面向机载乘员逃逸的激光火工及控制关键技术研究
发布时间：2021-04-22 19:02
随着我国经济的不断增长,作为最为快捷的交通工具,通用航空正处于快速发展时期。当飞行器在飞行过程中,人的安全始终是所有载人飞行器需要考虑的首要问题。机载乘员逃逸系统就是在飞行器发生意外故障后保障人员安全的最重要的屏障,在机载乘员逃逸系统中信号传递系统连接各弹射功能模块,通过信号传递才能完成了一系列弹射动作,实现逃逸救生功能。激光火工系统具有传输环节电磁本质安全、可远距离传输、具有自诊断功能、控制智能化程度高、便于系统集成等独特优势,非常适合应用于机载乘员逃逸系统。为了保证激光火工系统对乘员逃逸救生任务的可靠执行,需根据机载逃逸救生的工作特点及模式对激光火工系统关键技术开展针对性研究。本文在分析了机载逃逸救生的需求后,确定了机载乘员逃逸用激光火工系统技术方案,开展了系统关键技术研究与设计,论文的具体工作包括以下几个方面:（1）对机载乘员逃逸用激光火工系统组成进行了分析与研究,结合实际任务需求明确了将烟火泵浦激光与半导体激光相结合的技术方案,并通过具有时域特征的激光与含能材料相互作用模型,研究了不同参数对点火延迟时间及点火阈值能量的影响规律。（2）在烟火泵浦激光技术研究中,通过建立烟火泵浦激...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：150 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 机载乘员逃逸系统国内外发展
1.2.1 弹射座椅研究现状
1.2.2 激光火工技术研究现状
1.2.3 激光火工技术存在的瓶颈问题
1.3 论文研究思路及章节安排
1.3.1 研究思路
1.3.2 章节安排
第2章 激光火工系统原理与作用机理
2.1 引言
2.2 机载乘员逃逸用激光火工系统
2.2.1 机载乘员逃逸激光火工系统工作原理
2.2.2 激光火工品
2.2.3 激光火工系统光能传输技术研究
2.3 激光与含能材料相互作用机理分析
2.3.1 激光热点火模型
2.3.2 计算结果与分析
2.4 本章小结
第3章 烟火泵浦激光技术研究
3.1 引言
3.2 烟火闪光辐射机理研究
3.2.1 辐射基本理论
3.2.2 烟火燃烧理论
3.2.3 烟火辐射理论
3.3 烟火泵浦激光机理研究
3.4 烟火泵浦激光器聚光腔光学仿真
3.4.1 激光晶体棒半径对聚光性能的影响
3.4.2 烟火闪光灯与激光晶体棒的距离对聚光性能的影响
3.4.3 烟火闪光灯直径对聚光性能的影响
3.4.4 聚光腔内径对聚光性能的影响
3.4.5 烟火闪光灯数量对聚光性能的影响
3.5 烟火闪光灯触发设计与实验研究
3.5.1 压电换能机理
3.5.2 火花隙点火药头工作机理与实验
3.5.3 多路烟火闪光灯触发装置设计
3.5.4 烟火闪光灯输出性能试验
3.6 烟火泵浦激光器设计与性能试验
3.6.1 烟火泵浦激光器设计
3.6.2 烟火泵浦激光器输出性能试验
3.6.3 烟火激光器光纤耦合
3.6.4 烟火激光器发火试验
3.7 小结
第4章 半导体激光点火系统设计与测试
4.1 引言
4.2 半导体激光火工系统组成
4.3 半导体激光工作原理及特性分析
4.3.1 半导体激光器工作原理
4.3.2 半导体激光二极管工作特性
4.4 半导体激光点火驱动技术研究
4.4.1 半导体激光点火驱动方案研究
4.4.2 半导体激光点火低功耗驱动设计
4.5 半导体激光发火试验
4.5.1 试验原理
4.5.2 试验样品
4.5.3 试验结果与讨论
4.5.4 半导体激光火工子系统作用时间延迟分析
4.6 本章小结
第5章 半导体激光自诊断技术研究
5.1 引言
5.2 半导体激光自诊断原理
5.3 自检激光自动功率控制（APC）驱动技术
5.3.1 自检激光自动功率控制原理
5.3.2 自检激光APC电路设计
5.3.3 自检激光自动功率控制驱动性能测试与分析
5.4 光路状态信息光电检测技术
5.4.1 光路状态信息光电检测电路原理
5.4.2 光路状态信息光电检测电路实验
5.5 半导体激光自诊断试验与分析
5.5.1 试验装置及方法
5.5.2 试验结果及分析
5.6 半导体激光自诊断结果的判别
5.7 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 论文研究总结
6.2 论文研究创新
6.3 论文研究展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]强冲击下PZT-5H压电陶瓷的动力响应及电输出特性研究[J]. 唐恩凌,李月,王睿智,韩雅菲,王利,相升海,李振波,高国文,林晓初,刘美,许迎亮. 兵工学报. 2018(05)
[2]激光二极管的阈值电流与光谱特性研究[J]. 金佳,李佛生,马宁生,方恺. 物理与工程. 2017(05)
[3]低温对激光起爆系统能量传输效率的影响（英文）[J]. 贺爱锋,褚恩义,曹椿强,井波,徐奉一,李明,赵冬亚. 含能材料. 2016(07)
[4]恒压驱动对激光阵列起爆系统性能的影响[J]. 任鹏,张蕊,贺爱锋,王浩宇,徐奉一. 火工品. 2016(01)
[5]基于光线追迹的闪光灯泵浦激光聚光腔结构优化[J]. 朱成君,易新,孙晓军,卞进田,郭强. 量子电子学报. 2015(06)
[6]基于激光火工系统的烟火泵浦激光技术[J]. 井波,张蕊,贺爱锋,徐奉一,王浩宇,马玥. 应用光学. 2015(06)
[7]火工品集成技术的发展机遇与途径[J]. 褚恩义,贺爱锋,任西,薛艳. 含能材料. 2015(03)
[8]机载成员逃逸系统激光点火设计[J]. 曹军胜. 仪器仪表学报. 2014(S1)
[9]集成化半导体激光点火系统[J]. 曹军胜. 仪器仪表学报. 2014(S1)
[10]基于总线控制的直列式点火系统[J]. 欧阳丽娥,杨黎明,叶海福. 探测与控制学报. 2014(02)
博士论文
[1]大功率半导体激光阵列芯片封装关键技术研究[D]. 贾冠男.北京工业大学 2017
[2]用于半导体激光器的脉冲恒流源理论与技术研究[D]. 王晴.吉林大学 2011
[3]烟火泵浦激光器原理与实验研究[D]. 肖楠.国防科学技术大学 2009
硕士论文
[1]窄脉冲半导体激光器驱动电源技术研究[D]. 荆云波.长春工业大学 2017
[2]Zr-CNTs-KP复合粒子的制备及激光泵浦性能研究[D]. 朱国灵.西南科技大学 2017
[3]大功率半导体激光器静电损毁机制研究[D]. 黄欣竹.北京工业大学 2017
[4]可调谐激光器模块研制[D]. 刘森.江南大学 2016
[5]基于半导体激光器的激光点火技术研究[D]. 成波.南京理工大学 2016
[6]宽调制比半导体激光器驱动技术研究[D]. 刘斌.天津大学 2013
[7]半导体激光器驱动及温控系统研究[D]. 任雷.电子科技大学 2013
[8]传能光纤仿真研究[D]. 路永涛.电子科技大学 2009
[9]半导体激光器功率稳定性的研究[D]. 李峻灵.哈尔滨理工大学 2007
[10]半导体脉冲激光驱动器的设计方案与实验论证[D]. 杨天虹.吉林大学 2007
本文编号：3154301
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：150 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 机载乘员逃逸系统国内外发展
1.2.1 弹射座椅研究现状
1.2.2 激光火工技术研究现状
1.2.3 激光火工技术存在的瓶颈问题
1.3 论文研究思路及章节安排
1.3.1 研究思路
1.3.2 章节安排
第2章 激光火工系统原理与作用机理
2.1 引言
2.2 机载乘员逃逸用激光火工系统
2.2.1 机载乘员逃逸激光火工系统工作原理
2.2.2 激光火工品
2.2.3 激光火工系统光能传输技术研究
2.3 激光与含能材料相互作用机理分析
2.3.1 激光热点火模型
2.3.2 计算结果与分析
2.4 本章小结
第3章 烟火泵浦激光技术研究
3.1 引言
3.2 烟火闪光辐射机理研究
3.2.1 辐射基本理论
3.2.2 烟火燃烧理论
3.2.3 烟火辐射理论
3.3 烟火泵浦激光机理研究
3.4 烟火泵浦激光器聚光腔光学仿真
3.4.1 激光晶体棒半径对聚光性能的影响
3.4.2 烟火闪光灯与激光晶体棒的距离对聚光性能的影响
3.4.3 烟火闪光灯直径对聚光性能的影响
3.4.4 聚光腔内径对聚光性能的影响
3.4.5 烟火闪光灯数量对聚光性能的影响
3.5 烟火闪光灯触发设计与实验研究
3.5.1 压电换能机理
3.5.2 火花隙点火药头工作机理与实验
3.5.3 多路烟火闪光灯触发装置设计
3.5.4 烟火闪光灯输出性能试验
3.6 烟火泵浦激光器设计与性能试验
3.6.1 烟火泵浦激光器设计
3.6.2 烟火泵浦激光器输出性能试验
3.6.3 烟火激光器光纤耦合
3.6.4 烟火激光器发火试验
3.7 小结
第4章 半导体激光点火系统设计与测试
4.1 引言
4.2 半导体激光火工系统组成
4.3 半导体激光工作原理及特性分析
4.3.1 半导体激光器工作原理
4.3.2 半导体激光二极管工作特性
4.4 半导体激光点火驱动技术研究
4.4.1 半导体激光点火驱动方案研究
4.4.2 半导体激光点火低功耗驱动设计
4.5 半导体激光发火试验
4.5.1 试验原理
4.5.2 试验样品
4.5.3 试验结果与讨论
4.5.4 半导体激光火工子系统作用时间延迟分析
4.6 本章小结
第5章 半导体激光自诊断技术研究
5.1 引言
5.2 半导体激光自诊断原理
5.3 自检激光自动功率控制（APC）驱动技术
5.3.1 自检激光自动功率控制原理
5.3.2 自检激光APC电路设计
5.3.3 自检激光自动功率控制驱动性能测试与分析
5.4 光路状态信息光电检测技术
5.4.1 光路状态信息光电检测电路原理
5.4.2 光路状态信息光电检测电路实验
5.5 半导体激光自诊断试验与分析
5.5.1 试验装置及方法
5.5.2 试验结果及分析
5.6 半导体激光自诊断结果的判别
5.7 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 论文研究总结
6.2 论文研究创新
6.3 论文研究展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]强冲击下PZT-5H压电陶瓷的动力响应及电输出特性研究[J]. 唐恩凌,李月,王睿智,韩雅菲,王利,相升海,李振波,高国文,林晓初,刘美,许迎亮. 兵工学报. 2018(05)
[2]激光二极管的阈值电流与光谱特性研究[J]. 金佳,李佛生,马宁生,方恺. 物理与工程. 2017(05)
[3]低温对激光起爆系统能量传输效率的影响（英文）[J]. 贺爱锋,褚恩义,曹椿强,井波,徐奉一,李明,赵冬亚. 含能材料. 2016(07)
[4]恒压驱动对激光阵列起爆系统性能的影响[J]. 任鹏,张蕊,贺爱锋,王浩宇,徐奉一. 火工品. 2016(01)
[5]基于光线追迹的闪光灯泵浦激光聚光腔结构优化[J]. 朱成君,易新,孙晓军,卞进田,郭强. 量子电子学报. 2015(06)
[6]基于激光火工系统的烟火泵浦激光技术[J]. 井波,张蕊,贺爱锋,徐奉一,王浩宇,马玥. 应用光学. 2015(06)
[7]火工品集成技术的发展机遇与途径[J]. 褚恩义,贺爱锋,任西,薛艳. 含能材料. 2015(03)
[8]机载成员逃逸系统激光点火设计[J]. 曹军胜. 仪器仪表学报. 2014(S1)
[9]集成化半导体激光点火系统[J]. 曹军胜. 仪器仪表学报. 2014(S1)
[10]基于总线控制的直列式点火系统[J]. 欧阳丽娥,杨黎明,叶海福. 探测与控制学报. 2014(02)
博士论文
[1]大功率半导体激光阵列芯片封装关键技术研究[D]. 贾冠男.北京工业大学 2017
[2]用于半导体激光器的脉冲恒流源理论与技术研究[D]. 王晴.吉林大学 2011
[3]烟火泵浦激光器原理与实验研究[D]. 肖楠.国防科学技术大学 2009
硕士论文
[1]窄脉冲半导体激光器驱动电源技术研究[D]. 荆云波.长春工业大学 2017
[2]Zr-CNTs-KP复合粒子的制备及激光泵浦性能研究[D]. 朱国灵.西南科技大学 2017
[3]大功率半导体激光器静电损毁机制研究[D]. 黄欣竹.北京工业大学 2017
[4]可调谐激光器模块研制[D]. 刘森.江南大学 2016
[5]基于半导体激光器的激光点火技术研究[D]. 成波.南京理工大学 2016
[6]宽调制比半导体激光器驱动技术研究[D]. 刘斌.天津大学 2013
[7]半导体激光器驱动及温控系统研究[D]. 任雷.电子科技大学 2013
[8]传能光纤仿真研究[D]. 路永涛.电子科技大学 2009
[9]半导体激光器功率稳定性的研究[D]. 李峻灵.哈尔滨理工大学 2007
[10]半导体脉冲激光驱动器的设计方案与实验论证[D]. 杨天虹.吉林大学 2007
本文编号：3154301
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