固体推进剂侵蚀燃烧状态下的动态燃速测试方法研究

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作者 薛海峰 陈庆堃 +2 位作者 李晨阳 刘锐 武炎 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期729-736,共8页

为了测量固体推进剂在侵蚀燃烧状态下的动态燃速,设计了侵蚀燃速测试系统。该测试系统以透明窗发动机为主体,包括压力传感器、高速相机和数据采集系统。透明窗发动机用于构建推进剂试样产生侵蚀燃烧的高温高压横向燃气流条件,高速相机... 为了测量固体推进剂在侵蚀燃烧状态下的动态燃速,设计了侵蚀燃速测试系统。该测试系统以透明窗发动机为主体,包括压力传感器、高速相机和数据采集系统。透明窗发动机用于构建推进剂试样产生侵蚀燃烧的高温高压横向燃气流条件,高速相机用于采集试样表面燃烧退移过程。以某制式丁羟推进剂为测试对象,开展了侵蚀燃烧热试车试验,并结合数值研究,对所构建的侵蚀燃速测试方法及数学模型的准确性进行分析与验证。结果表明:该侵蚀燃烧测试方法具有低成本、高效率等一系列突出优点,能够实现单次试验获得多组数据,适用于多种固体推进剂的侵蚀燃速快速测量。 展开更多

关键词 固体推进剂 侵蚀燃烧 燃速测量 透明窗发动机 压力传感器 高速相机 数据采集系统

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存在侵蚀燃烧的发射药高、低温内弹道性能研究 被引量：4

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作者 张方方 侯健 +1 位作者 魏平 可学为 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2012年第1期145-148,共4页

为研究存在侵蚀燃烧的发射药高、低温内弹道性能,分析了发射药初温变化引起的火药热焓变化及对侵蚀燃烧的影响,修正了常温发射药的侵蚀函数,得到了高、低温多孔药燃速的数学表达式,建立了多孔发射药高、低温内弹道数学模型。应用该模型... 为研究存在侵蚀燃烧的发射药高、低温内弹道性能,分析了发射药初温变化引起的火药热焓变化及对侵蚀燃烧的影响,修正了常温发射药的侵蚀函数,得到了高、低温多孔药燃速的数学表达式,建立了多孔发射药高、低温内弹道数学模型。应用该模型对某大口径舰炮高、低温内弹道进行仿真,计算结果和试验值一致性较好。通过对比仿真研究可得结论:考虑火药热焓变化对侵蚀燃烧影响的多孔发射药高、低温内弹道仿真结果更接近试验值。 展开更多

关键词 内弹道 发射药初温 侵蚀燃烧 内弹道性能

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某低燃速推进剂侵蚀燃烧模型研究 被引量：5

3

作者 杨瑄 赵东民 余贞勇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1932-1935,共4页

推进剂的侵蚀燃烧对发动机的内弹道性能会产生不利影响,侵蚀燃烧的程度取决于药型设计的通气参数。设计了一种侵蚀燃烧试验发动机,并在不同通气参数情况下,进行了多发某低燃速推进剂侵蚀燃烧试验,通过对试验数据的数值分析,得到了该低... 推进剂的侵蚀燃烧对发动机的内弹道性能会产生不利影响,侵蚀燃烧的程度取决于药型设计的通气参数。设计了一种侵蚀燃烧试验发动机,并在不同通气参数情况下,进行了多发某低燃速推进剂侵蚀燃烧试验,通过对试验数据的数值分析,得到了该低燃速推进剂侵蚀燃烧的临界流速、侵蚀常数与燃通比之间的关系,并对此进行了试验验证,为类似推进剂药柱通气参数的选择提供参考。 展开更多

关键词 推进剂 侵蚀燃烧 模型 试验

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无喷管助推器喉部侵蚀燃烧规律研究 被引量：3

4

作者 陈林泉 毛根旺 +1 位作者 霍东兴 何国强 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期167-170,共4页

将X射线高速实时荧屏分析技术用于无喷管助推器的地面试验中,获得了助推器喉部燃面的退移规律,并由此获得了瞬时燃速和侵蚀比。研究表明,无喷管助推器在工作过程中,喉部燃速呈线性下降趋势,侵蚀比约从1.8降低到0.5。对文中研究的推进剂,... 将X射线高速实时荧屏分析技术用于无喷管助推器的地面试验中,获得了助推器喉部燃面的退移规律,并由此获得了瞬时燃速和侵蚀比。研究表明,无喷管助推器在工作过程中,喉部燃速呈线性下降趋势,侵蚀比约从1.8降低到0.5。对文中研究的推进剂,在1 000 m/s燃气流(喉部)的作用下,当压强大于2.1 MPa时,侵蚀比大于1,并随压强的增大而增加;当压强小于2.1 MPa时,出现负侵蚀现象。文中研究结果为无喷管助推器的性能预示提供了参考。 展开更多

关键词 侵蚀燃烧 无喷管助推器 固冲发动机 RTR技术

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侵蚀燃烧在发射装药内弹道中的应用研究 被引量：12

5

作者 张洪林 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期129-133,共5页

侵蚀燃烧是具有内孔燃烧火药的一种普遍现象,应用侵蚀燃烧可改变火药燃烧的规律。由于火炮发射装药装填密度的变化,不同装填密度发射药所受的内孔与外部压力也不同,这种压力差使发射药内孔在火炮膛内燃烧时发生侵蚀燃烧。利用发射药内... 侵蚀燃烧是具有内孔燃烧火药的一种普遍现象,应用侵蚀燃烧可改变火药燃烧的规律。由于火炮发射装药装填密度的变化,不同装填密度发射药所受的内孔与外部压力也不同,这种压力差使发射药内孔在火炮膛内燃烧时发生侵蚀燃烧。利用发射药内孔燃气流动的流速、传热和冲刷对燃速的影响,研究了火炮发射装药的侵蚀燃烧对发射药燃速的影响,建立了发射装药侵蚀燃烧数学模型,分析了发射药装填密度、内孔的孔径、药粒长度等变化所引起的侵蚀燃烧变化及对发射装药内弹道性能的影响。提出了在变装药中,利用侵蚀燃烧提高小装药量、小射程用发射装药膛压的方法。 展开更多

关键词 航空航天科学技术基础学科 发射装药 侵蚀燃烧 数学模型 应用

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固体火箭推进剂侵蚀燃烧动态实时测试方法 被引量：3

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作者 夏静 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 1997年第2期141-144,共4页

该文描述了一种固体火箭推进剂侵蚀燃烧的测试方法。将被测推进剂试件置于一特殊结构的发动机中，当发动机点火后，实验发动机中的气体发生器产生高速气流，经过渡段流入试验段使推进剂试件点燃。试件的燃烧是沿燃烧表面的法向进行的。... 该文描述了一种固体火箭推进剂侵蚀燃烧的测试方法。将被测推进剂试件置于一特殊结构的发动机中，当发动机点火后，实验发动机中的气体发生器产生高速气流，经过渡段流入试验段使推进剂试件点燃。试件的燃烧是沿燃烧表面的法向进行的。通过安装在试验段的石英窗，用固态图像传感器对燃面的退移进行光电转换，所输出电信号由计算机进行采集和处理。 展开更多

关键词 固体推进剂 侵蚀燃烧 测试 火箭 实时测试

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固体火箭发动机侵蚀燃烧的数值仿真 被引量：4

7

作者 唐必顺 陈军 马虎 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2014年第4期69-72,共4页

固体火箭发动机在燃烧过程中具有随机性和非线性,不能准确建模。为了进一步研究固体火箭发动机侵蚀燃烧,通过fluent计算流体软件和动网格技术,采用推进剂燃烧瞬态模型Zeldovich-Novozhilov能量方程,耦合移动边界,对固体火箭发动机侵蚀... 固体火箭发动机在燃烧过程中具有随机性和非线性,不能准确建模。为了进一步研究固体火箭发动机侵蚀燃烧,通过fluent计算流体软件和动网格技术,采用推进剂燃烧瞬态模型Zeldovich-Novozhilov能量方程,耦合移动边界,对固体火箭发动机侵蚀燃烧过程进行了轴对称数值仿真,解决了燃面推移非线性问题。得到移动边界条件下瞬态的内流场分布,分析了不同时刻燃烧室内的中心密流、燃烧室直径和侵蚀比在不同位置的变化规律,通过数据拟合出了一个侵蚀燃烧速率显示的表达式。上述研究对发动机工程上的设计有着参考作用,对发动机的试验有参考价值。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 侵蚀燃烧 动网格

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通用无量纲侵蚀燃烧模型 被引量：1

8

作者 黄礼铿 刘徐飞 +1 位作者 霍东兴 马利峰 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期184-187,共4页

Mukunda和Paul提出了与发动机尺寸、形状以及推进剂无关的通用侵蚀燃烧机理,但该模型没有考虑负侵蚀燃烧的影响。利用侵蚀燃烧过程的无量纲参数,将该模型进行扩展,以考虑负侵蚀燃烧影响,发展出通用无量纲侵蚀燃烧模型。将该模型与一维... Mukunda和Paul提出了与发动机尺寸、形状以及推进剂无关的通用侵蚀燃烧机理,但该模型没有考虑负侵蚀燃烧的影响。利用侵蚀燃烧过程的无量纲参数,将该模型进行扩展,以考虑负侵蚀燃烧影响,发展出通用无量纲侵蚀燃烧模型。将该模型与一维非定常内弹道计算方法相结合,进行无喷管助推器内弹道性能分析。通过对不同燃温下串装双燃速无喷管助推器内弹道性能的分析,得到了与实验数据相吻合的压强以及推力分布。验证了该无量纲侵蚀燃烧模型的通用性,由于模型与发动机尺寸、形状以及推进剂无关,使得该方法成为设计分析无喷管助推器的可靠实用工具。 展开更多

关键词 无喷管助推器 侵蚀燃烧 无量纲 侵蚀模型

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无喷管助推器侵蚀燃烧模型对比研究 被引量：2

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作者 黄礼铿 杨玉新 +1 位作者 霍东兴 马利峰 《航空兵器》 2016年第5期50-55,共6页

侵蚀燃烧对无喷管助推器的性能有着至关重要的影响。为了在无喷管助推器设计中准确预测其性能,在分析侵蚀燃烧机理的基础上,利用一维非定常变截面内弹道计算程序,采用几种典型的侵蚀燃烧模型对单燃速锥柱形装药和双燃速串装锥柱形装药... 侵蚀燃烧对无喷管助推器的性能有着至关重要的影响。为了在无喷管助推器设计中准确预测其性能,在分析侵蚀燃烧机理的基础上,利用一维非定常变截面内弹道计算程序,采用几种典型的侵蚀燃烧模型对单燃速锥柱形装药和双燃速串装锥柱形装药发动机的特性进行分析。研究表明,文中推进剂在单燃速锥形装药发动机中表现出较弱的负侵蚀效应,采用无负侵蚀效应的侵蚀燃烧模型的预示结果好于带有负侵蚀效应的侵蚀模型,其中Lenoir-Robillard模型的预示精度最高。而双燃速串装发动机中由于燃气流速较小的范围更大,负侵蚀效应影响较大,只有使用具有负侵蚀效应的Greatrix模型才能得到较为准确的预示结果。 展开更多

关键词 内弹道计算 无喷管助推器 侵蚀燃烧 双燃速串装药柱

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带侵蚀燃烧效应的阶梯多根装药火箭发动机三维内流场特性 被引量：1

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作者 周柏航 陶如意 +1 位作者 王浩 阮文俊 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1604-1612,共9页

为研究阶梯多根装药火箭发动机的内流场特性,采用Fluent计算软件对侵蚀比和平均侵蚀比两种内流场模型分别进行全三维数值模拟。基于自定义函数接口编程进行二次开发,提取侵蚀比模型每个节点的坐标和压强以及平均侵蚀比模型每个燃面的平... 为研究阶梯多根装药火箭发动机的内流场特性,采用Fluent计算软件对侵蚀比和平均侵蚀比两种内流场模型分别进行全三维数值模拟。基于自定义函数接口编程进行二次开发,提取侵蚀比模型每个节点的坐标和压强以及平均侵蚀比模型每个燃面的平均压强,导入燃速公式和质量流率公式,来控制边界网格的移动速度和单位面积燃气进口质量流率。通过数值模拟得到两种内流场模型各个时刻的压强空间分布信息以及燃烧室前、中、后3个监测点的压强-时间曲线,对比两种模型的计算结果,着重对侵蚀比模型的内流场和药柱内外压强差进行分析,并与试验结果进行对比。结果表明:两种模型最大压强差不超过3%,在平衡压强段后基本一致;侵蚀比模型在发动机工作过程中药柱没有出现明显的侵蚀燃烧喇叭型,前级高压区药柱内外压差最大不超过3.9%,在后级低压区药柱内外压差最大不超过8%;3个监测点的压强-时间曲线与试验数据吻合度较好;研究结果可为类似结构的固体火箭发动机数值模拟提供参考。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 阶梯多根装药 侵蚀燃烧 三维内流场

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管状发射药内孔侵蚀燃烧与流动特性 被引量：3

11

作者 赵小亮 张小兵 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期202-209,I0003,共9页

为了研究管状发射药内孔侵蚀燃烧及气体流动的特性,建立了考虑管内气相区域、管外的气相区域和固体火药区域的密闭爆发器内弹道模型。通过数值模拟结果与文献实验数据比对,验证了该密闭爆发器内弹道模型与计算方法的准确性。在此基础上... 为了研究管状发射药内孔侵蚀燃烧及气体流动的特性,建立了考虑管内气相区域、管外的气相区域和固体火药区域的密闭爆发器内弹道模型。通过数值模拟结果与文献实验数据比对,验证了该密闭爆发器内弹道模型与计算方法的准确性。在此基础上,分别讨论了不同火药长度、内径和装填密度对内孔侵蚀燃烧的影响,结果表明,内径d=0.56 mm、长度l=50 mm管状药、已燃百分比0.016≤ψ≤0.8范围内,孔内外最大压力差由1.23 MPa增加至2.00 MPa,端面最大气体速度由430 m·s^(-1)减小至200 m·s^(-1),端面最大的侵蚀燃烧系数由1.98下降至1.10,内孔侵蚀燃烧临界点由距离对称面7 mm处移动到20 mm,侵蚀燃烧面积减小65%;燃通比是影响内孔侵蚀燃烧的重要因素,燃通比小于71.4时侵蚀燃烧不发生;随长度增加、内径减小即随燃通比增大,侵蚀燃烧强度变强,燃通比大于142.8时侵蚀燃烧非常明显;当装填密度增加时,端面气体最大速度和侵蚀燃烧系数有微弱减小,而管内外气体压差增加明显。 展开更多

关键词 管状发射药 密闭爆发器 内孔气体流动 侵蚀燃烧 数值模拟

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复合推进剂高压下侵蚀燃烧特性的研究

12

作者 徐忠民 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第1期96-100,共5页

讨论了少烟丁羟复合推进剂高压下侵蚀燃烧与装药装填密度的关系，给出了计算变截面装药气流速度方程，总结了此推进剂在高庄p≥15.OMPa下侵蚀燃烧规律，为装药设计提供了依据。

关键词 复合 推进剂 侵蚀燃烧 装药密度

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无喷管固体火箭发动机侵蚀燃烧初步实验研究

13

作者 张超才 孙绪全 吕振忠 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1989年第2期158-160,共3页

一、实验装置与方法 实验发动机采用分段式,段与段之间用法蓝盘连接(见图1)。用四个压力传感器测量各截面和头部的压力时间曲线。装药形状为内孔管状并带有后扩张锥。中止燃烧机构采用向发动机喷水的方法,在需要中止燃烧时,由微机控制时... 一、实验装置与方法 实验发动机采用分段式,段与段之间用法蓝盘连接(见图1)。用四个压力传感器测量各截面和头部的压力时间曲线。装药形状为内孔管状并带有后扩张锥。中止燃烧机构采用向发动机喷水的方法,在需要中止燃烧时,由微机控制时间,接通点火电源,点燃喷水装置的药包,燃气压力使活塞将水推入燃烧室,当水进入装药通道时,装药燃烧立即停止。 装药尺寸测量,采用测量显微镜.装药初始尺寸见表1。 展开更多

关键词 火箭发动机 固体 侵蚀燃烧

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星形内孔装药的非均匀侵蚀燃烧

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作者 徐绍敏 李凤良 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1990年第2期150-154,共5页

本文对星形内孔装药的一个单元星角内的侵蚀燃烧进行实验研究。实验表明沿装药燃烧周界侵蚀燃烧是不均匀的 ,星谷附近的燃速大于星尖附近的燃速。侵蚀燃烧的不均匀程度与燃气平均流速、燃气压强以及星角的大小有关。二维流场计算与实验... 本文对星形内孔装药的一个单元星角内的侵蚀燃烧进行实验研究。实验表明沿装药燃烧周界侵蚀燃烧是不均匀的 ,星谷附近的燃速大于星尖附近的燃速。侵蚀燃烧的不均匀程度与燃气平均流速、燃气压强以及星角的大小有关。二维流场计算与实验结果对照说明 ,流速分布不均匀是造成侵蚀燃烧不均匀的主要原因。 展开更多

关键词 侵蚀燃烧 星形内孔装药 试验

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固体复合推进剂稳态与侵蚀燃烧理论研究

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作者 裴鸣 王守范 《兵工学报》 EI CAS 1988年第2期24-30,共7页

本文对BDP稳态燃烧模型进行了必要修正,并用于预估推进剂稳态燃速。在此基础上,考虑湍流引起的火焰区输运系数的增强,建立了侵蚀燃烧模型。给出推进剂配方、燃烧室压力和气动条件的情况下,可用本文提出的模型比较准确地预估稳态燃速和... 本文对BDP稳态燃烧模型进行了必要修正,并用于预估推进剂稳态燃速。在此基础上,考虑湍流引起的火焰区输运系数的增强,建立了侵蚀燃烧模型。给出推进剂配方、燃烧室压力和气动条件的情况下,可用本文提出的模型比较准确地预估稳态燃速和有侵蚀燃速。 展开更多

关键词 复合推进剂 侵蚀燃烧 燃速 燃烧模型 火焰区 扩散火焰 燃面 表面反应 燃烧室压力 火焰面

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高速照相测量推进剂侵蚀燃烧速度的实验方法

16

作者 秦然祖 《兵工学报》 EI CAS 1984年第3期61-64,共4页

研究侵蚀燃烧的实验方法很多,七十年代以来,主要采用视窗高速照相法。这种方法的优点是能直观地连续测出推进剂试件的瞬时燃速(包括侵蚀燃速),还可用于研究点火和火焰传播等问题。目前看来,是一种较好的方法。

关键词 侵蚀燃烧 推进剂燃烧 火焰传播 照相测量 速度系数 发动机点火 燃气发生器 实验方法 药柱 实验段

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大长径比固体发动机侵蚀燃烧影响研究 被引量：4

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作者 杨喜军 程慧 张涛 《战术导弹技术》 北大核心 2018年第2期102-106,共5页

针对大长径比固体发动机可能出现的侵蚀燃烧现象,通过燃烧室一维准定常流场计算,获得了以流速和压强为参数的侵蚀燃烧规律,建立了轴向各部位侵蚀比函数,采用分步燃面退移数值方法,模拟了药柱燃面退移过程,实现了发动机侵蚀燃烧条件下的... 针对大长径比固体发动机可能出现的侵蚀燃烧现象,通过燃烧室一维准定常流场计算,获得了以流速和压强为参数的侵蚀燃烧规律,建立了轴向各部位侵蚀比函数,采用分步燃面退移数值方法,模拟了药柱燃面退移过程,实现了发动机侵蚀燃烧条件下的内弹道精确预示。研究结果表明:大长径比发动机药柱中孔气流流速沿轴向逐渐增大,静压逐渐减小;工作初始阶段会出现侵蚀燃烧,且越靠近出口侵蚀效应越明显,随着药柱退移,各部位侵蚀效应逐渐减弱;燃面曲线和压强曲线会出现前高后低的趋势,与实测结果吻合。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 侵蚀燃烧 燃面退移 内弹道

原文传递

二维轴对称燃烧室侵蚀与喷管流场的一体化数值模拟 被引量：3

18

作者 刘宇 张振鹏 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第1期47-54,共8页

本文从Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程出发，采用先进的矢通量分裂算法，对二维轴对称固体火箭发动机燃烧室及喷管的内流场进行了一体化数值模拟，其中耦合进了燃面侵蚀燃烧的加质作用。计算中对超音速为主的流动进行了抛物化处理，对... 本文从Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程出发，采用先进的矢通量分裂算法，对二维轴对称固体火箭发动机燃烧室及喷管的内流场进行了一体化数值模拟，其中耦合进了燃面侵蚀燃烧的加质作用。计算中对超音速为主的流动进行了抛物化处理，对不同格式对亚跨超音速混合流场的适用情况进行了数值试验。本文除了给出主要的内流场参数预示结果外。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 侵蚀燃烧 流场

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装药直径对切割弹燃烧及切割效率的影响 被引量：6

19

作者 吴艺英 王瑞林 +2 位作者 辛文彤 王森 崔秀梅 《电焊机》 北大核心 2014年第3期26-30,共5页

介绍了一种可在无外界能源条件下实现应急切割的新型弹药,这对于战场和抢险救灾如地震、雪灾的应急切割具有较大意义。通过实验分析该新型弹药(切割弹)的装药直径,研究了其对切割弹燃烧过程和切割效率的影响。实验表明,装药直径为32 mm... 介绍了一种可在无外界能源条件下实现应急切割的新型弹药,这对于战场和抢险救灾如地震、雪灾的应急切割具有较大意义。通过实验分析该新型弹药(切割弹)的装药直径,研究了其对切割弹燃烧过程和切割效率的影响。实验表明,装药直径为32 mm时,燃烧时间相对较长,且弹体喷嘴出口压力平缓,可实现对钢板较为理想的切割。装药直径较小时,切割时间只有约3.5 s,同时热量有限,难以实现较好的切割效果。随着装药直径取值(>32 mm)的增加,弹内发生侵蚀效应,喷嘴出口压力峰值过大,有效热量相对值下降,切割效率降低,同时易产生安全隐患。 展开更多

关键词 切割弹 装药直径 侵蚀燃烧 切割效率

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固体药柱燃烧断裂边界一维流场特性 被引量：9

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作者 韩小云 周建平 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第5期92-96,共5页

以发动机燃烧室增压为条件，详细模拟了固体药柱燃烧断裂边界一维流场的特性。高温燃气在燃烧室增压驱动下注入药柱裂纹，在裂纹内形成压力波和火焰锋的传播过程。压力波前和封闭的裂纹顶端会产生拍击作用，使得裂纹顶端的压力迅速增加... 以发动机燃烧室增压为条件，详细模拟了固体药柱燃烧断裂边界一维流场的特性。高温燃气在燃烧室增压驱动下注入药柱裂纹，在裂纹内形成压力波和火焰锋的传播过程。压力波前和封闭的裂纹顶端会产生拍击作用，使得裂纹顶端的压力迅速增加，进而在燃烧室增压率增大的方向上，裂纹顶端相继出现火焰减速传播、压力突升、超前点火和火焰加速传播等现象。这就找到了国内外学者在一维假设下发现的各现象之间的内在联系，并描述了四种不同的火焰传播曲线。 展开更多

关键词 固体推进剂 推进剂燃烧 侵蚀燃烧裂纹 一维 流场

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