[發明專利]一種彈藥快速烤燃實驗系統

有效

• 申請號: 201710090248.5
• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN106895750B
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 聶建新;梁曉愛;郭學永;焦清介;張海軍
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: F42B35/00
• 分類號: F42B35/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種彈藥快速烤燃實驗系統，其組成包括氣體燃料儲存運輸裝置、氣體燃料火焰噴射裝置、氣體燃料火焰噴射裝置固定夾具、彈藥支撐懸掛裝置、烤燃實驗系統固定支撐架、水泥基座、熱電偶、信號調理器、數據采集器、紅外熱像儀、高速攝影機及計算機等。相比傳統的快速烤燃實驗系統，本發明采用一種新型的燃燒裝置，通過可組裝的氣體燃料火焰噴射裝置和連續可調的角度設計來適用于不同直徑不同長度的彈藥的烤燃實驗，同時各個組件的可拆卸可組裝性也極大地方便了本發明實驗系統的可重復使用性，且采用清潔的新型氣體可燃物作為燃料，既方便存儲運輸，且清潔高效。依據本發明的彈藥快速烤燃實驗系統，解決了傳統油池實驗引起的嚴重污染問題，且在不同大小彈藥的快速烤燃實驗中有非常好的推廣應用前景。

技術領域

本發明涉及一種彈藥烤燃實驗系統，特別是一種彈藥快速烤燃實驗系統，屬于彈藥熱安全性研究領域。

背景技術

彈藥熱安全性一直是彈藥安全性評估中的重點。美軍標中最早的不敏感彈藥WR-50標準中，快速烤燃就作為了三項易損性實驗之一。經歷了十多次的不敏感彈藥政策、標準的制定和修訂，快速烤燃始終作為不敏感彈藥實驗項目之一。國內不敏感彈藥研究起步較晚，但在已有相關標準中，熱安全性始終是武器炸藥等的一項重要要求。

近年來，環境污染問題越來越嚴重，而傳統的液體燃料油池進行彈藥快速烤燃實驗的污染特別嚴重。油池燃燒過程中會產生大量的煤煙、灰塵，污染空氣；巨大的敞口燃料池會產生燃料飛濺，污染土壤；實驗準備工作復雜繁重，清理工作繁雜，用時較長，且浪費較為嚴重，因此，選擇清潔燃料替代傳統油池進行快速烤燃實驗是必然趨勢。而選用清潔燃料則必須有相應的新型快速烤燃裝置，目前，美國、荷蘭、瑞典以及德國等一些國家已驗證丙烷燃燒器產生的火焰可替代傳統的油池火焰，也設計了一些不同樣式的新型裝置，但哪種裝置更優卻沒有定論。且國外所設計的裝置火焰噴射軌跡一般都是固定的，且設計的裝置都是針對小型彈藥或者彈藥組件的熱安全性研究，對于大型的彈藥，尤其是長徑比較大的彈藥是不適用的。而在國內，對于采用清潔燃料的新型快速烤燃實驗系統的研究更是鮮有報道。

2009年，德國Meppen，WTD 91建立了液態丙烷注射燃燒器，該裝置在地面固定環繞四個方向的基座，在基座上固定一定數量的噴嘴，噴射液態丙烷液滴，液滴在空中蒸發燃燒，并測試了火焰溫度及熱通量，結果表明與油池火焰基本相似。但這種裝置的局限性很大，首先是四個方向的基座固聯且固定在地面上，其烤燃的實驗樣品的大小有限；其次水平噴射丙烷液滴，在重力作用下，液滴下降，無法保證實驗彈藥完全吞沒于火焰當中；且四邊同時噴射丙烷液滴，若四邊長度不等，會造成彈藥周圍燃料密度不均，進而產生的空間溫度場不均，而絕大多數彈藥都是長徑比較大的彈藥，因而這種裝置也不適用于彈藥實驗。2013年，荷蘭應用研究所和國防部聯合改進了快速烤燃裝置，這種裝置雖然具備了可調節角度的優點，但這種調節是微小的，且調節不方便，需要拆卸固定等多項繁瑣過程。2015年瑞典Jon Toreheim等人展示了THE BOFORS HELLFLUTE的新型快速烤燃裝置，這項快速烤燃裝置與美國所設計的燃燒器類似，是在實驗樣品下方排布一系列具有小孔的鋼管作為火焰噴射裝置，這種裝置無法改變火焰噴射的角度，對大型彈藥烤燃需要設計足夠長的鋼管，且這種裝置排布面積越大，中心區域越容易缺少氧氣而造成燃燒不充足，影響整個溫度場的分布。

可以說，現有的丙烷快速烤燃裝置，還處于探索研究優化當中，究竟哪種裝置更優，哪種實驗系統更完善，尚不可下結論。但不敏感彈藥實驗標準中對快速烤燃實驗火焰有明確要求，即30s內達到550℃，且達到550℃之后直到實驗結束的平均溫度不低于800℃。而隨著軍備技術的不斷進步，標準也會不斷修訂，最可靠的標準就是根據威脅危險性分析進行判斷，即實驗中的樣品所處的環境與其真實作戰環境一致。因此，在彈藥快速烤燃實驗系統的設計中，需要考慮現有標準的要求，也要根據實驗對象的真實作戰環境而做適當調整，這種條件下所做的實驗才具有實際指導意義。

發明內容