过去已经有一些关于烟火式气体发生器燃烧和展开过程理论建模的研究工作。1988年,Wɑng和Nefske基于罐压实验数据,利用平均温度法计算发生器的气体质量流量;计算出来的气体质量流量数据输入CAL 3D程序,分析驾驶员安全气囊系统;在平均温度法中,气体发生器的温度在罐压实验过程里中常数,然后与压力罐的能量方程、守恒方程一起来估算发生器的质量流量。1989年,Wɑng等人提议使用双压法来代替平均温度法以提高计算的准确性,特别是用于大排气孔或者空隙率较高的发生器。在这种方法中,使用了相反的气体动力学原理,利用标准的发生器进行罐压实验来进行流量计算[42]。这两个研究都是以设计乘客约束系统为目的的,仅仅把气体发生器当作乘客约束系统的一个子系统而没有去研究其内部的具体工作过程。
Melena建立了一个理论模型来模拟烟火式气体发生器的燃烧、传热、过滤、流动以及热力学过程,这项研究首先指出了过滤网过滤与传热过程的重要性,并对其进行了模拟。Butler等人对乘客侧安全气囊气体发生器燃烧的短暂热化学过程进行了计算机模拟,还论证了预充气体的混合式发生器的优点。
通过对气体发生器进行仿真模拟,为气体发生器的设计提供了理论依据。(www.xing528.com)
随着各类应用技术的快速发展,气体发生器的应用场合也逐渐增多,但总体上也分为两类:一种是作为气源充满气囊或其他腔体,如汽车安全气囊、跌倒防护气囊、无人机回收、救生手环、救生衣、救生筏、导弹增压以及红外诱饵等;另一种是利用产生气体的推动力做功作为动力源,如无人机弹射、导弹弹射、航天器推进或姿控等。虽然气体发生器本身的体积和质量已经较轻,但它的发展趋势依然是轻量化、小型化。在很多场合,它都可以取代体积和质量较大、制造成本高且维护费用昂贵的高压气瓶或小型液体发动机使用,特别是在寸土寸金的导弹和航天器上,意义更为深远。其快速响应以及免维护的特点,也将大幅提高导弹武器的作战能力。
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