基于激光起爆炸药驱动飞片的激光起爆系统研究

摘要

现代战场的复杂电磁环境要求武器系统需要具备更高的安全性和可靠性，而激光起爆技术由于采用光纤传输能量，具备很高的抗电磁干扰能力和起爆可靠性，是未来点火和起爆技术的重点发展方向。本文通过对激光起爆系统进行设计，采用固体激光器作为点火源，光纤作为激光能量传输媒介，初级装药PETN起爆后驱动飞片撞击使二级主装药HMX发生爆轰。实验研究了光纤传输激光能量特性和初级装药PETN的起爆特性，利用靶线和PVDF压电传感器对激光起爆延迟时间和飞片的平均速度进行了测量;最后采用铝块凹痕法对主装药HMX进行了爆轰输出性能的测试。主要研究结论如下:
　　 (1)光纤长度越长、直径越小、弯曲半径越小时，光纤传输激光能量的效率也就越低，并且随着距离增加，光纤输出光斑直径会逐渐增大。
　　 (2)利用升降法对激光起爆感度进行测定，结果表明，对于掺杂2％碳黑的PETN，在激光波长为1064nm下其感度要比波长为532nm下感度高。
　　 (3)激光起爆延迟时间与密度之间关系表明，随着装药密度增加，激光起爆延迟时间缩短;密封强度增加也会缩短激光起爆的延迟时间。
　　 (4)结合靶线和PVDF压电传感器对飞片的平均速度进行了测量，研究表明，加速膛直径越小、飞片密度越小、延展性越小，则飞片的平均速度越快;而加速膛长度变长，飞片速度先增加然后再减少。
　　 (5)飞片速度和飞行姿态对HMX爆轰输出性能影响很大，飞片速度越快，飞行越平稳，则HMX爆轰输出性能就越强。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 飞片冲击起爆技术

1．3 飞片在激光起爆系统中的应用

1．3．1 国外研究概况

1．3．2 国内研究概况

1．4 本论文的主要研究内容

2 激光起爆系统的设计

2．1 激光能量传输系统

2．1．1 光纤的基本结构

2．1．2 光纤激光能量传输效率

2．1．3 光纤输出光斑特性

2．2 起爆系统结构设计

2．2．1 起爆系统总体结构设计

2．2．2 光学透窗选择

2．2．3 药剂的选择

2．2．4 飞片材料的选择

2．2．5 加速膛选择

2．3 本章小结

3 初级装药的激光起爆性能研究

3．1 初级装药激光起爆感度的测定

3．1．1 实验样品制备

3．1．2 实验原理及装置

3．1．3 实验方法

3．1．4 实验结果与分析

3．2 激光起爆延迟时间研究

3．2．1 实验原理

3．2．2 实验方法及装置

3．2．3 实验结果与分析

3．3 本章小结

4 飞片速度测试研究

4．1 飞片速度的常用测量方法

4．2 飞片速度测试原理及装置

4．3 实验结果与分析

4．3．1 加速膛直径对飞片速度的影响

4．3．2 加速膛长度对飞片速度的影响

4．3．3 飞片厚度对飞片速度的影响

4．3．4 飞片材料对飞片速度的影响

4．4 本章小结

5 二级装药的输出性能研究

5．1 实验原理

5．2 实验装置

5．3 实验结果与分析

5．4 本章小结

6 结论

6．1 本文工作总结

6．2 论文主要创新点

6．3 工作不足及展望

致谢

参考文献