活性芯体子弹对柴油油箱引燃效应及机理研究

发布时间：2021-08-20 16:15

　　针对传统惰性子弹对柴油油箱引燃能力不足的问题,提出一种活性材料填充钨合金子弹结构.基于12.7 mm弹道枪,开展了活性芯体子弹对柴油油箱引燃效应实验研究,结合子弹侵彻过程动力学理论分析,得到了弹芯结构、子弹与油箱碰撞位置对引燃效应影响规律,并揭示了活性芯体子弹结构对柴油油箱的引燃机理.研究结果表明,在装填等质量活性材料的情况下,子弹结构活性材料腔长径比越小,子弹实心段长径比越大,活性材料非自持反应释能更完全,燃油流体动压更显著,引燃效率更高;子弹作用油箱位置影响子弹与燃油作用时间,通过影响燃油内流体动压效应及活性材料点火时间,显著影响引燃效率;活性芯体子弹通过动能侵彻流体动压效应及活性材料化学反应释能的双重作用,使其对柴油油箱的引燃效率显著高于传统惰性子弹. 

【文章来源】：北京理工大学学报. 2020,40(10)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

弹芯结构及实验弹

实验中通过12.7 mm口径弹道枪发射活性芯体填充子弹结构,通过调整发射装药量,使子弹先以约800 m/s速度侵彻前置45#钢靶,后与靶后油箱作用(图2(a)). 前置钢靶厚度为15 mm,距前置钢靶20 mm放置模拟油箱. 靶后模拟油箱由壁厚0.2 mm铁皮制成,外形尺寸为358 mm×155 mm×105 mm,前面板上方带一开口,尺寸为40 mm×144 mm,柴油由开口位置注入,柴油液面至开口下沿(图2(b)). 实验过程通过靶后高速摄影仪记录.2 引燃效应及影响因素分析

统计并对比分析两种结构弹芯对柴油油箱的引燃效果,如图 4所示. 结构A子弹中5发引燃,2发闪燃,成功引燃率50%. 相比之下,结构B子弹对柴油油箱7发成功引燃,2发闪燃,引燃概率70%,体现出更优的引燃效果.相比于汽油、煤油,柴油燃点高、挥发性低. 对于柴油油箱而言,需要柴油在高速侵彻体作用下被充分汽化、雾化、热解,侵彻体提供持续的点火能及点火时间,最终引发柴油燃烧. 两种结构子弹材料腔体积相同,装填活性材料芯体质量相等. 对比两种子弹结构,结构B弹芯材料腔直径更大,材料腔深度更浅,使得较之A结构,B结构弹芯钨合金侵彻体长径比增加,侵彻能力更强,穿透前置钢靶后,剩余侵彻体撞击并穿透靶后柴油油箱,在油料液体内产生流体动压效应,造成油箱发生结构破坏的同时,燃油从侵孔及油箱周围喷出、雾化,侵彻过程中被激活的活性材料发生爆燃/爆炸,为油雾提供足够的点火能,引燃柴油. 活性材料的激活-反应过程具有非自持的典型特征,B结构中,活性材料芯体更短的长度及更大的横截面,激活更充分,反应释能更完全,使其引燃效果更佳.

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3353816