固体发射药着火模型及数值分析(3)
关于光纤激光器对发动机点火的报道。南京理工大学对符合激光点火系统的固体和半导体进
行了小型化的设计,并研究了某口径火炮激光点火的压力测试实验。国营曙光机械厂早在二十
世纪优尔十年代末期就开始了激光起爆炸药的实验研究。孙承纬等人使用能量和脉冲都不同的
钕玻璃固体激光器对含能材料的激光起爆进行了实验研究,测定了含能材料的临界点火参数。
翁春生对火炮的激光点火研究较早,研究内容也很详细,不仅对火炮推进剂的激光起爆过程进
行了物理和数学上的建模,而且也对不同口径火炮的激光点火进行了细致的研究。唐贤忠等对
激光器输出的激光进行了能量和波长方面的研究,通过实验得出了不同激光参数对含能材料
激光起爆的影响。另外,他们也对不同掺杂含能材料和不同半径颗粒含能材料的激光起爆进行
了较有价值的研究。冯长根、沈瑞琪对含能材料的激光特性进行了研究,通过数学计算和分析,
编制了属于含能材料激光起爆的程序,利用数值仿真的方法从理论上研究了含能材料的激光
点火特性。目前为止,南京理工大学对激光点火机理进行了深入研究,并实现了火炮的激光多点
点火。
二是用等离子体点火。电热化学炮作为新概念武器，先将电能转化为热能，然后加热流体
工质，产生高温高压气体，从而推动弹丸运动。相比之下，电磁炮所需的电能要比电热炮大
上一个数量级.因此，在目前的技术水平下，电热炮更具吸引力.近年来，电热化学(ETC)火炮发射技术已经呈现出强大的生命力，ETC 是融合电能和化学能来加速弹丸，它可以借助最小
的脉冲电源，将炮口动能较常规火炮提高20%-40%，同时提高火炮的杀伤力和改进命中概率。
随着所需脉冲电源的能量/体积密度的迅速减小，人们将可以在相当大的范围内，根据任务的
要求，通过对输入电源功率精确定时编程，方便地调节 ETC 的内弹道性能。近几年开始有很
多学者研究在等离子体作用下火药的点火和燃烧性能。目前，国内外等离子体与火药相互作
用的实验研究主要在以下几个方面:等离子体点火与常规点火方法的比较:利用密闭爆发器和
小型电热化学炮，研究火药在等离子体作用下燃速的增大与燃烧的控制;等离子体毛细管的设
计和等离子体参数对能量输入及火药燃烧的影响;等离子体作用下火药不同配方的影响等有
关等离子体与火药相互作用的首要问题是安全问题，即等离子体是否会导致火药燃烧失控。
研究结果显示尽管等离子体使火药点火均匀，但是火药实际燃烧特性如所测到的压力指数并
无根本改变，也就是说，在等离子体的作用下，火药不会发生失控。当然这并不是说，等离
子体不会增强火药的燃烧。Joseph R G 等人报道了在 GT机构对固体火药发射所进行的实验
研究，表明常规的装药设计原理适用于等离子体点燃的固体火药装药;对低装填密度和高装填
密度装药，峰值压力是喷射等离子体能量的函数;喷射的等离子体能增强燃烧，使固体火药的
燃速提高.White K Jpi1等用一个同轴等离子体发生器，利用高速薄膜热电偶及光电二极管探
测器监测了 JA2 火药与等离子体的相互作用，实验显示等离子体除了能提高火药的燃速，还
可以降低发射药的敏感性，从而能以较高的性能在较高的压力下完成低温、中温的火炮射击.
有关的实验还表明等离子体的参数如温度、压力、密度、速度等取决于电源条件，等离子体
与发射药的相互作用实际上是等离子体电能和含能材料化学能的结合，这种结合非常复杂，
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