烟火式气体发生器由于具有十分优良的性能而被广泛地用于军用或民用等多个领域。在民用方面，一个最为典型的应用莫过于汽车安全气囊的气体发生器。随着交通事业的迅猛发展，汽车行驶的速度也越来越快，随之而产生的安全隐患也逐渐增多。为了达到提高汽车安全性，充分保护乘客的目的，车载安全气囊作为辅助保护系统受到广泛重视。安全气囊在汽车的安全系统中扮演着十分重要的角色，作为一种被动安全系统，可以在发生事故时减少驾驶人员的伤亡，挽救乘客的生命和财产。气体发生器是车载安全气囊的核心装置，其作用是在极短时间内产生足够体积的适温气体从而为气囊的展开提供动力又不至于对人体造成二次伤害。79513

烟火式气体发生器在军事方面的应用广泛，最新的应用领域之一为子母弹抛撒技术。目前，世界各国都在大力发展子母弹技术[2]，这一技术是提高武器的作战威力、提升武器突防能力、扩大毁伤范围的重要途径之一。从子母弹中抛撒质量较大的子弹，目前主要采用的是活塞式抛撒机构，为此机构提供动力的方式在国际上主要有两种，分别为推进剂或者火药燃烧所释放的高压气体提供动力或内置压力极高的气瓶产生动力。但这两种动力提供方式存在诸如推进剂燃烧产生高温烧蚀弹体、燃速难以控制、产生压力过大等问题。为了克服上述两种动力产生方式的缺点，提出了应用烟火式气体发生器代替传统动力提供机构的新技术。烟火式气体发生器由于其作用可靠、产气速度可控等优点及上文提到的各种特点，经实验检验完全可以代替传统的动力提供机构，并且受到众多设计研究者的青睐，在军事方面获得越来越广泛的改良与应用[3]。论文网

过滤器是烟火式气体发生器的重要组成部件之一，具有降低燃气温度、过滤火药或推进剂残渣、降低气体压力的作用，减少高温燃气对气囊的灼伤以及冲击等效果。过滤器根据不同需求有多种结构，如针织型过滤网(如图1。1所示)、缠绕过滤网（如图1。2所示）、拉伸钢

板过滤网（如图1。3所示）、纤维过滤网、编制卷制过滤网（如图1。4所示）等[4,5]。与传统的颗粒或其他类型过滤介质相比，纤维作为过滤材料的优势在于其比表面积较大，能够与流经过滤器的气体及残渣颗粒有更大的接触面，从而达到降温、降压、吸附拦截颗粒物的效果。其中，纤维过滤材料也有多种形式和多种类型，如金属纤维过滤材料、纤维球过滤材料、改良纤维过滤材料、纤维束过滤材料等。金属纤维过滤器由于其耐受高温高压能力强，使用灵活，纤维直径较小，形状易控，操作简单等优点而被广泛应用。本文针对采用金属纤维过滤网作为过滤器材料的烟火式气体发生器展开研究。金属纤维过滤网局部区域在光学显微镜下的状态如

国外对气体发生器的研究起步较早，其中较为典型的有：2008年Autoliv公司推出一款体积很小的气体发生器，并逐渐改进技术，于2011年成功研制出对气囊的烧蚀毁伤显著降低的发生器；2010年TRW公司推出新型模块化的气体发生器；2012年ARC公司发布了改进的烟火式气体发生器；2013年Daicel公司研制出降温能力更为优良的烟火式气体发生器[7]。同时，针对过滤理论及过滤器的研究也促进了气体发生器的研制。由Brown[8]在实验中认识到布朗运动并对细微颗粒物的运动有了一定了解开始，人们对过滤机理有了进一步的认识和深入的研究。在国外，早期的研究从单纤维模型开始。Davies[9]建立了一个全新的理论，即孤立纤维理论。通过建立单个纤维相关的效率方程以描述过滤性能，但由于此方法过度依赖雷诺数从而导致实验结果与实际情况符合度不高。Yoshioka[10]和Friedlander[11]对此理论进行了进一步的完善和发展，针对大雷诺数情况下的情况进行了进一步的讨论与研究。HosseiniS。A[12]等人又考虑了滑移等条件对纤维过滤器的降温及流动性能会产生一定的影响，开展了相关方面的模拟分析。在气体流动特性理论日趋成熟的基础上，BarryButler[13]等人巧妙地参照集总参数法，对气体发生器内点火发生后发生器内的温度及压力随时间的变化进行了研究。