1 绪论 1
1.1 选题背景和意义 1
1.2 国内外低温感装药的研究概况 2
1.2.1 国外的研究状况 2
1.2.2 国内的研究状况 4
1.3 实现低温感装药方法的研究现状 5
1.4 半导体桥（SCB）点火研究现状 7
1.4.1 国内外半导体桥（SCB）火工品的发展 7
1.4.2 国内外对半导体桥点火传热理论研究 9
1.4.3 半导体桥智能点火的研究 10
1.5 本文的主要工作 12
2 利用点火系统降低温度系数理论分析 14
2.1 点火管内燃烧现象的数值模拟 14
2.1.1 物理模型 15
2.1.2 数学模型 15
2.2 数值计算方法 19
2.2.1 差分格式及稳定性条件 19
2.2.2 初始条件 20
2.2.3 边界条件 20
2.3 数值模拟结果与分析 21
2.3.1 计算参数 21
2.3.2 点火管特性的模拟分析 21
2.3.3 改变空隙率的数值模拟 23
2.3.4 多点点火方式的数值模拟 24
2.4 在某口径火炮中半导体桥点火内弹道过程求解分析 27
2.4.1 物理模型 27
2.4.2 数学模型 28
2.4.3 数值计算方法 29
2.4.4 数值模拟结果与分析 31
2.5 点火系统对内弹道性能影响分析 34
2.5.1 影响内弹道性能的点火因素 34
2.5.2 影响内弹道性能的点火参数的分析 36
2.6 本章小结 41
3 半导体桥作用机理的研究 43
3.1 半导体桥的作用原理 43
3.1.1 半导体材料的特殊结构及桥体的特性 43
3.1.2 半导体桥临界能量及输入能量的分析 45
3.1.3 半导体桥状态的转变及等离子体的产生 47
3.2 SCB点燃点火药的传热分析 47
3.2.1 点火药热传输机制的分析 47
3.2.2 瞬态热传导 48
3.2.3 修正的傅里叶热传导模型 50
3.2.4 点火药受热传输机制数值分析 51
3.3 SCB生成等离子体过程中升温机制分析 60
3.3.1 SCB受热升温的数值模拟 60
3.3.2 不同因素对桥体升温性能影响的分析 66
3.4 外加电路对SCB特性的影响 66
3.4.1 电路对SCB电阻动态影响的分析 66
3.4.2 电路对SCB电阻动态影响的计算模型 67
3.4.3 数值模拟结果与分析 73
3.5 SCB作用过程中对电路特性的影响 74
3.5.1 SCB的结构分析 74
3.5.2 SCB对电路影响的模型建立 76
3.5.3 数值模拟结果与分析 79
3.6 本章小结 80
4 半导体桥点火特性的数值仿真分析 81
4.1 半导体桥模型的建立 81
4.1.1 基本方程 82
4.1.2 初始参数的确定 87
4.1.3 初边界条件的确定 98
4.2 数值计算方法 99
4.2.1 方程的离散 100
4.2.2 算法的实现 104
4.3 数值模拟结果和讨论 104
4.3.1 温度分布的规律分析 105
4.3.2 电压与作用时间的关系 106
4.3.3 电压与温度分布的关系 107
4.4 SCB电弧放电模型 107
4.5 本章小结 110
5 半导体桥智能点火系统的设计 111
5.1 发火装置的研究概述 111
5.1.1 半导体桥的结构与制造 112
5.1.2 半导体桥的封装结构 114
5.2 点火系统的总体构成和方案 115
5.2.1 点火系统的总体结构及设计要求 115
5.2.2 点火电路方案设计 117
5.3 点火电路硬件设计与实现 119
5.3.1 反馈信号采集的实现 119
5.3.2 信号调理电路的硬件设计 120
5.3.3 采样触发电路设计 121
5.3.4 控制电路设计 122
5.3.5 受控点火电路设计 126
5.3.6 显示电路设计 127
5.3.7 键盘电路设计 128
5.3.8 与上位机通信部分的硬件设计与实现 129
5.3.9 印制电路板的设计及实物 130
5.4 点火电路系统的软件设计与实现 131
5.4.1 单片机部分的软件设计和实现 131
5.4.2 串口通信中上位机部分的软件设计和实现 135
5.5 本章小结 136
6 结束语 137
6.1 本文主要工作 137
6.2 本文主要创新点 139
6.3 研究展望 139
参考文献 141