟,清晰显示了爆轰波因拐角处爆轰波传播面积的变化而产生的衰减 增长过程,讨论了侧向三通中爆速的变化情况,并得到了拐角处低压爆轰区的尺寸。     

高能激光能量测量装置的现场标定方法

在高能激光能量测量装置标定方法中,现场标定的方法可以有效地消除各种外在因素对测量结果造成的影响.介绍了3种现场标定方法,分析了这3种方法的原理以及数据处理过程.由于标定中多个参量未知,因此采用了最小二乘法拟合.对于分光镜反射率和透射率比值不确定造成的影响,采用了现场标定分光比的方法予以消除.通过对实验数据分析和比较可以看出直接传递法最简单,可有效消除环境因素、激光光斑特性等造成的影响;间接传递法可以同时消除包括分光比改变在内的几乎所有外在因素造成的影响,但是由于标定过程较复杂.测量不确定最大;交叉传递法标定过程比间接传递法简单,同时也可以消除分光镜分光比改变产生的影响,且数据处理过程是这3种方法中最简单的.     

激光点火系统上位模拟器研究

激光器件的优良性能大大提升了它在武器系统中的应用前景。上位模拟器是模拟武器系统对激光点火系统实施指令的控制单元,通过上位模拟器的操作可以实现对激光点火系统的远程控制。上位模拟器的研究是基于硬件和控制软件的,具备有发火控制、保险与解除保险控制、通讯、温度检测与背向光检测等多种控制功能。上位模拟器的研究为激光点火系统在武器系统中的实际应用奠定了良好的基础。     

激光点火系统温度效应及其控制技术的研究

激光点火系统应用于武器系统必须符合高低温性能的要求。研究了激光点火系统的高低温特性,得到了激光二极管阈值电流和输出光功率随温度变化的规律。基于对规律的分析,研制了带温控技术的激光点火系统。该系统以单片机为控制部件,以TEC为温控部件,以负温度系数热敏电阻为测温元件。     

激光二极管点火系统研究进展

综述了激光点火方式、激光二极管点火系统的组成及最新发展。提出了一种激光二极管点火系统结构,描述了各部分的关键技术。介绍了国外在光回路检测、保险与解保险及多路点火方面的研究成果,以及国内在温度控制、光纤芯径对点火阈值功率的影响和激光点火器设计的研究成果。指出了当前激光点火技术在武器装备中的应用和现阶段激光点火遇到的技术难点。     

高能激光功率能量测量中的定标方法

高能激光功率、能量极高，这对其测量造成极大的困难，如何准确、有效的对其定标具有很重要的意义。文中分别从能量定标、功率定标两个方面作了详细的分析，并得到了功率、能量设计中应注意的几个重要问题。