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节流孔对分离螺母火工冲击的影响

2021-06-16赵象润郭崇星代五四闫利伟金世鑫

含能材料 2021年6期

赵象润,严 楠,郭崇星,代五四,闫利伟,金世鑫

(1. 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室,北京 100081;2. 辽宁北方华丰特种化工有限公司火工品技术研究所,辽宁抚顺 113003)

1 引言

火工装置内的含能材料作用时产生的高频瞬态力学环境导致结构上的高加速度响应被称为爆炸分离冲击或火工冲击(Pyroshock)[1]。过高的火工冲击能够造成航天器上的高灵敏度设备、光学及电子产品等对冲击敏感的元器件的损伤或失效[2]。美国航空航天局(NASA)统计分析了从1963~1985 年的88 次飞行故障事件,其中有63 次直接与火工冲击相关,且大多为致命故障[3-4]。1983~1998 年,美国22 次发射失败记录中有5 次与火工冲击相关[5]。近年来,国内多个航天任务也遇到严重的火工冲击问题[6]。由于航天器对冲击环境要求越来越苛刻,降低分离装置作用过程中附加的冲击响应水平,可以有效提高精密仪器使用寿命和可靠性,对飞行器整体技术发展具有重要的战略意义[7-8]。

分离螺母由于其需要的解锁压力小,产生的分离冲击相对较小,非常适合于级间分离、载荷释放等对低冲击分离有要求的场合[9]。因此分离螺母冲击抑制的研究越来越受到关注。陈文龙等[10]设计的低冲击火工驱动装置考虑了节流效应并采用液体阻尼的方式抑制冲击响应,有较好的降冲击效果,但未能开展液体阻尼对于高低温环境的敏感性分析。水龙等[11]研究了小孔节流对火工作动装置燃气压力的变化规律,结果表明经过节流孔后的动力腔内的压力上升速率降低,但未展开节流孔和冲击响应的相关分析。……

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