一种模拟实际环境下火工品发火及输出性能的方法与流程

1.本发明涉及火工品性能考核技术领域，尤其涉及一种模拟实际环境下火工品发火及输出性能的方法。


背景技术：

2.目前，对火工品性能研究一般是在生产后直接开展起爆试验或经历一定的环境试验、加速老化试验后起爆，但以上情况均是在静态环境下起爆，与火工品实际的使用环境(不同的温度、加速度及振动环境)存在根本不同，性能评估结果可能无法反映火工品在实际环境下的性能。
3.为了较为真实地研究火工品在实际环境下的性能，如何保证兼顾实际环境条件的有效加载、起爆冲击波及破片的有效防爆、起爆性能的全面测试等，是优化研究方法迫切需要解决的技术难点。
4.基于此，需要研发一种模拟实际环境下火工品发火及输出性能的方法来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的就在于为了解决上述问题设计了一种模拟实际环境下火工品发火及输出性能的方法。
6.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
7.一种模拟实际环境下火工品发火及输出性能的方法，包括以下步骤：
8.步骤s1：火工品起爆时刻环境应力分析；
9.根据火工品起爆时刻经历的环境剖面，通过环境条件分解获得火工品所在位置的环境应力类型和量值；
10.步骤s2：各类环境应力加载；
11.分析各类环境应力在火工品起爆时段附近的量值特征，分别确定加速度、振动、温度的加载方式；
12.步骤s3：搭建试验系统；
13.以离心机或振动台为承载平台，将火工品及测试组件安装在爆炸容器中，整个爆炸容器安装在离心机或振动台上；将示波器、温控系统、起爆系统放置在离心机转轴或振动台附近；
14.步骤s4：试验系统静态、动态联试；
15.正式起爆火工品前，分别开展静态联试和动态联试，静态联试时候离心机、振动台不工作；动态联试时离心机、振动台工作，验证起爆系统、测试组件及温控系统的工作可靠性；
16.步骤s5：火工品在动态环境下起爆；
17.在完成系统联试后，在爆炸容器内部安装火工品及测试组件，然后施加加速度、振
动及温度载荷，在规定的环境应力下起爆火工品并完成测试。
18.具体地，在步骤s2中，当研究单一环境应力对火工品性能影响时，按照规定的环境应力量值加载并起爆即可；当研究复合环境应力对火工品性能影响时，以模拟火工品起爆时刻的综合环境应力效果为目标，按照一定的时间先后顺序完成各类环境应力的加载。
19.本发明的有益效果在于：
20.1、本发明在动态环境下起爆火工品并完成性能研究，且动态环境模拟了实际环境下起爆时刻的环境载荷，考核结果更能够代表火工品的真实性能。
21.2、本发明中提及的离心、随机振动、温度三个载荷可单一加载或复合加载，便于研究不同环境因素对火工品起爆性能影响的显著性。
22.3、本发明中的爆炸容器可有效保护火工品起爆系统、测试系统及离心机等试验设备，可确保本试验能够在较低的成本下重复开展。
23.4、本发明中的测试系统与静态环境下使用的测试系统功能相同，能够较为全面地测试火工品的各项输出性能，便于与已有的火工品性能数据对比。
附图说明
24.图1为本发明方法的总体流程图。
25.图2为离心、温度复合试验系统总体示意图。
26.图3为振动、温度复合试验系统总体示意图。
27.图4为爆炸容器的振动响应数值仿真结果。
28.图中：1-远程控制间，11-离心载荷控制器，12-温度载荷控制器，13-火工品起爆控制器，14-振动载荷控制器，2-电源线和通信电缆，3-试验室，31-离心机转轴，32-示波器，33-温控系统，34-离心机悬臂，35-起爆系统，36-爆炸容器，37-测试组件，38-火工品，39-振动台。
具体实施方式
29.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
30.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
32.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定
的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
33.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
36.某火工品38在其飞行路线的末段接近攻击目标时起爆，经过在大气层中飞行，在飞行末段整体承受加速度、随机振动及温度等环境应力，通过地面试验模拟实际环境下的环境应力，并确保火工品38在规定的应力环境下起爆以研究火工品38性能。
37.如图1所示，一种模拟实际环境下火工品发火及输出性能的方法，包括以下步骤：步骤s1：火工品起爆时刻环境应力分析；
38.根据火工品38起爆时刻经历的环境剖面，通过试验测试或数值仿真等明确火工品38所处位置的各类环境应力，识别出各类环境应力对火工品38性能的影响大小，并针对影响较大的环境应力完成量化表征，主要为加速度、振动、温度。
39.步骤s2：各类环境应力加载；
40.针对步骤s1明确的环境应力，分析各类环境应力在火工品38起爆时段附近的量值特征，分别确定加速度、振动、温度的加载方式；通过振动台39、离心机及温控系统33等实现各个载荷在火工品38的有效施加，施加效果需要尽量接近火工品38在飞行起爆时刻的力热状态。当研究单一环境应力对火工品38性能影响时，按照规定的环境应力量值加载并起爆即可；当研究复合环境应力对火工品38性能影响时，以模拟火工品38起爆时刻的综合环境应力效果为目标，按照一定的时间先后顺序完成各类环境应力的加载。
41.步骤s3：搭建试验系统；
42.试验系统包括远程控制间1和试验室3，远程控制间1和试验室3之间通过电源线和通信电缆2连接；远程控制间1内设置离心载荷控制器11、温度载荷控制器12、火工品起爆控制器13、振动载荷控制器14，试验室3内分为两套试验装置，如图2所示，第一套为离心试验装置，第二套为振动试验装置，离心试验装置包括离心机、离心机转轴31、示波器32、温控系统33、离心机悬臂34、起爆系统35、爆炸容器36、测试组件37、火工品38，火工品38及测试组件37安装在爆炸容器36中，爆炸容器36安装在离心机悬臂34一端，示波器32、温控系统33、起爆系统35均安装在离心机悬臂34上，离心载荷控制器11与离心机通信连接，温度载荷控制器12与温控系统33通信连接，火工品起爆控制器13与起爆系统35通信连接，示波器32、温控系统33均作用于测试组件37，起爆系统35作用于火工品38；如图3所示，振动试验装置区别于离心试验装置，将离心机替换为了振动台39，离心载荷控制器11替换为了振动载荷控制器14，振动载荷控制器14与振动台39通信连接，爆炸容器36置于振动台39上，示波器32、温控系统33、起爆系统35放置在离心机转轴31或振动台39附近；起爆系统35需通过爆炸容器36与火工品38有效隔离。
43.步骤s4：试验系统静态、动态联试；
44.正式起爆火工品38前(爆炸容器36内部未放置火工品38)，分别开展静态联试和动态联试，静态联试时候离心机、振动台39不工作，观察测试系统、起爆系统35信号是否正常；动态联试时离心机、振动台39工作，观察测试系统、起爆系统35信号是否正常；总的目的是验证起爆系统35、测试组件37及温控系统33的工作可靠性；只有在静态联试、动态联试均正常的情况下才能继续试验。
45.步骤s5：火工品38在动态环境下起爆；
46.在完成系统联试后，在爆炸容器36中放置火工品38及部分测试组件37，然后加载加速度、振动及温度载荷，此时需要注意的是需要根据各个载荷的加载时长、增长速率等综合权衡，确定载荷加载顺序等，确保在规定的时间后各个载荷的复合情况与模拟实际环境下的载荷结果较为接近，然后起爆火工品38并同时完成相关性能参数的测试。图4示出了爆炸容器36的振动响应数值仿真结果。
47.综上所述，本实施例从模拟火工品38经历的实际环境出发，分析了环境条件的类型、特点及加载方式，作为试验的基本输入之一，结合离心机、振动台39、加热系统的实际特点，分析了火工品38、环境条件加载、起爆系统35、测试系统的集成及试验的实现方式。
48.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。