作品详情

大赛登录

大赛注册

当前位置：首页大赛首页氢能源炮

大赛简介

大赛作品

大赛动态

联系我们

联系人：王秀秀

电话：010 -66083178

网址：www.qxwq.org.cn　

地址：北京市西城区广安门

内广义街5号广益大厦

大赛作品详情

作品名称：氢能源炮
学校名称：天津理工大学中环信息学院
参赛队伍：曦和
队伍编号：204446
参赛学生：江宗蔚江宗蔚
指导老师：孙贺
投票日期：2024年10月08日 00:00->2024年12月05日 15:00
请在微信端进行投票。点此扫描二维码。

详细说明

氢能源武器作品说明

一、概述

本氢能源武器是一种创新性的装备，其采用的是电解水技术产生氢气和氧气作为能量来源，为弹丸击发提供动力，有望取代传统火药击发方式，带来军事应用领域的革新。

二、原理

1.电解水环节

武器内部配备了高效的电解装置，以水为原料。当装置启动，在电能作用下，水分子（H₂O）被分解为氢气（H₂）和氧气（O₂），这一过程遵循化学方程式：2H₂O =通电= 2H₂↑ + O₂↑。通过精确设计的电极和优化的电解参数，能稳定、快速地产生所需气体。

2.气体浓度的混合

产生的氢气和氧气被输送至特定的混合腔。在此，当氢气浓度达到爆炸范围（通常在4.0% - 75.6%体积浓度）时，装置进入待击发状态。

3.电子点火与爆炸

通过高压模块进行电子打火。电子点火器能产生高能量的电火花，为达到爆炸浓度的氢气和氧气混合气提供引发爆炸的初始能量。此时，氢气和氧气迅速发生剧烈反应，瞬间释放出大量的热能。

4.能量传递与弹丸击发

爆炸产生的高温高压气体形成强大的冲击力，这股力量直接作用在弹丸底部。在极短时间内，推动弹丸沿着武器膛管加速前进，从而实现弹丸的击发，赋予弹丸高速飞向目标的动能。

三、优势

1.环保性

传统火药击发会产生大量有害污染物，如一氧化碳、氮氧化物和固体残渣等。而氢能源武器击发后的主要产物是水，对环境几乎无污染，极大地减少了武器使用对环境和周边生态的破坏。

2.安全性提高

火药本身易燃易爆，在储存、运输和使用过程中存在安全隐患，如意外爆炸等。本氢能源武器在正常状态下，氢气和氧气分开或未达爆炸浓度时相对安全，并且，气体从电解装置输送到混合室的过程中需要经过单向阀，单向阀防止气体与液体回流也阻止了点火时爆炸产生的火焰进入电解装置影响反应

四、技术挑战与解决方案

1.电解效率

为了提高电解水效率，采用多个石墨棒固定在绝缘环上，阴极与阳极交叉排列。如此排列有助于提高电流波形的均匀性，减少产生的气泡对反应的影响，同时优化气体的收集与流动的循环效率。电解液采用浓度为0.3％的硫酸溶液，进一步提高电解效率

2.气体密封与防泄漏

由于氢气的渗透性强，使用亚克力管进行密封，确保气体在装置系统内稳定存储和传输，防止泄漏导致的能量损失和安全问题。同时，亚克力管对低浓度酸性溶液具有耐受性，有效防止电解液的泄露

3.电子点火可靠性

采用高压模块，通过两电极间极高的电压产生电火花进行点火，确保在各种复杂环境下都能可靠点火。

五、总结

最后，这种利用通过点燃电解水产生的氢气爆炸产生的能量的装置，代替传统火药击发弹丸，能够一定程度的减少弹药的生产成本