气液两相动能发生器试验研究(6)
图2 射流发生器中部实物图（左）构件图（右）
（3）射流发生器膜片设计
在整个的设计中，射流发生器中膜片除了传统意义上的防潮、防尘作用外，点火时的建压作用更为重要。本发生器使用的膜片主要成分为紫铜，因为紫铜的弹性比较好，可以借助构件部分和部分之间的过盈配合，增强闭气效果。并且紫铜具有一定的强度，经计算，膜片厚度选择为0.3mm。由于设计的需要，膜片主要有两层，上部的垫片直径为50mm，下部的垫片直径为62mm。这样，可以使发生器工作后能够将膜片迅速打开，避免燃气壅塞。同时又可适当提高点火压强，使推进剂能够被可靠点燃。
2.2 实验用品介绍
2.2.1 药剂的选择
本次试验初步选定推进剂为多45、CF-3两种；选用小粒黑火药为点火药。
2.2.2 电点火头的发火
电点火头的主要技术指标是电点火头的发火电流、安全电流和发火时间。影响这些性能的因素主要有桥丝的电阻、直径、长度、药剂的爆发点和燃烧特性以及它的加工工艺。
电发火过程时间结构分析测试系统可以测试电点火头发火过程中桥丝的升温时间和点火药的爆发延滞期。
发火时间一般要大于桥丝的通电时间（桥丝的升温时间），其差值可以认为是点火药的爆发延滞期，即发火时间可以被认为是由桥丝的升温时间和点火药的爆发延滞期所组成。
一般而言，点火电流越大，使点火头完全发火所需的通电时间越短，点火药的爆发延滞期也越短，发火时间也变短。
2.2.3 火药的点火
（1）点火原理[25]
为了点燃火药，必须将一部分加热到着火温度。着火温度定义为，引发动传播所需的最低温度。一经点燃，反应就在没有外来能量输入的情况下自动进行。
外加点火刺激在火药中引发一系列的复杂变化。火药在点火过程中主要发生热分解，同时在凝聚相、气相和异相间发生其他一系列反应。一般的物理化学变化通常由一种或数种激发能量将能量传递给固体火药，经过感应加热期就发生分解，大部分活性变化都发生在表面附近。根据火药的组分的不同，表层可能形成熔化层。由于热传导、热辐射深度吸收，凝聚相的光化学分解、亚表面化学反应和热分解等物理化学变化致使熔融层气化或固相升华，表面的燃料和氧化剂扩散进入环境，周围的气体向表面分散，在不同的区域不同组分之间同时发生种种化学反应。气相反应可以发生在放出的燃料气体和周围的氧化性气体间，也可以发生在燃料和火药表面放出的各种氧化性气体间。气相和凝聚相可以在表面产生异相反应，接着是亚表面反应。上述反应有的是吸热的，有的是放热的。化学反应放出的热量超过散失的热量，使凝聚相和气相温度继续升高，最后化学反应和热量释放速率终于失去控制而而着火。后继的燃烧能否稳定的进行下去则依赖于它的工作条件。如果撤去外界冲量后不能追随着火过程产生稳定的燃烧，此点火过程是不完全的。
（2）点火性能[ - ][ ]
由于粒状黑火药具有不规则的几何形状，药粒表面凹凸不平、棱角多，因此当遇到火焰时，这些地方首先接触火焰并产生热点，使局部温度升高，以致整个药团很容易被火焰点燃。而无烟火药表面光滑，不易被火焰点燃，所以无烟药一般要通过黑火药才能被点燃。相同密度的黑火药其药粒粒度越大，则燃速越慢。这是因为粒度小的黑火药，药粒与药粒之间的间隙多，接触面积大，火焰容易扩散和传播。而粒度大的黑火药粒在燃烧时，火焰的传播是由表及里的进行，因此它的传播速度较慢。再者由于它们之间的间隙小，表面积小，所以燃速也较慢[ - ]。黑火药在燃烧时能够产生大量灼热的固体颗粒，他们分散在火焰中，并且密度较大，其中储存有很多热量，所以黑火药燃烧时的火焰具有很强的点燃其他物质的能力。例如可用压制成型的黑火药来点燃无烟火药；用裹有黑火药的导火索来引爆火雷管等。黑火药在常压下燃烧快，火焰的传播速度也快。这是由于黑火药在燃烧时不需要外界供给氧气，其自身所含的硝酸钾能提供足够的氧。此外，黑火药的药粒或装药内部具有较多的空隙，火焰容易钻入这些空隙内进行燃烧，燃烧后的气体产物又造成空隙内的压力很快增大，所以燃烧面积不断扩大，使燃烧和火焰的传播速度不断的加快。黑火药粉的密度较小，空隙多，燃烧速度快，可形成较大的压力和较强的火焰，因此它作为点火药时其性能很好。